CN104804684B - 一种松节油捕捉剂低醛实木复合地板的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种松节油捕捉剂低醛实木复合地板的生产方法，该制胶工艺采用一次性加入甲醛，分三次加入尿素和三聚氰胺的方法，控制反应速率，避免包埋现象的产生，促进甲醛的完全反应。三次加入尿素，每次加入的尿素与甲醛的聚合反应速率和条件都不一样，可分成预聚合、聚合和聚合后期三个阶段。为了提高脲醛树脂的物理结构性能，在最后一次投入尿素时加入偶联剂。在调胶时加入松节油捕捉剂，与脲醛树脂中游离的甲醛单体反应。该工艺制得的实木复合地板甲醛残余量低，胶黏性好，防潮性能好，生产成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种松节油捕捉剂低醛实木复合地板的生产方法。
背景技术
近年来，随着装修热在各大中城市盛行，人造板作为室内装修装饰和家具板材的主要材料得到极其广泛的应用。由于人造板的制造和使用中广泛应用了醛类胶黏剂，因此在应用过程中会不同程度地释放出甲醛气体；国外早在上世纪 60 年代就开始注意甲醛的释放及对人体的危害，随后开始逐步加强对甲醛释放量的控制。伴随着人们生活水平的提高和环境概念的加强，我国对人造板中的甲醛释放给予充分重视，于 2002 年 1月 1日起开始实施强制性国家标准《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》，很多人造板企业根据国家标准，积极探索，采用改善生产工艺等各种措施有效降低甲醛的释放，减少空气中甲醛的污染和危害。人造板是以木材或其他非木材植物为原料，经一定机械加工分离成各种单元材料后，施加胶粘剂和其他添加剂胶合而成的板材或模压制品。
人造板最常用的胶黏剂是脲醛树脂或改性脲醛树脂，而这两种树脂的生产原料之一是甲醛，因此，采用这两种作为胶黏剂的人造板均不可避免的释放甲醛。甲醛是健康的隐形杀手，人在室内的甲醛浓度大于10mg/m³这样的环境呆5小时，就会感到头晕，长期处在这样的环境，就会致癌，因此甲醛释放量是制约人造板行业发展的一个重要因素。
如何降低人造板的甲醛释放量？中国专利CN201010244439.0公开了一种人造板，该人造板采用氰乙基化纤维作为人造板的胶黏剂，由于胶黏剂的原料不含有甲醛，避免了甲醛的释放，但该胶黏剂成本高，粘结强度不是很理想。
为降低游离甲醛含量，可以在人造板制板时加入甲醛捕获剂，也可在调胶中加入甲醛捕获剂，也可在人造板后期施加甲醛捕捉剂。甲醛捕捉剂主要是利用捕获剂中的各种化合物与甲醛进行络合、氧化、加成等反应来破坏、分解甲醛，使二者反应生成水、二氧化碳及无毒的反应产物，从而达到消除产品中甲醛的目的。甲醛捕捉剂可以是无机化合物，也可以是有机化合物，其消醛效果相当好。
发明内容
本发明的目的是提供一种松节油捕捉剂低醛实木复合地板的生产方法。脲醛树脂的生产方法，通过降低聚合反应包埋现象的发生，降低单体甲醛的残留量，生产出低甲醛残留量脲醛树脂；本发明的另一个目的是公开一种采用含蒎烯的松节油捕捉剂。降低甲醛的释放量，通过改进制胶工艺，使原料甲醛几乎或者完全反应，降低甲醛的残留量。该制胶工艺采用一次性加入甲醛，分三次加入尿素和三聚氰胺的方法，控制反应速率，避免包埋现象的产生，促进甲醛的完全反应。为了提高脲醛树脂的物理结构性能，在最后一次投入尿素时加入适量的偶联剂。在调胶时加入松节油捕捉剂，与脲醛树脂中游离的甲醛单体反应。
预聚合：反应釜中加入甲醛溶液，用甲酸调节pH值为2.6～3，加入甲醛溶液重量0.5～0.6%的聚乙烯醇，聚乙烯醇主要起到改性脲醛树脂的作用，可以提高脲醛树脂的耐水性和粘结强度。加入甲醛溶液重量15%的尿素，升温至55～57℃，保温反应35min。
聚合：预聚合阶段结束，加碱，调节反应液的pH值为8.6～8.8，加入甲醛溶液重量25%的尿素，加入甲醛溶液重量1.5%的三聚氰胺，三聚氰胺主要起到改性脲醛树脂的作用，可以提高脲醛树脂的耐水性和粘结强度，升温反应液至96～98℃，保温反应90min。
聚合后期阶段：此反应温度降到65～69℃，反应时间91～95min,尿素的加入量为甲醛溶液重量的45～50%，可同时加入甲醛溶液重量2.5%的三聚氰胺。为了提高交联度，可在脲醛树脂体系中加入偶联剂，加入量为总物料重量的5～8％，反应完成后降温至室温，得到改性脲醛树脂胶。
胶液调制：在改性脲醛树脂胶中边搅拌边加入为改性脲醛树脂胶重量的8～10%的本发明的松节油捕捉剂,搅拌5min，得到松节油捕捉剂改性的脲醛树脂胶。
制板工艺：在制板的表层施加改性脲醛树脂胶，里层施加本发明的松节油捕捉剂改性的脲醛树脂胶，使之吸收其中的游离甲醛。涂胶量为150～160g/m2(单面),压制5～9层实木复合地板,实木复合地板表层为柞木单板，规格为300×300×1.8 mm，含水率为3～5%，中间层及底层为杨木单板，规格300 mm×300 mm×1.8 mm，含水率8%～10%，每种调胶配比压板1张。在单位压力0.8～0.9MPa下,预压1～2h；热压压力0.5～0.9MPa,温度为120～130℃,时间视胶液固化时间而异。
性能检测 ：胶黏剂黏度、固化时间、pH、游离甲醛含量按GB/T 14074-93《木材胶粘剂及其树脂检验方法》测定；胶合强度、甲醛释放量按GB/T 17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》检测。
上述的反应过程一直都是在搅拌下进行的。
聚合后期反应结束后，用冷却水对溶液冷却至室温，得到低甲醛残留量脲醛树脂。
所述的甲醛溶液为含有甲醛37%的水溶液。
所述的松节油捕捉剂为马尾松、加勒比松、云南松和南亚松中提取的松节油的一种或任意两种以上的混合物。
所述的偶联剂为三羟基甲基硅烷。
本发明产生的积极效果是：
1. 发明人首先通过改进制胶工艺开始，即一次加入甲醛，多次加入尿素，并在预聚合，聚合，聚合后期，加入适量的聚乙烯醇或三聚氰胺，使原料甲醛几乎或者完全反应，降低甲醛的残留量的同时并提高了脲醛树脂的耐水性和粘结强度。
2.为了更进一步提高脲醛树脂的物理结构性能，在最后一次投入尿素时加入适量的具有高反应活性、耐高低温性、耐候性、憎水性及表面张力小的偶联剂即三羟基甲基硅烷。三羟基甲基硅烷含有三个-OH,能够与树脂中-NH2，-CH2OH的等进行反应，形成Si-O-C键并且容易形成网状结构增加交联度。同时，大量的-Si-OH能够和木材中的-OH进行反应，因而能够增加强度。这种Si-O-C键比C-O-C键更稳定，这样可以减少-CH2-O-CH2-断裂释放甲醛的可能，并且由于-CH2OH参与反应，进而可以提高胶合板的耐水性，同时能够与树脂中的甲醛进行反应，所以能降低游离甲醛。
3.在调胶时加入松节油捕捉剂，与脲醛树脂中游离的甲醛单体反应。松节油甲醛捕捉剂主要是利用松节油中的蒎烯与甲醛进行络合、氧化、加成等反应来破坏、分解甲醛，使二者反应生成水、二氧化碳及无毒的反应产物，从而达到消除产品中甲醛的目的。本工艺生产出的实木复合地板甲醛残余量低，粘结性强，防潮性能好，保护消费者的身体健康。
具体实施方式
实施例1
预聚合：反应釜中加入甲醛溶液，用甲酸调节pH值为2.6，加入甲醛溶液重量0.5%的聚乙烯醇，加入甲醛溶液重量15%的尿素，升温至55～57℃，保温反应35min。
聚合：预聚合结束后，反应液加入氢氧化钠，调节反应液pH为8.6，加入甲醛溶液重量25%的尿素，加入甲醛重量1.5%的三聚氰胺，升温反应液至96～98℃，保温反应90min。
聚合后期：聚合反应结束后，加入甲醛溶液重量45%的尿素，加入甲醛溶液重量2.5%的三聚氰胺，加入总物料重量的5％的三羟基甲基硅烷，此阶段反应温度降至65～69℃，反应时间91～95min。反应结束后把反应液温度降至室温，过滤，除去多余的尿素，得到改性脲醛树脂胶。
胶液调制：在改性脲醛树脂胶中边搅拌边加入为改性脲醛树脂胶重量的8%的从马尾松中提取的松节油捕捉剂,搅拌5min ，得到松节油捕捉剂改性的脲醛树脂胶。
制板工艺：在制板的表层施加改性脲醛树脂胶，里层施加本发明的松节油捕捉剂改性的脲醛树脂胶，使之吸收其中的游离甲醛。涂胶量为150g/m2(单面),压制5层实木复合地板,实木复合地板表层为柞木单板，规格为300×300×1.8 mm，含水率为3～5%，中间层及底层为杨木单板，规格300 mm×300 mm×1.8 mm，含水率8%～10%，单板在单位压力0.8MPa下,预压1h；热压压力0.5MPa,温度为120～124℃, 调制后胶黏剂游离醛为0.18%，PH为7.9，固化时间为226s,热压时间为335s,胶合强度为2.11MPa ，制板后测得甲醛释放量为0.07mg/L。
性能检测 ：胶黏剂黏度、固化时间、pH、游离甲醛含量按GB/T 14074-93《木材胶粘剂及其树脂检验方法》测定；胶合强度、甲醛释放量按GB/T 17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》检测。
实施例2
预聚合：反应釜中加入甲醛溶液，用甲酸调节pH值为2.7，加入甲醛溶液重量0.5%的聚乙烯醇，加入甲醛溶液重量15%的尿素，升温至55～57℃，保温反应35min；
聚合：预聚合结束后，反应液加入氢氧化钠，调节反应液pH为8.7，加入甲醛溶液重量25%的尿素，加入甲醛溶液重量1.5%的三聚氰胺，升温反应液至96～98℃，保温反应90min。
聚合后期：聚合反应结束后，加入甲醛溶液重量47%的尿素,加入甲醛溶液重量2.5%的三聚氰胺，加入总物料重量的7％的三羟基甲基硅烷，反应温度降至65～69℃，反应时间91～95min。反应结束后把反应液温度降至室温，过滤，除去多余的尿素，得到改性脲醛树脂胶。
胶液调制：在改性脲醛树脂胶中边搅拌边加入改性脲醛树脂胶重量的9%的从加勒比松中提取的松节油捕捉剂,搅拌5min ，得到松节油捕捉剂改性的脲醛树脂胶。
制板工艺：在制板的表层施加改性脲醛树脂胶，里层施加本发明的松节油捕捉剂改性的脲醛树脂胶，使之吸收其中的游离甲醛。涂胶量为155g/m2(单面),压制7层实木复合地板,实木复合地板表层为柞木单板，规格为300×300×1.8 mm，含水率为3～5%，中间层及底层为杨木单板，规格300 mm×300 mm×1.8 mm，含水率8%～10%，单板在单位压力0.8MPa下,预压1.6h；热压压力0.7MPa,温度为124～126℃,调制后胶黏剂游离醛为0.19%，PH为7.8，固化时间为230s,热压时间为335s,胶合强度为2.20MPa ，制板后测得甲醛释放量为0.06mg/L。
性能检测 ：胶黏剂黏度、固化时间、pH、游离甲醛含量按GB/T 14074-93《木材胶粘剂及其树脂检验方法》测定,符合要求；胶合强度、甲醛释放量按GB/T 17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》检测，符合要求。
实施例3
预聚合：反应釜中加入甲醛溶液，用甲酸调节pH值为3，加入甲醛溶液重量0.5～0.6%的聚乙烯醇，加入甲醛溶液重量15%的尿素，升温至55～57℃，保温反应35min。
聚合：预聚合结束后，反应液加入氢氧化钠，调节反应液pH为8.8，加入甲醛溶液重量25%的尿素，加入甲醛溶液重量1.5%的三聚氰胺，升温反应液至96～98℃，保温反应90min。
聚合后期：聚合反应结束后，加入甲醛溶液重量50%的尿素，加入甲醛溶液重量2.5%的三聚氰胺，加入总物料重量的8％的三羟基甲基硅烷，此阶段反应温度降至65～69℃，反应时间91～95min 。反应结束后把反应液温度降至室温，得到改性脲醛树脂胶。
胶液调制：在改性脲醛树脂胶中边搅拌边加入改性脲醛树脂胶重量的10%的从云南松中提取的松节油捕捉剂,搅拌5min ，得到松节油捕捉剂改性的脲醛树脂胶。
制板工艺：在制板的表层施加改性脲醛树脂胶，里层施加本发明的松节油捕捉剂改性的脲醛树脂胶，使之吸收其中的游离甲醛。涂胶量为160g/m2(单面),压制9层木板,在单位压力0.9MPa下,预压1.8h；热压压力0.9MPa,温度为126～130℃, 调制后胶黏剂游离醛为0.17%，PH为7.8，固化时间为235s,热压时间为335s,胶合强度为2.25MPa，制板后测得甲醛释放量为0.04mg/L。
性能检测 ：胶黏剂黏度、固化时间、pH、游离甲醛含量按GB/T 14074-93《木材胶粘剂及其树脂检验方法》测定,符合要求；胶合强度、甲醛释放量按GB/T 17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》检测，符合要求。
Claims (1)
1.一种松节油捕捉剂低醛实木复合地板的生产方法，其特征在于：其生产方法分为六个步骤，即脲醛树脂预聚合阶段，聚合阶段，聚合后期阶段，胶液调制阶段，制板工艺阶段，性能检测阶段；
所述的脲醛树脂预聚合阶段的生产步骤为：反应釜中加入甲醛溶液，用甲酸调节pH值为2.6～3，加入甲醛溶液重量0.5～0.6%的聚乙烯醇，加入甲醛溶液重量15%的尿素，升温至55～57℃，保温反应35min；
所述的脲醛树脂聚合阶段的生产步骤为：预聚合阶段结束，加碱，调节反应液的pH值为8.6～8.8，加入甲醛溶液重量25%的尿素，加入甲醛溶液重量1.5%的三聚氰胺，升温反应液至96～98℃，保温反应90min；
所述的脲醛树脂聚合后期阶段的生产步骤为：投入甲醛溶液重量的45～50%的尿素，同时加入甲醛溶液重量2.5%的三聚氰胺和总物料重量的5～8％的偶联剂，此阶段的反应温度降到65～69℃，反应时间91～95min,最后降温至室温，得到改性脲醛树脂胶；
所述的偶联剂为三羟基甲基硅烷；
所述的胶液调制阶段的生产步骤为：在改性脲醛树脂胶中边搅拌边加入为改性脲醛树脂胶重量的8～10%的松节油捕捉剂,搅拌5min ，得到松节油捕捉剂改性的脲醛树脂胶；
所述的松节油捕捉剂为从马尾松、加勒比松、云南松和南亚松中提取的松节油中的一种或任意两种以上的混合物；
所述的制板工艺阶段的生产步骤为：在制板的表层施加改性脲醛树脂胶，里层施加松节油捕捉剂改性的脲醛树脂胶，使之吸收其中的游离甲醛；单面涂胶量为150～160g/m2，压制5～9层实木复合地板,实木复合地板表层为柞木单板，规格为300 mm×300 mm×1.8 mm，含水率为3～5%，中间层及底层为杨木单板，规格300 mm×300 mm×1.8 mm，含水率8%～10%，每种调胶配比压板1张；在单位压力0.8～0.9MPa下,预压1～2h；热压压力0.5～0.9MPa,温度为120～130℃，时间视胶液固化时间而异；
所述的性能检测阶段的标准为：胶黏剂黏度、固化时间、pH、游离甲醛含量按GB/T14074-93《木材胶粘剂及其树脂检验方法》测定；胶合强度、甲醛释放量按GB/T 17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》测定。
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