CN105968861A - 一种浅色无醛重组竹板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浅色无醛重组竹板及其制备方法。该重组竹板的原料组成按重量份数计为：竹条或竹束100份、改性不饱和聚酯树脂4‑20份、表面处理剂0.01‑3份、耐水剂0.5‑2份。本发明对竹条或竹束表面进行处理，并利用改性不饱和聚酯树脂作为胶黏剂制备浅色无醛重组竹板，所生产出的重组竹板不含甲醛，板材的耐水性能好，力学性能高，油漆附着性好，无需改造现有的重组竹板生产线即可实现产业化，可有效解决目前重组竹板生产过程大量使用酚醛树脂而导致甲醛大量释放以及重组竹色泽深、用途受限等问题，为重组竹板的广泛应用提供了有效途径。

Description

一种浅色无醛重组竹板及其制备方法

技术领域

本发明属于人造板技术领域，具体涉及一种浅色无醛重组竹板及其制备方法。

背景技术

重组竹产品是以竹条或竹束为原料，在酚醛树脂溶液中浸泡后高温高压制得。重组竹产品以其优异的性能和低甲醛释放的特性而备受关注，是我国自主知识产权产品。然而，重组竹产品色泽深，为深褐色，限制了应用领域，常用于户外地板建材和家具用材。另外，2015年国家环保部已经将三大板和三大胶（脲醛胶、酚醛胶和三聚氰胺甲醛胶）列入了高污染、高环境风险名录，严重制约了人造板的发展。如何消除甲醛释放的影响，减少甲醛胶种使用，同时保证产品质量，是竹木材行业需要不断探究的课题。但目前大部分研究集中以异氰酸酯为胶黏剂，以实现零甲醛人造板的生产。

不饱和聚酯树脂是热固性树脂中最常用的一种，一般是由不饱和二元酸二元醇或者饱和二元酸不饱和二元醇缩聚而成的具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物，可经过交联单体或活性溶剂稀释形成具有一定黏度的树脂溶液，简称UP，其可以在室温下固化，常压下成型，工艺性能灵活，特别适合大型和现场制造玻璃钢制品。固化后树脂综合性能好，力学性能指标略低于环氧树脂，但优于酚醛树脂，具有耐腐蚀性。迄今，国内外用作复合材料基体的不饱和聚酯（树脂）基体基本上是邻苯二甲酸型（简称邻苯型）、间苯二甲酸型（简称间苯型）、双酚A型和乙烯基酯型、卤代不饱和聚酯树脂等。不饱和聚酯以其优异的力学性能，被制作成高强度塑料制品，但几乎未被开发为人造板胶黏剂，其主要原因是竹木纤维的主要成分——纤维素分子的每个重复结构单元含有三个羟基，使竹木纤维呈现出强亲水性、强极性和高结晶度，导致竹木纤维与疏水性的不饱和聚酯（UPR）之间的界面相容性较差。这也是制约竹木纤维/不饱和聚酯复合材料性能提高的关键性问题之一。不饱和聚酯与竹条或竹束直接混合热压制板，尽管具有良好的静曲强度和弹性模量，但是内结合强度和防水性都较差。本发明通过对竹木纤维表面进行改性，以改善竹木纤维和不饱和聚酯的相容性，进而提升重组竹板性能，使其达到国家标准要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种浅色无醛重组竹及其制备方法，其以改性不饱和聚酯树脂为胶黏剂，开发出新型的不释放甲醛、性能优越的重组竹板，其在现有重组竹板生产线上即可实现产业化，经济、社会效益显著，市场前景广阔。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种浅色无醛重组竹板，其原料组成按重量份计为：竹条或竹束100份、表面处理剂0.01-3份、耐水剂0.5-2份、改性不饱和聚酯树脂4-20份。

所述表面处理剂为马来酸酐、异氰酸酯、乙酰丙酮、酚醛溶液、丙烯酸、丙烯酰胺、氟碳表面活性剂中的一种或几种。

所述耐水剂为石蜡、硬脂酸锌、硬脂酸镁中的一种或几种。

所述改性不饱和聚酯树脂的组成按重量份计为：不饱和聚酯树脂100份，有机过氧化物0.1-5份，促进剂0.01-3份，偶联剂0-4份；

所述不饱和聚酯树脂是将主链含有-C=C-双键的脂肪族聚酯或脂环族聚酯溶于含-C=C-双键的有机试剂中形成的溶液，其中所含脂肪族聚酯或脂环族聚酯的质量分数为60-80%；

所述有机过氧化物为氢过氧化物、二烷基过氧化物、二酰基过氧化物、过氧酯、过氧化碳酸酯及酮过氧化物中的一种或几种；

所述促进剂为环烷酸钴或叔胺类化合物；

所述偶联剂为硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂中的一种或两种。

所述浅色无醛重组竹板的制备方法的具体步骤如下：

1）采用表面处理剂对竹条或竹束进行处理；

2）将步骤1）所得竹条或竹束干燥至含水率为3-12%，然后喷入改性不饱和聚酯树脂或将竹条或竹束于改性不饱和聚酯树脂溶液中充分浸泡，再加入耐水剂；

3）将步骤2）所得竹条或竹束经组坯，采用连续式热压机进行热压，得到所述浅色无醛重组竹板，其热压温度为120-220 ℃，压力2.5-30MPa，热压时间6-30min。

本发明的优点在于：

本发明对竹条或竹束表面进行处理，并利用改性不饱和聚酯树脂作为胶黏剂，使热压条件下不饱和聚酯树脂聚合固化制得浅色无醛重组竹板。本发明所得重组竹板具有生产过程中甲醛“零”释放量、色泽浅、可上色、力学性能优越等特点，且无需改造现有重组竹板生产线即可实现产业化生产，有效解决了传统重组竹生产过程中甲醛污染的问题，以及目前重组竹产品色泽深、用途受限的问题，为重组竹板的广泛应用提供了有效途径。

同时，本发明提供的制备方法还可应用于其他纤维类材料的热压重组生产。

具体实施方式

一种浅色无醛重组竹板，其原料组成按重量份计为：竹条或竹束100份、表面处理剂0.01-3份、耐水剂0.5-2份、改性不饱和聚酯树脂4-20份。

所述表面处理剂为马来酸酐、异氰酸酯、乙酰丙酮、酚醛溶液、丙烯酸、丙烯酰胺、氟碳表面活性剂中的一种或几种。

所述耐水剂为石蜡、硬脂酸锌、硬脂酸镁中的一种或几种。

所述改性不饱和聚酯树脂的组成按重量份计为：不饱和聚酯树脂100份，有机过氧化物0.1-5份，促进剂0.01-3份，偶联剂0-4份；

所述不饱和聚酯树脂是将主链含有-C=C-双键的脂肪族聚酯或脂环族聚酯溶于含-C=C-双键的有机试剂中形成的溶液，其中所含脂肪族聚酯或脂环族聚酯的质量分数为60-80%；

所述有机过氧化物为氢过氧化物、二烷基过氧化物、二酰基过氧化物、过氧酯、过氧化碳酸酯及酮过氧化物中的一种或几种；

所述促进剂为环烷酸钴或叔胺类化合物；

所述偶联剂为硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂中的一种或两种。

所述浅色无醛重组竹板的制备方法的具体步骤如下：

1）采用表面处理剂对竹条或竹束进行处理；

2）将步骤1）所得竹条或竹束干燥至含水率为3-12%，然后喷入改性不饱和聚酯树脂或将竹条或竹束于质量浓度为50-85%的改性不饱和聚酯树脂溶液中充分浸泡，再加入耐水剂；

3）将步骤2）所得竹条或竹束经组坯，采用连续式热压机进行热压，得到所述浅色无醛重组竹板，其热压温度为120-220 ℃，压力2.5-30MPa，热压时间6-30min。

为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。

实施例 1

1）采用1重量份异氰酸酯对100重量份竹条进行处理；

2）将100重量份不饱和聚酯树脂、1重量份叔丁基过氧化氢、1重量份环辛酸钴、1重量份硅烷偶联剂与1重量份钛酸酯偶联剂混合制成改性不饱和聚酯树脂；将步骤1）所得竹条干燥至含水率为5%，然后喷入8重量份改性不饱和聚酯树脂，再加入0.5重量份石蜡；

3）将步骤2）所得竹条经组坯，采用连续式热压机于220 ℃、25MPa条件下热压6min，得到厚度为15 mm的浅色无醛重组竹板。

实施例 2

1）采用0.5重量份表面处理剂（将乙酰丙酮与马来酸酐按体积比3:2混合制得）对100重量份竹束进行处理；

2）将100重量份不饱和聚酯树脂、0.5重量份过氧化二异丙苯、0.01重量份环辛酸钴、0.2重量份硅烷偶联剂与0.5重量份钛酸酯偶联剂混合制成改性不饱和聚酯树脂；将步骤1）所得竹条或竹束干燥至含水率为12%，然后喷入11重量份改性不饱和聚酯树脂，再加入0.5重量份石蜡；

3）将步骤2）所得竹束经组坯，采用连续式热压机于200 ℃、15MPa条件下热压15min，得到厚度为18mm的浅色无醛重组竹板。

实施例 3

1）采用2.5重量份表面处理剂（将酚醛溶液与氟碳表面活性剂按体积比1:1混合制得）对100重量份竹条进行处理；

2）将100重量份不饱和聚酯树脂、2重量份过氧化二碳酸酯二异丙酯、1重量份环辛酸钴、3重量份硅烷偶联剂混合制成改性不饱和聚酯树脂；将步骤1）所得竹条干燥至含水率为12%，然后喷入18重量份改性不饱和聚酯树脂，再加入2重量份石蜡；

3）将步骤2）所得竹条经组坯，采用连续式热压机于180 ℃、3MPa条件下热压10min，得到厚度为10 mm的浅色无醛重组竹板。

实施例 4

1）采用1.5重量份表面处理剂（将异氰酸酯与丙烯酸按体积比1:2混合制得）对100重量份竹束进行处理；

2）将100重量份不饱和聚酯树脂、3重量份过氧化甲乙酮、2重量份环辛酸钴、1重量份硅烷偶联剂混合制成改性不饱和聚酯树脂；将步骤1）所得竹束干燥至含水率为8%，然后喷入10重量份改性不饱和聚酯树脂，再加入1重量份石蜡；

3）将步骤2）所得竹束经组坯，采用连续式热压机于160 ℃、2.5MPa条件下热压30min，得到厚度为24 mm的浅色无醛重组竹板。

实施例 5

1）采用3重量份表面处理剂（将异氰酸酯与丙烯酰胺按体积比1:2混合制得）对100重量份竹条进行处理；

2）将100重量份不饱和聚酯树脂、1重量份过氧化苯甲酰、3重量份N,N-二乙基苯胺、3重量份硅烷偶联剂与1重量份钛酸酯偶联剂混合制成改性不饱和聚酯树脂；将步骤1）所得竹条干燥至含水率为3%，然后喷入18重量份改性不饱和聚酯树脂，再加入1重量份硬脂酸镁；

3）将步骤2）所得竹条经组坯，采用连续式热压机于120 ℃、30MPa条件下热压6min，得到厚度为15 mm的浅色无醛重组竹板。

实施例 6

1）采用3重量份表面处理剂（将异氰酸酯与马来酸酐按体积比1:2混合制得）对100重量份竹束进行处理；

2）将100重量份不饱和聚酯树脂、1重量份过氧化苯甲酰、3重量份二甲基苯胺、3重量份硅烷偶联剂与1重量份钛酸酯偶联剂混合制成改性不饱和聚酯树脂；将步骤1）所得竹束干燥至含水率为5%，然后喷入20重量份改性不饱和聚酯树脂，再加入1重量份石蜡；

3）将步骤2）所得竹束经组坯，采用连续式热压机于220 ℃、20MPa条件下热压24min，得到厚度为21 mm的浅色无醛重组竹板。

上述实施例制得的浅色无醛重组竹产品，其主要性能指标：颜色为浅黄偏白，密度>0.8 g/cm³，甲醛释放量为0 mg/100g，弹性模量3000-5000MPa，静曲强度15-35 MPa，水平剪切强度>12MPa，内结合强度>1 MPa，24h吸水厚度膨胀率2-6%，含水率8%。由此可见，本发明所得重组竹产品具有色泽浅，无甲醛释放，力学性能优越等特性，符合国家标准要求，可广泛用于室内装修、家具加工、户外建材、户外地板等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1. 一种浅色无醛重组竹板，其特征在于：其原料组成按重量份计为：竹条或竹束100份、表面处理剂0.01-3份、耐水剂0.5-2份、改性不饱和聚酯树脂4-20份。

2. 根据权利要求1所述的浅色无醛重组竹板，其特征在于：所述表面处理剂为马来酸酐、异氰酸酯、乙酰丙酮、酚醛溶液、丙烯酸、丙烯酰胺、氟碳表面活性剂中的一种或几种。

3. 根据权利要求1所述的浅色无醛重组竹板，其特征在于：所述耐水剂为石蜡、硬脂酸锌、硬脂酸镁中的一种或几种。

4. 根据权利要求1所述的浅色无醛重组竹板，其特征在于：所述改性不饱和聚酯树脂的组成按重量份计为：不饱和聚酯树脂100份，有机过氧化物0.1-5份，促进剂0.01-3份，偶联剂0-4份。

5. 根据权利要求4所述的浅色无醛重组竹板，其特征在于：所述不饱和聚酯树脂是将主链含有-C=C-双键的脂肪族聚酯或脂环族聚酯溶于含-C=C-双键的有机试剂中形成的溶液，其中所含脂肪族聚酯或脂环族聚酯的质量分数为60-80%；

所述有机过氧化物为氢过氧化物、二烷基过氧化物、二酰基过氧化物、过氧酯、过氧化碳酸酯及酮过氧化物中的一种或几种；

所述促进剂为环烷酸钴或叔胺类化合物；

所述偶联剂为硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂中的一种或两种。

6.一种如权利要求1所述的浅色无醛重组竹板的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：

1）采用表面处理剂对竹条或竹束进行处理；

2）将步骤1）所得竹条或竹束干燥至含水率为3-12%，然后喷入改性不饱和聚酯树脂或将竹条或竹束于改性不饱和聚酯树脂溶液中充分浸泡，再加入耐水剂；

3）将步骤2）所得竹条或竹束经组坯，热压机热压，得到所述浅色无醛重组竹板。

7. 根据权利要求6所述的浅色无醛重组竹板的制备方法，其特征在于：步骤3）中所述热压的温度为120-220 ℃，压力2.5-30MPa，热压时间6-30min。