CN106079019A

CN106079019A - 一种零甲醛定向刨花板及其制备方法

Info

Publication number: CN106079019A
Application number: CN201610547962.8A
Authority: CN
Inventors: 李燃; 吴振增; 庄清平; 谢拥群; 廖月华; 叶龙锋; 林休端; 杨玉明
Original assignee: Fujian Agriculture and Forestry University
Current assignee: Fujian Agriculture and Forestry University
Priority date: 2016-07-12
Filing date: 2016-07-12
Publication date: 2016-11-09

Abstract

本发明涉及一种零甲醛定向刨花板及其制备方法，该定向刨花板的原料组成按重量份数计为：竹木刨花100份、不饱和聚酯树脂8‑25份、有机过氧化物0.1‑1.5份、促进剂0.01‑0.5份、表面处理剂0.01‑3份和耐水剂0.5‑2份。本发明利用不饱和聚酯树脂作为胶黏剂并对刨花表面进行处理制备零甲醛定向刨花板，所生产出的定向刨花板不含甲醛，板材的耐水性能好，力学性能高，在现有的定向刨花板生产线上稍加改造即可实现产业化，可有效地解决生活空间内的甲醛污染问题，为人造板产品摆脱甲醛释放问题提供了新的解决途径，并提升刨花板的附加值。

Description

一种零甲醛定向刨花板及其制备方法

技术领域

本发明属于人造板技术领域，更具体涉及一种零甲醛定向刨花板及其制备方法。

背景技术

随着生活水平提高，人们对室内空气质量的要求越来越高。家庭装修板材及家具板材来源大部分为三大板，即纤维板、刨花板和胶合板。它们由竹木材（纤维、刨花或单板）与脲醛胶混合压制而成，在使用过程中会缓慢释放出甲醛，导致室内空气污染，影响居民身体健康，长期处于甲醛浓度高的环境中甚至会引发癌症。一百多年来，人们试图脲醛制品的甲醛释放，收效甚微。因其成本低廉、耐水耐腐、强度较好、工艺简单，社会需求量反而不断增加，我国的年生产量和需求量都超过百万吨。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。如何消除甲醛释放影响，同时保证产品质量，是木材工业需要不断探究的课题。目前大部分研究集中以异氰酸酯为胶黏剂，实现零甲醛人造板生产，不过该方法需加入大量脱模剂，容易粘板，生产效率有待提高。

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，经过交联单体或活性溶剂稀释形成的具有一定黏度的树脂溶液，简称UP。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，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。不饱和聚酯与保护直接混合热压制板，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。本发明通过对木纤维表面改性，改善木纤维和不饱和聚酯的相容性，提高内结合力，进而提升定向刨花板性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于定向刨花板加工的零甲醛刨花板及其制备方法。以不饱和聚酯树脂为胶黏剂，开发出新型不释放甲醛，性能优越的刨花板，并在现有的刨花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：

一种零甲醛定向刨花板，原料组成按重量份计为：刨花100份、不饱和聚酯树脂8-25份、引发剂0.1-1.5份、促进剂0.01-0.5份、表面处理剂0.01-3份和耐水剂0.5-2份。

所述的不饱和聚酯树脂为普通商用不饱和聚酯树脂，主链含有-C=C-双键（苯环除外）的聚酯溶于以苯乙烯或其他含-C=C-双键的有机试剂所形成的溶液，不饱和聚酯质量分数为60-80%；所述的引发剂为有机过氧化物，包含氢过氧化物、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者多种；所述的促进剂为环辛酸钴或叔胺类化合物。

所述的表面处理剂为马来酸酐、异氰酸酯、乙酰酮、酚醛溶液和丙烯酸中的一种或多种。

所述的耐水剂为石蜡、硬脂酸锌和硬脂酸镁中的一种或多种。

所述刨花为竹刨花、木刨花或竹木混合刨花，刨花板厚度为15-32mm、密度>0.7 g/cm³。

如上所述的零甲醛定向刨花板的制备方法，具体实施步骤如下：

（A）采用表面处理剂对刨花进行处理并干燥至含水率为3-12wt%，；

（B）施胶不饱和聚酯树脂，加入引发剂和促进剂，再加入耐水剂；

（C）将步骤（B）所得刨花在三层定向铺装机上定向铺装，制得三层定向结构板坯；

（D）采用连续式热压机进行热压得到所述的零甲醛定向刨花板。

步骤（A）中所述刨花的宽度：10-50mm；厚度：0.6-2.0mm；长度：80-200mm。

所述的步骤（C）在三层定向铺装机上定向铺装，上下表层刨花按长度方向平行于铺装成型方向水平排列，铺装厚度分别占板厚度的15%-35%；中心层刨花按长度方向是垂直于铺装成型方向垂直排列，铺装厚度占板厚度的30%-70%；即按上表层15%-35%、中层30%-70%、下表层15%-35%比例进行铺装；

所述步骤（D）中热压温度为160-220 ℃，热压压力为单位压力2.5-20 MPa，热压因子20-100s/mm。

本发明的有益效果在于：

本发明所制得的适用于定向刨花板加工的零甲醛刨花板，具有甲醛“零”释放、力学性能优越、可镂铣加工等特点，无需改造现有刨花板生产线即可实现产业化生产；有效解决了生活环境装饰家具材料的甲醛污染问题，为人造板产品摆脱甲醛释放问题提供了新的解决途径，并大大提升刨花板的附加值。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不仅仅限于这些实施例。

实施例1

将100份木刨花施加1份表面处理剂（异氰酸酯与马来酸酐以1:2混合）并干燥至含水率5wt%，喷入不饱和聚酯树脂20份、叔丁基过氧化氢0.4份、环辛酸钴0.2份，加入0.5份石蜡，组坯，上中下层分别为35%、30%、35%，温度220℃、压力15 MPa、时间7min的条件下热压得到厚度为15 mm的定向刨花板。所述份数为重量份。

实施例2

将100份竹刨花施加0.5份表面处理剂(乙酰酮与丙烯酸以3:1混合)并干燥至含水率12%，喷入不饱和聚酯树脂14份、过氧化二异丙苯0.1份、环辛酸钴0.01份，加入0.5份石蜡，组坯，上中下层分别为25%、50%、25%，温度200℃、压力10MPa、时间10min的条件下热压得到厚度为18mm的定向刨花板。所述份数为重量份。

实施例3

将30份木刨花和70份竹刨花施加1.5份表面处理剂（异氰酸酯与丙烯酸以1:2混合）并干燥至含水率8wt%，喷入不饱和聚酯树脂10份、过氧化甲乙酮0.5份、环辛酸钴0.5份，加入1份石蜡，组坯，上中下层分别为15%、70%、15%，其中上下层为木刨花，中层为竹刨花，温度160℃、压力5MPa、时间15min的条件下热压得到厚度为21 mm的定向刨花板。所述份数为重量份。

实施例4

将100份木刨花施加2.5份酚醛溶液并干燥至含水率12wt%，喷入不饱和聚酯树脂25份、过氧化二碳酸酯1.5份、环辛酸钴0.5份，加入2份石蜡，组坯，上中下层分别为30%、40%、30%，温度220℃、压力3MPa、时间19min的条件下热压得到厚度为24 mm的定向刨花板。所述份数为重量份。

实施例5

将100份竹刨花施加3份异氰酸酯并干燥至含水率3wt%，喷入不饱和聚酯树脂25份、加入过氧化苯甲酰1份、环辛酸钴0.1份，加入1份硬脂酸镁，组坯，上中下层分别为20%、60%、20%，温度220℃、压力20MPa、时间15 min的条件下热压得到厚度为32 mm的定向刨花板。所述份数为重量份。

实施例6

将100份木刨花施加0.01份表面处理剂（异氰酸酯与马来酸酐以1:2混合）并干燥至含水率5wt%，喷入不饱和聚酯树脂8份、过氧化二碳酸酯1.5份、三乙醇胺0.5份，加入1份硬脂酸锌，组坯，上中下层分别为35%、30%、35%，温度220℃、压力2.5MPa、时间25 min的条件下热压得到厚度为15 mm的定向刨花板。所述份数为重量份。

性能测试

上述实施例制得的零甲醛定向刨花板产品，其主要性能指标：密度0.7-1.0g/cm³，甲醛释放量为0 mg/100g，弹性模量(平行和垂直)>5000 MPa，静曲强度 (平行和垂直)>25 MPa，内结合强度>0.8 MPa，吸水厚度膨胀率<10 %，含水率<8%。表1为上述实施例所得产品性能测试结果。产品具有无甲醛释放，力学性能优越等特性，符合国家标准要求，可作为承载板材广泛用于室内装修、家具加工、集装箱底板等。

表1 零甲醛定向刨花板性能测试结果

上述定向刨花板样品1、2、3分别为实施例1,2,3方法制得的产品

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

1.一种零甲醛定向刨花板，其特征在于：所述定向刨花板的原料组成按重量份计为：刨花100份、不饱和聚酯树脂8-25份、引发剂0.1-1.5份、促进剂0.01-0.5份、表面处理剂0.01-3份和耐水剂0.5-2份。

2.根据权利要求1所述的零甲醛定向刨花板，其特征在于：所述的不饱和聚酯树脂为主链含有-C=C-双键但苯环除外的聚酯溶于以苯乙烯或其他含-C=C-双键的有机试剂所形成的溶液，不饱和聚酯质量分数为60-80%。

3.根据权利要求1所述的零甲醛定向刨花板，其特征在于：所述的引发剂为有机过氧化物，包含氢过氧化物、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者多种；所述的促进剂为环辛酸钴或叔胺类化合物。

4.根据权利要求1所述的零甲醛定向刨花板，其特征在于：所述的表面处理剂为马来酸酐、异氰酸酯、乙酰酮、酚醛溶液和丙烯酸中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的零甲醛定向刨花板，其特征在于：所述的耐水剂为石蜡、硬脂酸锌和硬脂酸镁中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的零甲醛定向刨花板，其特征在于：所述刨花为竹刨花、木刨花或竹木混合刨花，刨花板厚度为15-32mm、密度>0.7 g/cm³。

7.一种制备如权利要求1所述的零甲醛定向刨花板的方法，其特征在于：具体实施步骤如下：

8.根据权利要求6所述的零甲醛定向刨花板的制备方法，其特征在于：步骤（A）中所述刨花的宽度：10-50mm；厚度：0.6-2.0mm；长度：80-200mm。

9.根据权利要求6所述的零甲醛定向刨花板的制备方法，其特征在于：所述的步骤（C）在三层定向铺装机上定向铺装，上下表层刨花按长度方向平行于铺装成型方向水平排列，铺装厚度分别占板厚度的15%-35%；中心层刨花按长度方向是垂直于铺装成型方向垂直排列，铺装厚度占板厚度的30%-70%；即按上表层15%-35%、中层30%-70%、下表层15%-35%比例进行铺装。

10.根据权利要求6所述的零甲醛定向刨花板的制备方法，其特征在于：所述步骤（D）中热压温度为160-220 ℃，热压压力为单位压力2.5-20 MPa，热压因子20-100s/mm。