CN106398106A - 一种人造板用酚醛树脂复合型固化剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及人造板用固化剂，具体公开了人造板用酚醛树脂复合型固化剂及其应用。所述固化剂由碳酸酯和碳酸氢盐以1.0～1.5:1.0～2.0的质量比组成，其中，碳酸酯可以迅速提高酚醛树脂的粘度，对人造板的预压性有很好的帮助，碳酸氢盐类组分，起潜伏固化的作用，在热压过程中与碳酸酯类作用，协同完成固化，更好地提高人造板强度。基于此，本发明还提供了一种人造胶合板，利用所述固化剂与酚醛树脂胶黏剂在1.0MPa，110～120℃的条件下进行胶合板的压制，并筛选了固化剂与酚醛树脂胶黏剂的最佳配比。本发明所述固化剂能够显著降低固化温度、提高固化速度，还能提高所生产人造胶合板的力学性能(如胶合强度)。

Description

一种人造板用酚醛树脂复合型固化剂及其应用
技术领域
本发明涉及人造板用固化剂，具体地说，涉及一种热固性酚醛树脂复合型固化剂。
背景技术
人造板生产是一种高效利用和节约利用木材资源的有效途径，目前，人造板工业已经成为木材加工行业的支柱产业。2014年我国人造板产量已达3.0亿立方米，需要木材胶黏剂1500万吨以上。然而，由于我国人造板行业同质化竞争较为严重，为了更低成本，所产人造板95％以上使用脲醛树脂及其改性产品，耐水、耐候性较差，只能用于家具、地板及室内装饰装修，难以于室外进行使用。
酚醛树脂在生产耐水、耐候人造板制品中相比脲醛树脂有着无可比拟的优势，且具有更高的强度，在国外有着广泛的应用。但酚醛树脂胶粘剂固化温度高、固化速度慢(一般要在130～160℃下热压才能得到好的胶合强度)，造成生产效率低、能量和设备消耗大，这对酚醛树脂在我国的推广使用产生了极大的障碍。
国内关于酚醛树脂快速固化的专利并不多，如公开号CN101067016A的专利申请公开了一种混合酸性卤族化合物作为固化剂的快速固化的酚醛树脂，但主要用作浸渍树脂；公开号CN103834337A的专利申请公开了一种以多聚甲醛、六次甲基四胺、乙二醛溶液或甲醛溶液的一种作为固化剂制作的木结构用的快速固化的酚醛树脂。以上两个技术方案对于人造板用酚醛树脂的快速固化的研究有借鉴意义，但针对性较差，而且即使真正用于人造板工业也没有显出较好的效果。公开号CN104212123A的专利申请公开了一种包括多羟甲基脲混合物、碳酸盐、有机酯类化合物、聚乙烯醇和水复合的碱性酚醛树脂用固化剂，该技术方案对人造板用酚醛树脂的快速固化有很好地指导意义，但制备上较繁琐。因此，亟需一种真正贴合人造板生产实际，简便有效的人造板用酚醛树脂复合型固化剂。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种人造板用酚醛树脂复合型固化剂及其应用。
为了实现本发明目的，本发明的技术方案如下：
第一方面，本发明提供了一种人造板用酚醛树脂复合型固化剂，其由碳酸酯和碳酸氢盐以1.0～1.5:1.0～2.0的质量比组成。
其中，所述碳酸酯为碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯中的一种或多种。
其中，所述碳酸氢盐为碳酸氢钠和/或碳酸氢钾。
作为优选，当所述固化剂由碳酸氢钠和碳酸丙烯酯以1.5:2.0的质量比组成时，其与酚醛树脂胶黏剂配合使用制备胶合板时，能够更好的提高胶合板的胶合强度。
所述固化剂的制备方法为：在碳酸氢盐中加入碳酸酯，搅拌均匀，即得。
第二方面，本发明提供一种胶合板，其为利用本发明所述固化剂与酚醛树脂胶黏剂进行胶合板的压制。
进一步地，所述胶合板的制备方法为：
将所述固化剂按酚醛树脂胶黏剂质量的1.5～2.0％与其(酚醛树脂胶黏剂)混合，利用混合后的胶黏剂将胶合板所用单板在110～120℃的条件下热压成型。
所述酚醛树脂胶黏剂为热固性酚醛树脂，粘度要求在40℃时的格氏管中测量2～3秒。
作为优选，所述固化剂按酚醛树脂胶黏剂质量的2.0％与其混合，能够提高胶合板的胶合强度，并缩短平均凝胶时间，提高了酚醛树脂的固化速度。
更为优选，将胶合板所用单板在1.0MPa，115～120℃的条件下热压成型，能够实现最佳的胶合强度，并达到是最佳的固化速度。
本发明所述胶合板可为本领域常规制备的任何胶合板，所述胶合板所用单板也可为本领域常规使用的单板。
在本发明的具体实施例中，以杨木单板制备三层杨木单板胶合板为例，用以说明本发明技术方案，但并不用来限制本发明请求保护的范围。
本发明的有益效果在于：
本发明针对现有酚醛树脂复合型固化剂的针对性差、效果不佳、配制繁琐的缺点，提供一种人造板用酚醛树脂复合型固化剂，所述固化剂能够显著降低固化温度、提高固化速度，对人造板工业有着良好的针对性。本发明在此基础上还提供了一种胶合板及其制备方法，所述方法简洁易行，使固化剂各组分对酚醛树脂的固化起促进作用，除了提高固化速度、降低固化温度外，还能提高所生产人造板的力学性能(如胶合板的胶合强度)。
本发明所述固化剂中的碳酸酯类组分，可以迅速提高酚醛树脂的粘度，对人造板的预压性有很好的帮助；本发明所述固化剂中的碳酸氢盐类组分，起潜伏固化的作用，在热压过程中与碳酸酯类作用，协同完成固化，更好地提高人造板强度。
所述固化剂制备方法简单，具有良好的社会效益、环境效益和经济效益，可促进当前我国节能减排的基本国策的推行。
具体实施方式
以下以具体实施例详述本发明。
以下实施例中所用原料均为市购得到，无需进行前处理。
所用酚醛树脂胶黏剂粘度：40℃时格氏管2～3秒。
所用单板为杨木单板，规格40*40cm2，单面涂胶24g。
制备三层杨木胶合板的热压压力为1.0MPa，热压时间5min，热压温度设为110℃和120℃。
实施例1
一种人造板用酚醛树脂复合型固化剂的制备，碳酸酯与碳酸氢盐的质量比为1.0:1.0，具体步骤如下：
将30g碳酸氢钠放入到反应器中，加入30g碳酸丙烯酯，搅拌5min至均匀，即得所述人造板用酚醛树脂复合型固化剂。
将所述固化剂与4000g酚醛树脂胶黏剂(按固化剂占胶黏剂质量的1.5％计)混合后，利用其进行杨木胶合板的压制，制备三层杨木单板的热压压力为1.0MPa，热压时间5min，热压温度设为110℃和120℃。
所得胶合强度见表1。
实施例2
一种人造板用酚醛树脂复合型固化剂的制备，碳酸酯与碳酸氢盐的质量比为1.5:2.0，具体步骤如下：
将40g碳酸氢钠放入到反应器中，加入30g碳酸丙烯酯，搅拌5min至均匀，即得所述人造板用酚醛树脂复合型固化剂。
将所述固化剂与4670g酚醛树脂胶黏剂(按固化剂占胶黏剂质量的1.5％计)混合后，利用其进行杨木胶合板的压制，制备三层杨木单板的热压压力为1.0MPa，热压时间5min，热压温度设为110℃和120℃。
所得胶合强度见表1。
实施例3
一种人造板用酚醛树脂复合型固化剂的制备，碳酸酯与碳酸氢盐的质量比为1.0:1.0，具体步骤如下：
将30g碳酸氢钠放入到反应器中，加入30g碳酸丙烯酯，搅拌5min至均匀，即得所述人造板用酚醛树脂复合型固化剂。
将所述固化剂与3000g酚醛树脂胶黏剂(按固化剂占胶黏剂质量的2.0％计)混合后，利用其进行杨木胶合板的压制，制备三层杨木单板的热压压力为1.0MPa，热压时间5min，热压温度设为110℃和120℃。
所得胶合强度见表1。
实施例4
一种人造板用酚醛树脂复合型固化剂的制备，碳酸酯与碳酸氢盐的质量比为1.5:2.0，具体步骤如下：
将40g碳酸氢钠放入到反应器中，加入30g碳酸丙烯酯，搅拌5min至均匀，即得所述人造板用酚醛树脂复合型固化剂。
将所述固化剂与3500g酚醛树脂胶黏剂(按固化剂占胶黏剂质量的2.0％计)混合后，利用其进行杨木胶合板的压制，制备三层杨木单板的热压压力为1.0MPa，热压时间5min，热压温度设为110℃和120℃。
所得胶合强度见表1。
实施例5
一种人造板用酚醛树脂复合型固化剂的制备，碳酸酯与碳酸氢盐的质量比为1.0:1.0，具体步骤如下：
将15g碳酸氢钠放入到反应器中，加入15g碳酸丙烯酯，搅拌5min至均匀，即得所述人造板用酚醛树脂复合型固化剂。
将所述固化剂与2000g酚醛树脂胶黏剂(按固化剂占胶黏剂质量的1.5％计)混合后，测量110℃和120℃下的凝胶时间，所得数据见表2。
实施例6
一种人造板用酚醛树脂复合型固化剂的制备，碳酸酯与碳酸氢盐的质量比为1.5:2.0，具体步骤如下：
将20g碳酸氢钾放入到反应器中，加入15g碳酸二甲酯，搅拌5min至均匀，即得所述人造板用酚醛树脂复合型固化剂。
将所述固化剂与2300g酚醛树脂胶黏剂(按固化剂占胶黏剂质量的1.5％计)混合后，测量110℃和120℃下的凝胶时间，所得数据见表2。
实施例7
一种人造板用酚醛树脂复合型固化剂的制备，碳酸酯与碳酸氢盐的质量比为1.0:1.0，具体步骤如下：
将20g碳酸氢钠放入到反应器中，加入20g碳酸丙烯酯，搅拌5min至均匀，即得所述人造板用酚醛树脂复合型固化剂。
将所述固化剂与2000g酚醛树脂胶黏剂(按固化剂占胶黏剂质量的2.0％计)混合后，测量110℃和120℃下的凝胶时间，所得数据见表2。
实施例8
一种人造板用酚醛树脂复合型固化剂的制备，碳酸酯与碳酸氢盐的质量比为1.5:2.0，具体步骤如下：
将20g碳酸氢钠放入到反应器中，加入15g碳酸丙烯酯，搅拌5min至均匀，即得所述人造板用酚醛树脂复合型固化剂。
将所述固化剂与1750g酚醛树脂胶黏剂(按固化剂占胶黏剂质量的2.0％计)混合后，测量110℃和120℃下的凝胶时间，所得数据见表2。
表1 固化剂组分不同配比及其不同添加量所压杨木单板的平均胶合强度
上述胶合强度按GB/T9846-2004中Ⅰ类胶合板方法检测
表2 固化剂组分不同配比及其不同添加量的平均凝胶时间
从表1、表2可以看出，本发明固化剂能明显地降低酚醛树脂的固化温度，提高了酚醛树脂的固化速度，并提高了酚醛树脂的胶合强度。建议生产采取115℃～120℃的温度区间使用本发明，这样可达到最佳效果。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种人造板用酚醛树脂复合型固化剂，其特征在于，其由碳酸酯和碳酸氢盐以1.0～1.5:1.0～2.0的质量比组成。
2.根据权利要求1所述的固化剂，其特征在于，所述碳酸酯为碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的固化剂，其特征在于，所述碳酸氢盐为碳酸氢钠和/或碳酸氢钾。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的固化剂，其特征在于，所述固化剂由碳酸氢钠和碳酸丙烯酯以1.5:2.0的质量比组成。
5.一种胶合板，其特征在于，利用权利要求1～4任一项所述的固化剂与酚醛树脂胶黏剂进行胶合板的压制。
6.根据权利要求5所述的胶合板，其特征在于，所述胶合板的制备方法为：
将所述固化剂按酚醛树脂胶黏剂质量的1.5～2.0％与其混合，利用混合后的胶黏剂将胶合板所用单板在110～120℃的条件下热压成型。
7.根据权利要求6所述的胶合板，其特征在于，所述固化剂按酚醛树脂胶黏剂质量的2.0％与其混合。
8.根据权利要求6或7所述的胶合板，其特征在于，将胶合板所用单板在1.0MPa，115～120℃的条件下热压成型。
9.根据权利要求8所述的胶合板，其特征在于，所述胶合板为三层，所述胶合板所用单板为杨木单板。
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