CN107351211A - 一种防腐抗菌的家具板材及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及家具板材，确切的说是一种防腐抗菌的家具板材及其制备工艺，所述的制备工艺包括：(1)将待加工的板材基体放入热水中浸泡，提捞、沥干；(2)将板材基体错位堆码到真空干燥箱中干燥；(3)在步骤(2)中的板材基体表面喷涂气凝胶涂料，在110～130℃的温度下固化30～60min；所述的气凝胶涂料包括以下重量份的物质：成膜物质20～40份、成膜助剂5～8份、分散剂1～5份、银纳米粒子0.1～2份、二氧化钛粒子2～5份、去离子水40～60份；通过在板材基体表面设置气凝胶涂层，防水防潮，隔离外界环境中的细菌、蛀虫，延长了板材基体的使用寿命；气凝胶涂层中包含具有杀菌效果的银纳米粒子和二氧化钛粒子，具有优异的抗菌效果，防止板材基体在后续使用过程中滋生细菌。

Description

一种防腐抗菌的家具板材及其制备工艺
技术领域
本发明涉及家具板材，确切的说是一种防腐抗菌的家具板材及其制备工艺。
背景技术
随着国民经济的发展，人民的生活水平越来越高，对于日常生活和办公活动中的主要设施，尤其是在实木或珍贵木材的家具方面，人们提出了较高的品质要求，不但对家具的造型和功能方面有更多的期望，而且对于木材的手感、外管和使用寿命上，人们也提出来不少的新要求。
现有技术中，木材非常容易遭受微生物和白蚁的侵害，因而导致木材的商业价值大打折扣。木材在进行成型加工前通常要进行防腐处理，以防止制成的成品受到微生物的侵害，从而延长木材的使用寿命。传统的防腐处理是将成型板材放入混合有防腐剂的水池中浸泡若干个小时，在浸泡的过程中，防腐剂侵入到木材中，但是这种水浸入式处理一般是放入池中，到约定时间后打捞起来，再转到烘干车间干燥处理，这种处理工艺设备投资大，工序复杂，环节衔接不畅，对于大批量、高效率的大型家具厂来说，已经很不适应，严重地影响力车间的生产效率和板材防腐处理的品质。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种高效的防腐抗菌处理的家具板材，提高家具板材的使用寿命。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：一种防腐抗菌的家具板材的制备工艺，包括以下步骤：
(1)将待加工的板材基体放入80～90℃的热水中浸泡3～5h，然后提捞、沥至表面水干；
(2)将步骤(1)中的板材基体错位堆码到真空干燥箱中进行低温干燥5～12h，然后关闭加热，冷却至常温后泄压；
(3)在步骤(2)中的板材基体表面喷涂气凝胶涂料，然后在110～130℃的温度下固化30～60min,即得家具板材；
所述的气凝胶涂料包括以下重量份的物质：成膜物质20～40份、成膜助剂5～8份、分散剂1～5份、银纳米粒子0.1～2份、二氧化钛粒子2～5份、去离子水40～60份。
本发明中，先将板材基体进行浸泡，杀灭内部的虫卵和细菌，避免在基体板材的使用过程中发生虫蛀的现象；同时，板材基体的表面喷涂气凝胶涂料，将板材基体与外界环境隔离，避免外界细菌在板材基体中滋生，引发板材基体的腐坏，提高其使用寿命；另外，所述的气凝胶涂料中含有银纳米粒子和二氧化钛粒子，对附着在气凝胶涂层面的细菌进行扑杀，提高了防腐抗菌的能力。
根据本发明，所述的步骤(1)中，采用热水浸泡的目的在于杀灭板材基体表面及其内部的虫卵、细菌，用于浸泡板材基体的浸泡液为35％的双氧水和水按重量比1：(50～65)的混合溶液。
为了充分排出板材基体内部的水分，将浸泡消毒完成的板材基体进行沥干，沥干操作也可以采用鼓风机辅助风干；然后将其错位堆码到真空干燥箱中进行低温烘干，传统的热烘干过程中，板材基体受热，内部应力释放过快，容易发生胀裂的现象，本发明在真空环境中进行低温干燥，不仅提高了板材基体失水的速度，而且避免了内应力释放过快产生胀裂的现象，提高了板材基体的成品率，降低损耗，所述的真空干燥的条件为：抽真空至0.009～0.8Mpa,升温至40～60℃。
根据本发明，本发明中所述的成膜物质为弹性丙烯酸酯乳液。
根据本发明，本发明中所述的成膜助剂为乙二醇、丙三醇、季戊四醇中的一种或一种以上的混合物。
根据本发明，本发明中所述的分散剂为吐温60、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、六偏磷酸钠中的一种或是一种以上的混合物。
根据本发明，本发明中所述的银纳米粒子的平均粒径为10～60nm；所述的二氧化钛粒子的平均粒径为10～80nm。位于该粒径范围内的纳米粒子，在气凝胶涂料中分散均匀，不易团聚沉淀。
银纳米粒子具有优异的抗菌效果，而二氧化钛作为一种高效、无毒的光催化剂，在光照的作用下，二氧化钛对于环境中的微生物具有极强的抑制和杀灭的作用，特别是对于绿脓杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等都具有很强的杀灭作用。
进一步的，本发明中所述的二氧化钛为锐钛型，该晶型的二氧化钛具有更明显的光化学活性，在紫外光的照射下，具有更为优异的光敏催化活性。
本发明还提供了一种防腐抗菌的家具板材，所述的家具板材由上述制备工艺制得，所述的家具板材包括板材基体及覆盖在板材基体表面的气凝胶涂料，所述的板材基体与气凝胶涂料的厚度比为1：(0.02～0.1)。
本发明具有以下技术效果：
1、通过在板材基体表面设置气凝胶涂层，防水防潮，最重要的，隔离外界环境中的细菌、蛀虫，有效的延长了板材基体的使用寿命；
2、气凝胶涂层中包含具有杀菌效果的银纳米粒子和二氧化钛粒子，具有优异的抗菌效果，防止板材基体在后续使用过程中滋生细菌，引发虫蛀，导致出现腐坏的现象；
本发明提供的家具板材的制备工艺，先杀菌、干燥，再封闭、隔离，工艺操作简单，有效的实现了家具板材的防腐抗菌处理，提高其使用寿命。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例1
(1)取35％的双氧水和水按重量比1：58配比成混合液，加热至85℃，将待加工的板材基体放入浸泡4h，然后提捞、沥至表面水干；
(2)将步骤(1)中的板材基体错位堆码到真空干燥箱中，抽真空至0.45Mpa，升温至50℃，保温8h，然后关闭加热，冷却至常温后泄压；
(3)称取以下配方量的物质投入到搅拌桶中混合均匀，得到气凝胶涂料；(具体气凝胶配料总量由板材基体的表面积所决定，以下仅说明本实施例中气凝胶配方中组分重量份)
弹性丙烯酸酯乳液30份
乙二醇6份
吐温60 4份
银纳米粒子(平均粒径50nm)1份
二氧化钛粒子(锐钛型、平均粒径70nm)3份
去离子水50份
(4)在步骤(2)中的板材基体表面喷涂气凝胶涂料，然后在120℃的温度下固化50min,板材基体与气凝胶涂料的厚度比为1：0.08，即得家具板材。
实施例2
(1)取35％的双氧水和水按重量比1：50配比成混合液，加热至80℃，将待加工的板材基体放入浸泡5h，然后提捞、沥至表面水干；
(2)将步骤(1)中的板材基体错位堆码到真空干燥箱中，抽真空至0.009Mpa，升温至40℃，保温5h，然后关闭加热，冷却至常温后泄压；
(3)称取以下配方量的物质投入到搅拌桶中混合均匀，得到气凝胶涂料；(具体气凝胶配料总量由板材基体的表面积所决定，以下仅说明本实施例中气凝胶配方中组分重量份)
弹性丙烯酸酯乳液20份
丙三醇5份
十二烷基硫酸钠1份
银纳米粒子(平均粒径10nm)0.1份
二氧化钛粒子(锐钛型、平均粒径10nm)2份
去离子水40份
(4)在步骤(2)中的板材基体表面喷涂气凝胶涂料，然后在110℃的温度下固化60min,板材基体与气凝胶涂料的厚度比为1：0.02，即得家具板材。
实施例3
(1)取35％的双氧水和水按重量比1：65配比成混合液，加热至90℃，将待加工的板材基体放入浸泡3h，然后提捞、沥至表面水干；
(2)将步骤(1)中的板材基体错位堆码到真空干燥箱中，抽真空至0.8Mpa，升温至60℃，保温12h，然后关闭加热，冷却至常温后泄压；
(3)称取以下配方量的物质投入到搅拌桶中混合均匀，得到气凝胶涂料；(具体气凝胶配料总量由板材基体的表面积所决定，以下仅说明本实施例中气凝胶配方中组分重量份)
弹性丙烯酸酯乳液40份
季戊四醇8份
十二烷基苯磺酸钠5份
银纳米粒子(平均粒径60nm)2份
二氧化钛粒子(锐钛型、平均粒径80nm)5份
去离子水60份
(4)在步骤(2)中的板材基体表面喷涂气凝胶涂料，然后在130℃的温度下固化30min,板材基体与气凝胶涂料的厚度比为1：0.1，即得家具板材。
对比例1
本对比例的家具板材的处理方式与实施例1相同，不同的是取消真空干燥处理工序，仅在常压下，50℃烘烤8h，其余不变。
对比例2
本对比例的家具板材的处理方式与实施例1相同，不同的是所述的气凝胶中不含有银纳米粒子和二氧化钛粒子，其余不变。
对比例3
本对比例的家具板材的处理方式与实施例2相同，不同的是取消真空干燥处理工序，仅在常压下，40℃烘烤5h，其余不变。
对比例4
本对比例的家具板材的处理方式与实施例2相同，不同的是所述的气凝胶中不含有银纳米粒子和二氧化钛粒子，其余不变。
按照日本工业标准JISZ2801“抗菌加工制品——抗菌性能试验方法之抗菌效果”检验抗菌性能，试验选择接种细菌为：(1)大肠杆菌，(2)金黄色葡萄酒菌，(3)绿脓杆菌。在同一环境下培养24h，然后以显微镜观察病菌并得出病菌杀灭率，详细结果记录到表1中。
表1实施例1～3、对比例1～4的家具板材的抗菌性能
由以上数据可以看出，本发明制备工艺得到的家具板材具有优异的抗菌效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种防腐抗菌的家具板材的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将待加工的板材基体放入80～90℃的热水中浸泡3～5h，然后提捞、沥至表面水干；
(2)将步骤(1)中的板材基体错位堆码到真空干燥箱中进行低温干燥5～12h，然后关闭加热，冷却至常温后泄压；
(3)在步骤(2)中的板材基体表面喷涂气凝胶涂料，然后在110～130℃的温度下固化30～60min,即得家具板材；
所述的气凝胶涂料包括以下重量份的物质：成膜物质20～40份、成膜助剂5～8份、分散剂1～5份、银纳米粒子0.1～2份、二氧化钛粒子2～5份、去离子水40～60份。
2.根据权利要求1所述的防腐抗菌的家具板材的制备工艺，其特征在于：在步骤(1)中，用于浸泡板材基体的浸泡液为35％的双氧水和水按重量比1：(50～65)的混合溶液。
3.根据权利要求1所述的防腐抗菌的家具板材的制备工艺，其特征在于：在步骤(2)中，真空干燥的条件为：抽真空至0.009～0.8Mpa,升温至40～60℃。
4.根据权利要求1所述的防腐抗菌的家具板材的制备工艺，其特征在于：所述的成膜物质为弹性丙烯酸酯乳液。
5.根据权利要求1所述的防腐抗菌的家具板材的制备工艺，其特征在于：所述的成膜助剂为乙二醇、丙三醇、季戊四醇中的一种或一种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的防腐抗菌的家具板材的制备工艺，其特征在于：所述的银纳米粒子的平均粒径为10～60nm；和/或
所述的二氧化钛粒子的平均粒径为10～80nm。
7.根据权利要求1所述的防腐抗菌的家具板材的制备工艺，其特征在于：所述的二氧化钛为锐钛型。
8.一种防腐抗菌的家具板材，其特征在于：所述的家具板材由权利要求1～7任意一项所述的防腐抗菌的家具板材的制备工艺制得。
9.根据权利要求8所述的防腐抗菌的家具板材，其特征在于：所述的家具板材包括板材基体及覆盖在板材基体表面的气凝胶涂料；和/或，
所述的板材基体与气凝胶涂料的厚度比为1：(0.02～0.1)。
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