CN107815159A - 一种水性木香板用环保型复合消醛剂及其制备和使用方法 - Google Patents

一种水性木香板用环保型复合消醛剂及其制备和使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种水性木香板用环保型复合消醛剂，包括如下重量份数的组分：酸热触媒消醛剂2～4份，热触媒消醛剂1～2份，耐高温高压长效消醛剂10～20份。该合消醛剂环保无毒，具有耐高温高压性能，可在浸渍胶膜装饰纸贴面热压成型之前添加涂布使用，可将产品内含有或释放的极微量甲醛消除到无醛级，同时对正常生产没有造成影响，也没有降低产品的外观质量和其他性能，具有较高的实用性和推广价值。

Description

一种水性木香板用环保型复合消醛剂及其制备和使用方法
技术领域
本发明属于木质人造板领域，具体涉及一种水性木香板用环保型复合消醛剂及其制备和使用方法。
背景技术
水性木香板是近两年在我国率先发展起来的新一代环保型木质人造板产品。其基板使用水性无醛胶进行生产，在整个生产过程中无甲醛等醛类有害物质添加，是真正绿色环保的产品。但是，水性木香板的基板，并不是最终的成品，还需要进行二次加工，在基板的板面上压贴各种具有装饰效果的浸渍胶膜装饰纸。由于浸渍胶膜装饰纸目前尚没有无醛级的产品，甲醛释放量最低的浸渍胶膜装饰纸是E0级(甲醛释放量＜0.5mg/L)。使用E0级浸渍胶膜装饰纸，对无醛级的木香板基板进行贴面装饰加工，最终的产品会因装饰纸含有微量甲醛而在其后期的存放、使用过程中释放有极微量的甲醛，导致最终成品的甲醛释放量无法达到无醛级(甲醛释放量检出值为未检出)。
为使最终成品的甲醛释放量达到无醛级，必须对含有微量甲醛的浸渍胶膜装饰纸或其贴面后的水性木香板产品进行消醛处理。而消醛处理的效果，取决于消醛剂的选用。消醛剂是一种可以赋予被添加使用的材料具有消除甲醛等醛类有害物质的材料功能改性剂。目前市场上暂没有专用于水性木香板的消醛剂公开销售，外购可买到的木质人造板用消醛剂多为通用型消醛剂，但该类消醛剂用于水性木香板的使用效果并不好。主要是因为该类消醛剂，存在有两大缺点。一是：该类消醛剂，不耐高温、高压，适合在常温常压下(在热压之后)使用；如遇到高温、高压则容易分解、失去长效性。二是：该类消醛剂，为液态溶液类，对木质人造板成品不同的表面材质，有不同的适应性。
木香板成品表面材质是胶粘剂树脂涂层，对溶液类消醛剂的吸收性能和抗结晶性能非常差。木香板成品涂布添加该类消醛剂时，如果是冷板涂布，成品表面干燥后会有大量的溶质晶体在板面上结晶而影响板面外观；如果是热板涂布，则成品表面容易产生黄斑、水渍、板面发黄等外观质量缺陷。如果该类消醛剂在装饰纸贴面热压成型之前涂布添加，则所形成的消醛层因不耐高温高压，会在热压贴面过程中分解、失去长效性，不仅会导致产品泡板率(指板材各材料层因排汽不畅而鼓泡、起泡造成不良品的比率)增加，而且还会造成最终成品的甲醛释放量不稳定，无法长期维持在无醛级水平。为了解决水性木香板在现有生产工艺中采用通用型消醛剂进行消醛处理时，所存在的甲醛释放量与板面外观质量无法兼顾的技术难题，改变“以外观质量风险的增加换取甲醛释放量达到无醛级”的无奈之局，必须研究开发一种比通用型消醛剂更加适用于水性木香板的环保型复合消醛剂。
发明内容
本发明的目的在于根据上述背景技术的现状，提供了一种水性木香板用环保型复合消醛剂，其环保无毒，具有耐高温高压性能，可在浸渍胶膜装饰纸贴面热压成型之前添加涂布使用，具有较高的实用性和推广价值。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种水性木香板用环保型复合消醛剂，包括如下重量份数的组分：
酸热触媒消醛剂 2～4份，
热触媒消醛剂 1～2份，
耐高温高压长效消醛剂 10～20份。
优选地，所述酸热触媒消醛剂为固体酰胺类化合物，化学结构通式为：R1-CO-NH-R2，其中，R1、R2为取代基，各自独立地为氢、C1-C4的烷基、五元杂环基或亚乙基、乙烯基，所述酸热触媒消醛剂优选为MU13、MU14、MU15中的一种或多种。
优选地，所述热触媒消醛剂为固体有机脲类化合物，化学结构通式为：R3-NH-CO-NH-R4，其中，R3、R4为取代基，各自独立地为氢、C1-C4的烷基、亚乙基、乙烯基或乙撑基，所述热触媒消醛剂优选为HZ01、HZ02、HZ03中的一种或多种。
优选地，所述耐高温高压长效消醛剂为磷铵盐类化合物，化学结构通式为：(NH4)n+2PnO3n+1，n＝1～20，所述耐高温高压长效消醛剂优选为GUP01、GUP02、GUP03中的一种或多种。
优选地，所述水性木香板用环保型复合消醛剂为水剂。
上述水性木香板用环保型复合消醛剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将酸热触媒消醛剂、热触媒消醛剂、耐高温高压长效消醛剂加入水，充分溶解；
(2)将步骤(1)的溶液pH值调节至5～7。
优选地，调节溶液pH后，过滤除去溶液中的不溶物杂质。
上述水性木香板用环保型复合消醛剂的使用方法，包括
(1)将所述水性木香板用环保型复合消醛剂喷涂在水性木香板基板上，干燥；
(2)在水性木香板基板上覆盖浸渍胶膜装饰纸，热压成型。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为水性木香板用环保型复合消醛剂的使用流程图，
其中，1、无醛水性木香板基板；2、喷涂消醛剂的喷雾器；3、在基板表面形成的消醛层；4、E0级浸渍胶膜装饰纸。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所述水性木香板用环保型复合消醛剂的配方(水剂)：酸热触媒消醛剂(2～4重量份)、热触媒消醛剂(1～2重量份)、耐高温高压长效消醛剂(10～20重量份)、pH值调节剂(10～15重量份)、水(59～77重量份)，pH5～7。
热触媒消醛剂过多会有鼓泡、起泡等不良品风险；酸热消醛剂过多会影响浸渍纸胶合强度；没有酸热触媒消醛剂、或热触媒消醛剂组分，则消醛效力满足不了要求；没有耐高温高压长效消醛剂组分或过少，则成品使用存放过程中无法稳定长期保持无醛级。
(1)所述酸热触媒消醛剂为固体酰胺类化合物，化学结构通式为：R1-CO-NH-R2，其中，R1、R2为取代基，各自独立地为氢、C1-C4的烷基、五元杂环基或亚乙基、乙烯基，具体可选用兰州科天水性科技有限公司生产销售的MU13、MU14、MU15，品质等级为工业级优等品。
(2)所述热触媒消醛剂为固体有机脲类化合物，化学结构通式为：R3-NH-CO-NH-R4，其中，R3、R4为取代基，各自独立地为氢、C1-C4的烷基、亚乙基、乙烯基或乙撑基，具体可选用兰州科天水性科技有限公司生产销售的HZ01、HZ02、HZ03，品质等级为工业级优等品。
(3)耐高温高压长效消醛剂为磷铵盐类化合物，化学结构通式为：(NH4)n+2PnO3n+1，n＝1～20，具体可选用兰州科天水性科技有限公司生产销售的GUP01、GUP02、GUP03，品质等级为工业级优等品。
(4)所述pH值调节剂采用兰州科天水性科技有限公司生产销售的ZRK12、ZRK13，品质等级为工业级优等品。
制备过程包括如下步骤：
A、备料。按照上述配方，提前准备所需的各种材料。
B、将酸热触媒消醛剂、热触媒消醛剂、耐高温高压长效消醛剂添加到溶解槽中，添加次序不作限制。然后，再往溶解槽中加水。完成之后，即可启动溶解槽自带的搅拌器，将槽内物质搅拌、分散，充分溶解成完全溶解的混合溶液。
C、在搅拌状态下往溶解槽内添加pH值调节剂，将溶液pH值调到5～7。
D、pH值调定之后，经过滤去除不溶物杂质，即可将其定量分装到储存用的容器桶内，并密封存放、待用。
按照上述配方和制备方法，所制备的复合消醛剂，常态下各组分之间相互兼容，无明显气味，其外观为无色透明或浅黄色透明的澄清溶液，其pH值约为5～7，对自然环境的影响与常见的磷氮类农业化肥相当，产品或人体接触安全无危害，木材接触不变色，在常温常压下性能稳定，不易挥发，有效使用期为长期。该复合消醛剂，可现配现用，也可预先制备后存放待用。
该环保型复合消醛剂用于水性木香板时，应在无醛水性木香板基板表面上涂布添加，涂布量在35～70g/㎡单面时，可获得最佳的使用效果。在消醛剂涂布之后，即可在基板表面形成消醛层；消醛剂各成分即时就可以产生消除甲醛的功效，捕捉产品及其周边环境所含有或释放的微量甲醛，并与之反应生成不可逆的无毒无害的其他化学物质，从而达到消醛的效果。其中，酸热触媒消醛剂、热触媒消醛剂在热压时(酸热条件下)发挥最大的消醛功效；而配方中的耐高温高压长效消醛剂成分则可以经受高温高压等各种严酷的环境条件，在基板与浸渍胶膜装饰纸完成热压贴面成型之后依然可持续保持有良好的消醛功效；在整个使用过程中，甲醛消除率较高，综合消醛效果比较好。无醛水性木香板基板，按35～70g/㎡单面的涂布量，在表面上涂布消醛剂、形成消醛层之后，再覆盖压贴E0级(甲醛释放量0.2～0.5mg/L)的低醛浸渍胶膜装饰纸，最终胶合成型的产品其甲醛释放量可长期稳定在无醛级(甲醛释放量检出值为未检出)；同时，消醛剂的使用对产品的正常生产并没有影响，也没有降低产品的外观质量和其他理化性能。该消醛剂的具体使用流程如图1所示。
实施例1
(一)环保型复合消醛剂的配方
(1)酸热触媒消醛剂：选用MU13，颗粒状，工业级优等品，用量2公斤；
(2)热触媒消醛剂：选用HZ01，颗粒状，工业级优等品，用量1公斤；
(3)耐高温高压长效消醛剂：选用GUP01，颗粒状，工业级优等品，用量20公斤；
(4)pH值调节剂：选用ZRK12，粉状，工业级优等品，用量10～15公斤；
(5)纯净自来水，用量62～67公斤。
(二)环保型复合消醛剂的制备
A、备料。按照上述配方，提前准备所需的各种材料。
B、将酸热触媒消醛剂、热触媒消醛剂、耐高温高压长效消醛剂添加到溶解槽中，添加次序不作限制。然后，再往溶解槽中加水。完成之后，即可启动溶解槽自带的搅拌器，将槽内物质搅拌、分散，充分溶解成完全溶解的混合溶液。
C、在搅拌状态下往溶解槽内添加pH值调节剂，将溶液pH值调到6～7。
D、pH值调定之后，经过滤去除不溶物杂质，即可将得到的保型复合消醛剂溶液定量分装到储存用的容器桶内，并密封存放、待用。
(三)环保型复合消醛剂的使用
采用喷雾器将上述环保型复合消醛剂溶液，按照70g/m2单面的涂布量，均匀地涂布添加到无醛水性木香板基板的板面上，在基板板面含水率自然干燥到≤12％后，覆盖贴面EO级浸渍胶膜装饰纸，贴面热压成型，热压温度110～120℃，热压时间6～12min，热压压力0.8～1.2MPa。
热压贴面的产品合格率≥98％，成品的板面没有黄斑、水渍、发黄、起泡等外观质量缺陷，表面胶合强度正常、手撕试验不能剥开，甲醛释放量检出值为未检出。而作为对比的空白样板，没有喷涂本发明的复合消醛剂，直接热压压贴相同的装饰纸，产品甲醛释放量为0.19mg/L。
由上述应用试验的验证结果可知，该消醛剂用于水性木香板，可将产品内含有或释放的极微量甲醛消除到无醛级，同时对正常生产没有造成影响，也没有降低产品的外观质量和其他性能，使用效果较好。
实施例2
(一)环保型复合消醛剂的配方
(1)酸热触媒消醛剂：选用MU13，颗粒状，工业级优等品，用量1公斤；
(2)热触媒消醛剂：选用HZ01，颗粒状，工业级优等品，用量1公斤；
(3)耐高温高压长效消醛剂：选用GUP01，颗粒状，工业级优等品，用量18公斤；
(4)pH值调节剂：选用ZRK12，粉状，工业级优等品，用量10～15公斤；
(5)纯净自来水，用量60～65公斤；
(二)环保型复合消醛剂的制备
A、备料。按照上述配方，提前准备所需的各种材料。
B、将酸热触媒消醛剂、热触媒消醛剂、耐高温高压长效消醛剂添加到溶解槽中，添加次序不作限制。然后，再往溶解槽中加水。完成之后，即可启动溶解槽自带的搅拌器，将槽内物质搅拌、分散，充分溶解成完全溶解的混合溶液。
C、在搅拌状态下往溶解槽内添加pH值调节剂，将溶液pH值调到6～7。
D、pH值调定之后，经过滤去除不溶物杂质，即可将得到的保型复合消醛剂溶液定量分装到储存用的容器桶内，并密封存放、待用。
(三)环保型复合消醛剂的使用
采用喷雾器将上述保型复合消醛剂溶液，按照35g/m2单面的涂布量，均匀地涂布添加在无醛水性木香板基板的两个表面上，在基板含水率自然干燥到≤12％后，覆盖贴面EO级浸渍胶膜装饰纸，贴面热压成型，热压温度115～120℃，热压时间6～10min，热压压力0.8～1.2MPa。
热压贴面的产品合格率≥98％，成品的板面没有黄斑、水渍、发黄、起泡等外观质量缺陷，表面胶合强度正常、手撕试验不能剥开，甲醛释放量检出值为未检出。而作为对比的空白样板，没有喷涂本发明的复合消醛剂，直接热压压贴相同的装饰纸，产品甲醛释放量为0.19mg/L。
由上述应用试验的验证结果可知，该消醛剂用于水性木香板，可将产品内含有或释放的极微量甲醛消除到无醛级，同时对正常生产没有造成影响，也没有降低产品的外观质量和其他性能，使用效果较好。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水性木香板用环保型复合消醛剂，包括如下重量份数的组分：
酸热触媒消醛剂 2～4份，
热触媒消醛剂 1～2份，
耐高温高压长效消醛剂 10～20份。
2.根据权利要求1所述的水性木香板用环保型复合消醛剂，其特征在于：所述酸热触媒消醛剂为固体酰胺类化合物，化学结构通式为：R1-CO-NH-R2，其中，R1、R2为取代基，各自独立地为氢、C1-C4的烷基、五元杂环基或亚乙基、乙烯基，所述酸热触媒消醛剂优选为MU13、MU14、MU15中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的水性木香板用环保型复合消醛剂，其特征在于：所述热触媒消醛剂为固体有机脲类化合物，化学结构通式为：R3-NH-CO-NH-R4，其中，R3、R4为取代基，各自独立地为氢、C1-C4的烷基、亚乙基、乙烯基或乙撑基，所述热触媒消醛剂优选为HZ01、HZ02、HZ03中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的水性木香板用环保型复合消醛剂，其特征在于：所述耐高温高压长效消醛剂为磷铵盐类化合物，化学结构通式为：(NH4)n+2PnO3n+1，n＝1～20，所述耐高温高压长效消醛剂优选为GUP01、GUP02、GUP03中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的水性木香板用环保型复合消醛剂，其特征在于：所述水性木香板用环保型复合消醛剂为水剂。
6.权利要求1-5任一所述水性木香板用环保型复合消醛剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将酸热触媒消醛剂、热触媒消醛剂、耐高温高压长效消醛剂加入水，充分溶解；
(2)将步骤(1)的溶液pH值调节至5～7。
7.根据权利要求6所述水性木香板用环保型复合消醛剂的制备方法，其特征在于：调节溶液pH后，过滤除去溶液中的不溶物杂质。
8.权利要求1-5任一所述水性木香板用环保型复合消醛剂的使用方法，包括
(1)将所述水性木香板用环保型复合消醛剂喷涂在水性木香板基板上，干燥；
(2)在水性木香板基板上覆盖浸渍胶膜装饰纸，热压成型。
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但卫华等: "《轻化工清洁生产技术（第2版）》", 30 November 2016, 中国纺织出版社 *
匙伟杰等: "甲醛清除剂的研制", 《河北省科学院学报》 *

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