CN110181641A - 一种无醛环保实木地板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无醛环保实木地板，采用如下制备方法制备：单板预处理、室温风干、等离子体处理、浸渍、干燥；所述浸渍步骤为将经等离子体处理后的单板浸渍在涂料中，然后抽真空使真空度达到‑0.1～‑0.2MPa，继续浸渍15‑20min，恢复常压，静置0.5‑1h取出；所述涂料包括如下重量份数的组分：水性环氧树脂60‑70份氧化石墨烯5‑8份云母粉4‑6份滑石粉4‑6份玄武岩纤维2‑4份成膜助剂2‑4份润湿剂2‑4份增稠剂1‑3份消泡剂1‑3份流平剂1‑3份防腐剂1‑3份水70‑80份。本发明的有益效果为：该实木地板具有优异的导热性能。
Description
技术领域
本发明涉及实木地板，特别涉及一种无醛环保实木地板。
背景技术
实木地板是天然木材经烘干、加工后形成的地面装饰材料。实木地板具有木材自然生长的纹理，是热的不良导体，能够起到冬暖夏凉的作用，脚感舒适，使用安全的特点，是卧式、客厅、书房等地面装修的理想材料。而随着对冬季采暖需求的增加，符合采暖要求的地板也越来越受到消费者青睐。
公开号为CN108177225A的中国专利公开了一种石墨烯高导热地采暖地板的制备方法。该制备方法包括如下步骤：S1：单板预处理；S2：室温风干；S3：等离子体处理；S4：浸渍；S5：干燥；S6：单板配坯；S7：热压。该制备方法将石墨烯/金属复合材料溶解于浸渍溶液中，对木材进行浸渍改性，使石墨烯/金属复合材料均匀地分布于木材细胞腔中，不仅可以极大地提升木材的导热性能，而且能够增强木材本身的密度和稳定性等。将改性后的木材作为贴面层，中间层、基材，制成石墨烯高导热地采暖地板，有效地提高了地板的导热性能，实现地采暖地板节能降耗、散热均匀、结构稳定等功能。
基于此，本发明人希望提供另一种具有优异导热性能的地板。
发明内容
本发明的目的是提供一种无醛环保实木地板。该实木地板具有优异的导热性能。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种无醛环保实木地板，采用如下制备方法制备：
单板预处理、室温风干、等离子体处理、浸渍、干燥；
所述浸渍步骤为将经等离子体处理后的单板浸渍在涂料中，然后抽真空使真空度达到-0.1～-0.2MPa，继续浸渍15-20min，恢复常压，静置0.5-1h取出；
所述涂料包括如下重量份数的组分：
水性环氧树脂60-70份
氧化石墨烯5-8份
云母粉4-6份
滑石粉4-6份
玄武岩纤维2-4份
成膜助剂2-4份
润湿剂2-4份
增稠剂1-3份
消泡剂1-3份
流平剂1-3份
防腐剂1-3份
水70-80份。
本发明进一步设置为：所述成膜助剂选用乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、丙二醇苯醚。
本发明进一步设置为：所述润湿剂选用吐温20、吐温40、吐温60或者吐温80。
本发明进一步设置为：所述增稠剂选用羧甲基纤维素钠或者羧乙基纤维素钠。
本发明进一步设置为：所述消泡剂选用聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚。
本发明进一步设置为：所述流平剂选用丙烯酸酯类。
本发明进一步设置为：所述防腐剂包括螯合剂和肉桂酸，所述螯合剂和肉桂酸的混合重量比为1:4-6。
本发明进一步设置为：所述螯合剂选用柠檬酸钠、乙二胺四乙酸二钠、乳酸钠中的一种。
本发明进一步设置为：所述干燥步骤为将浸渍后的单板放入80-90℃的烘箱内干燥至绝干。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、水性环氧树脂具有耐腐蚀性，而且无甲醛释放，真正做到绿色环保；
2、石墨烯本身具有良好的导热性能，其独特的二维晶体结构赋予石墨烯极大的比表面积。单板是多孔结构，而单板孔隙中的空气导热系数较小。因此当单板中被空气填充的孔隙体积越大，单板的导热性能就越差。而石墨烯能够填充至孔隙中，降低单板的孔隙率，从而增强导热系数，提高导热性能。但是，石墨烯的片层之间存在强烈的π-π作用而导致石墨烯在水性环氧树脂中容易发生团聚，从而影响石墨烯进入单板孔隙。将石墨烯进行表面氧化处理后得到氧化石墨烯，从而增强石墨烯与水性环氧树脂之间的相容性，从而使石墨烯能够进入单板的孔隙中，提高单板的导热性能；
3、云母粉表面有活性基团，容易与高分子链相结合、缠绕，在漆膜中平行排列，上下重叠，使漆膜内部形成一种致密的网状结构，从而大大漆膜的综合性能和抗渗透性，提高漆膜强度、抗龟裂性；
4、滑石粉属于硅酸盐系列的粉体，是一种水合化合物，主要化学成分为3MgO·4SiO2·H2O，其中镁原子和氧原子结合，夹在两片二氧化硅之间。滑石粉比较软，质轻，在漆膜中能够吸收伸缩应力，避免产生裂缝；
5、玄武岩纤维不仅强度高，还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等性能。玄武岩纤维的加入能够进一步提升漆膜的抗开裂性能；
6、将石墨烯复合到涂料上，再以浸渍的方式往单板上涂覆涂料，使涂料中的石墨烯能够进入单板的孔隙中，提升单板导热性能。与此同时，在单板上涂覆涂料，完成单板的加工，节约资源。
具体实施方式
实施例1-5用于说明无醛环保实木地板所需涂料的组分。实施例1-5无醛环保实木地板所需涂料组分表。
表1、实施例1-5无醛环保实木地板所需涂料组分表
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
| 水性环氧树脂/份 | 60 | 70 | 65 | 63 | 67 |
| 氧化石墨烯/份 | 5 | 6 | 7 | 8 | 7 |
| 云母粉/份 | 6 | 5 | 4 | 5 | 6 |
| 滑石粉/份 | 4 | 5 | 6 | 5 | 4 |
| 玄武岩纤维/份 | 4 | 2 | 2 | 3 | 4 |
| 成膜助剂/份 | 2 | 3 | 4 | 2 | 3 |
| 成膜助剂种类 | 乙二醇丁醚 | 丙二醇甲醚 | 丙二醇乙醚 | 丙二醇丁醚 | 丙二醇苯醚 |
| 润湿剂/份 | 2 | 3 | 4 | 2 | 3 |
| 润湿剂种类 | 吐温20 | 吐温40 | 吐温60 | 吐温80 | 吐温40 |
| 增稠剂/份 | 1 | 3 | 2 | 3 | 2 |
| 增稠剂种类 | 羧甲基纤维素钠 | 羧乙基纤维素钠 | 羧甲基纤维素钠 | 羧乙基纤维素钠 | 羧甲基纤维素钠 |
| 消泡剂/份 | 1 | 3 | 2 | 3 | 2 |
| 流平剂/份 | 1 | 3 | 2 | 3 | 2 |
| 防腐剂/份 | 1 | 3 | 2 | 3 | 2 |
| 螯合剂和肉桂酸的混合重量比 | 1:4 | 1:5 | 1:6 | 1:4 | 1:5 |
| 螯合剂种类 | 柠檬酸钠 | 乙二胺四乙酸二钠 | 乳酸钠 | 柠檬酸钠 | 乙二胺四乙酸二钠 |
| 水/份 | 70 | 73 | 75 | 80 | 78 |
注：单位“份”指重量份；消泡剂选用聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚；流平剂选用丙烯酸酯类；防腐剂包括螯合剂和肉桂酸。
结合表1，以下详细说明无醛环保实木地板所需涂料的制备方法，具体如下：
按照重量份，先称取水性环氧树脂60-70份、氧化石墨烯5-8份、云母粉4-6份、滑石粉4-6份、玄武岩纤维2-4份、成膜助剂2-4份、润湿剂2-4份、增稠剂1-3份、消泡剂1-3份、流平剂1-3份、防腐剂1-3份、水70-80份，然后将各组分混合后搅拌均匀即可。
实施例6-10用于说明无醛环保实木地板的制备方法。
一种无醛环保实木地板的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：单板预处理，将单板放入质量分数为10%的氢氧化钠溶液中浸渍，浸渍时间为30min，浸渍温度为60℃；
步骤2：室温风干，将单板用水洗净，在室温避光条件下自然风干至含水率低于15%；
步骤3：等离子体处理，将单板用等离子体进行处理，等离子体处理气体为氮气，处理功率为250W，处理时间为30s；
步骤4：浸渍，将经等离子体处理后的单板浸渍在涂料中，然后抽真空使真空度达到-0.1～-0.2MPa，继续浸渍15-20min，恢复常压，静置0.5-1h取出；
步骤5：干燥，将单板放入80-90℃的烘箱内干燥至绝干。
表2、实施例6-10无醛环保实木地板的制备方法参数表
| 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | |
| 步骤4所需涂料种类 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 步骤4中真空度/MPa | -0.1 | -0.2 | -0.1 | -0.1 | -0.2 |
| 步骤4中继续浸渍时间/min | 15 | 16 | 17 | 18 | 20 |
| 步骤4静置时间/h | 1 | 0.5 | 0.5 | 1 | 0.5 |
| 步骤5烘箱温度/℃ | 80 | 82 | 85 | 87 | 90 |
对比例1
选用公开号为CN108177225A的中国专利的实施例1，将实施例1中三层板改为单板作为对比例1，具体如下：
步骤1：单板预处理：将采购的单板放入含8％的NaOH水溶液中浸渍，浸渍时间30min，浸渍温度60℃；
步骤2：室温风干：浸渍后的单板用蒸馏水洗净，在室温避光条件下自然风干到含水率12％；
步骤3：等离子体处理：将干燥后的单板用等离子体处理，处理气体O3，处理功率为200w，处理时间30s；
步骤4：浸渍：将处理后的单板在2h内依次放入石墨烯/金属复合材料-无机盐浸渍改性剂中浸渍，采用“真空+加压”法对板材进行浸渍处理，真空罐浸渍压力为1.5MPa，浸渍温度为40℃，浸渍时间为2h；
步骤5：干燥：将步骤(4)浸渍后的单板放在室内温度25℃下悬挂2小时，之后放入干燥箱内干燥，干燥温度110℃，干燥时间10min。
步骤4中石墨烯/金属复合材料-无机盐浸渍改性剂由脲醛树脂和聚磷酸铵-有机膨润土/石墨烯-Cu复合纳米材料组成。每100重量份脲醛树脂中含3重量份的聚磷酸铵-有机膨润土/石墨烯-Cu复合纳米材料。
聚磷酸铵-有机膨润土/石墨烯-Cu复合纳米材料的制备方法如下：
步骤1：石墨烯与Cu混合，进行超微纳米粉碎，取混合物放入乙二醇和乙烯混合的溶液中，利用乙二醇催化制得石墨烯/CU的悬浮液，多次过滤沉淀，最后于60℃烘干，得到石墨烯/Cu纳米复合材料；
步骤2：以石墨烯/Cu纳米复合材料为原料，采用hummers化学氧化法制得氧化石墨烯/Cu纳米复合材料，在50mL浓硫酸中加入1.2g石墨烯/Cu纳米粉，加入适量K2S2O8和P2O5，70℃下反应4h后，冷却室温，进行搅拌、抽滤，滤渣放入烘箱中70℃烘干；
步骤3：在冰浴中向50mL浓H2SO4中加入烘干后的石墨烯/Cu纳米粉1g，将KMnO4适量缓慢加入溶液中，反应2h后，加入去离子水稀释，连续搅拌2h后再次加入去离子水稀释，搅拌均匀后再加入适量H2O2；
步骤4：将步骤3中沉淀分别用盐酸溶液和去离子水离心并洗涤，之后于50℃烘干，获得球状氧化石墨烯-Cu纳米复合材料；
步骤5：将质量分数70％的磷酸倒入反应器中，加热搅拌，温度升到75℃时加入尿素，当温度升到110℃时，同步加入有机膨润土和球状氧化石墨烯-Cu纳米复合材料，加料完毕后继续升温至130℃时，搅拌反应10min，然后将产物在180℃下高温处理1h，冷却至室温经纳米粉碎后得聚磷酸铵-有机膨润土/石墨烯-Cu复合纳米材料。
石墨烯和Cu的质量比为2∶1，乙二醇和乙烯的体积比为2∶1，每4g石墨烯和Cu的混合物添加48mL乙二醇和乙烯混合溶液。K2S2O8和P2O5的用量分别为氧化石墨烯/Cu纳米复合材料质量的5％和3％。KMnO4和H2O2的用量分别为预氧化石墨烯/Cu纳米粉质量的1％和0.5％。盐酸溶液的质量分数为4.5％。磷酸∶尿素∶有机膨润土∶石墨烯-Cu复合纳米材料的投料质量比为1∶0.85∶0.1∶0.5。
在以下试验中，实施例6-10和对比例1的单板均选用速生杨木单板，单板尺寸为100mm×100mm。
导热性能试验
对实施例6-10和对比例1参照GB/T 7287-2008《红外辐射加热器试验方法》选取单板中心点作为被测点，使用手持式红外测温仪，每隔0.25h检测单板的面层温度，依据LY/T1700-2700《地采暖用木质地板》引入导热效能Q的概念。导热效能是指单板上表面终初温之差与所用时间的比值，精确至1℃/h。
导热效能Q计算式：Q=t/T
式中：Q为地板导热效能，℃/h；t为稳定时单板上表面终初温之差，℃；T为上表面温度达到稳定时所用的时间，h。
表3、实施例6-10和对比例1导热性能试验记录表
| 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 对比例1 | |
| 导热效能Q/（℃/h） | 31 | 31 | 31 | 31 | 31 | 28 |
从表3可知，相比于对比例1，实施例6-10具有更高的导热效能。需要注意的是，市售地板的表面均覆有涂料。在进行导热性能试验时，实施例6-10表面已经覆有涂料，而对比例1在市售时需另外涂覆涂料。换言之，对比例1涂覆涂料后，导热效能会比导热性能试验时更低。由此可见，本发明具有更优异的导热性能。
甲醛释放量试验
参照GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》的1m3气候箱法对实施例6-10和对比例1进行试验。试验过程中，调整气候箱温度为25℃、35℃、45℃。
表4、实施例6-10和对比例1甲醛释放量试验记录表
| 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 对比例1 | |
| 25℃甲醛释放量/（mg/m<sup>2</sup>） | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.012 |
| 35℃甲醛释放量/（mg/m<sup>2</sup>） | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.024 |
| 45℃甲醛释放量/（mg/m<sup>2</sup>） | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.046 |
从表4可知，在25℃、35℃、45℃条件下，实施例6-10的甲醛释放量均低于对比例1。而实施例6-10在三个不同温度下的甲醛释放量相同，而对比例1随着温度升高，甲醛释放量增加。由此可见，本发明具有较低的甲醛释放量，更加绿色环保。
本实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.一种无醛环保实木地板，其特征是：采用如下制备方法制备：
单板预处理、室温风干、等离子体处理、浸渍、干燥；
所述浸渍步骤为将经等离子体处理后的单板浸渍在涂料中，然后抽真空使真空度达到-0.1～-0.2MPa，继续浸渍15-20min，恢复常压，静置0.5-1h取出；
所述涂料包括如下重量份数的组分：
水性环氧树脂60-70份
氧化石墨烯5-8份
云母粉4-6份
滑石粉4-6份
玄武岩纤维2-4份
成膜助剂2-4份
润湿剂2-4份
增稠剂1-3份
消泡剂1-3份
流平剂1-3份
防腐剂1-3份
水70-80份。
2.根据权利要求1所述的一种无醛环保实木地板，其特征是：所述成膜助剂选用乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、丙二醇苯醚。
3.根据权利要求1所述的一种无醛环保实木地板，其特征是：所述润湿剂选用吐温20、吐温40、吐温60或者吐温80。
4.根据权利要求1所述的一种无醛环保实木地板，其特征是：所述增稠剂选用羧甲基纤维素钠或者羧乙基纤维素钠。
5.根据权利要求1所述的一种无醛环保实木地板，其特征是：所述消泡剂选用聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚。
6.根据权利要求1所述的一种无醛环保实木地板，其特征是：所述流平剂选用丙烯酸酯类。
7.根据权利要求1所述的一种无醛环保实木地板，其特征是：所述防腐剂包括螯合剂和肉桂酸，所述螯合剂和肉桂酸的混合重量比为1:4-6。
8.根据权利要求7所述的一种无醛环保实木地板，其特征是：所述螯合剂选用柠檬酸钠、乙二胺四乙酸二钠、乳酸钠中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种无醛环保实木地板，其特征是：所述干燥步骤为将浸渍后的单板放入80-90℃的烘箱内干燥至绝干。
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- 2019-05-29 CN CN201910454998.5A patent/CN110181641A/zh active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20190830 |