CN110216766A - 低密度刨花板的制造方法以及异形低密度阻燃刨花板 - Google Patents

低密度刨花板的制造方法以及异形低密度阻燃刨花板 Download PDF

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Abstract

提供制造自由形低密度刨花板的方法、制造异形低密度阻燃刨花板的方法和异形低密度阻燃刨花板。将刨花、可发性聚苯乙烯、发泡剂、水型乳液胶粘剂和阻燃剂混合形成混合料，将混合料置于模具中；将模具加热以使混合料发泡成型。其中，阻燃剂PNDH的化学结构式如下。

Description

低密度刨花板的制造方法以及异形低密度阻燃刨花板
技术领域
本发明涉及制造自由形低密度刨花板的方法，特别是涉及制造具有阻燃效果的自由形低密度刨花板的方法，另外还涉及制造异形低密度阻燃刨花板的方法以及异形低密度阻燃刨花板。
背景技术
近几年，刨花板工业得到了迅速发展,刨花板在建筑、家具、船舶及车辆内装修等方面部分代替了木材和胶合板，应用范围也在不断扩大。中国现已成为全球刨花板生产大国，但我国还并不是一个刨花板生产强国。目前，国内市场刨花板产品的密度均在0.8g/cm3左右，而低密度刨花板(约0.25～0.45g/cm3)同样有着广泛的应用市场，低密度等轻量化材料因其节能减排的积极作用已成为近几年的研究热点。
目前对于刨花板和轻质刨花板产品多为通过热压工艺制备的平板状产品，而对于通过不同模具的形状得到的异形轻质刨花板产品的开发鲜有研究。
此外，对于轻质异形刨花板产品应用于保温、隔断、家具、建材等领域，阻燃性能是衡量其应用性能的重要指标之一。阻燃性能与我们的生活密切相关。随着科学技术的不断发展，民众对安全、环保等的要求也更高。如何制备得到阻燃性能好、轻质异形的刨花板材料，使得作为第二大添加助剂的阻燃剂收到了前所未有的挑战，特别是新的RoHS和WEEE指令等法律法规的制约，对新型高效阻燃剂的开发成为了近几年的热点之一。
发明内容
本发明鉴于以上技术问题研发而成，其第一方面提供一种制造自由形低密度刨花板的方法，该方法包括:将刨花、可发性聚苯乙烯、发泡剂和水型乳液胶粘剂进行混合形成混合料，将混合料置于模具中；以及将模具加热以使所述混合料发泡成型。
具体地，在所述混合中还混入阻燃剂PNDH形成所述混合料，阻燃剂PNDH的化学结构式如下。
所述方法还可以包括制备阻燃剂PNDH，该制备包括:将1:1摩尔比的PCl5与对氨基苯磺酰胍置于盛有甲苯的三口烧瓶中，在20℃下充分搅拌反应5小时得到第一反应物，过滤后在50℃的真空干燥箱中干燥24h；将1:2～4摩尔比的所述第一反应物与DOPO-CH2OH溶于四氢呋喃并置于常压漏斗中按照每分钟60滴的速度滴进盛有所述第一反应物和溶剂四氢呋喃的三口烧瓶中，在70℃下反应10小时得到第二反应物，将所得第二反应物用甲醇洗涤,在50℃的真空干燥箱中干燥24h。
另外，水型乳液胶黏剂可以是纯丙乳液、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(VAE)、聚乙烯醇乳液(PVA)的任一种或多个的组合。
关于混合材料的质量份数，可以是刨花21.4～116.7份、可发性聚苯乙烯75～90份、水型乳液胶粘剂10～12份、阻燃剂PNDH10～15份。
另外，所述将模具加热以使所述混合发泡成型可以包括:将模具放置于80℃的鼓风烘箱中预发泡20分钟；以及接着将模具置于130℃的鼓风烘箱中4小时。
本发明第二方面提供一种制造异形低密度阻燃刨花板的方法，该方法包括:将刨花、可发性聚苯乙烯、发泡剂、水型乳液胶粘剂和阻燃剂PNDH进行混合形成混合料，将混合料置于异形模具中，其中，刨花、可发性聚苯乙烯、水型乳液胶粘剂和阻燃剂PNDH的质量份数为：刨花21.4～116.7份、可发性聚苯乙烯75～90份、水型乳液胶粘剂10～12份、阻燃剂PNDH10～15份；以及将异形模具加热以使所述混合料发泡成型，其中，阻燃剂PNDH的化学结构式如下。
另外，本发明的模具可以是异形模具。
本发明第三方面提供一种异形低密度阻燃刨花板，所述刨花板通过将由刨花、可发性聚苯乙烯、发泡剂、水型乳液胶粘剂和阻燃剂PNDH混合而成的混合料在异形模具中模制而成，其中，刨花、可发性聚苯乙烯、水型乳液胶粘剂和阻燃剂PNDH的质量份数为：刨花为21.4～116.7份、可发性聚苯乙烯为75～90份、水型乳液胶粘剂为10～12份、阻燃剂PNDH为10～15份，其中，阻燃剂PNDH的化学结构式如下。
通过本发明能够制得自由形特别是异形低密度刨花板，使得制得的刨花板能够同时实现任意形状、低密度并维持物理力学性能。并且本发明提出适于本模具发泡工艺的阻燃剂，以确保实现应用于本发明自由形特别是异形低密度刨花板制造时阻燃性能不被降解，以得到具有阻燃性能的上述自由形特别是异形低密度刨花板。
具体实施方式
本发明提供一种制造自由形低密度刨花板的方法。在此，所谓低密度刨花板，本领域技术人员可以理解是密度在(0.25～0.45g/cm3)的刨花板产品。所谓自由形在本发明中应当理解为形状不受限制的任何本领域技术可实现形状，例如包括平板形、方形、椎体形状，十字交叉形状等规则形状，也包括其他任何不规则形状，包括以下异形之内涵。
本发明还提供一种制造异形低密度刨花板的方法。在此，所谓异形应对理解为非常规形状，具体地对于异形刨花板来说，可以理解为本领域技术中异于刨花板常规的平板状或方体状的其他形状。
以上所述自由形或异形刨花板，可以广泛理解为建筑等工业场景下不同结构部件以及/或者功能部件的应用，而非单纯的基本建筑单元，也可以是任何建筑构成中可采用的组成，基于本发明所提出的刨花板的形状上的自由性，本发明所涉及刨花板可更广泛的应用于不限于形状的任何建筑应用，从而提出了自由形和异形刨花板的概念。
本发明所提供的刨花板的制造方法，具体可以包括:
将刨花、可发性聚苯乙烯、发泡剂和水型乳液胶粘剂进行混合形成混合料，将混合料置于模具中；以及
将模具加热以使所述混合料发生发泡。
上述材料包括发泡剂在内在不加特殊声明的情况下，应对理解为本领域技术人员可以想到应用于所述制造场景的任何一般可得材料。例如，水型乳液胶黏剂是纯丙乳液、醋酸乙烯-乙烯共聚(VAE)乳液、聚乙烯醇(PVA)乳液的任一种或多个的组合。
由于本发明采用新型的制备方法，通过上述材料的混合并应用于模具加热成型，相比于以往在刨花材料上涂膜聚苯乙烯等的情况下需要进行压制的工艺中而只能制造出平板类的刨花板相比，本发明通过将刨花材料、聚苯乙烯与发泡剂混合，从而可以在进一步的步骤中实现混合材料发生发泡，最终得以不限于成品的形状，可以制作出对应于模具形状的材料。
在上述材料的混合中本发明还能够引入PNDH阻燃剂，其化学结构式如下。
通过在上述混合材料中混入阻燃剂PNDH，最终使得制得的低密度刨花板具有适合高温发泡工艺的阻燃性能，能够防止因高温发泡导致阻燃剂降解。
关于该阻燃剂PNDH的制备方法本发明人具体提供如下制备实施案:
将1:1摩尔比的PCl5和对氨基苯磺酰胍置于盛有甲苯的三口烧瓶中，在20℃下充分搅拌反应5小时以得到第一反应物，过滤后在50℃的真空干燥箱中干燥24h；
将1:2～4摩尔比的所述第一反应物和DOPO-CH2OH溶于四氢呋喃并置于常压漏斗中按照每分钟60滴的速度滴进盛有所述第一反应物和溶剂四氢呋喃的三口烧瓶中，在70℃下反应10小时以得到第二反应物，将所得第二反应物用甲醇洗涤,在50℃的真空干燥箱中干燥24h。
上述混入模具的各混合材料之间的质量比可不做特别限制，只要本领域技术人员技术人员可以理解能制得低密度所述本发明即可，具体可根据所需要应用环境的要求适当选择。但本发明人通过实验，提出一种特定的质量比方案，以进一步满足依据本发明制得的刨花板不但具有低密度特征，且满足不降低其物理力学性能的要求，并且同时具有阻燃性。具体地，上述混合质量比具有如下关系:
刨花、可发性聚苯乙烯、水型乳液胶粘剂和阻燃剂PNDH的质量份数为：刨花为21.4～116.7份、可发性聚苯乙烯为75～90份、水型乳液胶粘剂为10～12份、阻燃剂PNDH为10～15份。
以下，针对上述比例，本发明人提供以下实验例。
实验例1
质量比例：
刨花:可发性聚苯乙烯:水型乳液胶粘剂:阻燃剂＝21.4:90:10:10
密度:0.25
物理性能:冲击强度:242J/m2
静曲强度:0.98Mpa
平均隔声量:18dB
导热系数:0.32W(m·K)
阻燃性能:UL-94:V-1
氧指数:31.7
实验例2
质量比例：
刨花:可发性聚苯乙烯:水型乳液胶粘剂:阻燃剂＝50:85:10:10
密度:0.29
物理性能:冲击强度:201J/m2
静曲强度:1.1Mpa
平均隔声量:16dB
导热系数:0.30W(m·K)
阻燃性能:UL-94:V-1
氧指数:28.4
实验例3
质量比例：
刨花:可发性聚苯乙烯:水型乳液胶粘剂:阻燃剂＝80:80:10:15
密度:0.30
物理性能:冲击强度:149J/m2
静曲强度:1.05Mpa
平均隔声量:21dB
导热系数:0.19W(m·K)
阻燃性能:UL-94:V-0
氧指数:31.8
实验例4
质量比例：
刨花:可发性聚苯乙烯:水型乳液胶粘剂:阻燃剂＝116.7:75:11:15
密度:0.33
物理性能:冲击强度:151J/m2
静曲强度:0.94Mpa
平均隔声量:24dB
导热系数:0.32W(m·K)
阻燃性能:UL-94:V-0
氧指数:41.5
实验例5
质量比例：
刨花:可发性聚苯乙烯:水型乳液胶粘剂:阻燃剂＝90:90:12:10
密度:0.34
物理性能:冲击强度:156J/m2
静曲强度:0.86Mpa
平均隔声量:17dB
导热系数:0.27W(m·K)
阻燃性能:UL-94:V-1
氧指数:35.4
实验例6
质量比例：
刨花:可发性聚苯乙烯:水型乳液胶粘剂:阻燃剂＝100:85:12:10
密度:0.35
物理性能:冲击强度:195J/m2
静曲强度:0.79Mpa
平均隔声量:22dB
导热系数:0.29W(m·K)
阻燃性能:UL-94:V-1
氧指数:32.9
实验例7
质量比例：
刨花:可发性聚苯乙烯:水型乳液胶粘剂:阻燃剂＝110:80:11:15
密度:0.34
物理性能:冲击强度:193J/m2
静曲强度:0.65Mpa
平均隔声量:19dB
导热系数:0.26W(m·K)
阻燃性能:UL-94:V-0
氧指数:38.9
实验例8
质量比例：
刨花:可发性聚苯乙烯:水型乳液胶粘剂:阻燃剂＝115:75:12:15
密度:0.37
物理性能:冲击强度:180J/m2
静曲强度:0.7Mpa
平均隔声量:24dB
导热系数:0.31W(m·K)
阻燃性能:UL-94:V-0
氧指数:39.4
另外，需要说明的是，所述将刨花、可发性聚苯乙烯、发泡剂和水型乳液胶粘剂进行混合形成混合料，将混合料置于模具中，是可以不限于先后顺序的，自然也可以在模具中直接置入用于混合的材料后再进行混合，彼此应当被本领域技术人员理解为一种等同关系。但当在制造异形刨花板时采用异形模具的情况下，优选将上述材料先做混合后，将得到混合料再放入异形模具中，以避免异形模具中进行混合带来的不便。
另外，对于所述将模具加热以使所述混合料发生发泡来说，混合料发生发泡是指刨花、可发性聚苯乙烯、发泡剂、水型乳液胶粘剂混合发泡。
另外，将模具加热具体可包括:
将模具放置于80℃的鼓风烘箱中预发泡20分钟；以及
接着将模具置于130℃的鼓风烘箱中4小时。
但是模具加热的方法不限于上述内容，本领域技术人员可以根据不同要求和条件进行适当选择。
本发明还提供一种异形低密度阻燃刨花板，其特征在于，
所述刨花板通过将由21.4～116.7质量份的刨花、75～90质量份的可发性聚苯乙烯、发泡剂、10～12质量份的水型乳液胶粘剂和10～15质量份的阻燃剂PNDH混合而成的混合料在异形模具中模制而成，
其中，所述阻燃剂PNDH的化学结构式如下。
上述阻燃剂PNDH能够根据如上制备实施案制得。
利用该异形低密度阻燃刨花板，不但能够实现异形的刨花板，进而可以在建筑等工业中得到不拘泥于形状的更广泛应用，并且还满足不降低其物理力学性能的要求，同时具有阻燃性能。

Claims (9)

1.一种制造自由形低密度刨花板的方法，其特征在于，
该方法包括:
将刨花、可发性聚苯乙烯、发泡剂和水型乳液胶粘剂进行混合形成混合料，将混合料置于模具中；以及
将模具加热以使所述混合料发泡成型。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
在所述混合中还混入阻燃剂PNDH形成所述混合料，
阻燃剂PNDH的化学结构式如下。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，
该方法还包括制备阻燃剂PNDH，
该制备包括:
将1:1摩尔比的PCl5与对氨基苯磺酰胍置于盛有甲苯的三口烧瓶中，在20℃下充分搅拌反应5小时得到第一反应物，过滤后在50℃的真空干燥箱中干燥24h；
将1:2～4摩尔比的所述第一反应物与DOPO-CH2OH溶于四氢呋喃并置于常压漏斗中按照每分钟60滴的速度滴进盛有所述第一反应物和溶剂四氢呋喃的三口烧瓶中，在70℃下反应10小时得到第二反应物，将所得第二反应物用甲醇洗涤,在50℃的真空干燥箱中干燥24h。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
水型乳液胶黏剂是纯丙乳液、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、聚乙烯醇乳液的任一种或多个的组合。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，
在所述混合中，刨花、可发性聚苯乙烯、水型乳液胶粘剂和阻燃剂PNDH的质量份数为：刨花21.4～116.7份、可发性聚苯乙烯75～90份、水型乳液胶粘剂10～12份、阻燃剂PNDH10～15份。
6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
所述将模具加热以使所述混合发泡成型包括:
将模具放置于80℃的鼓风烘箱中预发泡20分钟；以及
接着将模具置于130℃的鼓风烘箱中4小时。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述模具为异形模具。
8.一种制造异形低密度阻燃刨花板的方法，其特征在于，
该方法包括:
将刨花、可发性聚苯乙烯、发泡剂、水型乳液胶粘剂和阻燃剂PNDH进行混合形成混合料，将混合料置于异形模具中，其中，刨花、可发性聚苯乙烯、水型乳液胶粘剂和阻燃剂PNDH的质量份数为：刨花21.4～116.7份、可发性聚苯乙烯75～90份、水型乳液胶粘剂10～12份、阻燃剂PNDH10～15份；以及
将异形模具加热以使所述混合料发泡成型，
其中，阻燃剂PNDH的化学结构式如下。
9.一种异形低密度阻燃刨花板，其特征在于，
所述刨花板通过将由刨花、可发性聚苯乙烯、发泡剂、水型乳液胶粘剂和阻燃剂PNDH混合而成的混合料在异形模具中模制而成，其中，刨花、可发性聚苯乙烯、水型乳液胶粘剂和阻燃剂PNDH的质量份数为：刨花为21.4～116.7份、可发性聚苯乙烯为75～90份、水型乳液胶粘剂为10～12份、阻燃剂PNDH为10～15份，
其中，阻燃剂PNDH的化学结构式如下。
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