CN110370416A - 一种无甲醛竹刨花板制备方法 - Google Patents

一种无甲醛竹刨花板制备方法 Download PDF

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CN110370416A CN201910607273.5A CN201910607273A CN110370416A CN 110370416 A CN110370416 A CN 110370416A CN 201910607273 A CN201910607273 A CN 201910607273A CN 110370416 A CN110370416 A CN 110370416A
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Abstract

本发明公开一种无甲醛竹刨花板制备方法，本发明所述一种无甲醛竹刨花板，包括以下重量份的各原料：胶原基蛋白胶粘剂10‑30份、竹材100份；所述胶原基蛋白胶粘剂包括以下重量份的各原料：20~50份胶原蛋白、0.1~0.5份碱、5~30份尿素、5~20份交联剂和70~120份水。本发明采用胶原基蛋白胶粘剂作为竹刨花板制备的胶粘剂，得到的竹刨花板其甲醛释放量达到E0级要求，实现无甲醛释放的目的；且刨花板的力学性能达到国家标准中B类竹刨花板的要求。

Description

一种无甲醛竹刨花板制备方法
技术领域
本发明涉及板材生产技术领域，具体是一种无甲醛竹刨花板制备方法。
背景技术
我国是刨花板产销大国，产量和消费量均居世界首位。然而近年来，我国刨花板行业的发展却陷入了困境。刨花板行业的发展面临木材资源供给紧张的威胁。我国是一个竹资源丰富的国家，竹子具有生长速度快、产量高、强度高、韧性好的优点，是一种极具潜力的材料。因此，采用竹子替代树木制备竹刨花板有助于缓解我国木材资源短缺的局面。我国也因此投入大量的人力物力研制竹刨花板，并取得了巨大的成果。由于国内竹刨花板制造主要采用以脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂为代表的甲醛基胶粘剂，这类胶粘剂具有粘接性能好、耐水性强、成本低的优点，但在人造板的生产和使用过程中不可避免的会释放甲醛，甲醛是一种致癌物，因此，为竹刨花寻求新的胶粘剂是一个亟待解决的问题。革屑是制革过程中产生的固体废弃物，其主要成分是胶原蛋白，如果随意丢弃，不仅会污染环境，而且会造成资源浪费，将其中的胶原蛋白提取出来制备无甲醛胶粘剂不仅能够解决竹刨花板的粘接问题，而且还能够解决铬革屑的污染问题。
发明内容
本发明致力于提供一种无甲醛竹刨花板制备方法，该刨花板以胶原基蛋白胶粘剂作为刨花板制备的胶粘剂，无甲醛释放，力学性能优越，耐水性满足GB/T 14074-2006要求，市场前景广阔。
为实现上述目的，本发明所述一种无甲醛竹刨花板，其特征在于：包括以下重量份的各原料：胶原基蛋白胶粘剂10-30份、竹材100份；所述胶原基蛋白胶粘剂包括以下重量份的各原料：20～50份胶原蛋白、0.1～0.5份碱、5～30份尿素、5～20份交联剂和70～120份水。
所述的一种无甲醛竹刨花板制备方法，包括以下步骤：
1)粉碎、筛选：竹材粉碎成竹粉，筛选50～200目竹粉备用；
2)施胶：将胶原基蛋白胶粘剂对竹粉进行施胶，混合，备用；
所述胶原基蛋白胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
1)按照各原料的重量份称取20～50份胶原蛋白、0.1～0.5份碱、5～30份尿素、5～20份交联剂和70～120份水；
2)将胶原蛋白分散于水后，在搅拌条件下依次加入碱、尿素、交联剂，水浴加热温度为50～100℃，冷却温度为25～28℃，得到胶原基蛋白胶粘剂；
3)组坯：将制备得到的胶原基蛋白胶粘剂、竹粉混合物料置于模具内；
4)预压，将模具内的胶原基蛋白胶粘剂、竹粉混合物料预压时间为0.5～1.5 小时，压力为0.5～1MPa；
5)热压，将模具内的胶原基蛋白胶粘剂、竹粉混合物料热压温度为120～160 ℃，压力为0.5～2MPa，时间为0.5～2小时，制备得到无甲醛竹刨花板。
所述竹材为楠竹、茨竹、斑竹、鳗竹、毛竹、苦竹中的一种或几种混合物。
所述竹粉含水2％～5％。
所述胶原基蛋白为制革固体废弃物的提取物，相对分子质量为5～100kDa。
所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的一种或几种的混合碱。
所述交联剂为环氧氯丙烷、环氧树脂(相对分子量为340～430)，聚酰胺- 环氧氯丙烷(相对分子量为260～400)，聚酰胺多胺环氧氯丙烷(相对分子量为 320～430)中的一种或几种的混合物。
所述胶原基蛋白胶粘剂的固含量为20～40wt％，黏度为300～1000mPa.s，活性期为25～40天。
所述将胶原蛋白分散于水步骤中，所述的分散步骤为混合搅拌，转速为 200～800转/分钟；水浴反应的温度为50～100℃，时间为3～5小时。
所述混合搅拌条件为机械搅拌。
所述模具为能够将胶原基蛋白胶粘剂、竹粉混合物料规范为10cm×10cm ×10cm的槽体。
本发明所述一种无甲醛竹刨花板制备方法，其有益效果在于：本发明采用胶原基蛋白胶粘剂作为竹刨花板制备的胶粘剂，得到的竹刨花板其甲醛释放量达到E0级要求，实现无甲醛释放的目的；且刨花板的力学性能达到国家标准中 B类竹刨花板的要求。
具体实施方式
实施例1
本发明所述一种无甲醛竹刨花板制备方法，包括以下步骤：
1)将楠竹粉碎，并将竹粉干燥至含水率为5％，然后用筛子筛选出50目的竹粉；
2)施胶：胶原基蛋白胶粘剂的制备方法为：将20g胶原蛋白分散于80g后，在200r/min的搅拌条件下，加入0.02g碱、5g尿素、1g环氧氯丙烷，50℃下水浴3小时，冷却得到胶原基蛋白胶粘剂；采用搅拌机对竹粉进行施胶，保证施胶均匀，其中，所采用的胶粘剂为胶原基蛋白胶粘剂，施胶量为16％；
3)组坯：施胶后的竹粉在自制10cm×10cm×10cm的模具中填满；
4)预压：将组坯后的模具在热压机中冷压，预压时间为0.5h，压力为0.5MPa；
5)热压：将预压后的模具在热压机中进行热压，热压温度为120℃，压力为0.5MPa，热压时间为0.5h，即得到竹刨花板。
按照国标GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》测定其性能，结果如下：
表1实例1中刨花板的性能测定结果
序号 项目 结果 单位
1 静曲模量 26.9 MPa
2 弹性模量 1720 MPa
3 内结合强度 0.52 MPa
4 密度 0.85 g/cm<sup>3</sup>
5 24h吸水膨胀率 8.0 ％
6 吸水膨胀厚度 5.42 ％
7 甲醛释放量 未检出 -
实施例2
本发明所述一种无甲醛竹刨花板制备方法，包括以下步骤：
1)将楠竹粉碎，并将竹粉干燥至含水率为4％，然后用筛子筛选出60目的竹粉；
2)施胶：胶原基蛋白胶粘剂的制备方法为：将30g胶原蛋白分散于80g水后，在300r/min的搅拌条件下，加入0.04g碱，6g尿素，2.4g环氧氯丙烷， 60℃下水浴4h，冷却得到胶原基蛋白胶粘剂；采用搅拌机对竹粉进行施胶，保证施胶均匀，其中，所采用的胶粘剂为胶原基蛋白胶粘剂，施胶量为18％；
3)组坯：施胶后的竹粉在自制10cm×10cm×10cm的模具中填满；
4)预压：将组坯后的模具在热压机中冷压，预压时间为40min，压力为1MPa；
5)热压：将预压后的模具在热压机中进行热压，热压温度为130℃，压力为1MPa，热压时间为40min，即得到竹刨花板。
按照国标GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》测定其性能，结果如下：
表2实例2中刨花板的性能测定结果
序号 项目 结果 单位
1 静曲模量 26.2 MPa
2 弹性模量 1770 MPa
3 内结合强度 0.49 MPa
4 密度 0.88 g/cm<sup>3</sup>
5 24h吸水膨胀率 7.2 ％
6 吸水膨胀厚度 5.36 ％
7 甲醛释放量 未检出 -
实施例3
本发明所述一种无甲醛竹刨花板制备方法，包括以下步骤：
1)将楠竹粉碎，并将竹粉干燥至含水率为3％，然后用筛子筛选出80目的竹粉；
2)施胶：胶原基蛋白胶粘剂的制备方法为：将40g胶原蛋白分散于90g水后，在500r/min的搅拌条件下，加入0.06g碱，7g尿素，2.8g环氧树脂，60℃下水浴6h，冷却得到胶原基蛋白胶粘剂采用搅拌机对竹粉进行施胶，保证施胶均匀，其中，所采用的胶粘剂为胶原基蛋白胶粘剂，施胶量为20％；
3)组坯：施胶后的竹粉在自制10cm×10cm×10cm的模具中填满；
4)预压：将组坯后的模具在热压机中冷压，预压时间为45min，压力为 0.7MPa；
5)热压：将预压后的模具在热压机中进行热压，热压温度为140℃，压力为15MPa，热压时间为35min，即得到竹刨花板。
按照国标GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》测定其性能，结果如下：
表3实例3中刨花板的性能测定结果
实施例4
本发明所述一种无甲醛竹刨花板制备方法，包括以下步骤：
1)将苦竹粉碎，并将竹粉干燥至含水率为5％，然后用筛子筛选出50目的竹粉；
2)施胶：胶原基蛋白胶粘剂的制备方法为：将20g胶原蛋白分散于80g后，在200r/min的搅拌条件下，加入0.02g碱、5g尿素、1g聚酰胺-环氧氯丙烷， 50℃下水浴3小时，冷却得到胶原基蛋白胶粘剂；采用搅拌机对竹粉进行施胶，保证施胶均匀，其中，所采用的胶粘剂为胶原基蛋白胶粘剂，施胶量为16％；
3)组坯：施胶后的竹粉在自制10cm×10cm×10cm的模具中填满；
4)预压：将组坯后的模具在热压机中冷压，预压时间为0.5h，压力为0.5MPa；
5)热压：将预压后的模具在热压机中进行热压，热压温度为120℃，压力为0.5MPa，热压时间为0.5h，即得到竹刨花板。
按照国标GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》测定其性能，结果如下：
表4实例4中刨花板的性能测定结果
序号 项目 结果 单位
1 静曲模量 27.2 MPa
2 弹性模量 1750 MPa
3 内结合强度 0.48 MPa
4 密度 0.86 g/cm<sup>3</sup>
5 24h吸水膨胀率 7.4 ％
6 吸水膨胀厚度 5.48 ％
7 甲醛释放量 未检出 -
实施例5
本发明所述一种无甲醛竹刨花板制备方法，包括以下步骤：
1)将苦竹粉碎，并将竹粉干燥至含水率为4％，然后用筛子筛选出60目的竹粉；
2)施胶：胶原基蛋白胶粘剂的制备方法为：将30g胶原蛋白分散于80g水后，在300r/min的搅拌条件下，加入0.04g碱，6g尿素，2.4g环氧树脂，60 ℃下水浴4h，冷却得到胶原基蛋白胶粘剂；采用搅拌机对竹粉进行施胶，保证施胶均匀，其中，所采用的胶粘剂为胶原基蛋白胶粘剂，施胶量为18％；
3)组坯：施胶后的竹粉在自制10cm×10cm×10cm的模具中填满；
4)预压：将组坯后的模具在热压机中冷压，预压时间为40min，压力为1MPa；
5)热压：将预压后的模具在热压机中进行热压，热压温度为130℃，压力为1MPa，热压时间为40min，即得到竹刨花板。
按照国标GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》测定其性能，结果如下：
表5实例5中刨花板的性能测定结果
序号 项目 结果 单位
1 静曲模量 25.9 MPa
2 弹性模量 1620 MPa
3 内结合强度 0.54 MPa
4 密度 0.82 g/cm<sup>3</sup>
5 24h吸水膨胀率 7.80 ％
6 吸水膨胀厚度 5.60 ％
7 甲醛释放量 未检出 -
实施例6
本发明所述一种无甲醛竹刨花板制备方法，包括以下步骤：
1)将苦竹粉碎，并将竹粉干燥至含水率为3％，然后用筛子筛选出80目的竹粉；
2)施胶：胶原基蛋白胶粘剂的制备方法为：将40g胶原蛋白分散于90g水后，在500r/min的搅拌条件下，加入0.06g碱，7g尿素，2.8g环氧氯丙烷， 60℃下水浴6h，冷却得到胶原基蛋白胶粘剂采用搅拌机对竹粉进行施胶，保证施胶均匀，其中，所采用的胶粘剂为胶原基蛋白胶粘剂，施胶量为20％；
3)组坯：施胶后的竹粉在自制10cm×10cm×10cm的模具中填满；
4)预压：将组坯后的模具在热压机中冷压，预压时间为45min，压力为 0.7MPa；
5)热压：将预压后的模具在热压机中进行热压，热压温度为140℃，压力为15MPa，热压时间为35min，即得到竹刨花板。
按照国标GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》测定其性能，结果如下：
表6实例6中刨花板的性能测定结果
序号 项目 结果 单位
1 静曲模量 27.0 MPa
2 弹性模量 2010 MPa
3 内结合强度 0.64 MPa
4 密度 0.83 g/cm<sup>3</sup>
5 24h吸水膨胀率 7.33 ％
6 吸水膨胀厚度 7.78 ％
7 甲醛释放量 未检出 -
实施例7
本发明所述一种无甲醛竹刨花板制备方法，包括以下步骤：
1)将毛竹粉碎，并将竹粉干燥至含水率为5％，然后用筛子筛选出50目的竹粉；
2)施胶：胶原基蛋白胶粘剂的制备方法为：将20g胶原蛋白分散于80g后，在200r/min的搅拌条件下，加入0.02g碱、5g尿素、1g聚酰胺多胺环氧氯丙烷，50℃下水浴3小时，冷却得到胶原基蛋白胶粘剂；采用搅拌机对竹粉进行施胶，保证施胶均匀，其中，所采用的胶粘剂为胶原基蛋白胶粘剂，施胶量为 16％；
3)组坯：施胶后的竹粉在自制10cm×10cm×10cm的模具中填满；
4)预压：将组坯后的模具在热压机中冷压，预压时间为0.5h，压力为0.5MPa；
5)热压：将预压后的模具在热压机中进行热压，热压温度为120℃，压力为0.5MPa，热压时间为0.5h，即得到竹刨花板。
按照国标GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》测定其性能，结果如下：
表7实例7中刨花板的性能测定结果
实施例8
本发明所述一种无甲醛竹刨花板制备方法，包括以下步骤：
1)将毛竹粉碎，并将竹粉干燥至含水率为4％，然后用筛子筛选出60目的竹粉；
2)施胶：胶原基蛋白胶粘剂的制备方法为：将30g胶原蛋白分散于80g水后，在300r/min的搅拌条件下，加入0.04g碱，6g尿素，2.4g环氧氯丙烷， 60℃下水浴4h，冷却得到胶原基蛋白胶粘剂；采用搅拌机对竹粉进行施胶，保证施胶均匀，其中，所采用的胶粘剂为胶原基蛋白胶粘剂，施胶量为18％；
3)组坯：施胶后的竹粉在自制10cm×10cm×10cm的模具中填满；
4)预压：将组坯后的模具在热压机中冷压，预压时间为40min，压力为1MPa；
5)热压：将预压后的模具在热压机中进行热压，热压温度为130℃，压力为1MPa，热压时间为40min，即得到竹刨花板。
按照国标GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》测定其性能，结果如下：
表8实例8中刨花板的性能测定结果
序号 项目 结果 单位
1 静曲模量 24.2 MPa
2 弹性模量 1670 MPa
3 内结合强度 0.44 MPa
4 密度 0.73 g/cm<sup>3</sup>
5 24h吸水膨胀率 7.9 ％
6 吸水膨胀厚度 6.38 ％
7 甲醛释放量 未检出 -
实施例9
本发明所述一种无甲醛竹刨花板制备方法，包括以下步骤：
1)将毛竹粉碎，并将竹粉干燥至含水率为3％，然后用筛子筛选出80目的竹粉；
2)施胶：胶原基蛋白胶粘剂的制备方法为：将40g胶原蛋白分散于90g水后，在500r/min的搅拌条件下，加入0.06g碱，7g尿素，2.8g聚酰胺多胺环氧氯丙烷，60℃下水浴6h，冷却得到胶原基蛋白胶粘剂采用搅拌机对竹粉进行施胶，保证施胶均匀，其中，所采用的胶粘剂为胶原基蛋白胶粘剂，施胶量为 20％；
3)组坯：施胶后的竹粉在自制10cm×10cm×10cm的模具中填满；
4)预压：将组坯后的模具在热压机中冷压，预压时间为45min，压力为0.7MPa；
5)热压：将预压后的模具在热压机中进行热压，热压温度为140℃，压力为15MPa，热压时间为35min，即得到竹刨花板。
按照国标GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》测定其性能，结果如下：
表9实例9中刨花板的性能测定结果
序号 项目 结果 单位
1 静曲模量 25.2 MPa
2 弹性模量 1980 MPa
3 内结合强度 0.55 MPa
4 密度 0.76 g/cm<sup>3</sup>
5 24h吸水膨胀率 8.0 ％
6 吸水膨胀厚度 7.88 ％
7 甲醛释放量 未检出 -
实施例10
本发明所述一种无甲醛竹刨花板制备方法，包括以下步骤：
1)将茨竹粉碎，并将竹粉干燥至含水率为5％，然后用筛子筛选出50目的竹粉；
2)施胶：胶原基蛋白胶粘剂的制备方法为：将20g胶原蛋白分散于80g后，在200r/min的搅拌条件下，加入0.02g碱、5g尿素、1g聚酰胺-环氧氯丙烷， 50℃下水浴3小时，冷却得到胶原基蛋白胶粘剂；采用搅拌机对竹粉进行施胶，保证施胶均匀，其中，所采用的胶粘剂为胶原基蛋白胶粘剂，施胶量为16％；
3)组坯：施胶后的竹粉在自制10cm×10cm×10cm的模具中填满；
4)预压：将组坯后的模具在热压机中冷压，预压时间为0.5h，压力为0.5MPa；
5)热压：将预压后的模具在热压机中进行热压，热压温度为120℃，压力为0.5MPa，热压时间为0.5h，即得到竹刨花板。
按照国标GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》测定其性能，结果如下：
表10实例10中刨花板的性能测定结果
序号 项目 结果 单位
1 静曲模量 23.9 MPa
2 弹性模量 1520 MPa
3 内结合强度 0.40 MPa
4 密度 0.70 g/cm3
5 24h吸水膨胀率 7.9 ％
6 吸水膨胀厚度 6.6 ％
7 甲醛释放量 未检出 -
根据上述表1-10可知，本发明所述制备得到的无甲醛竹刨花板，采用胶原基蛋白胶粘剂作为竹刨花板制备的胶粘剂，得到的竹刨花板其甲醛释放量达到 E0级要求，实现无甲醛释放的目的；且刨花板的力学性能达到国家标准中B类竹刨花板的要求。

Claims (10)

1.一种无甲醛竹刨花板，其特征在于：包括以下重量份的各原料：胶原基蛋白胶粘剂10-30份、竹材100份；所述胶原基蛋白胶粘剂包括以下重量份的各原料：20~50份胶原蛋白、0.1~0.5份碱、5~30份尿素、5~20份交联剂和70~120份水。
2.根据权利要求1所述的一种无甲醛竹刨花板制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）粉碎、筛选：竹材粉碎成竹粉，筛选50~200目竹粉备用；
2）施胶：将胶原基蛋白胶粘剂对竹粉进行施胶，混合，备用；
所述胶原基蛋白胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
1）按照各原料的重量份称取20~50份胶原蛋白、0.1~0.5份碱、5~30份尿素、5~20份交联剂和70~120份水；
2）将胶原蛋白分散于水后，在搅拌条件下依次加入碱、尿素、交联剂，水浴加热温度为50~100℃，冷却温度为25~28℃，得到胶原基蛋白胶粘剂；
3）组坯：将制备得到的胶原基蛋白胶粘剂、竹粉混合物料置于模具内；
4）预压，将模具内的胶原基蛋白胶粘剂、竹粉混合物料预压时间为0.5~1.5小时，压力为0.5~1 MPa；
5）热压，将模具内的胶原基蛋白胶粘剂、竹粉混合物料热压温度为120~160 ℃，压力为0.5~2 MPa，时间为0.5~2小时，制备得到无甲醛竹刨花板。
3.根据权利要求1所述的一种无甲醛竹刨花板制备方法，其特征在于：所述竹材为楠竹、茨竹、斑竹、鳗竹、毛竹、苦竹中的一种或几种混合物。
4.根据权利要求1所述的一种无甲醛竹刨花板制备方法，其特征在于：所述竹粉含水2%~5%。
5.根据权利要求1所述的一种无甲醛竹刨花板制备方法，其特征在于：所述胶原基蛋白为制革固体废弃物的提取物，相对分子质量为5~100 kDa。
6.根据权利要求1所述的一种无甲醛竹刨花板制备方法，其特征在于：所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的一种或几种的混合碱。
7.根据权利要求1所述的一种无甲醛竹刨花板制备方法，其特征在于：所述交联剂为环氧氯丙烷、相对分子量为340~430的环氧树脂、相对分子量为260~400的聚酰胺多胺环氧氯丙烷、相对分子量为320~430的聚酰胺环氧氯丙烷中的一种或几种混合物。
8.根据权利要求1所述的一种无甲醛竹刨花板制备方法，其特征在于：所述胶原基蛋白胶粘剂的固含量为20~40 wt%，黏度为300~1000mPa.s，活性期为25~40天。
9.根据权利要求2所述的一种无甲醛竹刨花板制备方法，其特征在于：所述将胶原蛋白分散于水步骤中，所述的分散步骤为机械搅拌，转速为200~800转/分钟；水浴反应的温度为50~100 ℃，时间为3~5小时。
10.根据权利要求2所述的一种无甲醛竹刨花板制备方法，其特征在于：所述模具为能够将胶原基蛋白胶粘剂、竹粉混合物料规范为10 cm×10 cm×10 cm的槽体。
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