CN111548766A

CN111548766A - 一种无醛阻燃型实木复合地板及其制备方法

Info

Publication number: CN111548766A
Application number: CN202010162662.4A
Authority: CN
Inventors: 施晓宏; 桂成胜; 敖景伟; 潘锦垭; 沈云芳; 赵建忠; 付珏杰; 朱海峰
Original assignee: Zhejiang Yunfeng Moganshan Flooring Co ltd
Current assignee: Zhejiang Yunfeng Moganshan Flooring Co ltd
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2020-03-10
Publication date: 2020-08-18
Anticipated expiration: 2040-03-10
Also published as: CN111548766B

Abstract

本发明的目的是提供一种无醛阻燃型实木复合地板及其制备方法，包括油漆涂饰层、表板、阻燃胶层、阻燃多层基材层、阻燃胶层、背板，阻燃多层基材层由桉木单板与阻燃胶按实木复合地板用胶合板基材组坯而成。

Description

一种无醛阻燃型实木复合地板及其制备方法

技术领域

本发明涉及实木复合地板的生产加工技术领域，尤其涉及一种无醛阻燃型实木复合地板及其制备方法。

背景技术

木地板是一种常用的地面装饰材料，主要品种包括强化木地板、实木复合地板、实木地板、浸渍纸层压板饰面多层实木复合地板。与其它地面装饰材料地毯、石材、瓷砖、塑胶地板相比，木地板具有自然、美观的纹理，质轻而容易加工，保温性好，能调节室内温度、湿度，有弹性可缓和冲击等特点，给人一种回归大自然的感觉，因此受到人们的喜爱。而实木复合地板在木地板产品组占据着主导地位，并广泛应用于电影院、商场等室内公共场所的铺地材料装修，但由于实木复合地板属于易燃材料，使得其在加工后需要通过阻燃处理从而降低其易燃性，进而提高其在使用时的安全性。

随着科技的发展和人们对生活质量要求的不断提高，人们对家庭装修的要求也在日益提高，甲醛释放量、阻燃效果等指标已经成为选择地板的主要标准之一。目前已有的研究如在申请号为CN201811111237.1的专利公开了一种无醛阻燃地板及其制备方法，是以杂草和农作物秸秆经过一系列工艺步骤后制成具有无醛阻燃效果的地板；在申请号为CN201610747070.2的专利公开了采用阻燃复合脲醛树脂生产全桉木实木复合地板的方法；在申请号为CN201811421996.8的专利公开了一种低TVOC阻燃实木复合地板及其加工工艺，尚没有以阻燃改性大豆胶黏剂为胶液生产实木复合地板的文献报道，相关性不大。

目前，市场上的阻燃剂品质参差不齐，阻燃效果好的价格高昂，反之，价格便宜的则阻燃效果达不到要求，若直接采用阻燃剂与大豆胶进行复配时，存在干胶快、冷压不成型、成品湿强度与浸渍剥离均不合格等问题。采用申请号为CN201910843380.8的专利中公开的无醛阻燃胶试制实木复合地板，检测结果显示阻燃等级及甲醛释放量均合格，但II类胶合强度只有0.3～0.4MPa且浸渍剥离不合格，不适用于实木复合地板。

发明内容

为了解决上述的技术问题，克服现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种无醛阻燃型实木复合地板及其制备方法，包括油漆涂饰层、表板、阻燃胶层、阻燃多层基材层、阻燃胶层、背板，阻燃多层基材层由桉木单板与阻燃胶按实木复合地板用胶合板基材组坯而成；该制备方法包括以下步骤：

一、制备活化改性阻燃剂

在高速混料机中依次加入20～40份聚磷酸铵APP、10～20份三聚氰胺磷酸盐MP、2～3.5份偶联剂、4～7份分散剂，搅拌10～20min，再加入50～80份氢氧化铝或氢氧化镁，再搅拌10～20min至均匀，即制得活化改性阻燃剂；

二、制备改性大豆无醛阻燃胶

在反应釜中依次加入100份交联改性剂、50～100份水、100～200份脱脂豆粉、50～150份活化改性阻燃剂、5～7份水性增粘剂、0.1～0.2份助剂，在55～110℃条件下搅拌1.5～3h至均匀，即制得改性大豆无醛阻燃胶；

三、制备无醛阻燃型实木复合地板

1)在桉木单板表面涂布步骤二制得的改性大豆无醛阻燃胶，按实木复合地板用多层胶合板每层纵横交错组坯，经冷压、热压后制成阻燃多层基材层；

2)阻燃多层基材层经平衡后，涂布步骤二制得的改性大豆无醛阻燃胶，上表面粘合表板、下表面粘合底板，组坯后经冷压、热压、养生、开片、砂光、开槽加工、油漆等工序制得无醛阻燃型实木复合地板。

作为优选，所述步骤一中聚磷酸铵APP为II型、聚合度2000以上，生产厂家为科莱恩，科莱恩此款阻燃剂虽然阻燃效果优异，但其使用成本很高，因此，从生产成本方面考虑，采用其与氢氧化铝或氢氧化镁等进行复合，降低成本的同时，并保证使其具有良好的阻燃性能。

作为优选，所述步骤一中三聚氰胺磷酸盐MP为N含量≥36.0％、P含量≥12.0％，较高的氮磷含量可以具有较好的阻燃效果但成本偏高，采用MP与APP、氢氧化铝或氢氧化镁进行复合的阻燃剂，使得阻燃效果比不加MP时有明显提升。

作为优选，所述步骤一中偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯、铝酸酯、十二烷基苯磺酸钠、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等中的一种或多种混合物，加入偶联剂的目的在于通过阻燃剂的活化改性，使得加入阻燃剂后的大豆胶有很好的强度，否则阻燃剂的加入会导致大豆胶的强度降低。

作为优选，所述步骤一中分散剂为硅酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠等中的一种或多种混合物。分散剂的加入既可以使偶联剂均匀地与阻燃剂混合，也可以使改性后的阻燃剂均匀地分散在胶黏剂中。

作为优选，所述步骤一中氢氧化铝、氢氧化镁为目数≥2000目，作为低成本无机阻燃剂，不仅能阻燃，而且可以有效防止发烟、滴下物及有毒气体的产生，与APP、MP复合后，使体系成本有所降低、阻燃性能明显提升。

作为优选，所述步骤二中交联改性剂为改性聚酰胺树脂、环氧树脂、多异氰酸酯、羟甲基丙烯酰胺中的一种或两种。在本发明的一些实施方式中，所述交联改性剂为改性聚酰胺树脂，其固体含量24～26％，粘度60～100mPa·s，PH值3.0～3.5。

作为优选，所述步骤二中脱脂豆粉为蛋白质含量≥50％，脂肪含量≤1.0％，碳水化合物含量25～30％，灰分含量4～5％。

作为优选，所述步骤二中助剂为丙三醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、聚乙二醇、聚山梨酯、聚丙二醇、山梨糖醇中的一种，目的是提升胶水的保水性能。

作为优选，所述步骤二中水性增粘剂为松香脂和非松香树脂的混合物，固体含量57％、粘度300mPa·s，水性增粘剂的加入可以大大提高胶水的粘性，有效改善因活化改性阻燃剂的加入引起的胶水初粘性差，解决了由于初粘性差导致的冷压后不成型、散板问题。

作为优选，所述步骤三中阻燃基材层所用材料为桉木单板，厚度为1.0～3.0mm；表板所用材料为榉木、桦木、柞木等，厚度为0.6～3mm；背板所用材料为榉木，厚度为0.6～3mm。

作为上述方案的进一步描述，步骤三中改性大豆无醛阻燃胶的涂布量为200～300g/m²，工艺条件冷压时间1h、单位压力7～1.1kg/cm²，热压温度125℃、(50～55+25)s/mm、单位压力7～1.1kg/cm²后制成。笔者在长期的实践过程中发现，活化改性阻燃剂按照上述比例加入大豆胶后，大豆胶的强度不但不受影响，而且还可以提升大豆胶的固体含量，市售大豆胶的固体含量＜35％，本发明所提供的改性大豆无醛阻燃胶固含量高达48～52％，从而大大提升地板热压效率，从(70+30)s/mm提升至(50～50+25)s/mm。

本发明的另一个目的在于提供一种改性大豆无醛阻燃胶，该胶黏剂通过以下制备方法获得：

一、制备活化改性阻燃剂

二、制备改性大豆无醛阻燃胶

在反应釜中依次加入100份交联改性剂、50～100份水、100～200份脱脂豆粉、50～150份活化改性阻燃剂、5～7份水性增粘剂、0.1～0.2份助剂，在55～110℃条件下搅拌1.5～3h至均匀，即制得改性大豆无醛阻燃胶。

本发明的再一个目的在于提供一种活化改性阻燃剂，包括20～40份聚磷酸铵APP、10～20份三聚氰胺磷酸盐MP、2～3.5份偶联剂、4～7份分散剂、50～80份氢氧化铝或氢氧化镁。

在本发明实施方式中，当活化改性阻燃剂添加量为25％时阻燃等级达到B1-C，实施当活化改性阻燃剂添加量为35％时阻燃等级达到B1-B，在一些实施例中，活化改性阻燃剂添加量为25％+使用UV阻燃油漆时阻燃等级达到B1-B，甲醛释放量0.01mg/m³为木材自身释放的甲醛，且冷压成型、浸渍剥离、II类胶合强度与漆膜表面性能均合格；以上说明，本发明提供的本发明提供了一种可用于实木复合地板的活化改性阻燃剂，采用APP、MP与氢氧化铝或氢氧化镁复合的方法，较市售的阻燃剂成本更低、阻燃效果良好，添加量25～35％时阻燃等级达到B1-C～B1-B级；本发明的发明人还发现，当不添加偶联剂及分散剂时，表现为浸渍剥离不合格、II类胶合强度只有0.5MPa，而本发明的实施方式创造性地通过添加偶联剂及分散剂对阻燃剂进行活化改性，使得加入阻燃剂后的大豆胶有很好的强度；进一步地，当不添加水性增粘剂时，由于初粘性差，冷压后存在不成型、散板问题，而本发明的实施方式选择添加水性增粘剂，大大提高胶水的粘性，解决了由于因活化改性阻燃剂的加入引起初粘性差导致的冷压后不成型、散板问题；再进一步地，采用市售大豆胶(固体含量＜35％)与市售阻燃剂APP直接复配成大豆无醛阻燃胶替代改性大豆无醛阻燃胶时，表现为冷压不成型、散板，浸渍剥离不合格，II类胶合强度只有0.4MPa，而本发明的实施方式对阻燃剂进行活化改性并添加了水性增粘剂，使得所制地板理化性能指标均合格、阻燃等级达到B1-C；更进一步地，本发明的发明人还发现采用市售大豆胶(固体含量＜35％)替代改性大豆无醛阻燃胶时，阻燃等级只有B2-E，而本发明的实施方式采用改性大豆无醛阻燃胶时，阻燃等级达到B1-C。本发明的地板，拥有无醛环保、阻燃性能优异、表面性能和力学强度良好的特点。本发明制得的无醛阻燃型实木复合地板，理化性能指标均合格、甲醛释放量为0.01mg/m³(木材自身释放的甲醛)、阻燃等级最高可达B1-B。综上，本发明的有益效果是：

1、本发明提供了一种可用于实木复合地板的活化改性阻燃剂，采用APP、MP与氢氧化铝或氢氧化镁复合的方法，较市售的阻燃剂成本更低、阻燃效果良好，添加量25～35％时阻燃等级达到B1-C～B1-B级。

2、本发明采用在大豆胶中添加活化改性阻燃剂的方式，增加的阻燃剂成分使地板具有阻燃功能，大大提升了地板的安全性能，阻燃等级≥B1-C。

3、本发明提供了一种可用于实木复合地板的改性大豆无醛阻燃胶黏剂，采用此种胶黏剂制备地板时可提升大大地板热压效率，可从(70+30)s/mm提升至(50～50+25)s/mm，制得的无醛阻燃型实木复合地板测得甲醛释放量为0.01mg/m³(木材自身释放的甲醛)、阻燃等级最高可达B1-B。

附图说明

图1为本发明提供的一种水无醛阻燃型实木复合地板的结构剖面图：1-油漆涂饰层，2-表板，3-阻燃多层基材层，4-底板。

具体实施方式

本发明的“份数”均是指重量份数。

本发明的具体实施方案如下：

实施例1

一、制备活化改性阻燃剂

在高速混料机中依次加入30份聚磷酸铵APP、15份三聚氰胺磷酸盐MP、3份十二烷基苯磺酸钠、5份硅酸钠，搅拌15min，再加入65份氢氧化铝，再搅拌20min至均匀，即制得活化改性阻燃剂；

二、制备改性大豆无醛阻燃胶

在反应釜中依次加入100份改性聚酰胺树脂、70份水、140份脱脂豆粉、80份活化改性阻燃剂、6份水性增粘剂880G、0.15份聚乙二醇，在80～85℃条件下搅拌2h至均匀，即制得改性大豆无醛阻燃胶；

三、制备无醛阻燃型实木复合地板

1)在厚度为2.2mm的桉木单板表面涂布步骤二制得的改性大豆无醛阻燃胶，涂布量为220g/m²，按实木复合地板用多层胶合板每层纵横交错组坯，经冷压、热压后制成阻燃多层基材层，工艺条件为冷压时间1h、单位压力9kg/cm²，热压温度125℃、(52+25)s/mm、单位压力9kg/cm²；

2)阻燃多层基材层经平衡后，涂布步骤二制得的改性大豆无醛阻燃胶，上表面粘合厚度为1.2mm的柞木表板、下表面粘合厚度为1.7mm的榉木底板，组坯后经冷压、热压、养生、开片、砂光、开槽加工、油漆等工序制得无醛阻燃型实木复合地板。

实施例2

对实施例1中的步骤三生产工艺不变，改变部分如下：

一、制备活化改性阻燃剂

在高速混料机中依次加入35份聚磷酸铵APP、15份三聚氰胺磷酸盐MP、2.5份十二烷基苯磺酸钠、6份硅酸钠，搅拌15min，再加入75份氢氧化铝，再搅拌20min至均匀，即制得活化改性阻燃剂；

二、制备改性大豆无醛阻燃胶

在反应釜中依次加入100份改性聚酰胺树脂、65份水、130份脱脂豆粉、110份活化改性阻燃剂、7份水性增粘剂880G、0.15份聚乙二醇，在80～85℃条件下搅拌2h至均匀，即制得改性大豆无醛阻燃胶。

实施例3

对实施例1中的步骤一、二生产工艺均不变，改变部分如下：

三、制备无醛阻燃型实木复合地板

1)在厚度为2.2mm的桉木单板表面涂布步骤二制得的改性大豆无醛阻燃胶，涂布量为250g/m²，按实木复合地板用多层胶合板每层纵横交错组坯，经冷压、热压后制成阻燃多层基材层，工艺条件为冷压时间1h、单位压力9kg/cm²，热压温度125℃、(52+25)s/mm、单位压力9kg/cm²；

2)阻燃多层基材层经平衡后，涂布步骤二制得的改性大豆无醛阻燃胶，上表面粘合厚度为1.2mm的柞木表板、下表面粘合厚度为1.7mm的榉木底板，组坯后经冷压、热压、养生、开片、砂光、开槽加工、UV阻燃油漆等工序制得无醛阻燃型实木复合地板，其中UV阻燃油漆型号为A185721705。

对比例1

对实施例1中的步骤二、三生产工艺不变，改变部分如下：

一、制备活化改性阻燃剂

在高速混料机中依次加入30份聚磷酸铵APP、15份三聚氰胺磷酸盐MP、65份氢氧化铝，再搅拌20min至均匀，即制得活化改性阻燃剂。

对比例2

对实施例1中的步骤一、三生产工艺不变，改变部分如下：

二、制备改性大豆无醛阻燃胶

在反应釜中依次加入100份改性聚酰胺树脂、70份水、140份脱脂豆粉、80份活化改性阻燃剂、0.15份聚乙二醇，在80～85℃条件下搅拌2h至均匀，即制得改性大豆无醛阻燃胶。

对比例3

采用100份市售大豆胶(固体含量＜35％)与25份市售阻燃剂APP直接复配成大豆无醛阻燃胶，替代改性大豆无醛阻燃胶，按实施例一步骤三制备无醛阻燃型实木复合地板。

对比例4

采用市售大豆胶(固体含量＜35％)替代改性大豆无醛阻燃胶，按实施例一步骤三制备无醛实木复合地板，仅改变热压工艺条件为热压温度125℃、(70+30)s/mm、单位压力9kg/cm²。

按照GB/T 17657-2013中的检测方法，检测实施例与对比例获得的地板的理化性能，并经国家防火建筑材料质量监督检验中心检测阻燃性能，结果见下表1所示。

表1

其中，漆膜表面性能包括漆膜硬度、漆膜附着力、表面耐划痕。

从实施例1、2、3中的数据可以看出，实施例1为活化改性阻燃剂添加量为25％时阻燃等级达到B1-C，实施例2为活化改性阻燃剂添加量为35％时阻燃等级达到B1-B，实施例3为活化改性阻燃剂添加量为25％+UV阻燃油漆时阻燃等级达到B1-B，甲醛释放量0.01mg/m³为木材自身释放的甲醛，且冷压成型、浸渍剥离、II类胶合强度与漆膜表面性能均合格；

从实施例1与对比例1中数据可以看出，当不添加偶联剂及分散剂时，表现为浸渍剥离不合格、II类胶合强度只有0.5MPa，而实施例1，由于添加了偶联剂及分散剂对阻燃剂进行活化改性，使得加入阻燃剂后的大豆胶有很好的强度；从实施例1与对比例2中数据可以看出，当不添加水性增粘剂时，由于初粘性差，冷压后存在不成型、散板问题，而实施例1，由于添加了水性增粘剂，大大提高胶水的粘性，解决了由于因活化改性阻燃剂的加入引起初粘性差导致的冷压后不成型、散板问题；从实施例1与对比例3中数据可以看出，采用市售大豆胶(固体含量＜35％)与市售阻燃剂APP直接复配成大豆无醛阻燃胶替代改性大豆无醛阻燃胶时，表现为冷压不成型、散板，浸渍剥离不合格，II类胶合强度只有0.4MPa，而实施例1，由于对阻燃剂进行活化改性并添加了水性增粘剂，使得所制地板理化性能指标均合格、阻燃等级达到B1-C；从实施例1与对比例4中数据可以看出，采用市售大豆胶(固体含量＜35％)替代改性大豆无醛阻燃胶时，阻燃等级只有B2-E，而实施例1，采用改性大豆无醛阻燃胶时，阻燃等级达到B1-C。本发明的地板，拥有无醛环保、阻燃性能优异、表面性能和力学强度良好的特点。本发明制得的无醛阻燃型实木复合地板，理化性能指标均合格、甲醛释放量为0.01mg/m³(木材自身释放的甲醛)、阻燃等级最高可达B1-B。

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优点。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范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种无醛阻燃型实木复合地板的制备方法，包括油漆涂饰层、表板、阻燃胶层、阻燃多层基材层、阻燃胶层、背板，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

一、制备活化改性阻燃剂

在高速混料机中依次加入20~40份聚磷酸铵APP、10~20份三聚氰胺磷酸盐MP、2~3.5份偶联剂、4~7份分散剂，搅拌10~20 min，再加入50~80份氢氧化铝或氢氧化镁，再搅拌10~20min至均匀，即制得活化改性阻燃剂；

二、制备改性大豆无醛阻燃胶

在反应釜中依次加入100份交联改性剂、50~100份水、100~200份脱脂豆粉、50~150份活化改性阻燃剂、5~7份水性增粘剂、0.1~0.2份助剂，在55~110 ℃条件下搅拌1.5~3 h至均匀，即制得改性大豆无醛阻燃胶；

三、制备无醛阻燃型实木复合地板

1）在桉木单板表面涂布步骤二制得的改性大豆无醛阻燃胶，按实木复合地板用多层胶合板每层纵横交错组坯，经冷压、热压后制成阻燃多层基材层；

2）阻燃多层基材层经平衡后，涂布步骤二制得的改性大豆无醛阻燃胶，上表面粘合表板、下表面粘合底板，组坯后经冷压、热压、养生、开片、砂光、开槽加工、油漆工序制得无醛阻燃型实木复合地板。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一中聚磷酸铵APP为II型、聚合度2000以上。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一中三聚氰胺磷酸盐MP为N含量≥36.0 %、P含量≥12.0 %。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一中偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯、铝酸酯、十二烷基苯磺酸钠、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等中的一种或多种混合物。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一中分散剂为硅酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠等中的一种或多种混合物。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一中氢氧化铝、氢氧化镁为目数≥2000目。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二中交联改性剂为改性聚酰胺树脂、环氧树脂、多异氰酸酯、羟甲基丙烯酰胺中的一种或两种。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二中脱脂豆粉为蛋白质含量≥50 %，脂肪含量≤1.0 %，碳水化合物含量25~30 %，灰分含量4~5%。

9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二中助剂为丙三醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、聚乙二醇、聚山梨酯、聚丙二醇、山梨糖醇中的一种。

10.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二中水性增粘剂为松香脂和非松香树脂的混合物，固体含量57 %、粘度300 mPa·s。