一种用于水性无醛刨花板的胶水、水性无醛刨花板及其制备
方法
技术领域
本发明涉及一种人造板技术领域,具体涉及一种用于水性无醛刨花板的胶水、水性无醛刨花板及其制备方法。
背景技术
随着近些年人造板材的不断发展,人造板的应用也越来越多,而刨花板作为三大人造板之一,以其均匀的结构和简单的加工性能,应用面也越来越广泛,刨花板应用较多的主要是制造家具。随着人们的消费和生活水平的提高,对家具原材料的安全性能有了更高的要求,传统的刨花板虽然做到了结构均匀、再加工简单,但是生产过程及生产的成品会释放甲醛等有毒有害的物质,而且易出现霉菌和异味,越来越不能满足人们对健康环境的需求,因此,亟需研究出一种水性无醛刨花板。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的之一在于提供一种水性无醛刨花板用的胶水,基于该胶水的获得刨花板强度高、耐水性优异、无甲醛,还具有优异的防霉杀菌的效果。
本发明的另一个目的在于,提供一种水性无醛刨花板。
本发明的另一个目的在于,提供一种水性无醛刨花板的制备方法。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供了一种用于水性无醛刨花板的胶水,所述水性无醛刨花板胶水包括以下原料组分及重量份,基于各原料组分为100重量%计:水性聚醚聚氨酯40-60%;蛋白粉15-20%;钙粉3-8%;醚类有机化合物0.5-1.0%;蜡乳液0.5-1.0%;消泡剂0.1-0.2%;耐水剂0-0.8%;固化剂1.0-3.0%;水20-40%;其中,所述醚类有机化合物的沸点为120-180℃;所述蛋白粉为动物胶原蛋白。
在本发明公开的一具体实施方式中,所述蛋白粉的蛋白含量大于等于90%,且灰分小于等于5%。
在本发明公开的一具体实施方式中,所述蜡乳液为非离子型复合蜡乳液。
在本发明公开的一具体实施方式中,所述醚类有机化合物选自丙二醇甲醚乙酸酯和/或丙二醇甲醚醋酸酯的醚酯类有机化合物。
在本发明公开的一具体实施方式中,所述醚类有机化合物选自乙二醇一甲醚和/或乙二醇一乙醚的醇醚类有机化合物。
在本发明公开的一具体实施方式中,所述水性聚醚聚氨酯的分子量为10000-30000g/mol。
在本发明公开的一具体实施方式中,所述水性聚醚聚氨酯的固含量大于等于45%,且涂4杯粘度为10~50s。
在本发明公开的一具体实施方式中,所述耐水剂选自阳离子型氨基树脂类、金属盐类或聚酞胺环氧树脂改性中任意一种或上述任意其组合;和/或,所述蜡乳液为非离子型复合蜡乳液。
本发明还提供了一种水性无醛刨花板,所述水性无醛刨花板包括:芯层,所述芯层由芯层胶水和位于所述芯层胶水内的芯层刨花构成;表层,位于所述芯层上,所述表层由表层胶水和位于所述表层胶水内的表层刨花构成;其中,所述芯层胶水和/或所述表层胶水包括以下原料组分及重量份,基于各原料组分为100重量%计:水性聚醚聚氨酯40-60%;蛋白粉15-20%;钙粉3-8%;醚类有机化合物0.5-1.0%;蜡乳液0.5-1.0%;消泡剂0.1-0.2%;耐水剂0-0.8%;固化剂1.0-3.0%;水20-40%;其中,所述醚类有机化合物的沸点为120-180℃;所述蛋白粉为动物胶原蛋白。
在本发明公开的一具体实施方式中,所述芯层的含水率为5-6%,所述表层的含水率为15-16%。
本发明还提供了一种水性无醛刨花板的制备方法,所述制备方法包括:提供一芯层胶水,并将芯层刨花分散于所述芯层胶水内,得到一芯层混合物;提供一表层胶水,并将表层刨花分散于所述表层胶水内,得到一表层混合物;铺装所述芯层混合物和所述表层混合物,并进行热压成型,以形成包括芯层和表层的水性无醛刨花板;其中,所述芯层胶水和/或所述表层胶水包括以下原料组分及重量份,基于各原料组分为100重量%计:水性聚醚聚氨酯40-60%;蛋白粉15-20%;钙粉3-8%;醚类有机化合物0.5-1.0%;蜡乳液0.5-1.0%;消泡剂0.1-0.2%;耐水剂0-0.8%;固化剂1.0-3.0%;水20-40%;其中,所述醚类有机化合物的沸点为120-180℃;所述蛋白粉为动物胶原蛋白。
如上所述,本发明提供了一种水性无醛刨花板,其利用水性聚醚聚氨酯、蛋白粉、钙粉、醚类有机化合物、消泡剂、蜡乳液、耐水剂、固化剂、水组成的胶水混合刨花,制备得到该水性无醛刨花板,该胶水中,使用蛋白含量大于等于90%,pH值为5.0-7.0,灰分小于等于5%,水分小于5%的动物胶原蛋白,其可以与水完全溶解透明清澈,保证了刨花的成型效果,提高初黏性,不增加粘度,易于喷涂,提高胶合强度。此外,本发明中的醚类有机化合物与水性聚氨酯树脂相容性好,容易掺入乳液中,能够有效提高胶水的强度、贮存稳定性好及良好的冻融稳定性,且能够增加成膜,并且与本发明中的动物胶原蛋白粉相互促进,具有抑制该动物胶原蛋白粉中细菌的作用。此外,根据本发明提供的水性无醛刨花板稳定好、安全环保、成本低,可以广泛用于人造板的产业。
附图说明
图1示出了本发明提供的水性无醛刨花板的一具体实施方式的结构示意图。
图2示出了图1中水性无醛刨花板的主视图。
图3示出了本发明提供的水性无醛刨花板制备方法的一具体实施方式的流程图。
具体实施方式
在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本发明发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
应当理解的是,本发明能够以不同形式实施,而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地,提供这些实施例将使公开彻底和完全,并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。如没有特别说明,以下实施例所示的“%”和“份”分别是指“质量%”和“质量份”。
如图1所示,本发明提供的水性无醛刨花板100可以用于家具和装修装饰材料,具有优异的强度、防潮、抗菌,无甲醛释放。例如,该甲醛的含量小于0.05mg/m3,进一步地小于0.03mg/m3,更进一步地为0。所述水性无醛刨花板100由胶水组分和刨花构成。
如图1和图2所示,所述胶水组分和刨花构成的水性无醛刨花板100的可以为单层板结构,当然不限定于此,还可以为多层板结构,例如2层、3层、4层,例如所述水性无醛刨花板100包括芯层110、表层120。
如图1和图2所示,所述芯层110由芯层胶水和分散于芯层胶水中的芯层刨花构成,所述芯层胶水量为所述芯层刨花的2-6%,例如2%、3%、5%,所述芯层110的含水率为5-6%,例如5%。
如图1和图2所示,所述表层120位于所述芯层110上,例如所述表层120包括上表层120a、下表层120b,其分别位于所述芯层110的两个表面上。所述表层120由表层胶水组分和分散于表层胶水中的表层刨花构成,例如表层胶水量为刨花的10-15%,例如12%、13%、15%,所述表层120的含水率为15-16%,例如15%。
需要说明的是,所述芯层刨花和所述表层刨花中的刨花,指木材或非木材原料经机械加工而成的具有一定形态和尺寸的片状、条状、棒状和/或颗粒状碎料,该刨花的含水率小于等于2%,并分别分散于芯层胶水和表层胶水中,进一步地,所述芯层刨花与表层刨花的重量比例为(4-8):(2~5),例如6:4、6.5:3.5、5:5、7:3,且更进一步地,基于上述的比例关系,所述表层刨花中上表层120a、下表层120b的刨花重量比例为(1~3):(1~2),例如1.5:1、2:1、2.2:1.8、3:1,从而制备得到该水性无醛刨花板100。
需要说明的是,所述芯层胶水和所述表层胶水之间可以不同,也可以相同,例如所述芯芯层胶水和所述表层胶水相同,均由如上所述、如下详述的胶水组分组成,其包括以下原料组分及重量份,基于各原料组分为100重量%计:水性聚醚聚氨酯40-60%;蛋白粉15-20%;钙粉3-8%;醚类有机化合物0.5-1.0%;消泡剂0.1-0.2%;蜡乳液0.5-1.0%;耐水剂0-0.8%;固化剂1.0-3.0%;水20-40%。
所述水性聚醚聚氨酯由聚醚多元醇与多异氰酸酯、扩链剂等构成的聚合物,聚醚多元醇作为该水性聚醚聚氨酯的软段,进一步地,该水性聚醚聚氨酯的固含量大于等于45%,例如45%、48%、50%,分子量10000-30000g/mol,例如10000g/mol、13000g/mol、20000g/mol、30000g/mol,粘度使用涂4杯测试方法小于等于15S,例如13S、10S,pH值为5-6,呈弱酸性,从而保证了所述水性聚醚聚氨酯强度理想、耐水解性好、受微生物侵蚀性低,由此提高所述水性无醛刨花板100的强度和长期耐老化性和抗菌的效果。所述水性聚醚聚氨酯作为水性无醛刨花板胶水组分中的主要胶黏组分,其重量百分比为40-60%,进一步地可以为50-58%,例如50%、55%、58%。
所述动物胶原蛋白粉的蛋白含量为大于等于90%,例如92%、98%,pH值为5.0-7.0,灰分小于等于5%,进一步地的小于等于3%,例如3%、2%,水分小于5%,进一步地小于4%,例如4%、2%、1.5%、1%,所述动物胶原蛋白粉可以与水完全溶解透明清澈,保证了刨花的成型效果,提高初黏性,不增加粘度,易于喷涂,提高胶合强度且无异味,不需要添加粉末防霉杀菌剂,保证了该水性无醛刨花板的安全环保性。其在水性无醛刨花板胶水组分中的重量百分比为15-20%,进一步地为15%-18%,例如为15%、16%、20%。
所述钙粉为100-200目数的钙粉,当目数超过200目时,该胶水粘度过高,当目数低于100目时,该胶水粘度过低,在上述范围内时,可有效控制胶水粘度、成本,利于刨花板生产。所述钙粉具体的例子可以为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、石头粉,其可以与所述固化剂之间反应,提高耐水及胶合强度性能。其在水性无醛刨花板胶水组分中的重量百分比为3-8%,例如为3%、5%、6%、8%。
所述醚类有机化合物与水性聚氨酯树脂相容性好,容易掺入乳液中,可以有效克服聚合物颗粒之间静电斥力,提高胶水的强度以及贮存稳定性好及良好的冻融稳定性,且能够达到成膜的效果,所述醚类有机化合物与动物胶原蛋白粉相互促进,并可以抑制该动物胶原蛋白粉中细菌。所述醚类有机化合物的沸点为120-180℃,以利于刨花板在热压成型过程中,热压温度例如为230-240℃,该醚类有机化合物可以完全挥发,不会对板材有任何残留,一更加安全环保。所述醚类有机化合物的例子例如醇醚类有机化合物,具体地可以列举乙二醇一甲醚、乙二醇一乙醚,进一步地,例如为醚酯类有机化合物,具体地可以列举丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯,其在水性无醛刨花板胶水组分中的重量百分比为0.5-1%,例如为0.5%、0.8%、1%。
所述蜡乳液为固含量大于等于40%的非离子型复合蜡乳液,其可以提高刨花板表面的抗粘连性能和疏水性能,提高刨花板硬度及高温耐刮性能,有一定脱模剂效果,生产过程中不需要额外在添加脱模剂,所述非离子型复合蜡乳液的例子例如可以列举翁开尔的、D894、E389、E817CF型非离子型复合蜡乳液,以及南京天诗新材料的LW-106、LW-110型非离子型复合蜡乳液。其在水性无醛刨花板胶水组分中的重量百分比为0.5-1%,例如为0.5%、0.8%、1%。
所述消泡剂可以为矿物油和/或植物皂类,不仅成本低,可消大泡,防止胶水配制过程中产生大量气泡,不利于粘度测试的准确性。其在水性无醛刨花板胶水组分中的重量百分比为0.1-0.2%,例如为0.1%、0.15%、0.2%。
所述耐水剂可以为阳离子型氨基树脂类、金属盐类或聚酞胺环氧树脂改性的耐水性,该耐水性的固含量大于等于40%,pH值为5.5-6.5。其在水性无醛刨花板胶水可以根据需要进行添加,其重量百分比为0-0.8%,例如为0%、0.5%。
所述固化剂为异氰酸酯类固化剂,所述NCO含量大于等于20%,进一步地大于等于25%,其粘度小于等于120mPa.s,进一步地,大于20mPa.s,例如为118mPa.s、100mPa.s、80mPa.s,所述胶水的各个组分经水进一步地进行分散,并在上述范围内,异氰酸酯类固化剂将各个组分在高温下交联和固化,提高内表胶合强度及耐水性能。异氰酸酯类固化剂在水性无醛刨花板胶水组分中的重量百分比为1-3%,例如为1%、2.2%、3%。
如图3所示,本发明还提供所述水性无醛刨花板100的制备方法,所述方法包括但不限于以下步骤:
S1,提供一芯层胶水,并将芯层刨花分散于所述芯层胶水内,得到一芯层混合物;
S2,提供一表层胶水,并将表层刨花分散于所述表层胶水内,得到一表层混合物;
S3,铺装所述芯层混合物和所述表层混合物,并进行热压成型,以形成包括芯层和表层的水性无醛刨花板。
如图3所示,在步骤S1和步骤S2中,所述芯层胶水和所述表层胶水之间可以不同,也可以相同,例如所述芯层胶水和所述表层胶水相同,均由如上所述的胶水组分组成,其包括以下原料组分及重量份,基于各原料组分为100重量%计:水性聚醚聚氨酯40-60%;蛋白粉15-20%;钙粉3-8%;醚类有机化合物0.5-1.0%;消泡剂0.1-0.2%;蜡乳液0.5-1.0%;耐水剂0-0.8%;固化剂1.0-3.0%;水20-40%。
具体地,先在容器中加入水性聚醚聚氨酯树脂,例如100-1200r/min,例如500r/min、800r/min、1200r/min的搅拌状态下,加入水、成膜助剂、蛋白粉、消泡剂,并进行高速分散20~60min,例如20min后,并进一步地根据需要添加耐水性剂,接着分散10~30min后即可得用于水性无醛刨花板的胶水。所述胶水的测试粘度小于等于30S,适合喷涂工艺,甲醛含量小于20ppm。
如图3所示,在步骤S1中,例如将芯层刨花例如经过打碎烘干等工艺处理,并放入刨花板生产设备,并加入如上所述的芯层胶水,例如可以通过喷涂加入,并加入固化剂,从而得到一芯层混合物。所述芯层胶水的施胶量为芯层刨花的2-6%,并进一步地控制所述芯层水分控制在5-6%的范围内,例如5%。
如图3所示,在步骤S2中,例如将表层刨花例如经过打碎烘干等工艺处理,并放入刨花板生产设备,并加入如上所述的表层胶水,例如可以通过喷涂加入,并加入固化剂,从而得到一表层混合物。所述表层胶水的施胶量为表层刨花的10-15%,并进一步地控制所述芯层水分控制在15-16%的范围内,例如15%。
如图3所示,在步骤S3中,将所述芯层混合物、表层混合物进行铺装、预压、-热压—翻板冷却、调质、砂光,获得成品的水性无醛刨花板100。
以下将引入具体的实施例对本发明进行更为详细的阐述。
实施例1
按照表1中的胶水配方,先在容器中加入水性聚氨酯树脂胶水,500r/min的搅拌状态下,加入水、成膜助剂、蛋白粉、消泡剂、高速分散20min后,加入耐水剂,分散10min后,即可得胶水,并将所述胶水放入储存罐。
称取750g芯层刨花经过打碎烘干等工艺处理,控制含水率在2%以下,放入刨花板生产设备,并向芯层刨花中喷涂30g胶水,并加入固化剂,并控制含水率为5%,在1000r/min搅拌30min,其中,顺时针、逆时针各15min,得到所述芯层混合物。
称取525g表层刨花(上表层刨花337g,下表层为163g)经过打碎烘干等工艺处理,控制含水率在2%以下,放入刨花板生产设备,并向表层刨花中喷涂105g胶水,并加入固化剂,并控制含水率为16%,在1000r/min搅拌30min,其中,顺时针、逆时针各15min,得到所述表层混合物。
将所述芯层混合物、表层混合物铺装、预压、热压、翻板冷却、调质、砂光,获得成品的水性无醛刨花板。
实施例2
按照表1中的胶水配方,先在容器中加入水性聚氨酯树脂胶水,800r/min的搅拌状态下,加入水、成膜助剂、蛋白粉、消泡剂,高速分散50min后,加入耐水剂,分散30min后,即可得胶水,并将所述胶水放入储存罐。
称取750g芯层刨花经过打碎烘干等工艺处理,控制含水率在2%以下,放入刨花板生产设备,并向芯层刨花中喷涂45g胶水,并加入固化剂,并控制含水率为6%,在800r/min搅拌30min,其中,顺时针、逆时针各15min,得到所述芯层混合物。
称取450g表层刨花(上表层240g,下表层210g)经过打碎烘干等工艺处理,控制含水率在2%以下,放入刨花板生产设备,并向表层刨花中喷涂98g胶水,并加入固化剂,并控制含水率为15%,在1000r/min搅拌30min,其中,顺时针、逆时针各15min,得到所述表层混合物。
将所述芯层混合物、表层混合物铺装、预压、热压、翻板冷却、调质、砂光,获得成品的水性无醛刨花板。
实施例3
按照表1中的胶水配方,先在容器中加入水性聚氨酯树脂胶水,1000r/min的搅拌状态下,加入水、成膜助剂、蛋白粉、消泡剂,高速分散30min后,加入耐水剂,分散20min后,即可得胶水,并将所述胶水放入储存罐。
称取750g芯层刨花经过打碎烘干等工艺处理,控制含水率在2%以下,放入刨花板生产设备,并向芯层刨花中喷涂37.5g胶水,并加入固化剂,并控制含水率为5%,在900r/min搅拌24min,其中,顺时针、逆时针各12min,得到所述芯层混合物。
称取500g表层刨花(上表层270g、下表层230g)经过打碎烘干等工艺处理,控制含水率在2%以下,放入刨花板生产设备,并向表层刨花中喷涂98g胶水,并加入固化剂,并控制含水率为15%,在1100r/min搅拌30min,其中,顺时针、逆时针各15min,得到所述表层混合物。
将所述芯层混合物、表层混合物铺装、预压、热压、翻板冷却、调质、砂光,获得成品的水性无醛刨花板。
实施例4
按照表1中的胶水配方,先在容器中加入水性聚氨酯树脂胶水,1200r/min的搅拌状态下,加入水、成膜助剂、蛋白粉、消泡剂、高速分散20min后,加入耐水剂,分散10min后,即可得胶水,并将所述胶水放入储存罐。
称取750g芯层刨花经过打碎烘干等工艺处理,控制含水率在2%以下,放入刨花板生产设备,并向芯层刨花中喷涂45g胶水,并加入固化剂,并控制含水率为5%,在1000r/min搅拌30min,其中,顺时针、逆时针各15min,得到所述芯层混合物。
称取375g表层刨花(上表层刨花247g,下表层为128g)经过打碎烘干等工艺处理,控制含水率在2%以下,放入刨花板生产设备,并向表层刨花中喷涂112g胶水,并加入固化剂,并控制含水率为16%,在1000r/min搅拌30min,其中,顺时针、逆时针各15min,得到所述表层混合物。
将所述芯层混合物、表层混合物铺装、预压、热压、翻板冷却、调质、砂光,获得成品的水性无醛刨花板。
表1水性无醛刨花板
如表1所示,本发明的水性无醛刨花板胶水中粘度低,特别是在实施例2-3中,其胶水粘度利于分散刨花,所述水性无醛刨花板未检出甲醛,该基于该胶水的获得刨花板强度高、耐水性优异、无甲醛,还具有优异的防霉杀菌的效果。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。