CN112207925A - 一种防霉抗菌超薄密度板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防霉抗菌超薄密度板及其制备方法,属于人造板制备领域。本发明的防霉抗菌超薄密度板原料包括以下组分:木纤维、酚醛树脂、偶联剂、聚氨酯乳液、甲基硅酸钠和防霉抗菌剂。制备方法为:将粉碎的木纤维于醋酸溶液中浸泡,然后进行冷冻干燥处理,将冷冻干燥后的木纤维与抗菌防腐剂、1/2量的酚醛树脂以及偶联剂搅拌混合,之后加入聚氨酯乳液、甲基硅酸钠和剩余1/2量的酚醛树脂,搅拌得坯料;将坯料进行热压处理,即得防霉抗菌超薄密度板。本发明的密度板力学性能优异且具有良好的抗菌防霉效果,制备方法简单,具有广泛的工业推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及人造板加工技术领域,特别是涉及一种防霉抗菌超薄密度板及其制备方法。
背景技术
密度板,全称为密度纤维板,是以木质纤维或其他植物纤维为原料,经纤维制备,施加合成树脂,在加热加压的条件下,压制成的板材。
密度板的生产资源利用率高,产品材质细密、性能稳定、边缘紧密,便于加工,并能够充分利用林业剩余物、次小薪材等资源发展人造板以替代大径级木材产品,近年来,密度板在产量迅速增加的同时,在人造板产品结构中的份额也越来越高。
目前,市面上的密度板在生产时,是直接将原料纤维用粉碎机粉碎后铺装在铺板机上,每铺上一层,洒上一层脲醛树脂胶,以此循环往复几次后将其粘合成厚板,这样的板材厚度至少在5mm以上,低于5mm无法成型且成本极高,大量的胶黏剂产生大量的甲醛。另外,现有的5mm以上的厚板密度板只能用作家装方面,使用范围受限;板材厚重,不易搬运;纤维密度板厚板和市面的刨花板没有本质区别,在裁剪时易暴齿,板材裂开等问题。
并且,由于密度板是由合成树脂及纤维构成,极易吸水导致发霉,影响密度板的美观和强度,缩短密度板的使用寿命,因此,提供一种防霉抗菌性能优良、力学性能优异的超薄密度板对于密度板的应用推广具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种防霉抗菌超薄密度板及其制备方法,以解决上述现有技术存在的问题,使密度板力学性能优异且具有良好的抗菌防霉效果。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
本发明提供一种防霉抗菌密度板,按质量份数计,原料包括以下组分:
木纤维50-60份、酚醛树脂25-30份、偶联剂1-1.2份、聚氨酯乳液13-22份、甲基硅酸钠3.8-4.7份和防霉抗菌剂3.5-4.2份;
所述防霉抗菌剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵、薄荷油、纳米二氧化钛和2,4-二羟基二苯甲酮质量比(3-5):(1-2):(1-1.2):1的混合物。
进一步地,所述偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
进一步地,所述防霉抗菌密度板的厚度为3-5mm。
进一步地,按质量份数计,原料包括以下组分:
木纤维50份、酚醛树脂30份、偶联剂1.1份、聚氨酯乳液20份、甲基硅酸钠4.5份和防霉抗菌剂3.5份;
所述防霉抗菌剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵、薄荷油、纳米二氧化钛和2,4-二羟基二苯甲酮按照质量比3:1:1:1组成的混合物。
本发明还提供一种上述防霉抗菌密度板的制备方法,包括以下步骤:
(1)将十二烷基二甲基苄基氯化铵、薄荷油、纳米二氧化钛和2,4-二羟基二苯甲酮按照质量配比混合均匀,得到防霉抗菌剂;
(2)将木纤维粉碎,置于醋酸溶液中浸泡5-6h,浸泡结束后将木纤维冷冻干燥至含水量为18-20%;
(3)将冷冻干燥后的木纤维与防霉抗菌剂、1/2量的酚醛树脂以及偶联剂搅拌混合5-8min,得到混合物;
(4)向得到的混合物中加入聚氨酯乳液、甲基硅酸钠和剩余1/2量的酚醛树脂,搅拌3-5min,得坯料;
(5)将坯料进行热压处理,即得防霉抗菌密度板。
进一步地,步骤(1)中冷冻干燥温度为-40℃~-38℃。
进一步地,步骤(5)中热压处理包括以下步骤:
在压力条件下,以0.5-1℃/min的速度升温至180-200℃,保温30-35min,然后以3.5-3.8℃/min的速度升温至245-255℃,保温20-25min。
进一步地,所述压力条件为45-47MPa。
本发明公开了以下技术效果:
本发明将木纤维粉碎后在醋酸溶液中浸泡,然后进行冷冻干燥处理,从而提升木纤维的强度并赋予木纤维更高的孔隙度。
本发明防霉抗菌剂中添加的少量薄荷油能够增强纳米二氧化钛的杀菌防霉性能;十二烷基二甲基苄基氯化铵与2,4-二羟基二苯甲酮协同作用,不仅能够吸收紫外线提升杀菌能力,还可以实现长效的杀菌防霉效果。防霉抗菌剂在酚醛树脂和偶联剂γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的作用下,能够进入木纤维的微小孔隙中,进而充分发挥强效抗菌防霉效果。聚氨酯乳液还能够增强酚醛树脂的粘结作用,使得密度板粘结力更强,密度更大,在使密度板力学性能更强的同时,还能够有效降低密度板的厚度。
本发明的超薄密度板力学性能优异、具有良好的抗菌防霉效果,同时制备方法简单,厚度为3-5mm,能够满足对板材厚度限制较高的场合使用,具有广泛的工业推广价值。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式,该详细说明不应认为是对本发明的限制,而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式,并非用于限制本发明。另外,对于本发明中的数值范围,应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明,否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料,但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入,用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时,以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下,可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化,这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等,均为开放性的用语,即意指包含但不限于。
本发明中所述的“份”如无特别说明,均按质量份计。
实施例1
一种防霉抗菌超薄密度板,按质量份数计,原料包括以下组分:
木纤维50份、酚醛树脂30份、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷1.1份、聚氨酯乳液20份、甲基硅酸钠4.5份和防霉抗菌剂3.5份;
其中,所述防霉抗菌剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵、薄荷油、纳米二氧化钛和2,4-二羟基二苯甲酮质量比3:1:1:1的混合物。
防霉抗菌超薄密度板的制备:
(1)将十二烷基二甲基苄基氯化铵、薄荷油、纳米二氧化钛和2,4-二羟基二苯甲酮按照质量配比混合均匀,得到防霉抗菌剂;
(2)将木纤维粉碎,置于醋酸溶液中浸泡5h,浸泡结束后将木纤维在-38℃条件下冷冻干燥至含水量为18%;
(3)将冷冻干燥后的木纤维与抗菌防腐剂、1/2量的酚醛树脂以及偶联剂搅拌混合8min,得到混合物;
(4)向得到的混合物中加入聚氨酯乳液、甲基硅酸钠和剩余1/2量的酚醛树脂,搅拌4min,得坯料;
(5)将坯料在45MPa下,以0.8℃/min的速度升温至200℃,保温32min,然后以3.8℃/min的速度升温至250℃,保温25min,自然冷却,即得厚度为4mm的防霉抗菌超薄密度板。
实施例2
一种防霉抗菌超薄密度板,按质量份数计,原料包括以下组分:
木纤维60份、酚醛树脂250份、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷1份、聚氨酯乳液22份、甲基硅酸钠3.8份和防霉抗菌剂4.2份;
其中,所述防霉抗菌剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵、薄荷油、纳米二氧化钛和2,4-二羟基二苯甲酮质量比4:2:1.2:1的混合物。
防霉抗菌超薄密度板的制备:
(1)将十二烷基二甲基苄基氯化铵、薄荷油、纳米二氧化钛和2,4-二羟基二苯甲酮按照质量配比混合均匀,得到防霉抗菌剂;
(2)将木纤维粉碎,置于醋酸溶液中浸泡6h,浸泡结束后将木纤维在-40℃℃条件下冷冻干燥至含水量为19%;
(3)将冷冻干燥后的木纤维与抗菌防腐剂、1/2量的酚醛树脂以及偶联剂搅拌混合6min,得到混合物;
(4)向得到的混合物中加入聚氨酯乳液、甲基硅酸钠和剩余1/2量的酚醛树脂,搅拌3min,得坯料;
(5)将坯料在46MPa下,以1℃/min的速度升温至180℃,保温35min,然后以3.6℃/min的速度升温至255℃,保温23min,自然冷却,即得厚度为3mm的防霉抗菌超薄密度板。
实施例3
一种防霉抗菌超薄密度板,按质量份数计,原料包括以下组分:
木纤维55份、酚醛树脂28份、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷1.2份、聚氨酯乳液13份、甲基硅酸钠4份和防霉抗菌剂3.8份;
其中,所述防霉抗菌剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵、薄荷油、纳米二氧化钛和2,4-二羟基二苯甲酮质量比5:2:1.1:1的混合物。
防霉抗菌超薄密度板的制备:
(1)将十二烷基二甲基苄基氯化铵、薄荷油、纳米二氧化钛和2,4-二羟基二苯甲酮按照质量配比混合均匀,得到防霉抗菌剂;
(2)将木纤维粉碎,置于醋酸溶液中浸泡5h,浸泡结束后将木纤维在-39℃条件下冷冻干燥至含水量为20%;
(3)将冷冻干燥后的木纤维与抗菌防腐剂、1/2量的酚醛树脂以及偶联剂搅拌混合5min,得到混合物;
(4)向得到的混合物中加入聚氨酯乳液、甲基硅酸钠和剩余1/2量的酚醛树脂,搅拌5min,得坯料;
(5)将坯料在47MPa下,以0.5℃/min的速度升温至190℃,保温30min,然后以3.5℃/min的速度升温至245℃,保温20min,自然冷却,即得厚度为5mm的防霉抗菌超薄密度板。
实施例4
一种防霉抗菌超薄密度板,按质量份数计,原料包括以下组分:
木纤维58份、酚醛树脂26份、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷1.1份、聚氨酯乳液17份、甲基硅酸钠4.7份和防霉抗菌剂4份;
其中,所述防霉抗菌剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵、薄荷油、纳米二氧化钛和2,4-二羟基二苯甲酮质量比3:1.5:1:1的混合物。
防霉抗菌超薄密度板的制备:
(1)将十二烷基二甲基苄基氯化铵、薄荷油、纳米二氧化钛和2,4-二羟基二苯甲酮按照质量配比混合均匀,得到防霉抗菌剂;
(2)将木纤维粉碎,置于醋酸溶液中浸泡6h,浸泡结束后将木纤维在-38℃条件下冷冻干燥至含水量为19%;
(3)将冷冻干燥后的木纤维与抗菌防腐剂、1/2量的酚醛树脂以及偶联剂搅拌混合7min,得到混合物;
(4)向得到的混合物中加入聚氨酯乳液、甲基硅酸钠和剩余1/2量的酚醛树脂,搅拌4min,得坯料;
(5)将坯料在46MPa下,以0.6℃/min的速度升温至185℃,保温33min,然后以3.7℃/min的速度升温至253℃,保温22min,自然冷却,即得厚度为4mm的防霉抗菌超薄密度板。
对比例1
与实施例1不同之处在于,不添加2,4-二羟基二苯甲酮。
对比例2
与实施例1不同之处在于,不添加十二烷基二甲基苄基氯化铵。
对比例3
与实施例1不同之处在于,不添加薄荷油。
对比例4
与实施例1不同之处在于,不添加聚氨酯乳液。
1.按照ASTMG21-96抗菌防霉试验方法测定本发明防霉抗菌超薄密度板的抗菌防霉性能。
1)抗菌性能测试:
样品说明:送检样品为本发明的防霉抗菌超薄密度板,对照样品为标准PE塑料;送检样和对照样均裁制成50mm×50mm大小。
检测依据:JISZ2801:2000《抗菌制品抗菌性能的检测与评价》。
实施例1-4和对比例1-4防霉抗菌超薄密度板的抗菌率见表1。
表1
2)防霉性能测试
样品说明:送检样品为本发明的防霉抗菌超薄密度板,裁制成50mm×50mm大小;用25mm×25mm的滤纸条作为试验的阴性控制。
检测依据:ASTMG21-96(2002)《合成高分子材料耐真菌性的测定》
防霉性能测试结果见表2。
表2
样品 | 长霉等级 | 长霉面积 |
阴性控制(14天) | 4级 | 90% |
实施例1(28天) | 0级 | 0% |
实施例2(28天) | 0级 | 0% |
实施例3(28天) | 0级 | 0% |
实施例4(28天) | 0级 | 0% |
对比例1(28天) | 1级 | 8% |
对比例2(28天) | 2级 | 15% |
对比例3(28天) | 1级 | 6% |
对比例4(28天) | 1级 | 5% |
注:按标准培养后观察长霉程度,依下述标准进行鉴定与分级:
不长(显微镜50×下观察)0级;痕迹生长(<10%)1级;
轻微生长(≥10~<30%)2级;中度生长(≥30~<60%)3级;
严重生长(≥60~全面覆盖)4级。
本发明防霉抗菌超薄密度板的甲醛含量和力学性能见表3。
表3
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种防霉抗菌密度板,其特征在于,按质量份数计,原料包括以下组分:
木纤维50-60份、酚醛树脂25-30份、偶联剂1-1.2份、聚氨酯乳液13-22份、甲基硅酸钠3.8-4.7份和防霉抗菌剂3.5-4.2份;
所述防霉抗菌剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵、薄荷油、纳米二氧化钛和2,4-二羟基二苯甲酮质量比(3-5):(1-2):(1-1.2):1的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种防霉抗菌密度板,其特征在于,所述偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
3.根据权利要求1所述的一种防霉抗菌密度板,其特征在于,所述防霉抗菌密度板的厚度为3-5mm。
4.根据权利要求1所述的一种防霉抗菌密度板,其特征在于,按质量份数计,原料包括以下组分:
木纤维50份、酚醛树脂30份、偶联剂1.1份、聚氨酯乳液20份、甲基硅酸钠4.5份和防霉抗菌剂3.5份;
所述防霉抗菌剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵、薄荷油、纳米二氧化钛和2,4-二羟基二苯甲酮按照质量比3:1:1:1组成的混合物。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的防霉抗菌密度板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将十二烷基二甲基苄基氯化铵、薄荷油、纳米二氧化钛和2,4-二羟基二苯甲酮按照质量配比混合均匀,得到防霉抗菌剂;
(2)将木纤维粉碎,置于醋酸溶液中浸泡5-6h,浸泡结束后将木纤维冷冻干燥至含水量为18-20%;
(3)将冷冻干燥后的木纤维与防霉抗菌剂、1/2量的酚醛树脂以及偶联剂搅拌混合5-8min,得到混合物;
(4)向得到的混合物中加入聚氨酯乳液、甲基硅酸钠和剩余1/2量的酚醛树脂,搅拌3-5min,得坯料;
(5)将坯料进行热压处理,即得防霉抗菌密度板。
6.根据权利要求5所述的防霉抗菌密度板的制备方法,其特征在于,步骤(1)中冷冻干燥温度为-40℃~-38℃。
7.根据权利要求5所述的防霉抗菌密度板的制备方法,其特征在于,步骤(5)中热压处理包括以下步骤:
在压力条件下,以0.5-1℃/min的速度升温至180-200℃,保温30-35min,然后以3.5-3.8℃/min的速度升温至245-255℃,保温20-25min。
8.根据权利要求7所述的防霉抗菌密度板的制备方法,其特征在于,所述压力条件为45-47MPa。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210112 |
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