CN112251167B - 一种防实木拼接大板翘曲开裂的粘接剂及粘接方法 - Google Patents

一种防实木拼接大板翘曲开裂的粘接剂及粘接方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于木材加工处理技术领域，具体公开了一种防实木拼接大板翘曲开裂的粘接剂及粘接方法。所述粘接剂包括如下重量组份：聚醋酸乙烯酯乳液40‑50重量份；木质素离子液15‑20重量份；木纤维1‑3重量份；无机纤维0.2‑0.5重量份；油酸聚氧乙烯酯0.2‑0.5重量份；粘接方法的关键是将拼接齿形端浸入二甲基亚砜浸泡3‑5min，然后涂抹粘接剂，使木板粘接界面纤维素的结晶破坏，利于与粘接剂牢固结合，并具有一定的热熔合性，以便于在模压机热模压作用下牢固粘合。本发明粘接剂原料易得，配制制备简单；粘接方法简单易控，现有实木拼接生产企业无需新上设备，适合批量工业化处理拼接实木大板。

Description

一种防实木拼接大板翘曲开裂的粘接剂及粘接方法
技术领域
本发明属于木材加工处理技术领域，具体涉及一种防实木拼接大板翘曲开裂的粘接剂及粘接方法。
背景技术
随着建筑装饰业、木质家具制造业、文教办公用品等的快速发展，对木质家具的需求快速发展。我国木制品行业从原木的初加工到各种锯材，至各种人造板、胶合木等产业链的完善，目前已经形成独立的工业体系。为了应对庞大的市场需求，目前大都采用复合木、人造板、胶合木等替代原生木材用于家具。然而，带来的环保健康问题也随之产生。因此，人们更喜欢使用原生实木家具。实际上，直接利用一整根树干垂直切面做出来的大板材很少，而且切面越大树龄也就越长，成本越高。因此将小块木板拼接成实木大板，是节约成本提高木材使用率的好办法，而且拼接的方式也是比较多样化的，很多的优质木材也可以通过拼接而得到更好的完全利用。大的部件常采用实木窄板和小料胶拼而成的实木拼板来制作，这不仅可以缓解优质实木资源供需的不足，同时也能满足实木及其制品日益增长的市场需求。目前市面上大多数实木家具，如餐桌面、门等都是由多个小板材拼接而成。
然而，在制备拼接实木大板时存在家多的技术问题。由于拼接使用粘合剂，使得木板的纹理可能就没有那么的流畅美观了。更为重要的是，由于拼接影响，被拼接的各小块木板存在应力差，易导致拼接大板翘曲变形，尤其是粘合接口处，由于胶与木材应力差异大，粘合后成为引起翘曲变形的又一因素。实木拼接大板易翘曲开裂成为目前木材加工应用领域普遍存在的问题。
实木拼接大板相比于原生整块木板，存在翘曲开裂的原因主要有：(1)内应力差异：木材在没有外力作用下会发生开裂变形，主要是由于木材内部存在内应力所造成的，实木拼板中的内应力除了木材单元本身的内应力外，还有各小块木材的应力，拼板过程中产生的内应力差异以及材料的密度、含水率、表面粗糙度、拼接方式使得应以差异变大从而易出现翘曲开裂；(2)胶应力差异：粘合胶本身与木材存在较大的差异，即使通过提高粘接强度等手段防止粘合处开裂，也会因粘合胶与木材的应力差异导致木板翘曲，而且越是粘接强度大的粘合剂(如热固性粘合剂)与木材的应力差异越大。另外，涂胶量、胶液渗透效果、粘接的方法也会造成拼接板的翘曲和开裂。
发明内容
针对目前实木家具加工采用粘接剂在实木拼接大板中容易引起大板翘曲开裂的问题，为了消除或降低粘接剂与板材之间的应力差异，本发明从改进粘接剂入手，使粘接剂与木材界面具有良好的渗透性，固化后具有与木质材料具有近似的应力；并提出了配套的拼接粘接方法。
为实现上述技术目的，本发明首先提出一种防实木拼接大板翘曲开裂的粘接剂，其特征在于，所述粘接剂包括如下重量组份：聚醋酸乙烯酯乳液40-50重量份；木质素离子液15-20重量份；木纤维1-3重量份；无机纤维0.2-0.5重量份；油酸聚氧乙烯酯0.2-0.5重量份；
所述粘接剂由如下方法制备得到：
(1)将木质素与离子液以质量比1：2-3混合，在70-80℃搅拌形成粘稠的木质素离子液；
(2)将木纤维、无机纤维、油酸聚氧乙烯酯加入聚醋酸乙烯酯乳液高速搅拌均匀，然后加入步骤(1)得到的木质素离子液继续搅拌均匀，得到一种防实木拼接大板翘曲开裂的粘接剂。
作为优选，所述聚醋酸乙烯酯乳液选用南通生达化工有限公司的SD-40聚醋酸乙烯酯乳液，是由醋酸乙烯、聚乙烯醇、二丁酯等多种材料聚合而成的高分子乳液，它具有粘结力强、干燥快、防水性能好等优点，固含量为25wt％，粘度为10000mpa.s。
作为优选，所述离子液选用1-苄基-3-甲基咪唑氯盐、1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐、1,3-二甲基咪唑磷酸甲酯盐中的一种或多种组合。离子液是由直接由阴离子和阳离子组成的液态状或低熔点盐，其具有良好的热稳定性和绿色环保特性，其对一些难溶的物质具有良好的溶解效果。本发明利用离子液溶解木质素，得到木质素离子液用于粘接剂中，其不但具有良好的粘接性，而且离子液具有良好的极性，更好地极性对木板粘接界面易渗透，通过渗透木板粘接界面形成良好的粘接性；再者，木质素为木材的主要成分，作为粘接剂成分有利于形成与粘接木板近似应力的粘接界面，从而防止因胶应力差异而产生的大板翘曲和开裂。
作为优选，所述木纤维选用过80目筛的松木纤维或竹纤维；使用木纤维的目的是粘接胶层的性能更接近于木材，以便辅助消除粘接层与木材的应力差异。进一步优选的，在拼接粘接软质木板时建议使用材质松软的松木纤维；在拼接粘接硬质木板时建议使用材质较硬的竹纤维。
作为优选，所述无机纤维选用硫酸钙晶须、硅灰石晶须、玻璃纤维中的至少一种；其作为填料和增强剂，使用后可以增加粘接强度和粘接接口的稳定性，防止接扣翘曲变形。
作为优选，所述油酸聚氧乙烯酯用于促进粘接剂分散和柔软化，利于在拼接粘接时均匀涂敷粘接剂。
更进一步，本发明提出适合于本发明粘接剂拼接粘接实木大板的配套粘接方法，具体方法为：
(1)将细木板材烘干至含水率在8-10％之间；
(2)将细木板表面抛光﹑平整，并在拼接纵端开锯形成规则的齿形槽，如附图1所示的齿形，通过加大粘接接触界面进行拼接；
(3)将拼接齿形端浸入二甲基亚砜浸泡3-5min，然后涂抹粘接剂，软木单面涂抹量控制在250-300g/m2；硬木单面涂抹量控制在200-240g/m2；
(4)将涂抹粘接剂的细板纵端按照指形拼接，然后送入100-110℃的模压机模压固定3-5min，模压压力控制在8-12kg/cm2；
(5)出模，清除溢出的余胶，码放，完成拼接粘接。
本发明一种防实木拼接大板翘曲开裂的粘接剂及粘接方法，是针对现有拼接实木大板粘接剂与木板应力差异较大容易翘曲开裂的问题对现有粘接剂进行的改进，其突出的特点和显著的进步在于：
第一、本发明将离子液溶解的木质素用于粘接剂，其不但具有良好的粘接性，而且离子液具有良好的极性，更好地极性对木板粘接界面易渗透，通过渗透木板粘接界面形成良好的粘接性；同时，木质素为木材的主要成分，作为粘接剂成分有利于形成与粘接木板近似应力的粘接界面，从而防止因胶与木板的应力差异而产生的大板翘曲和开裂。
第二、本发明粘接剂中使用木纤维、无机纤维，使得粘接胶层的性能更接近于木材，以便辅助消除粘接层与木材的应力差异。
第三、粘接拼接时，将齿形拼接界面利用二甲基亚砜浸泡，使木板粘接界面纤维素的结晶破坏，利于与粘接剂牢固结合，并具有一定的热熔合性，以便于在模压机热模压作用下牢固粘合。
第四、本发明粘接剂原料易得，配制制备简单；粘接方法简单易控，现有实木拼接生产企业无需新上设备，适合批量工业化处理拼接实木大板。
附图说明
以下结合附图对本发明的技术方案进一步说明：
图1是本发明指形拼接的图示。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的技术思路，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种防实木拼接大板翘曲开裂的粘接剂，由如下组分和方法制备得到：
(1)将木质素与离子液1-苄基-3-甲基咪唑氯盐以质量比1：3混合，在70℃搅拌形成粘稠的木质素离子液；
(2)将过80目筛的松木纤维1kg、硫酸钙晶须0.2kg、油酸聚氧乙烯酯0.2kg加入40kg聚醋酸乙烯酯乳液(南通生达化工有限公司的SD-40聚醋酸乙烯酯乳液，固含量为25wt％，粘度为10000mpa.s)高速搅拌均匀，然后加入步骤(1)得到的木质素离子液15kg继续搅拌均匀，得到一种防实木拼接大板翘曲开裂的粘接剂。
实施例2
一种防实木拼接大板翘曲开裂的粘接剂，由如下组分和方法制备得到：
(1)将木质素与离子液1,3-二甲基咪唑磷酸甲酯盐以质量比1：2混合，在80℃搅拌形成粘稠的木质素离子液；
(2)将过80目筛的竹纤维木纤维1.5kg、玻璃纤维0.3kg、油酸聚氧乙烯酯0.2kg加入45kg聚醋酸乙烯酯乳液(南通生达化工有限公司的SD-40聚醋酸乙烯酯乳液，固含量为25wt％，粘度为10000mpa.s)高速搅拌均匀，然后加入步骤(1)得到的木质素离子液18kg继续搅拌均匀，得到一种防实木拼接大板翘曲开裂的粘接剂。
实施例3
拼接粘接实木大板的粘接方法，具体方法为：
(1)将厚度为18mm的松木细木板材烘干至含水率在8％；
(2)将细木板表面抛光﹑平整，并在拼接纵端开锯形成规则的齿形槽，如附图1所示的齿形；
(3)将拼接齿形端浸入二甲基亚砜浸泡5min，然后涂抹实施例1制备的粘接剂，单面涂抹量控制在250g/m2；
(4)将涂抹粘接剂的细板按照指形拼接，然后送入110℃的模压机模压固定5min，模压压力控制在8kg/cm2；
(5)出模，清除溢出的余胶，码放，完成拼接粘接。
实施例4
拼接粘接实木大板的粘接方法，具体方法为：
(1)将厚度为18mm的榉木细木板材烘干至含水率在10％；
(2)将细木板表面抛光﹑平整，并在拼接纵端开锯形成规则的齿形槽，如附图1所示的齿形；
(3)将拼接齿形端浸入二甲基亚砜浸泡5min，然后涂抹实施例2制备的粘接剂，单面涂抹量控制在220g/m2；
(4)将涂抹粘接剂的细板按照指形拼接，然后送入110℃的模压机模压固定5min，模压压力控制在12kg/cm2；
(5)出模，清除溢出的余胶，码放，完成拼接粘接。
对比例1
一种防实木拼接大板翘曲开裂的粘接剂，由如下组分和方法制备得到：
(1)将过80目筛的松木纤维1kg、硫酸钙晶须0.2kg、油酸聚氧乙烯酯0.2kg加入40kg聚醋酸乙烯酯乳液(南通生达化工有限公司的SD-40聚醋酸乙烯酯乳液，固含量为25wt％，粘度为10000mpa.s)高速搅拌均匀，得到一种防实木拼接大板翘曲开裂的粘接剂。并将得到的粘接剂按照实施例3的粘接方法粘接松木细板。
对比例1采用与实施例1相比，没有在粘接剂中加入木质素离子液。由于缺少木质素离子液对木材粘接面的渗透和应力消除，使得拼接板材的粘接强度较低，而且拼接大板容易翘曲开裂。
对比例2
拼接粘接实木大板的粘接方法，具体方法为：
(1)将厚度为18mm的松木细木板材烘干至含水率在8％；
(2)将细木板表面抛光﹑平整，并在拼接端开锯形成规则的齿形槽，如附图1所示的齿形；
(3)将拼接齿形端涂抹实施例1制备的粘接剂，单面涂抹量控制在250g/m2；
(4)将涂抹粘接剂的细板按照指形拼接，然后送入110℃的模压机模压固定5min，模压压力控制在8kg/cm2；
(5)出模，清除溢出的余胶，码放，完成拼接粘接。
将实施例3-4、对比例1-2拼接的实木大板按10张重叠堆放，为了便于定性的对比分析防翘曲开裂性能，每张大板为两个细木指接而成，细板单板面积为30×70cm，指接端为30cm的窄端。在湿度为80％，温度为28℃放置30天，观察实木拼接板的翘曲、开裂情况，如表1所示。
表1：
检测样品 翘曲现象 开裂现象
实施例3 无翘曲 无开裂
实施例4 无翘曲 无开裂
对比例1 拼接处出现弓翘 粘接处有裂纹
对比例2 无翘曲 粘接处有开裂
通过测试，本发明技术制备的粘接剂由于与木板近似应力，防止因胶与木板的应力差异而产生的大板翘曲和开裂，拼接板在潮湿环境存放物翘曲和开裂出现。对比例1没有在粘接剂中加入木质素离子液，由于缺少木质素离子液对木材粘接面的渗透和应力消除，使得拼接板材的粘接强度较低，而且拼接大板容易翘曲开裂。对比例2没有采用二甲基亚砜处理木材粘接界面，粘接剂与粘接界面的融合性较差，在一定程度会影响到粘接的牢固度，粘接处容易出现开裂。

Claims (6)

1.一种防实木拼接大板翘曲开裂的粘接剂，其特征在于，所述粘接剂包括如下重量组份：聚醋酸乙烯酯乳液40-50重量份；木质素离子液15-20重量份；木纤维1-3重量份；无机纤维0.2-0.5重量份；油酸聚氧乙烯酯0.2-0.5重量份；
所述粘接剂由如下方法制备得到：
(1)将木质素与离子液以质量比1：2-3混合，在70-80℃搅拌形成粘稠的木质素离子液；
(2)将木纤维、无机纤维、油酸聚氧乙烯酯加入聚醋酸乙烯酯乳液高速搅拌均匀，然后加入步骤(1)得到的木质素离子液继续搅拌均匀，得到一种防实木拼接大板翘曲开裂的粘接剂。
2.根据权利要求1所述一种防实木拼接大板翘曲开裂的粘接剂，其特征在于：所述聚醋酸乙烯酯乳液固含量为25wt％，粘度为10000mpa.s。
3.根据权利要求1所述一种防实木拼接大板翘曲开裂的粘接剂，其特征在于：所述离子液选用1-苄基-3-甲基咪唑氯盐、1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐、1,3-二甲基咪唑磷酸甲酯盐中的一种或多种组合。
4.根据权利要求1所述一种防实木拼接大板翘曲开裂的粘接剂，其特征在于：所述木纤维选用过80目筛的松木纤维或竹纤维。
5.根据权利要求1所述一种防实木拼接大板翘曲开裂的粘接剂，其特征在于：所述无机纤维选用硫酸钙晶须、硅灰石晶须、玻璃纤维中的至少一种。
6.权利要求1-5任一项所述粘接剂拼接粘接实木大板的粘接方法，具体方法为：
(1)将细木板材烘干至含水率在8-10％之间；
(2)将细木板表面抛光﹑平整，并在拼接纵端开锯形成规则的齿形槽，如附图1所示的齿形，通过加大粘接接触界面进行拼接；
(3)将拼接齿形端浸入二甲基亚砜浸泡3-5min，然后涂抹粘接剂，软木单面涂抹量控制在250-300g/m2；硬木单面涂抹量控制在200-240g/m2；
(4)将涂抹粘接剂的细板纵端按照指形拼接，然后送入100-110℃的模压机模压固定3-5min，模压压力控制在8-12kg/cm2；
(5)出模，清除溢出的余胶，码放，完成拼接粘接。
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