CN112873443B - 一种采用废弃医用口罩制备胶合板的方法及胶合板 - Google Patents

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Abstract

本发明属于胶合板生产技术领域，具体涉及一种采用废弃医用口罩制备胶合板的方法及胶合板，该方法包括，在相邻木质单板间铺设热塑性树脂基材料和木质增强材料进行组坯；组坯后对板坯沿厚度方向进行热压和电压活化后得到胶合板；热塑性树脂基材料包括废弃医用口罩中的熔喷布；木质增强材料为木粉或木纤维。本发明充分利用了废弃医用口罩中的熔喷布，将废弃口罩制备成力学性能优、游离甲醛释放量低的胶合板，同时避免了废弃医用口罩的焚烧处理对大气环境的影响，达到了保护环境的效果。

Description

一种采用废弃医用口罩制备胶合板的方法及胶合板
技术领域
本发明属于胶合板生产技术领域，具体涉及一种采用废弃医用口罩制备胶合板的方法及胶合板。
背景技术
一次性医用口罩(disposable medical mask，DMM)为人们生活提供了很大的便利，但是其只能一次性使用，浪费能源。DMM一般由熔喷布、无纺布、口罩带和鼻夹组成。其中，熔喷布和无纺布的主要成分为聚丙烯(PP)。当前废弃DMM的回收处理方法主要为高温焚烧、填埋降解或与其他高聚物共混。上述方法能耗大、处理时间长、工艺复杂，无法充分利用废弃DMM。
人造板，特别是胶合板，是现代室内装饰材料中的主要产品之一。然而，胶合板在室内使用时会释放甲醛及其他有机挥发物，如甲苯、二甲苯等。游离甲醛及有机挥发物的产生主要是由于胶合板在胶压过程中使用了含有甲醛的胶黏剂，如尿醛树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂等。为了降低胶合板的游离甲醛释放量，研究人员使用单宁基和木质素基胶黏剂抑制甲醛释放。此外，豆胶、异氰酸酯等无醛胶黏剂也相继被开发。然而，这些胶黏剂存在生产成本高、使用寿命短等缺陷。
研究证实，聚乙烯和聚丙烯等热塑性树脂，可以对各种形态的木质原料进行胶接，从而解决传统人造板制造和使用过程中游离甲醛和有机挥发物的释放问题。专利“环保型胶合板生产工艺”(申请号：00134681.4)公开报道了一种利用塑料制备环保胶合板的方法，但该方法需要将回收塑料分类洗净并制成薄膜。专利“一种无甲醛实木复合强化地板及其制造方法(申请号：200910093784.6)”采用回收塑料与木材碎料/农业剩余物的混料作为胶黏剂，制备了环保型地板基材，但该方法需要对回收塑料进行清洗并破碎成15mm以下的膜片，增加了工序。专利“利用常压等离子体改性塑料薄膜制备环保胶合板的方法(申请号：201710259333.X)”公开了一种对热塑性高分子塑料薄膜及其废弃物(农膜、塑料袋等)进行改性的方法，从而提高胶合板的胶合强度。该方法对热塑性高分子进行了常压等离子体改性。从上述可以看出，当采用废旧塑料，回收难度大，需要进行清洗、破碎，增加了环境污染负担；同时，由于废旧塑料与木材的相容性问题，需要考虑废旧塑料的改性处理。
如何采用废弃DMM作为胶合板的胶黏材料，充分利用废弃DMM，缓解医疗废弃物的堆积压力，同时解决废弃DMM与木材的相容性问题，制备出低成本、高胶合性能的胶合板仍是尚未解决的难题。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供一种采用废弃医用口罩制备胶合板的方法，该方法能够从源头上充分利用废弃医用口罩，并制备出具有经济优势和力学性能优势的胶合板。本发明还提供一种胶合板，由前述的采用废弃医用口罩制备胶合板的方法制备而成。
为解决现有技术的不足，本发明提供的技术方案为：
本发明提供一种采用废弃医用口罩制备胶合板的方法，包括，
在相邻木质单板间铺设热塑性树脂基材料和木质增强材料进行组坯；组坯后对板坯沿厚度方向进行热压和电压活化后得到胶合板；
所述热塑性树脂基材料包括废弃医用口罩中的熔喷布；
所述木质增强材料为木粉或木纤维；
所述热压的温度为165～195℃，压力为0.8～2.0MPa，时间为30～90s/mm；
所述电压活化的电压为10～20kV，电压活化的时间与热压的时间相同。
优选的，所述热塑性树脂基材料还包括废弃医用口罩中的无纺布。
优选的，所述木质增强材料为木粉；所述木粉为木工企业的锯屑或砂光粉。
优选的，所述木质增强材料重量为热塑性树脂基材料重量的1～10％。
优选的，所述相邻木质单板的纹理相互垂直，所述木质单板的数量为奇数。
优选的，所述木质单板厚度为0.8～3.5mm，木质单板含水率为6～14％。
优选的，所述相邻木质单板间的热塑性树脂基材料的用量为20～100g/m2。
本发明还提供一种胶合板，所述胶合板由前述的采用废弃医用口罩制备胶合板的方法制备而成。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供了一种对废弃医用口罩进行回收利用的方法，充分利用了废弃医用口罩中的熔喷布，避免了废弃医用口罩的焚烧处理，不但能够将废弃医用口罩重新引入工业生产，还可以减少废弃医用口罩焚烧对大气环境的影响，达到保护环境的效果；同时废弃医用口罩可以定点回收，收集难度较小，来源广泛；
(2)本发明在高温作用下对废弃医用口罩进行处理，潜在携带的致病菌也会因高温作用而灭活或分解，因此，本发明亦是一种对废弃医用口罩潜在致病菌有效消杀的便捷手段；
(3)本发明采用废弃医用口罩作为胶黏材料，制得的胶合板没有游离甲醛释放的问题，因此环保性和可持续使用性强；
(4)和其他热塑性树脂制胶合板相比，本发明制备胶合板采用废弃医用口罩，成本低，且经电压活化后胶合板胶合强度等力学性能较优。
附图说明
图1为本发明所制备的胶合板的结构示意图；
图2为本发明所采用的熔喷布的DSC和TG测试图；
其中，1为木质单板，2为胶合层。
具体实施方式
下面结合实施方式对本发明作进一步描述。以下实施方式仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明实施例提供一种采用废弃医用口罩制备胶合板的方法，包括以下步骤：
在相邻木质单板间铺设热塑性树脂基材料和木质增强材料进行组坯；组坯后对板坯沿厚度方向进行热压和电压活化后得到胶合板；其中，热塑性树脂基材料包括废弃医用口罩中的熔喷布，木质增强材料为木粉或木纤维。
热压温度为165～195℃，热压压力为0.8～2.0MPa，热压时间为30～90s/mm。图2为熔喷布的DSC和TG测试图，从图中可以看出，熔喷布的熔融温度是165℃，因此热压温度不能低于165℃。同时，温度过高会引起熔喷布的分解，因此热压温度优选165～195℃。在热压过程中同时对板坯沿厚度方向的两侧施加高压静电，高压静电发生器接负极板于板坯上侧，接地极板为0kV于板坯下侧。电压活化的电压为10～20kV，电压活化的时间与热压时间相同。
组坯时，可将粉粹后的热塑性树脂基材料与木质增强材料混合均匀，再将其平铺至木质单板间。也可以按照木质单板、木质增强材料、热塑性树脂基材料、木质增强材料、木质单板的顺序逐层组坯。
废弃医用口罩的熔喷布作为热塑性树脂基材料，在高温作用下熔融，成为相邻层木质单板良好胶接的黏合剂。此外，部分熔融的熔喷布可以渗入单板裂隙中，对木质单板起到增强，以及类似“胶钉”的作用。医用口罩为任一商用品牌，满足其熔喷布为热塑性树脂基材料即可。废弃医用口罩不限定废弃前使用场合。废弃医用口罩在使用前需剪去口罩带和金属鼻夹。
木质增强材料为热塑性树脂的增强相，可以增加胶合板的层间胶合力。此外，高压静电的活化作用，可以提高熔喷布的表面极性及表面氧原子含量，从而增加熔喷布与木质增强材料的胶接力。
图1为本发明所制备的胶合板的结构示意图，木质单板1和胶合层2间隔设置，其中胶合层2经热塑性树脂基材料、木质增强材料的混合物热压和电压活化后得到。
优选的，热塑性树脂基材料还包括废弃医用口罩中的无纺布。无纺布的主要成分为聚丙烯，在高温作用下熔融，成为相邻层木质单板良好胶接的黏合剂。医用口罩为任一商用品牌，满足其无纺布为热塑性树脂基材料即可。
优选的，木质增强材料为木粉，木粉为木工企业的锯屑或砂光粉。木粉不限定树种。
优选的，木粉重量为热塑性树脂基材料重量的1～10％。
优选的，参见图1，相邻木质单板的纹理相互垂直，木质单板的数量为奇数。木质单板不限定树种，为任一常用胶合板树种，如杨木、桉木、松木、杉木等。木质单板为任一旋切、锯切或刨切单板。
优选的，木质单板厚度为0.8～3.5mm，木质单板含水率为6～14％。
优选的，每平方米相邻木质单板间的热塑性树脂基材料的用量为20～100克。
本发明还提供一种胶合板，胶合板由前述的采用废弃医用口罩制备胶合板的方法制备而成。图1为胶合板的结构示意图，木质单板1和胶合层2间隔设置，其中胶合层2经热塑性树脂基材料、木质增强材料的混合物经热压和电压活化后得到。
实施例一
按以下步骤制备胶合板：
步骤一，废弃医用口罩剪去口罩带和金属鼻夹，将其中的熔喷布和无纺布取出、展平。
步骤二，选取5张1.5mm厚杨木单板，置于60℃烘箱干燥5min，其含水率约为14％。
步骤三，组坯。相邻层单板间放置20g/m2熔喷布和无纺布，1％的砂光粉，且相邻层单板纹理相互垂直摆放。
步骤四，热压和活化。将组坯后的板坯置于热压机中进行热压，同时进行电压活化，热压温度165℃，压力1.0MPa，时间40s/mm，负极电压为10kV。
实施例二
按以下步骤制备胶合板：
步骤一，废弃医用口罩减去口罩带和金属鼻夹，将其中的熔喷布取出、展平。
步骤二，选取7张0.8mm厚桉木单板，置于60℃烘箱干燥10min，其含水率约为8％。
步骤三，组坯。相邻层单板间放置100g/m2废弃熔喷布，10％的锯屑粉，且相邻层单板纹理相互垂直摆放。
步骤四，热压和活化。将组坯后的板坯置于热压机中进行热压，同时进行电压活化，热压温度180℃，压力1.5MPa，时间90s/mm，负极电压为20kV。
实施例三
按以下步骤制备胶合板：
步骤一，废弃医用口罩减去口罩带和金属鼻夹，将其中的熔喷布取出、展平。
步骤二，选取3张3.5mm厚杉木单板，置于50℃烘箱干燥20min，其含水率约为6％。
步骤三，组坯。相邻层单板间放置50g/m2熔喷布，7％砂光粉，且相邻层单板纹理相互垂直摆放。
步骤四，热压和活化。将组坯后的板坯置于热压机中进行热压，同时进行电压活化，热压温度190℃，压力1.2MPa，时间30s/mm，负极电压为15kV。
实施例四
按以下步骤制备胶合板：
步骤一，废弃医用口罩减去口罩带和金属鼻夹，将其中的熔喷布和无纺布取出、展平。
步骤二，选取5张1.2mm厚松木单板，大气干燥1个月，其含水率约为13％。
步骤三，组坯。相邻层单板间放置90g/m2熔喷布和无纺布，3％的砂光粉，且相邻层单板纹理相互垂直摆放。
步骤四，热压和活化。将组坯后的板坯置于热压机中进行热压，同时进行电压活化，热压温度195℃，压力2.0MPa，时间75s/mm，负极电压为10KV。
对比例
采用酚醛树脂胶黏剂，按以下步骤制备胶合板：
步骤一，选取酚醛树脂胶黏剂作为胶接原料。
步骤二，选取5张1.5mm厚杨木单板，置于60℃烘箱干燥5min，其含水率约为12％。
步骤三，组坯。相邻层单板间涂布120g/m2酚醛树脂胶黏剂，且相邻层单板纹理相互垂直摆放。
步骤四，热压。将组坯后的板坯置于热压机中进行热压。热压温度165℃，压力1.0MPa，时间60s/mm。
采用上述实施例中的胶合板，依照标准GB/T17657～2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》和GB18580～2017《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》进行检测。检测结果如表1所示：
表1各实施例及对比例胶合板的检测指标结果
胶合强度(MPa) 游离甲醛释放量(mg/L)
实施例一 0.82 0.01
实施例二 0.88 0.03
实施例三 0.89 0.02
实施例四 0.94 0.01
对比例 1.11 0.6
由表1可知，采用本发明制备的四例胶合板，尽管与对比例相比，胶合强度稍低，但仍高于国家标准(0.7MPa)，满足使用需要。此外，本发明制备的四例胶合板的游离甲醛释放量显著低于对比例，说明本发明制备方法的高环保性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种采用废弃医用口罩制备胶合板的方法，其特征在于，包括，
在相邻木质单板间铺设热塑性树脂基材料和木质增强材料进行组坯；组坯后对板坯沿厚度方向进行热压和电压活化后得到胶合板；
所述热塑性树脂基材料包括废弃医用口罩中的熔喷布；
所述木质增强材料为木粉或木纤维；
所述热压的温度为165～195℃，压力为0.8～2.0MPa，时间为30～90s/mm；
所述电压活化的电压为10～20kV，电压活化的时间与热压的时间相同。
2.根据权利要求1所述的一种采用废弃医用口罩制备胶合板的方法，其特征在于，所述热塑性树脂基材料还包括废弃医用口罩中的无纺布。
3.根据权利要求1所述的一种采用废弃医用口罩制备胶合板的方法，其特征在于，所述木质增强材料为木粉；所述木粉为木工企业的锯屑或砂光粉。
4.根据权利要求1所述的一种采用废弃医用口罩制备胶合板的方法，其特征在于，所述木质增强材料重量为热塑性树脂基材料重量的1～10％。
5.根据权利要求1所述的一种采用废弃医用口罩制备胶合板的方法，其特征在于，所述相邻木质单板的纹理相互垂直，所述木质单板的数量为奇数。
6.根据权利要求1所述的一种采用废弃医用口罩制备胶合板的方法，其特征在于，所述木质单板厚度为0.8～3.5mm，木质单板含水率为6～14％。
7.根据权利要求1所述的一种采用废弃医用口罩制备胶合板的方法，其特征在于，所述相邻木质单板间的热塑性树脂基材料的用量为20～100g/m2。
8.一种胶合板，其特征在于，所述胶合板由权利要求1～7中任意一项权利要求所述的采用废弃医用口罩制备胶合板的方法制备而成。
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