CN114274629A - 一种具有空气净化功能的净醛板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于人造板材领域，具体涉及一种具有空气净化功能的净醛板及其制备方法。该净醛板包括芯材和复合在芯材表面上的表面覆层，所述表面覆层包括能够净化甲醛的净化层，所述净化层为浸渍复合层，由饰面纸浸渍混合液制成；所述混合液由净化材料、碱和胶液组成；所述净化材料由以下重量份的组分组成：硅藻土负载纳米二氧化钛70‑90份，纳米氧化锌5‑15份，硅烷偶联剂1‑5份，电气石5‑15份。本发明的具有空气净化功能的净醛板，赋予板材耐擦试和良好的甲醛净化性能，甲醛净化能力大于90％，使板材的使用更加环保。
Description
技术领域
本发明属于人造板材领域，具体涉及一种具有空气净化功能的净醛板及其制备方法。
背景技术
近年来，随着人们生活水平的提高，人们对室内装修的环保性要求越来越高，装饰装修和家具制作中板材的用量非常大，所以室内板材的环保性能如何，很大程度上决定了室内的空气质量。
板材标准众多，环保方面的限制要求主要是甲醛释放量方面。目前市面上公认的环保性能较高的是通过美国NAF认证的无醛板，从配方到制作工艺都严格把控做到甲醛释放量≤0.3mg/m3，该类板材要求尽可能降低的甲醛释放量，以减少甲醛向环境的释放。寻找一种能净化甲醛的板材是目前装饰装修领域的瓶颈，无醛板材本身不具有甲醛净化的功能，而且为了满足一般使用需求，板材表面要求疏水、能湿擦。这对板材的甲醛净化功能提出挑战，需要防止在擦拭板材时净化材料被擦掉。
现有人造板材一般包括芯材和表面覆层。如果在板材芯材做净化性能，因为空气很难进入板材内部，可能达不到很好的净化甲醛效果。如果能在板材表面做出耐擦的甲醛净化材料，则能在板材性能上实现较大的突破。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有空气净化功能的净醛板，使得板材具有耐擦和良好的甲醛净化性能。
本发明的第二个目的是提供上述净醛板的制备方法。
为了实现以上目的，本发明的具有空气净化功能的净醛板的技术方案是：
一种具有空气净化功能的净醛板，包括芯材和复合在芯材表面上的表面覆层，所述表面覆层包括复合在芯材表面上的封闭层、复合在封闭层表面上的热固净化层以及复合在热固净化层上的喷覆净化层；
所述热固净化层为浸渍复合层，由饰面纸浸渍混合液制成；所述混合液由净化材料、碱和胶液组成；所述净化材料由以下重量份的组分组成：硅藻土负载纳米二氧化钛70-90份，纳米氧化锌5-15份，硅烷偶联剂1-5份，电气石5-15份；
所述喷覆净化层由以下重量份的原料制成：聚氨酯固化剂20-40份，聚氨酯20-40份，硅藻土负载银纳米二氧化钛10-30份，壳聚糖5-20份，水5-20份。
硅烷偶联剂可以改性电气石表面特征，使粉体更好分散。
纳米TiO2表面有大量的羟基，与三聚氰胺树脂混合后，大部分颗粒保持纳米粒径。硅藻土负载纳米二氧化钛经照射，表面能产生高活性的羟基自由基和超氧阴离子自由基，可以有效降解甲醛。
在碱性条件下电气石和纳米氧化锌等材料能够更好的分解甲醛。
喷覆净化层赋予板材耐擦拭特性，其中硅藻土负载银掺杂纳米二氧化钛具有光催化效果，能够更好的去除甲醛。另外，二氧化钛表面含有大量羟基，壳聚糖分子上含有羟基和氨基，两者通过分子间作用力使喷覆层稳定性更好。硅藻土负载银掺杂纳米二氧化钛与壳聚糖的合用能够起到复合协同作用，进一步增加板材的抑菌性能和甲醛净化性能。
本发明的具有空气净化功能的净醛板，赋予板材耐擦拭和良好的甲醛净化性能，甲醛净化能力大于90％，使板材的使用更加环保。
优选地，每5～15份纳米氧化锌对应碱的用量为1～3份。
优选地，所述胶液为三聚氰胺树脂胶。进一步优选地，所述净化材料的质量为胶液质量的5～10％。
优选地，所述封闭层为添加有氧化锆的丙烯酸封闭漆层。进一步优选的，所述丙烯酸封闭漆层由以下重量份的原料制成：丙烯酸树脂70-80份，氧化锆15-20份，沸石3-5份，偏硼酸钠1-2份。其中，氧化锆起到增加硬度和耐磨性的作用。沸石作为填料。偏硼酸钠起到防霉防腐的作用。这些成分合用能够起到封闭、隔离、耐磨、防潮和防霉的综合作用。丙烯酸封闭漆层的厚度优选为10-30μm。
以丙烯酸树脂和氧化锆复合形成的封闭层，能够起到封闭、隔离、耐磨、防潮和防霉的作用，又能与热固净化层结成致密的复合涂层，提高表面涂层的附着力。
优选地，所述饰面纸为三聚氰胺饰面纸。
优选地，所述芯材由以下重量份的原料挤压成型：聚氯乙烯30-40份，改性硅藻土20-30份，木粉5-15份，疏水改性秸秆纤维1-5份，轻钙10-30份，发泡材料5-10份。高分子树脂粉优选双组分丙烯酸系列树脂，选择其作为粘结材料可以保证芯材不用含醛胶，更环保。改性硅藻土、轻钙用作填料；秸秆纤维采用疏水剂做疏水处理，使整个芯材更好地粘合在一起，有更高的强度；发泡材料能够降低硅藻板的自重，使其更加轻便。
本发明的具有空气净化功能的净醛板的制备方法的技术方案是：
上述具有空气净化功能的净醛板的制备方法，包括以下步骤：
(1)在芯材表面涂覆丙烯酸封闭漆，固化后形成封闭层；
(2)将净化材料、碱和胶液混合均匀，制成混合液；将饰面纸浸渍混合液后预干燥，然后复合到封闭层表面，固化后形成热固净化层；
(3)在热固净化层表面上喷覆净化层料液，固化后形成喷覆净化层。
本发明的具有空气净化功能的净醛板的制备方法，无需复杂工业设备，成型工艺简单，适合大规模生产应用。
优选地，步骤(2)中，浸渍进行两遍，第一遍浸渍后在80～120℃下干燥1～3min，再浸渍第二遍，浸渍后在120～160℃干燥1～3min。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的实施过程进行详细介绍。
以下实施例中所用原料除有特殊说明之外，均为本领域常规原料，可通过常规商业途径获得。其中，硅藻土负载纳米二氧化钛参考公布号为CN102198394A中记载的方法进行制备。硅藻土负载银纳米二氧化钛参考公布号为CN101891497A中记载的方法进行制备。硅烷偶联剂为KH560，购自南京经天纬化工有限公司。电气石购自灵寿县华源云母有限公司。聚氨酯固化剂为YY-OS2001，购自东莞市宇洋胶粘制品有限公司。聚氨酯为AH-1502水性聚氨酯树脂，购自安大华泰官方旗舰店。丙烯酸树脂的型号为SJ-302，购自三金颜料有限责任公司。
芯材由以下重量份的原料通过挤压成型制成：聚氯乙烯35份，硅藻土25份，木粉10份，疏水改性秸秆纤维3份，轻钙20份，ZB-07-PVC发泡剂7.5份。挤压成型的温度为160～200℃。优选为180℃。
一、具有空气净化功能的净醛板的实施例
实施例1
本实施例的具有空气净化功能的净醛板，由芯材和表面覆层构成，表面覆层包括复合在芯材表面上的封闭层、复合在封闭层表面上的热固净化层以及复合在热固净化层上的喷覆净化层。
封闭层为添加有氧化锆的丙烯酸封闭漆层，由以下重量份的原料制成：丙烯酸树脂75份，氧化锆20份，沸石4份，偏硼酸钠1份。
热固净化层为浸渍复合层，由三聚氰胺饰面纸浸渍混合液制成。混合液由净化材料、碱和胶液组成；净化材料由硅藻土负载纳米二氧化钛、纳米氧化锌、硅烷偶联剂、电气石组成。碱为氢氧化钙。胶液为三聚氰胺树脂胶。本实施例中，各原料的重量份用量分别为：硅藻土负载纳米二氧化钛80份，纳米氧化锌10份，硅烷偶联剂3份，电气石10份，碱2份。净化材料的质量为胶液质量的7％。
喷覆净化层由以下重量份的原料制成：聚氨酯固化剂35份，聚氨酯25份，硅藻土负载银掺杂纳米二氧化钛15份，壳聚糖5份，去离子水20份。将以上组分按配比混合均匀，即形成喷覆净化层料液。按现有喷涂工艺喷覆施工即可。
实施例2
本实施例的具有空气净化功能的净醛板，与实施例1介绍的不同之处在于：喷覆净化层的组成不同，其他未说明之处与实施例1相同，喷覆净化层由以下重量份的组分组成：聚氨酯固化剂30份，聚氨酯40份，硅藻土负载银掺杂纳米二氧化钛10份，壳聚糖10份，去离子水10份。
实施例3
本实施例的具有空气净化功能的净醛板，与实施例1介绍的不同之处在于：喷覆净化层的组成不同，其他未说明之处与实施例1相同，喷覆净化层由以下重量份的组分组成：聚氨酯固化剂30份，聚氨酯30份，硅藻土负载银掺杂纳米二氧化钛20份，壳聚糖7份，去离子水13份。
实施例4
本实施例的具有空气净化功能的净醛板，与实施例1介绍的不同之处在于：喷覆净化层的组成不同，其他未说明之处与实施例1相同，喷覆净化层由以下重量份的组分组成：聚氨酯固化剂20份，聚氨酯40份，硅藻土负载银掺杂纳米二氧化钛30份，壳聚糖10份，去离子水10份。
二、净醛板的制备方法的具体实施例
实施例5
本实施例的具有空气净化功能的净醛板的制备方法，对实施例1的净醛板的制备过程进行说明，包括以下步骤：
(1)在芯材表面涂覆罩面漆，形成厚度为10-30μm封闭层。
(2)将净化材料、碱和胶液混合均匀，配置成混合液。三聚氰胺饰面纸浸渍到混合液中，在100℃下干燥2min，之后浸渍第二遍，在140℃下干燥2min，然后将浸渍后的饰面纸在140℃下压到芯材上的封闭层表面。
(3)将喷覆净化层料液均匀喷洒在板材表面，喷覆质量为25g/m2。采用喷覆方式的施工温度较低，可避免其中的净化材料因不耐高温而遭到破坏。
参考以上实施例5的方法，可制备实施例2～4的净醛板。
在本发明的净醛板的制备方法的其他实施例中，第一遍浸渍后，在80℃下干燥3min，第二遍浸渍后，在120℃下干燥3min；浸渍后的饰面纸压合到封闭层上的温度可以调整为120℃。
在本发明的净醛板的制备方法的其他实施例中，第一遍浸渍后，在120℃下干燥1min，第二遍浸渍后，在160℃下干燥1min；浸渍后的饰面纸压合到封闭层上的温度可以调整为160℃。
三、实验例
本实验例测试实施例的净醛板的甲醛净化性能。依据JC/T 1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》进行测试，将4块表面积为0.25平方米的硅藻板放入到1立方米的密闭玻璃舱中，对比不放硅藻板的同样密闭的玻璃舱，分别注入3微升甲醛，1小时、24小时后分别测试玻璃舱内的甲醛浓度。
实验结果如表1所示。
表1各实施例的净醛板的性能测试结果
| 实例编号 | 甲醛净化效率 |
| 实施例1 | 95.0％ |
| 实施例2 | 93.6％ |
| 实施例3 | 92.1％ |
| 实施例4 | 93.9％ |
由以上实验结果可知，实施例的净醛板的甲醛净化性能大于90％，对空气中甲醛的净化效果良好。
Claims (10)
1.一种具有空气净化功能的净醛板，其特征在于，包括芯材和复合在芯材表面上的表面覆层，所述表面覆层包括复合在芯材表面上的封闭层、复合在封闭层表面上的热固净化层以及复合在热固净化层上的喷覆净化层；
所述热固净化层为浸渍复合层，由饰面纸浸渍混合液制成；所述混合液由净化材料、碱和胶液组成；所述净化材料由以下重量份的组分组成：硅藻土负载纳米二氧化钛70-90份，纳米氧化锌5-15份，硅烷偶联剂1-5份，电气石5-15份；
所述喷覆净化层由以下重量份的原料制成：聚氨酯固化剂20-40份，聚氨酯20-40份，硅藻土负载银纳米二氧化钛10-30份，壳聚糖5-20份，水5-20份。
2.如权利要求1所述的具有空气净化功能的净醛板，其特征在于，每5～15份纳米氧化锌对应碱的用量为1～3份。
3.如权利要求1所述的具有空气净化功能的净醛板，其特征在于，所述胶液为三聚氰胺树脂胶。
4.如权利要求3所述的具有空气净化功能的净醛板，其特征在于，所述净化材料的质量为胶液质量的5～10％。
5.如权利要求1所述的具有空气净化功能的净醛板，其特征在于，所述封闭层为添加有氧化锆的丙烯酸封闭漆层。
6.如权利要求5所述的具有空气净化功能的净醛板，其特征在于，所述丙烯酸封闭漆层由以下重量份的原料制成：丙烯酸树脂70-80份，氧化锆15-20份，沸石3-5份，偏硼酸钠1-2份。
7.如权利要求1所述的具有空气净化功能的净醛板，其特征在于，所述饰面纸为三聚氰胺饰面纸。
8.如权利要求1～7中任一项所述的具有空气净化功能的净醛板，其特征在于，所述芯材由以下重量份的原料挤压成型：聚氯乙烯30-40份，硅藻土20-30份，木粉5-15份，疏水改性秸秆纤维1-5份，轻钙10-30份，发泡材料5-10份。
9.一种如权利要求1所述的具有空气净化功能的净醛板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在芯材表面涂覆丙烯酸封闭漆，固化后形成封闭层；
(2)将净化材料、碱和胶液混合均匀，制成混合液；将饰面纸浸渍混合液后预干燥，然后复合到封闭层表面，固化后形成热固净化层；
(3)在热固净化层表面上喷覆净化层料液，固化后形成喷覆净化层。
10.如权利要求9所述的具有空气净化功能的净醛板的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，浸渍进行两遍，第一遍浸渍后在80～120℃下干燥1～3min，再浸渍第二遍，浸渍后在120～160℃干燥1～3min。
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