CN114311179A - 一种家具用复合多层板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种家具用复合多层板及其制备方法，包括木板预处理、复合胶黏剂的制备以及复合多层板的制备3个步骤，本发明用二氧化硅对魔芋粉进行改性，能够将魔芋粉中的亲水基团很好的保护起来，同时，将憎水的Si‑O基团露出，降低了魔芋粉的亲水性，进而提高了胶黏剂的耐水性能，同时将阳离子型聚丙烯酰胺加入到蒙脱土分散液中，聚丙烯酰胺中的阳离子与蒙脱土层间Na+进行离子交换，使聚丙烯酰胺进入蒙脱土层间，有效打开蒙脱土层间距，改善了蒙脱土与魔芋粉的相容性，同时聚丙烯酰胺中的氨基与魔芋粉反应，进一步提升蒙脱土与魔芋粉的相互作用，使胶黏剂的耐水性能和耐火性能明显提高。
Description
技术领域
本发明涉及家具技术领域，具体涉及一种家具用复合多层板及其制备方法。
背景技术
随着生活水平的提高，人们对室内居住的环境要求也越来越高，其中包括家具的制造质量，制造家具用的各种板基本上是以木材制成的板材，包括实木板、竹板材、胶合板、细木工板、密度板和刨花板等。
复合板的使用离不开胶黏剂，而市场上大部分的胶黏剂为酚醛胶黏剂，随着使用的时间，会慢慢释放甲醛，对人的身体有着不小的损害，同时市场上的胶黏剂也存在着不耐水性的问题，此外，复合板属于易燃材料，一旦着火，火势会迅速蔓延，后果不堪设想。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种家具用复合多层板及其制备方法，解决现有的胶黏剂耐水以及耐火性能不佳的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：
一种家具用复合多层板的制备方法，具体制备步骤如下：
(1)木板预处理：将木板放入氢氧化钠溶液中进行浸泡，得到预处理木板；
(2)复合胶黏剂的制备：按重量份计，将80-120份二氧化硅改性魔芋粉、30-50份聚丙烯酰胺改性蒙脱土、8-15份聚乙烯醇、4-6份氧化镁、2-4份乙烯基三乙氧基硅烷、2-5份石蜡乳液和50-60份水搅拌混合均匀，即得到复合胶黏剂；
(3)复合多层板的制备：将预处理木板-复合胶黏剂-预处理木板-复合胶黏剂-预处理木板组坯，热压，冷却，即得到复合多层板。
优选的，步骤(1)中，氢氧化钠溶液的质量分数为5-15％，浸泡时间为6-12h。
优选的，步骤(2)中，所述二氧化硅改性魔芋粉的制备方法，包括如下步骤：将纳米二氧化硅加入到乙醇水溶液中，分散均匀，然后向其中加入魔芋粉，在40-60℃下搅拌均匀，接着向其中加入硅烷偶联剂KH-550，搅拌反应，待反应完成后，将产物进行洗涤、抽滤和干燥，即得到二氧化硅改性魔芋粉。
优选的，纳米二氧化硅、魔芋粉和硅烷偶联剂KH-550的质量比为5-10:20-30:2-4。
优选的，搅拌反应温度为50-80℃，搅拌反应时间为4-16h。
优选的，步骤(2)中，所述聚丙烯酰胺改性蒙脱土的制备方法，包括如下步骤：将蒙脱土加入到去离子水中，充分溶胀，然后向其中加入阳离子型聚丙烯酰胺，进行搅拌反应，待反应结束后，进行过滤、干燥，即得到聚丙烯酰胺改性蒙脱土。
优选的，蒙脱土、去离子水和阳离子型聚丙烯酰胺的质量比为0.5-1:20-40:0.4-0.8。
优选的，搅拌转速为300-400r/min，搅拌温度为60-90℃，搅拌时间为4-8h。
优选的步骤(3)中，热压条件为：压力4-6MPa，温度为140-180℃。
本发明还提供由上述制备方法所制备得到的家具用复合多层板。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)魔芋粉具有良好的成膜、凝胶、定型、增稠、共混等特性，其水溶液黏度大，粘结强度较其他生物胶黏剂要高，但其耐水性能不佳，因此，本发明用二氧化硅对魔芋粉进行改性，能够将魔芋粉中的亲水基团很好的保护起来，同时将憎水的Si-O基团露出，降低了魔芋粉的亲水性，进而提高了胶黏剂的耐水性能。
(2)由于未改性的蒙脱土在聚合物基质中很难达到良好的分散性，本发明将阳离子型聚丙烯酰胺加入到蒙脱土分散液中，聚丙烯酰胺中的阳离子与蒙脱土层间Na+进行离子交换，使聚丙烯酰胺进入蒙脱土层间，有效打开蒙脱土层间距，改善了蒙脱土与魔芋粉的相容性，同时聚丙烯酰胺中的氨基与魔芋粉反应，进一步提升蒙脱土与魔芋粉的相互作用，使胶黏剂的耐水性能和耐火性能明显提高。
具体实施方式
以下通过具体较佳实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明并不仅限于以下的实施例。
需要说明的是，无特殊说明外，本发明中涉及到的化学试剂均通过商业渠道购买。
实施例1
一种家具用复合多层板的制备方法，包括如下制备步骤：
(1)木板预处理：将杨木板放入10wt％氢氧化钠溶液中进行浸泡8h，得到预处理木板；
(2)复合胶黏剂的制备：将80g二氧化硅改性魔芋粉、30g聚丙烯酰胺改性蒙脱土、8g聚乙烯醇、4g氧化镁、2g乙烯基三乙氧基硅烷、2g石蜡乳液和50g水搅拌混合均匀，即得到复合胶黏剂；
其中，二氧化硅改性魔芋粉的制备方法如下：将5g纳米二氧化硅加入到500mL乙醇水溶液中(乙醇的质量分数为60％)，分散均匀，然后向其中加入20g魔芋粉，在40℃下搅拌均匀，接着向其中加入2g硅烷偶联剂KH-550，在60℃搅拌反应8h，待反应完成后，将产物进行洗涤、抽滤和干燥，即得到二氧化硅改性魔芋粉；
聚丙烯酰胺改性蒙脱土的制备方法如下：将0.5g蒙脱土加入到20mL去离子水中，充分溶胀，然后向其中加入0.4g阳离子型聚丙烯酰胺，在70℃、转速为400r/min下进行反应6h，待反应结束后，进行过滤、干燥，即得到聚丙烯酰胺改性蒙脱土；
(3)复合多层板的制备：将预处理木板-复合胶黏剂-预处理木板-复合胶黏剂-预处理木板组坯，得到板坯，接着将板坯置于热压机中，于压力为5Mpa，温度为150℃下热压成型，经冷却后，得到复合多层板。
实施例2
一种家具用复合多层板的制备方法，包括如下制备步骤：
(1)木板预处理：将杨木板放入12wt％氢氧化钠溶液中进行浸泡10h，得到预处理木板；
(2)复合胶黏剂的制备：将100g二氧化硅改性魔芋粉、40g聚丙烯酰胺改性蒙脱土、12g聚乙烯醇、5g氧化镁、3g乙烯基三乙氧基硅烷、4g石蜡乳液和60g水搅拌混合均匀，即得到复合胶黏剂；
其中，二氧化硅改性魔芋粉的制备方法如下：将8g纳米二氧化硅加入到500mL乙醇水溶液中(乙醇的质量分数为60％)，分散均匀，然后向其中加入25g魔芋粉，在40℃下搅拌均匀，接着向其中加入3g硅烷偶联剂KH-550，在60℃搅拌反应8h，待反应完成后，将产物进行洗涤、抽滤和干燥，即得到二氧化硅改性魔芋粉；
聚丙烯酰胺改性蒙脱土的制备方法如下：将0.8g蒙脱土加入到30mL去离子水中，充分溶胀，然后向其中加入0.6g阳离子型聚丙烯酰胺，在70℃、转速为400r/min下进行反应6h，待反应结束后，进行过滤、干燥，即得到聚丙烯酰胺改性蒙脱土；
(3)复合多层板的制备：将预处理木板-复合胶黏剂-预处理木板-复合胶黏剂-预处理木板组坯，得到板坯，接着将板坯置于热压机中，于压力为5Mpa，温度为160℃下热压成型，经冷却后，得到复合多层板。
实施例3
一种家具用复合多层板的制备方法，包括如下制备步骤：
(1)木板预处理：将杨木板放入15wt％氢氧化钠溶液中进行浸泡8h，得到预处理木板；
(2)复合胶黏剂的制备：将120g二氧化硅改性魔芋粉、50g聚丙烯酰胺改性蒙脱土、10g聚乙烯醇、6g氧化镁、3g乙烯基三乙氧基硅烷、5g石蜡乳液和50g水搅拌混合均匀，即得到复合胶黏剂；
其中，二氧化硅改性魔芋粉的制备方法如下：将10g纳米二氧化硅加入到500mL乙醇水溶液中(乙醇的质量分数为60％)，分散均匀，然后向其中加入30g魔芋粉，在40℃下搅拌均匀，接着向其中加入4g硅烷偶联剂KH-550，在60℃搅拌反应8h，待反应完成后，将产物进行洗涤、抽滤和干燥，即得到二氧化硅改性魔芋粉；
聚丙烯酰胺改性蒙脱土的制备方法如下：将0.8g蒙脱土加入到30mL去离子水中，充分溶胀，然后向其中加入0.6g阳离子型聚丙烯酰胺，在70℃、转速为400r/min下进行反应6h，待反应结束后，进行过滤、干燥，即得到聚丙烯酰胺改性蒙脱土；
(3)复合多层板的制备：将预处理木板-复合胶黏剂-预处理木板-复合胶黏剂-预处理木板组坯，得到板坯，接着将板坯置于热压机中，于压力为6Mpa，温度为150℃下热压成型，经冷却后，得到复合多层板。
实施例4
一种家具用复合多层板的制备方法，包括如下制备步骤：
(1)木板预处理：将杨木板放入10wt％氢氧化钠溶液中进行浸泡12h，得到预处理木板；
(2)复合胶黏剂的制备：将100g二氧化硅改性魔芋粉、50g聚丙烯酰胺改性蒙脱土、15g聚乙烯醇、4g氧化镁、2g乙烯基三乙氧基硅烷、4g石蜡乳液和60g水搅拌混合均匀，即得到复合胶黏剂；
其中，二氧化硅改性魔芋粉的制备方法如下：将8g纳米二氧化硅加入到500mL乙醇水溶液中(乙醇的质量分数为60％)，分散均匀，然后向其中加入25g魔芋粉，在40℃下搅拌均匀，接着向其中加入3g硅烷偶联剂KH-550，在60℃搅拌反应8h，待反应完成后，将产物进行洗涤、抽滤和干燥，即得到二氧化硅改性魔芋粉；
聚丙烯酰胺改性蒙脱土的制备方法如下：将1g蒙脱土加入到30mL去离子水中，充分溶胀，然后向其中加入0.5g阳离子型聚丙烯酰胺，在80℃、转速为400r/min下进行反应6h，待反应结束后，进行过滤、干燥，即得到聚丙烯酰胺改性蒙脱土；
(3)复合多层板的制备：将预处理木板-复合胶黏剂-预处理木板-复合胶黏剂-预处理木板组坯，得到板坯，接着将板坯置于热压机中，于压力为6Mpa，温度为160℃下热压成型，经冷却后，得到复合多层板。
对比例1
一种家具用复合多层板的制备方法，包括如下制备步骤：
(1)木板预处理：将杨木板放入15wt％氢氧化钠溶液中进行浸泡8h，得到预处理木板；
(2)复合胶黏剂的制备：将120g魔芋粉、50g聚丙烯酰胺改性蒙脱土、10g聚乙烯醇、6g氧化镁、3g乙烯基三乙氧基硅烷、5g石蜡乳液和50g水搅拌混合均匀，即得到复合胶黏剂；
其中，聚丙烯酰胺改性蒙脱土的制备方法如下：将0.8g蒙脱土加入到30mL去离子水中，充分溶胀，然后向其中加入0.6g阳离子型聚丙烯酰胺，在70℃、转速为400r/min下进行反应6h，待反应结束后，进行过滤、干燥，即得到聚丙烯酰胺改性蒙脱土；
(3)复合多层板的制备：将预处理木板-复合胶黏剂-预处理木板-复合胶黏剂-预处理木板组坯，得到板坯，接着将板坯置于热压机中，于压力为6Mpa，温度为150℃下热压成型，经冷却后，得到复合多层板。
对比例2
一种家具用复合多层板的制备方法，包括如下制备步骤：
(1)木板预处理：将杨木板放入15wt％氢氧化钠溶液中进行浸泡8h，得到预处理木板；
(2)复合胶黏剂的制备：将120g二氧化硅改性魔芋粉、50g蒙脱土、10g聚乙烯醇、6g氧化镁、3g乙烯基三乙氧基硅烷、5g石蜡乳液和50g水搅拌混合均匀，即得到复合胶黏剂；
其中，二氧化硅改性魔芋粉的制备方法如下：将10g纳米二氧化硅加入到500mL乙醇水溶液中(乙醇的质量分数为60％)，分散均匀，然后向其中加入30g魔芋粉，在40℃下搅拌均匀，接着向其中加入4g硅烷偶联剂KH-550，在60℃搅拌反应8h，待反应完成后，将产物进行洗涤、抽滤和干燥，即得到二氧化硅改性魔芋粉；
(3)复合多层板的制备：将预处理木板-复合胶黏剂-预处理木板-复合胶黏剂-预处理木板组坯，得到板坯，接着将板坯置于热压机中，于压力为6Mpa，温度为150℃下热压成型，经冷却后，得到复合多层板。
将实施例1-4和对比例1-2所制备的复合多层板进行耐火性能和耐水性能测试，其中耐火性能按GB/T 9978.1-2008进行测试，耐水性能按GB/T9846-2015进行测试，耐水性能包括24h吸水率和耐水时间，进行耐水时间测试时，将复合多层板浸入65℃温水中，计算复合多层板从浸入水中到胶层开裂所需的时间，测试结果如下表所示：
从表中可以看出，本发明所制备的复合多层板具有良好的耐水性能和耐火性能。
最后需要说明的是：以上实施例不以任何形式限制本发明。对本领域技术人员来说，在本发明基础上，可以对其作一些修改和改进。因此，凡在不偏离本发明精神的基础上所做的任何修改或改进，均属于本发明要求保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种家具用复合多层板的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：
(1)木板预处理：将木板置入氢氧化钠溶液中进行浸泡，得到预处理木板；
(2)复合胶黏剂的制备：按重量份计，将80-120份二氧化硅改性魔芋粉、30-50份聚丙烯酰胺改性蒙脱土、8-15份聚乙烯醇、4-6份氧化镁、2-4份乙烯基三乙氧基硅烷、2-5份石蜡乳液和50-60份水搅拌混合均匀，即得到复合胶黏剂；
(3)复合多层板的制备：将预处理木板-复合胶黏剂-预处理木板-复合胶黏剂-预处理木板组坯，热压，冷却，即得到复合多层板。
2.根据权利要求1所述的家具用复合多层板的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，氢氧化钠溶液的质量分数为5-15％，浸泡时间为6-12h。
3.根据权利要求1所述的家具用复合多层板的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述二氧化硅改性魔芋粉的制备方法，包括如下步骤：将纳米二氧化硅加入到乙醇水溶液中，分散均匀，然后向其中加入魔芋粉，在40-60℃下搅拌均匀，接着向其中加入硅烷偶联剂KH-550，搅拌反应，待反应完成后，将产物进行洗涤、抽滤和干燥，即得到二氧化硅改性魔芋粉。
4.根据权利要求3所述的家具用复合多层板的制备方法，其特征在于，纳米二氧化硅、魔芋粉和硅烷偶联剂KH-550的质量比为5-10:20-30:2-4。
5.根据权利要求3所述的家具用复合多层板的制备方法，其特征在于，搅拌反应温度为50-80℃，搅拌反应时间为4-16h。
6.根据权利要求1所述的家具用复合多层板的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述聚丙烯酰胺改性蒙脱土的制备方法，包括如下步骤：将蒙脱土加入到去离子水中，充分溶胀，然后向其中加入阳离子型聚丙烯酰胺，进行搅拌反应，待反应结束后，进行过滤、干燥，即得到聚丙烯酰胺改性蒙脱土。
7.根据权利要求6所述的家具用复合多层板的制备方法，其特征在于，蒙脱土、去离子水和阳离子型聚丙烯酰胺的质量比为0.5-1:20-40:0.4-0.8。
8.根据权利要求6所述的家具用复合多层板的制备方法，其特征在于，搅拌转速为300-400r/min，搅拌温度为60-90℃，搅拌时间为4-8h。
9.根据权利要求1所述的家具用复合多层板的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，热压条件为：压力4-6MPa，温度为140-180℃。
10.一种权利要求1-9任一项所述制备方法制备得到的家具用复合多层板。
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