CN114517040A - 一种用于人造板的甲醛处理剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于人造板的甲醛处理剂及其制备方法和应用，所述甲醛处理剂包括特定份数的乳液、氨基改性纳米硅酸镁锂和助剂的组合；通过将所述氨基改性纳米硅酸镁锂引入到甲醛处理剂中，使得所述甲醛处理剂在涂覆到人造板表面后，其中的氨基改性纳米硅酸镁锂可以形成错综排列的层状结构，进而当所述人造板材中的甲醛向外释放时，甲醛需要穿过层层的纳米片，这一过程有效阻隔了部分甲醛的释放；且由于所述氨基改性纳米硅酸镁锂表面含有氨基，甲醛可以与氨基反应可以生成亚胺进而得到去除，进一步降低了人造板总甲醛释放的释放量。
Description
技术领域
本发明属于人造板技术领域，具体涉及一种用于人造板的甲醛处理剂及其制备方法和应用。
背景技术
人造板是利用木材在加工过程中产生的边角废料，添加化工胶粘剂制作成的板材；人造板材的种类很多，常用的有刨花板、中密度板、细木工板(大芯板)、胶合板等，在人造板中使用最常见的化工胶粘剂是脲醛树脂胶及酚醛树脂胶，由于上述胶黏剂使用结束后会还有大量未反应完全的游离态甲醛存在，因此人造板材中甲醛超标的问题非常严重。
如何降低人造板中的甲醛释放量一直是人造板领域的热点问题。CN112625568A公开了一种人造板材用除醛复合甲醛处理剂的制备方法，该发明以纳米二氧化钛和碳纳米管为除醛填料，制备一种人造板材用除醛复合甲醛处理剂，碳纳米管是一种具有多孔结构的纳米材料，可以依靠表面分子的范德华力束缚甲醛分子，从而达到吸收甲醛的效果；纳米二氧化钛价带上的电子被激发进入导带，价带上形成空穴，空穴与二氧化钛表面的氧气和水形成羟基自由基和超氧负离子，可以光催化氧化甲醛，生成CO2和H2O，且除醛持久性较好；在碳纳米管和纳米二氧化钛表面负载银，银具有良好的吸附活性氧，可以有效吸附甲醛，活性氧能与甲醛发生氧化反应，从而有效实现甲醛的净化。CN106916513A公开了一种降低板材VOCs释放的石墨烯抗菌静电喷涂木材底漆及制法。所述底漆包含水性树脂胶黏剂、润湿分散剂、防冻剂、增稠剂、消泡剂、抗VOCs功能填料、抗菌静电浆料pH调节剂、杀菌剂、干膜防腐剂以及水等。其中，抗VOCs功能填料包括活性炭、纳米负离子粉、偶联剂及水。抗菌静电浆料由石墨烯和纳米银砂磨分散得到。该发明的底漆利用石墨烯电导率高、比表面积大、径厚比大的特性，即使很小的石墨烯添加量也能在底漆成膜后互相堆叠，形成致密的膜结构，阻碍板材VOCs的释放，同时达到甲醛处理剂静电喷涂的要求，而且还可利用活性炭的吸附作用和负离子粉的分解低分子有机物的作用，达到富集、分解VOCs的功能。CN108299956A公开了一种除醛净味封闭剂及其制备方法。本发明的除醛净味封闭剂，按质量百分比计，包含以下物质：4～20％的成膜剂、0.1～5％的纳米负离子粉、0.5～5％的苯系物分解酶、0.5～5％的酯分解酶、0.5～5％的甲醛分解酶、0.03～0.05％的激活剂、0.1～2％的稳定保湿剂以及余量的水，其中，所述成膜剂为水溶性壳聚糖。该发明通过合理控制制备原料及配比，得到的除醛净味封闭剂安全环保，对室内污染空气的净化效果好，净化效果持久。本发明制备工艺简单，制得的除醛净味封闭剂可直接刷涂、喷涂于家具、墙纸、吸音板、地毯、地板等基材，吸附并分解空气中的甲醛、TVOC等污染气体。
但是，上述现有技术中提供的去除甲醛的方法其实效果仍有待提高且并不能从根本解决人造板释放甲醛的问题，导致目前人造板材中甲醛超标的问题仍是非常严重。
因此，开发一种可以有效降低甲醛释放量的用于人造板的甲醛处理剂，是本领域急需解决的问题。
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用于人造板的甲醛处理剂及其制备方法和应用，所述甲醛处理剂通过在原料中添加特定份数的氨基改性纳米硅酸镁锂，使得所述甲醛处理剂在涂覆到人造板的表面后，可以通过物理阻隔和化学反应双重途径有效降低人造板中甲醛的释放量。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种用于人造板的甲醛处理剂，所述甲醛处理剂按照重量份包括如下组分：
乳液 10～30重量份
氨基改性纳米硅酸镁锂 30～60重量份
助剂 2～5重量份。
其中，所述乳液可以为12重量份、14重量份、16重量份、18重量份、20重量份、22重量份、24重量份、26重量份或28重量份等。
所述氨基改性纳米硅酸镁锂可以为33重量份、36重量份、39重量份、42重量份、45重量份、48重量份、51重量份、54重量份或57重量份等。
所述助剂可以为2.3重量份、2.6重量份、2.9重量份、3.2重量份、3.5重量份、3.8重量份、4.1重量份、4.4重量份或4.7重量份等。
本发明提供甲醛处理剂中包括特定份数的乳液、氨基改性纳米硅酸镁锂和助剂的组合；所述氨基改性纳米硅酸镁锂为直径25nm，厚0.92nm的纳米圆盘状结构；将所述甲醛处理剂涂覆到人造板表面后，所述氨基改性纳米硅酸镁锂可以在人造板的表面形成具有错综排列的层状结构的漆膜，按纳米片厚度为0.92nm，涂膜厚度100μm计算，在漆膜中纳米片的层数可达数万到百万层，当人造板材的甲醛向外释放时，甲醛需要穿过层层的纳米片，这一过程有效阻隔了部分甲醛；并且由于所述氨基改性纳米硅酸镁锂表面含有氨基，甲醛与氨基接触反应可以生成亚胺，进而使得甲醛得到了有效的去除，最终通过物理阻隔和化学反应双重途径有效降低人造板中甲醛的释放量。
优选地，所述乳液包括聚丙烯酸酯乳液和/或聚氨酯乳液。
优选地，所述氨基改性纳米硅酸镁锂通过如下方法制备得到，所述方法包括：将硅酸镁锂和分散剂在水中混合，加入氨基硅烷偶联剂进行反应，得到所述氨基改性纳米硅酸镁锂。
作为本发明的优选技术方案，在制备氨基改性纳米硅酸镁锂时所使用的氨基硅烷偶联剂为具有-NH2结构的氨基硅烷偶联剂，例如可以使用硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH602或硅烷偶联剂KH-792等。
优选地，所述反应的时间为1～3h，例如1.2h、1.4h、1.6h、1.8h、2h、2.2h、2.4h、2.6h或2.8h等。
优选地，所述反应的温度为70～90℃，例如72℃、74℃、76℃、78℃、80℃、82℃、84℃、86℃或88℃等。
优选地，所述分散剂包括羟基亚乙基二膦酸二钠。
优选地，所述助剂包括润湿剂、消泡剂、流平剂、成膜助剂或增稠剂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述甲醛处理剂中还包括水。
优选地，所述甲醛处理剂中水的含量为10～30重量份，例如12重量份、14重量份、16重量份、18重量份、20重量份、22重量份、24重量份、26重量份或28重量份等。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述甲醛处理剂的制备方法，所述制备方法包括：将乳液、氨基改性纳米硅酸镁锂和助剂在水中混合，得到所述甲醛处理剂。
第三方面，本发明提供一种复合人造板，所述复合人造板包括人造板；
所述人造板表面涂覆有如第一方面所述的甲醛处理剂。
第四方面，本发明提供一种如第三方面所述复合人造板的制备方法，所述制备方法包括：将甲醛处理剂涂覆在人造板的六个外表面，干燥，得到所述复合人造板。
优选地，所述涂覆的涂覆量为40～60g/m2，例如42g/m2、44g/m2、46g/m2、48g/m2、50g/m2、52g/m2、54g/m2、56g/m2或58g/m2等。
第五方面，本发明提供一种如第三方面所述的复合人造板在家具中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明提供一种用于人造板的甲醛处理剂及其制备方法和应用，所述甲醛处理剂包括特定份数的乳液、氨基改性纳米硅酸镁锂和助剂的组合；通过将所述氨基改性纳米硅酸镁锂引入到甲醛处理剂中，使得所述甲醛处理剂在涂覆到人造板表面后，其中的氨基改性纳米硅酸镁锂可以形成错综排列的层状结构，进而当所述人造板材中的甲醛向外释放时，甲醛需要穿过层层的纳米片，这一过程有效阻隔了部分甲醛的释放；且由于所述氨基改性纳米硅酸镁锂表面含有氨基，甲醛可以与氨基反应可以生成亚胺进而得到去除，进一步降低了人造板甲醛释放的释放量，使得采用本发明提供的人造板的甲醛释放量为0.03～0.035mg/m3。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
制备例1
一种氨基改性纳米硅酸镁锂，其制备方法包括：将100g的硅酸镁锂、5g的羟基亚乙基二膦酸二钠在1400g的水中混合，分散搅拌15min后，加入10g的氨基硅烷偶联剂KH550在80℃下反应2h，得到所述氨基改性纳米硅酸镁锂。
制备例2
一种氨基改性纳米硅酸镁锂，其制备方法包括：将100g的硅酸镁锂、5g的羟基亚乙基二膦酸二钠在1400g的水中混合，分散搅拌15min后，加入10g的氨基硅烷偶联剂KH792在70℃下反应3h，得到所述氨基改性纳米硅酸镁锂。
制备例3
一种氨基改性纳米硅酸镁锂，其制备方法包括：将100g的硅酸镁锂、5g的羟基亚乙基二膦酸二钠在1400g的水中混合，分散搅拌15min后，加入10g的氨基硅烷偶联剂KH602在70℃下反应3h，得到所述氨基改性纳米硅酸镁锂。
对比制备例1
一种改性纳米硅酸镁锂，其与制备例1的区别仅在于，采用硅烷偶联剂KH570替换硅烷偶联剂KH550，其他物质、条件和参数均与制备例1相同。
实施例1
一种用于人造板的甲醛处理剂，所述甲醛处理剂按照重量份包括如下组分：
所述甲醛处理剂的制备方法包括：将聚丙烯酸酯乳液(巴德富)、氨基改性纳米硅酸镁锂(制备例1)和助剂(由润湿剂0.1重量份、消泡剂0.1重量份、流平剂0.2重量份、成膜助剂2.0重量份和增稠剂1.1重量份组成)在水中混合，得到所述甲醛处理剂。
实施例2
一种用于人造板的甲醛处理剂，所述甲醛处理剂按照重量份包括如下组分：
聚氨酯水性分散体 10重量份
氨基改性纳米硅酸镁锂 30重量份
助剂 2重量份
水 10重量份；
所述甲醛处理剂的制备方法包括：将聚氨酯水性分散体(万华化学Archsol8355)、氨基改性纳米硅酸镁锂(制备例1)和助剂(由润湿剂0.1重量份、消泡剂0.1重量份、流平剂0.2重量份、成膜助剂1.6重量份组成)在水中混合，得到所述甲醛处理剂。
实施例3
一种用于人造板的甲醛处理剂，所述甲醛处理剂按照重量份包括如下组分：
聚氨酯水性分散体 30重量份
氨基改性纳米硅酸镁锂 60重量份
助剂 5重量份
水 30重量份；
所述甲醛处理剂的制备方法包括：将聚氨酯水性分散体(万华化学Archsol8530)、氨基改性纳米硅酸镁锂(制备例3)和助剂(由润湿剂0.2重量份、消泡剂0.2重量份、流平剂0.6重量份、成膜助剂2.5重量份、增稠剂1.5重量份组成)在水中混合，得到所述甲醛处理剂。
实施例4
一种用于人造板的甲醛处理剂，其与实施例1的区别仅在于，采用制备例2得到的氨基改性纳米硅酸镁锂替换制备例1得到的氨基改性纳米硅酸镁锂，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例1
一种用于人造板的甲醛处理剂，其与实施例1的区别仅在于，采用对比制备例1得到的改性纳米硅酸镁锂替换制备例1得到的氨基改性纳米硅酸镁锂，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例2
一种用于人造板的甲醛处理剂，其与实施例1的区别仅在于，采用纳米硅酸镁锂替换制备例1得到的氨基改性纳米硅酸镁锂，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例3
一种用于人造板的甲醛处理剂，其与实施例1的区别仅在于，不添加制备例1得到的氨基改性纳米硅酸镁锂，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
应用例1
一种复合人造板，所述复合人造板的制备方法包括：将实施例1得到的甲醛处理剂按照面密度为50g/m2的涂覆密度涂覆在人造板(廊坊民丰木业E1级密度板)的6个面，干燥后得到所述复合人造板。
应用例2～4
一种复合人造板，其与应用例1的区别仅在于，分别采用应用例2～4得到的甲醛处理剂按照面密度为50g/m2的涂覆密度涂覆在人造板(廊坊民丰木业E1级密度板)的6个面，干燥后得到所述复合人造板。
对比应用例1～3
一种复合人造板，其与应用例1的区别仅在于，分别采用对比例1～3得到的甲醛处理剂按照面密度为50g/m2的涂覆密度涂覆在人造板(廊坊民丰木业E1级密度板)的6个面，干燥后得到所述复合人造板。
性能测试：
(1)甲醛释放量：按照《GB/T 17657-2013》中4.60的规定的测试方法进行测试。
按照上述测试方法对应用例1～4和对比应用例1～3得到的人造板进行测试，测试结果如表1所示：
表1
| 甲醛释放量(mg/m<sup>3</sup>) | |
| 应用例1 | 0.03 |
| 应用例2 | 0.035 |
| 应用例3 | 0.032 |
| 应用例4 | 0.033 |
| 对比应用例1 | 0.07 |
| 对比应用例2 | 0.09 |
| 对比应用例3 | 0.085 |
根据表1数据可以看出：
采用本发明提供的封闭材料得到的人造板的甲醛释放量较低；应用例1～4得到的人造板的甲醛释放量为0.03～0.035mg/m3；而对比应用例1～3得到的人造板的甲醛释放量明显较高，则是由于对比例1～3提供的封闭材料中没有添加氨基改性纳米硅酸镁锂所造成的。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明一种用于人造板的封闭材料及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种用于人造板的甲醛处理剂，其特征在于，所述甲醛处理剂按照重量份包括如下组分：
乳液 10～30重量份
氨基改性纳米硅酸镁锂 30～60重量份
助剂 2～5重量份。
2.根据权利要求1所述的甲醛处理剂，其特征在于，所述乳液包括聚丙烯酸酯乳液和/或聚氨酯水性分散体。
3.根据权利要求1或2所述的甲醛处理剂，其特征在于，所述氨基改性纳米硅酸镁锂通过如下方法制备得到，所述方法包括：将硅酸镁锂和分散剂在水中混合，加入氨基硅烷偶联剂进行反应，得到所述氨基改性纳米硅酸镁锂；
优选地，所述反应的时间为1～3h；
优选地，所述反应的温度为70～90℃；
优选地，所述分散剂包括羟基亚乙基二膦酸二钠。
4.根据权利要求1～3任一项所述的甲醛处理剂，其特征在于，所述助剂包括润湿剂、消泡剂、流平剂、成膜助剂或增稠剂中的任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1～4任一项所述的甲醛处理剂，其特征在于，所述甲醛处理剂中还包括水；
优选地，所述甲醛处理剂中水的含量为10～30重量份。
6.一种如权利要求1～5任一项所述甲醛处理剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将乳液、氨基改性纳米硅酸镁锂和助剂在水中混合，得到所述甲醛处理剂。
7.一种复合人造板，其特征在于，所述复合人造板包括人造板；
所述人造板的表面涂覆有如权利要求1～5任一项所述的甲醛处理剂。
8.一种如权利要求7所述复合人造板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将甲醛处理剂涂覆在人造板的六个外表面，干燥，得到所述复合人造板。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述涂覆的涂覆量为40～60g/m2。
10.一种如权利要求7所述的复合人造板在家具中的应用。
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