CN114907801A - 一种提升耐光色牢度的胶粘剂、制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于木材表面加工装饰技术领域，涉及一种提升耐光色牢度的胶粘剂、制备方法及应用。针对现有技术中重组装饰材耐光色牢度差，若对木材改性，工艺复杂，耐光染料和木材配伍性不好，易褪色，而改进胶粘剂用于提高耐光色牢度时，有着提升色牢度效果不高，韧性不足和固化时间长的技术问题，本申请提供一种提升耐光色牢度的胶粘剂，适用于任何基材及不同色系的重组装饰材，用于提升重组装饰材耐光色牢度。本申请还提供了一种提升耐光色牢度胶粘剂的应用，生产出来的重组装饰材单板，木材或胶线可以形成独特的纹理，独具特色，耐光色牢度按GB/T 28999‑2012《重组装饰单板》进行检测，可以在原有基础上对耐光色牢度提升0.5级。

Description

一种提升耐光色牢度的胶粘剂、制备方法及应用
技术领域
本发明属于木材表面加工装饰技术领域，具体地，涉及一种提升耐光色牢度的胶粘剂、制备方法及应用。
背景技术
联合国粮农组织《2020年全球森林资源评估》，整体林业资源呈逐年递减的趋势，木材资源逐年匮乏，尤以珍稀名贵木材更甚。人工林的发展一定程度上缓解了我国木材供求矛盾，填补木材原材料的空缺。然而，人工林大多是速生林，颜色纹理较为普通。所以一般通过染色或重组模拟木纹等技术加工，可以消除木材心边材、早晚材和涡旋纹之间的色差，使之具有媲美天然名贵原材料的纹理。材色与木材纹理、强度、密度一样，是评价木材质量并决定其价值的一个重要指标。通过对普通木材进行加工处理，使之具有媲美名贵木材的纹理色彩，同时能满足市场多样化需求。
重组装饰材可以充分利用原木旋切成的单板，将木材变圆为方，在生产制造过程中已剔除天然木材固有的虫孔、节疤、腐朽、色变和色差等缺陷，实现零缺陷。且在制造过程中可以方便的进行防腐、防蛀、耐潮、吸音和阻燃等改性处理，赋予木材各种功能，并且有利于集多种功能于一体。重组装饰材是日渐稀少的天然林资源的良好替代品，既满足了人们对不同树种装饰效果及用量的需求，又大大减少了珍贵森林资源的使用量。如中国专利申请公布号CN113715128A，发明名称为“一种高色牢度环保灰色系重组装饰单板及其制造工艺”，公开的单板甲醛释放量≤0.025mg/m3；总挥发性有机化合物(72h)≤0.50mg/m2·h；含水率：4.0～14.0％；耐光色牢度大于等于灰度卡4级，其制造工艺包括以下步骤：S1、将原木通过旋切或者刨切成单板；S2、将所得旋切/刨切单板进行乙酰化协同紫外线吸收剂预处理改性处理；
S3、将所得乙酰化改性后的单板进行染色前预处理，然后初步烘干至含水率8～10％；再接着使用木材染色装置进行染色，染液采用水性高耐光色牢度染液；S4、固色耐光处理；S5、将步骤S4中的染色单板通过修补、仿生组坯、无醛胶黏剂涂胶、胶合、养生等工序加工成重组装饰单板/材。该方案的耐光色牢度按贴面板国标方法进行检测，并达到高色牢度要求，但其需先对木材改性，工艺较为复杂，主要通过复合调节剂提升染料与木材的联结，木材纤维和活性染料发生化学反应生成醚键使活性染料固着在木材上，复合调节剂具有极大的比表面积和较高的比表面能，容易在木材表面形成一层具有三维网状结构的氧化物薄膜，将活性染料三维固着在硅氧烷母体中，达到了提高染色木材的染色固色率的效果。然而重组装饰材由于染料和木材本身的配伍性不好，导致重组装饰材耐光色牢度差，耐光色牢度高的染料又由于分子结构较大，导致渗透性及匀染性较差。该方案还提到其羟甲基化木质素和三聚氰胺-脲醛树脂共混技术制备的胶黏剂有利于形成均一稳定的胶黏剂体系，提高胶黏剂的胶接能力和胶接稳定性，而且有利于消除应力和提高重组单板胶接性能，同时通过加成反应可以提高重组单板的色牢度。但三聚氰胺对人体有害，为2B类致癌物，且该方案并未公开该胶粘剂的实际提高耐光色牢度的效果。
发明内容
1、要解决的问题
针对现有技术中重组装饰材耐光色牢度差，若对木材进行改性，工艺复杂，耐光染料和木材配伍性不好，易褪色，而改进胶粘剂用于提高耐光色牢度时，有着提升色牢度效果不高，韧性不足和固化时间长的技术问题，本申请提供一种提升耐光色牢度的胶粘剂，适用于任何基材及不同色系的重组装饰材，用于提升重组装饰材耐光色牢度。本申请还提供了一种提升耐光色牢度的胶粘剂的应用，生产出来的重组装饰材单板，木材或胶线可以形成独特的纹理，独具特色，耐光色牢度按GB/T 28999-2012《重组装饰单板》进行检测，可以在原有基础上对耐光色牢度提升0.5级。
2、技术方案
为达到上述目的，提供的技术方案为：
本申请的一种提升耐光色牢度的胶粘剂，由以下组分及重量份组成：
脲醛树脂胶4份、白乳胶1份、二氧化钛2份和氧化锌1份组成的复配料；
所述复配料重量份10～20％的丁苯乳液，所述丁苯乳液的固体含量为50％；
每千克所述胶粘剂中含有30～70g面粉，40～80g固化剂。
脲醛树脂胶、白乳胶、二氧化钛和氧化锌复配后，胶合强度变差，加入一定量的丁苯乳液起到对胶粘剂增韧的效果。每千克胶粘剂中加入30～70g面粉，以提高胶粘剂中的固体含量，提升胶粘剂的粘稠度。
进一步地，所述固化剂为磷酸铵或磷酸氢二铵。
进一步地，还包括颜料，所述颜料的添加量为所述胶粘剂重量的1‰～1％。
如重组装饰木材成品图案要求，胶层制备工序中还需增加颜料进行调色处理，赋予成品色彩更多层次。
一种提升耐光色牢度的胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
将所述脲醛树脂胶、白乳胶、二氧化钛和氧化锌按重量比4:1:2:1复配，得复配料；
每千克所述胶粘剂中加入30～70g面粉；
加入所述复配料重量份10～20％的丁苯乳液，所述丁苯乳液的固体含量为50％，得半成品；
再加入40～80g的磷酸铵或磷酸氢二铵，得所述胶粘剂。
复配使用工业搅拌机使所述脲醛树脂胶、白乳胶、二氧化钛和氧化锌中固体成分搅拌均匀，充分分散。
一种提升耐光色牢度的胶粘剂的应用，将所述胶粘剂用于重组木材的制备。
进一步地，包括单板制作、漂白、干燥、染色、烘干热压、修补、仿生组坯、涂胶和刨切步骤，所述涂胶步骤中，涂布量为120～170g/m2。
单板制作步骤中将圆径木通过木材刨切机按尺寸要求旋切或刨切成的单板作为重组材的基材，并整齐堆放。
漂白步骤中按重组材成品要求，根据色系，对单板进行漂白处理，浅色系重组材成品的基材需要进行漂白处理，深色系重组材成品的基材则可以直接使用原木。
干燥步骤中将经漂白处理过的单板进行软化烘干，在干燥过程中控制木材单板的含水率到5～12％。
染色步骤中单板根据重组材成品需求采用色牢度较高的染料，按照染料的渗透性调整染色时间及温度进行染色处理。
烘干热压步骤中将染色所得单板进行烘干处理至含水率5～12％，同时进行热压处理工艺使其表面平整。
修补步骤中由于木材属于不均质的生物质材料，刨切所得的单板表面存在色差、空洞或节疤等天然缺陷，对单板表面的缺陷进行修补。
仿生组坯步骤中对修补后的单板根据成品要求进行仿生组坯。
涂胶步骤中按组坯顺序按次摆放，并进行按照重组材成品图案要求使用模具进行冷压处理，使胶粘剂固化的同时也使施胶后的单板按成品要求制成木方。
刨切成品步骤中将木方按照重组材成品图案要求刨切成重组装饰材单板。
进一步地，所述漂白步骤中使用漂白剂；所述漂白剂为硅酸钠、35wt％双氧水和水按质量配比1:4:45复配得到。
进一步地，所述漂白步骤中，漂白温度65℃，漂白时间4～6h。
进一步地，所述染色步骤中使用染料；所述染色步骤中使用蓝色、红色和黄色染料；所述蓝色染料为具有蒽醌结构的酸性染料，所述红色和黄色染料为具有双偶氮结构的酸性染料。
进一步地，所述染色步骤中，染色的时间为6～8h。
3、有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明的一种提升耐光色牢度的胶粘剂，含有脲醛树脂胶4份、白乳胶1份、二氧化钛2份和氧化锌1份组成的复配料，复配料重量份10～20％的50wt％丁苯乳液，每千克所述胶粘剂中含有30～70g面粉，40～80g固化剂。脲醛树脂胶、白乳胶、二氧化钛和氧化锌复配后，对耐光色牢度指标有较大的提升作用，同时为了胶合强度指标，加入一定量的丁苯乳液起到对胶粘剂增韧的效果，所述丁苯乳液的固体含量为50％。每千克所述胶粘剂中含有30～70g面粉，以提高胶粘剂中的固体含量，提升胶粘剂的粘稠度。还含有40～80g固化剂，缩短木材生产时长。其次，使用本胶粘剂制成的重组装饰材单板成品，在受到紫外线照射，发生光劣化的过程中，可以将空气中的甲醛分解为二氧化碳和水，成为甲醛捕捉剂。因此，本发明的胶粘剂不仅提高了木材的耐光色牢度，还具有一定韧性，固化时间短，缩短了重组木材的生产时间，原料低毒，在重组装饰材单板发生光老化的过程中，将空气中的甲醛分解为二氧化碳和水，避免甲醛对人体产生不利影响，可广泛应用于重组装饰材制备，适用于任何基材和任何色系的重组装饰材。
(2)本发明的一种提升耐光色牢度的胶粘剂的制备方法，先将脲醛树脂胶、白乳胶、二氧化钛和氧化锌按重量比复配，再加入复配料同等质量10～20％的50wt％的丁苯乳液，使用前再在每千克半成品中加入30～70g面粉和40～80g的磷酸铵或磷酸氢二铵。制备过程中只需物理混合，操作简便。
(3)本发明的一种提升耐光色牢度的胶粘剂的应用，将所述胶粘剂用于重组木材的制备，包括单板制作、漂白、干燥、染色、烘干热压、修补、仿生组坯、涂胶和刨切步骤，所述涂胶步骤中，涂布量为120～170g/m2。由此刨切出来的单板可以在原有基础上提升耐光色牢度，实现高色牢度的重组装饰材单板的制备，适用于制备以任意木材为基材的重组装饰材。制成的重组装饰材刨切后的重组装饰材单板含水率3～14％，甲醛释放量≤0.124mg/m3，耐光色牢度在原有基础上能够提升0.5级，生产要求符合GB/T 28999-2012《重组装饰单板》的要求。
附图说明
图1为实施例1制备重组装饰材单板的工艺流程图。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述。
实施例1
本实例提供一种提升耐光色牢度的胶粘剂、制备方法及应用，包括以下步骤，
S1、将阿尤斯圆径木按尺寸要求旋切或刨切成0.75mm单板。
S2、将处理过的单板进行软化烘干，在干燥过程中控制木材单板的含水率到5％～12％。
S3、处理后的单板采用水溶性且渗透性较好的酸性偶氮结构染料，按照成品要求选择黑色橡木色将红黄蓝染料按照成品要求，每升红色染料0.7g、黄色染料1.39545g、蓝色染料1.25455g配置染液，水浴的同时伴有蒸汽使染色单板表面色差均匀，染色内外色差差异缩小。
S4、将染色单板进行烘干处理至含水率5％～12％，同时进行热压处理工艺使每一张单板表面平整。
S5、由于木材属于不均质的生物质材料，刨切所得的单板表面存在色差、空洞、节疤等天然缺陷，对染色单板表面存在的结节缺陷进行去除修补。
S6、对修补后的单板按照成品要求进行仿生组坯。
S7、将脲醛树脂胶、白乳胶、二氧化钛和氧化锌按照4份、1份、2份和1份的比例进行复配，得复配料，使用工业搅拌机使胶粘剂中固体成分搅拌均匀，充分分散，每千克胶粘剂中加入30～70g面粉，以提高胶粘剂中的固体含量，提升胶粘剂的粘稠度。
S8、再加入复配料重量份10～20％的50wt％的丁苯乳液进行增韧。如重组装饰材成品图案要求，部分胶层制备工序中还需增加部分颜料进行调色处理，使成品色彩赋予更多层次。
S9、在对染色单板施胶前，在复配好的胶粘剂每千克加入80g的磷酸铵或磷酸氢二铵。
S10、将组坯完成的单板按照120～170g/m2的涂布量使用涂胶机进行双面辊涂，按组坯顺序按次摆放。
S11、按照重组材成品图案要求使用模具进行冷压处理，使胶粘剂固化的同时也使施胶后的单板按成品要求制成木方。
S12、将制成的重组装饰材木方按照重组材成品图案要求刨切成重组装饰材单板。
本实施例制得的重组装饰材单板，甲醛释放量≤0.124mg/m3，含水率3～14％，耐光色牢度在原有基础上能够提升0.5级，为3级，固化时间24h，生产要求符合GB/T 28999-2012《重组装饰单板》。
实施例2
本实施例的一种提升耐光色牢度的胶粘剂、制备方法及应用，基本同实施例1，不同的是，使用的基材为椴木。
本实施例制得的重组装饰材单板，甲醛释放量≤0.124mg/m3，含水率3～14％，耐光色牢度在原有基础上能够提升0.5级，为3.5级，固化时间24h，生产要求符合GB/T 28999-2012《重组装饰单板》。
实施例3
本实施例的一种提升耐光色牢度的胶粘剂、制备方法及应用，基本同实施例1，不同的是，使用的基材为杨木。
本实施例制得的重组装饰材单板，甲醛释放量≤0.124mg/m3，含水率3～14％，耐光色牢度在原有基础上能够提升0.5级，为3.5级，固化时间24h，生产要求符合GB/T 28999-2012《重组装饰单板》。
实施例4
本实施例的一种提升耐光色牢度的胶粘剂、制备方法及应用，基本同实施例1，不同的是，步骤S3中：
处理后的单板采用水溶性且渗透性较好的酸性偶氮结构染料，按照成品要求选择浅色橡木将红黄蓝染料按照成品要求，每升红色染料0.0282g、黄色染料0.03227g、蓝色染料0.0541g配置染液，水浴的同时伴有蒸汽使染色单板表面色差均匀，染色内外色差差异缩小。
本实施例制得的重组装饰材单板，甲醛释放量≤0.124mg/m3，含水率3～14％，耐光色牢度在原有基础上能够提升0.5级，为2.5级，固化时间24h，生产要求符合GB/T 28999-2012《重组装饰单板》。
实施例5
本实施例的一种提升耐光色牢度的胶粘剂、制备方法及应用，基本同实施例4，不同的是，使用的基材为椴木。
本实施例制得的重组装饰材单板，甲醛释放量≤0.124mg/m3，含水率3～14％，耐光色牢度在原有基础上能够提升0.5级，为3级，固化时间24h，生产要求符合GB/T 28999-2012《重组装饰单板》。
实施例6
本实施例的一种提升耐光色牢度的胶粘剂、制备方法及应用，基本同实施例4，不同的是，使用的基材为杨木。
本实施例制得的重组装饰材单板，甲醛释放量≤0.124mg/m3，含水率3～14％，耐光色牢度在原有基础上能够提升0.5级，为3级，固化时间24h，生产要求符合GB/T 28999-2012《重组装饰单板》。
实施例7
本实施例的一种提升耐光色牢度的胶粘剂、制备方法及应用，基本同实施例1，不同的是，步骤S9中：复配好的胶粘剂每千克加入40g的磷酸铵或磷酸氢二铵。
本实施例制得的重组装饰材单板，甲醛释放量≤0.124mg/m3，含水率3～14％，耐光色牢度在原有基础上能够提升0.5级，为3级固化时间72h，生产要求符合GB/T 28999-2012《重组装饰单板》。
实施例8
本实施例的一种提升耐光色牢度的胶粘剂、制备方法及应用，基本同实施例7，不同的是，使用的基材为椴木。
本实施例制得的重组装饰材单板，甲醛释放量≤0.124mg/m3，含水率3～14％，耐光色牢度在原有基础上能够提升0.5级，为3.5级，固化时间72h，生产要求符合GB/T 28999-2012《重组装饰单板》。
实施例9
本实施例的一种提升耐光色牢度的胶粘剂、制备方法及应用，基本同实施例7，不同的是，使用的基材为杨木。
本实施例制得的重组装饰材单板，甲醛释放量≤0.124mg/m3，含水率3～14％，耐光色牢度在原有基础上能够提升0.5级，为3.5级固化时间72h，生产要求符合GB/T 28999-2012《重组装饰单板》。
对比例1
本对比例基本同实施例1，不同的是，步骤S7中：
将脲醛树脂胶、白乳胶、二氧化钛按照4:1:2的比例进行复配，不添加氧化锌。
本对比例制得的重组装饰材单板，甲醛释放量≤0.124mg/m3，含水率3％～14％，耐光色牢度为2.5级，固化时间24h。
对比例2
本对比例基本同对比例1，不同的是，使用的基材为椴木。
本对比例制得的重组装饰材单板，甲醛释放量≤0.124mg/m3，含水率3％～14％，耐光色牢度为3级，固化时间24h。
对比例3
本对比例基本同实比1，不同的是，使用的基材为杨木。
本对比例制得的重组装饰材单板，甲醛释放量≤0.124mg/m3，含水率3％～14％，耐光色牢度为3级，固化时间3级。
对比例4
本对比例基本同实施例1，不同的是，步骤S7中：
将将脲醛树脂胶、白乳胶、氧化锌按照4:1:1的比例进行复配，不添加二氧化钛。
本对比例制得的重组装饰材单板，甲醛释放量≤0.124mg/m3，含水率3％～14％，耐光色牢度为2.5级，固化时间24h。
对比例5
本对比例基本同对比例4，不同的是，使用的基材为椴木。
本对比例制得的重组装饰材单板，甲醛释放量≤0.124mg/m3，含水率3％～14％，耐光色牢度为3级，固化时间24h。
对比例6
本对比例基本同对比例4，不同的是，使用的基材为杨木。
本对比例制得的重组装饰材单板，甲醛释放量≤0.124mg/m3，含水率3％～14％，耐光色牢度为3级，固化时间24h。
对比例7
本对比例基本同实施例1，采用阿尤斯深色系染色单板，不同的是未进行步骤S7～S9，采用常规胶粘剂制备重组装饰材单板。
本对比例制得的重组装饰材单板，甲醛释放量≤0.124mg/m3，含水率3％～14％，耐光色牢度为2.5级，固化时间24h。
对比例8
本对比例基本同实施例2，采用椴木深色系染色单板，不同的是未进行步骤S7～S9，采用常规胶粘剂制备重组装饰材单板。
本对比例制得的重组装饰材单板，甲醛释放量≤0.124mg/m3，含水率3％～14％，耐光色牢度为3级，固化时间24h。
对比例9
本对比例基本同实施例3，采用杨木深色系染色单板，不同的是未进行步骤S7～S9，采用常规胶粘剂制备重组装饰材单板。
本对比例制得的重组装饰材单板，甲醛释放量≤0.124mg/m3，含水率3％～14％，耐光色牢度为3级，固化时间24h。
对比例10
本对比例基本同实施例4，采用阿尤斯浅系染色单板，不同的是未进行步骤S7～S9，采用常规胶粘剂制备重组装饰材单板。
本对比例制得的重组装饰材单板，甲醛释放量≤0.124mg/m3，含水率3％～14％，耐光色牢度2级，固化时间168h以上。
对比例11
本对比例基本同实施例5，采用椴木浅系染色单板，不同的是未进行步骤S7～S9，采用常规胶粘剂制备重组装饰材单板。
本对比例制得的重组装饰材单板，甲醛释放量≤0.124mg/m3，含水率3％～14％，耐光色牢度2.5级，固化时间168h以上。
对比例12
本对比例基本同实施例6，采用杨木浅系染色单板，不同的是未进行步骤S7～S9，采用常规胶粘剂制备重组装饰材单板。
本对比例制得的重组装饰材单板，甲醛释放量≤0.124mg/m3，含水率3％～14％，耐光色牢度2.5级，固化时间168h以上。
对比例13
本对比例基本同实施例1，不同的是，步骤S10中：涂覆量为70～110g/m3。
本对比例制得的重组装饰材单板，甲醛释放量≤0.124mg/m3，含水率3％～14％，耐光色牢度ΔE*ab有下降，但达不到0.5级，固化时间24h。
检测实验：根据GB/T 28999-2012《重组装饰单板》的耐光色牢度检测方法，使用品牌：美国Q-Lab的Q-SUN Xe-2日晒色牢度试验机进行检测。
由实施例和对比例可知：
1、实施例1～3制备的胶粘剂应用于以不同木材为基材的重组装饰材单板的耐光色牢度等级都在原有基础上提升了0.5级；
2、实施例1～6制备的胶粘剂应用于深色系、浅色系的染色单板制备成的重组装饰材单板相较于对比例1～6都提升了0.5级，实施例1～3中的深色系染色单板及实施例4～6中的浅色系染色单板都为同一套染料，说明1～6中制备的胶粘剂适用于不同色系的染色单板，都可以在原有的基础上提升0.5级；
3、实施例1～6制备的胶粘剂所制备的重组装饰材固化时间少于实施例7～9制备的胶粘剂所制备的重组装饰材，实施例1～6制备的胶粘剂对所制备的重组装饰材单板耐光色牢度的提升优于实施例10～15制备的胶粘剂所制备的重组装饰材。

Claims (10)

1.一种提升耐光色牢度的胶粘剂，其特征在于：由以下组分及重量份组成：
脲醛树脂胶4份、白乳胶1份、二氧化钛2份和氧化锌1份组成的复配料；
所述复配料重量份10～20％的丁苯乳液，所述丁苯乳液的固体含量为50％；
每千克所述胶粘剂中含有30～70g面粉，40～80g固化剂。
2.根据权利要求1所述的一种提升耐光色牢度的胶粘剂，其特征在于：所述固化剂为磷酸铵或磷酸氢二铵。
3.根据权利要求1所述的一种提升耐光色牢度的胶粘剂，其特征在于：还包括颜料，所述颜料的添加量为所述胶粘剂重量的1‰～1％。
4.一种权利要求1-3任一项所述的一种提升耐光色牢度的胶粘剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将所述脲醛树脂胶、白乳胶、二氧化钛和氧化锌按重量比4:1:2:1复配，得复配料；
每千克所述胶粘剂中加入30～70g面粉；
加入所述复配料重量份10～20％的丁苯乳液，所述丁苯乳液的固体含量为50％，得半成品；
再加入40～80g的磷酸铵或磷酸氢二铵，得所述胶粘剂。
5.一种权利要求1-3任一项所述的一种提升耐光色牢度的胶粘剂的应用，其特征在于：将所述胶粘剂用于重组木材的制备。
6.根据权利要求5所述的一种提升耐光色牢度的胶粘剂的应用，包括单板制作、漂白、干燥、染色、烘干热压、修补、仿生组坯、涂胶和刨切步骤，其特征在于：所述涂胶步骤中，涂布量为120～170g/m2。
7.根据权利要求5所述的一种提升耐光色牢度的胶粘剂的应用，其特征在于：所述漂白步骤中使用漂白剂；所述漂白剂为硅酸钠、35wt％双氧水和水按质量配比1:4:45复配得到。
8.根据权利要求7所述的一种提升耐光色牢度的胶粘剂的应用，其特征在于：所述漂白步骤中，漂白温度65℃，漂白时间4～6h。
9.根据权利要求5所述的一种提升耐光色牢度的胶粘剂的应用，其特征在于：所述染色步骤中使用蓝色、红色和黄色染料；所述蓝色染料为具有蒽醌结构的酸性染料，所述红色和黄色染料为具有双偶氮结构的酸性染料。
10.根据权利要求9所述的一种提升耐光色牢度的胶粘剂的应用，其特征在于：所述染色步骤中，染色的时间为6～8h。
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