CN114919020A - 一种微波固化木制品胶黏剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微波固化木制品胶黏剂的方法。本发明的微波固化木制品胶黏剂的方法包括：将待粘接的木制板材A和木制板材B清洗后干燥，在所述木制板材A与所述木制板材B的接触面涂覆胶黏剂，得到木制复合板中间体A；然后将其置于真空加压条件下处理，得到木制复合板中间体B；最后再将木制复合板中间体B置于微波条件下，经过梯度微波固化处理后冷却，得到微波固化复合板。采用本发明微波固化木制品胶黏剂的方法，能够快速均匀地提升木制板材和胶层的温度，缩短制备时间，降低能源消耗，提高固化效率。

Description

一种微波固化木制品胶黏剂的方法
技术领域
本发明涉及胶黏剂技术领域，尤其是涉及一种微波固化木制品胶黏剂的方法。
背景技术
随着人类环保意识的不断增强和新材料、新工艺的需求,新型胶黏剂不断涌现。在木材制品领域，最常用的胶黏剂为脲醛胶和白乳胶。脲醛树脂原料丰富、价格低廉,对木制纤维素有优良的黏附力，具有优良的内聚强度，制成的人造板(胶合板、细木工板、刨花板、MDF等)有一定的耐水胶合强度,处理和应用容易，占人造板工业中所用合成树脂胶总量的65％-75％，成为主要胶种。而白乳胶胶层比较柔韧，使用方便，但耐水性不好，常将热固性的脲醛胶与热塑性的白乳胶混合使用，使其取长补短。但是在使用过程中，发现在固化过程中胶黏剂在溶剂蒸发、聚合和缩合等过程的同时，在胶合层中会产生不均匀的收缩，这种不均匀的收缩容易引起胶合面剥离，并使胶合强度显著降低，并且在胶合过程中需要较长的时间，为木材制品的生产和维修带来了极大的不便。
相关技术中，通常采用热加压的方式进行固化处理，然而木材制品天然地不具备良好的传热性能，如常见的木板层，其导热系数小于1，当调高施热温度时，会提高胶合板芯层的温度，优化各个胶层的固化程度，但是对于直接与发热体接触的木板受热面来说，则会降低物理性能，甚至发生过热炭化的现象。工业上常见的解决方法是采用限制施热温度的方法，然而这种方法会大大延长热压时间。因此，传统的热压工艺有极大的能源需求，生产效率低，且中心胶层的固化程度不高，极其容易释放未完全固化的胶层中的游离甲醛。
因此，亟需寻求一种固化效率高、均衡性好，且能够有效降低固化时间的木制品胶黏剂固化方法。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种微波固化木制品胶黏剂的方法，能够快速均匀地提升木板和胶层的温度，缩短制备时间，降低能源消耗，进而提升木制板材的胶合强度。
本发明还提供一种复合板材，采用上述微波固化木制品胶黏剂的方法制备得到。
根据本发明的第一方面实施例的一种微波固化木制品胶黏剂的方法，包括：
步骤S1：将待粘接的木制板材A和木制板材B清洗后干燥，在所述木制板材A与所述木制板材B的接触面涂覆胶黏剂，得到木制复合板中间体A；
步骤S2：将步骤S1制得的木制复合板中间体置于真空加压条件下处理，得到木制复合板中间体B；
步骤S3：将步骤S2制得的木制复合板中间体B置于微波条件下，经过梯度微波固化处理后冷却，得到微波固化复合板；
所述梯度微波固化处理包括第一梯度微波固化处理和第二梯度微波固化处理；
所述第一梯度微波固化处理的微波功率为180-250W；
所述第二梯度微波固化处理的微波功率为450-700W。
根据本发明实施例的微波固化木制品胶黏剂的方法，至少具有如下有益效果：采用本发明微波固化木制品胶黏剂的方法，能够快速均匀地提升木制板材和各胶层的温度，缩短制备时间，降低能源消耗，提高固化效率；其次，本发明结合了真空加压和梯度微波固化处理，其中真空加压的方式可有效促进排除固化过程中由于收缩产生的起泡，提高固化密度，梯度微波固化处理能够提高受热的均匀性，两者结合能够有效避免中心胶层的固化程度低导致的游离甲醛释放，进而减少甲醛的产生。
根据本发明的一些实施例，所述第一梯度微波固化处理的微波功率为180-220W。
根据本发明的一些实施例，所述第一梯度微波固化处理的微波功率为200W。
根据本发明的一些实施例，所述第二梯度微波固化处理的微波功率为550-650W。
根据本发明的一些实施例，所述第二梯度微波固化处理的微波功率为600W。
梯度微波固化处理对木制复合胶黏剂的固化至关重要，合适的梯度微波固化处理有助于提升复合板的力学性能，且有利于提高中心胶层的固化程度，进而减少甲醛的释放。
根据本发明的一些实施例，所述木制板材A和所述木制板材A中的木材选自榉木、山樟、柳按、杨木和桉木中的至少一种。
根据本发明的一些实施例，所述干燥的方式选自常温干燥、除湿干燥和真空干燥中的至少一种。
根据本发明的一些实施例，所述常温干燥是指在25-30℃下晾干。
根据本发明的一些实施例，所述干燥的温度低于60℃。
根据本发明的一些实施例，所述干燥的温度为40-50℃。合适的干燥温度有利于保持良好的木材品质，减少对木材的损伤。
根据本发明的一些实施例，所述胶黏剂包括环氧树脂型胶黏剂。
环氧树脂胶粘剂传统固化方式为加热固化,固化时间较长，且加热是一个热传导过程，材料内部存在温度梯度,使胶粘剂很难均匀和完全固化，易于产生较大内应力。而采用微波梯度固化处理，可以进一步提高固化的均匀性。
根据本发明的一些实施例，所述胶黏剂包括酚醛环氧树脂型胶黏剂、双酚A环氧树脂型胶黏剂和聚氨酯环氧树脂型胶黏剂中的至少一种。
根据本发明的一些实施例，所述胶黏剂为酚醛环氧树脂型胶黏剂。
根据本发明的一些实施例，所述真空加压的温度为30-60℃。
根据本发明的一些实施例，所述真空加压的温度为40-50℃。
根据本发明的一些实施例，所述真空加压的温度为42-42℃。在真空加压过程中施加一定的温度，有利于使胶黏剂均匀地涂覆于木制板材之间，使胶黏剂均匀固化。
根据本发明的一些实施例，所述真空加压的的压力为0.2-0.5MPa。
根据本发明的一些实施例，所述第一梯度微波固化处理的时间为5-10min。
根据本发明的一些实施例，所述第一梯度微波固化处理的时间为5-8min。
根据本发明的一些实施例，所述第二梯度微波固化处理的时间为3-8min。
根据本发明的一些实施例，所述第二梯度微波固化处理的时间为3-5min。
根据本发明的第二方面实施例的一种复合板材，其采用上所述微波固化木制品胶黏剂的方法制备得到。
由于一种复合板材采用了上述实施例的微波固化木制品胶黏剂的方法的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
在实施方式中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术和条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未标明生产厂商的，均为可通过正规渠道商购获得的常规产品。
实施例1
一种微波固化木制板材胶粘剂的方法，其方法包括：
步骤S1：准备待粘接的木制板材A和木制板材B，将木制板材A和木制板材B的两面清理干净，在45℃下干燥处理30min，然后将木制板材A放置在加工台上，在木制板材A的表面涂抹酚醛环氧树脂型胶黏剂，将木制板材B放置在木制板材A的酚醛环氧树脂型胶黏剂上，得到木制复合板中间体A；
步骤S2：在真空加压条件下，采用压合板对木制板材A和木制板材B进行挤压，木制板材A和木制板材B之间的胶粘剂得到充分贴合，得到木制复合板中间体B，其中，真空加压的压力为0.5MPa，真空加压的温度为42℃，真空加压的处理时间为5min；
步骤S3：将上述步骤S2制得的木制复合板中间体B送入微波箱内进行梯度微波固化处理，其中第一梯度微波固化处理的微波功率为200W，处理时间为5分钟；第二梯度微波固化处理的微波功率为600W，处理时间为3分钟；
步骤S4：上述梯度微波固化处理完成后，静置冷却1小时，得到微波固化复合板。
步骤S5：参考GB/T17657－2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中“胶合强度测定”，使用拉力测试机将微波固化后的复合板两侧固定，使用拉力测试机对微波固化复合板进行拉力测试，测试结果表明其胶合强度为2.66MPa。
实施例2
一种微波固化木制板材胶粘剂的方法，其方法包括：
步骤S1：准备待粘接的木制板材A和木制板材B，将木制板材A和木制板材B的两面清理干净，在45℃下干燥处理30min，然后将木制板材A放置在加工台上，在木制板材A的表面涂抹酚醛环氧树脂型胶黏剂，将木制板材B放置在木制板材A的酚醛环氧树脂型胶黏剂上，得到木制复合板中间体A；
步骤S2：在真空加压条件下，采用压合板对木制板材A和木制板材B进行挤压，木制板材A和木制板材B之间的胶粘剂得到充分贴合，得到木制复合板中间体B，其中，真空加压的压力为0.5MPa，真空加压的温度为42℃，真空加压的处理时间为5min；
步骤S3：将上述步骤S2制得的木制复合板中间体B送入微波箱内进行梯度微波固化处理，其中第一梯度微波固化处理的微波功率为180W，处理时间为5分钟；第二梯度微波固化处理的微波功率为500W，处理时间为3分钟；
步骤S4：上述梯度微波固化处理完成后，静置冷却1小时，得到微波固化复合板。
步骤S5：参考GB/T17657－2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中“胶合强度测定”，使用拉力测试机将微波固化后的复合板两侧固定，使用拉力测试机对微波固化复合板进行拉力测试，测试结果表明其胶合强度为2.46MPa。
实施例3
一种微波固化木制板材胶粘剂的方法，其方法包括：
步骤S1：准备待粘接的木制板材A和木制板材B，将木制板材A和木制板材B的两面清理干净，在45℃下干燥处理30min，然后将木制板材A放置在加工台上，在木制板材A的表面涂抹酚醛环氧树脂型胶黏剂，将木制板材B放置在木制板材A的酚醛环氧树脂型胶黏剂上，得到木制复合板中间体A；
步骤S2：在真空加压条件下，采用压合板对木制板材A和木制板材B进行挤压，木制板材A和木制板材B之间的胶粘剂得到充分贴合，得到木制复合板中间体B，其中，真空加压的压力为0.4MPa，真空加压的温度为45℃，真空加压的处理时间为8min；
步骤S3：将上述步骤S2制得的木制复合板中间体B送入微波箱内进行梯度微波固化处理，其中第一梯度微波固化处理的微波功率为200W，处理时间为5分钟；第二梯度微波固化处理的微波功率为600W，处理时间为3分钟；
步骤S4：上述梯度微波固化处理完成后，静置冷却1小时，得到微波固化复合板。
步骤S5：参考GB/T17657－2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中“胶合强度测定”，使用拉力测试机将微波固化后的复合板两侧固定，使用拉力测试机对微波固化复合板进行拉力测试，测试结果表明其胶合强度为2.38MPa。
实施例4
一种微波固化木制板材胶粘剂的方法，其方法包括：
步骤S1：准备待粘接的木制板材A和木制板材B，将木制板材A和木制板材B的两面清理干净，在45℃下干燥处理30min，然后将木制板材A放置在加工台上，在木制板材A的表面涂抹酚醛环氧树脂型胶黏剂，将木制板材B放置在木制板材A的酚醛环氧树脂型胶黏剂上，得到木制复合板中间体A；
步骤S2：在真空加压条件下，采用压合板对木制板材A和木制板材B进行挤压，木制板材A和木制板材B之间的胶粘剂得到充分贴合，得到木制复合板中间体B，其中，真空加压的压力为0.5MPa，真空加压的温度为42℃，真空加压的处理时间为5min；
步骤S3：将上述步骤S2制得的木制复合板中间体B送入微波箱内进行梯度微波固化处理，其中第一梯度微波固化处理的微波功率为200W，处理时间为8分钟；第二梯度微波固化处理的微波功率为600W，处理时间为5分钟；
步骤S4：上述梯度微波固化处理完成后，静置冷却1小时，得到微波固化复合板。
步骤S5：参考GB/T17657－2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中“胶合强度测定”，使用拉力测试机将微波固化后的复合板两侧固定，使用拉力测试机对微波固化复合板进行拉力测试，测试结果表明其胶合强度为2.64MPa。
实施例5
一种微波固化木制板材胶粘剂的方法，其方法包括：
步骤S1：准备待粘接的木制板材A和木制板材B，将木制板材A和木制板材B的两面清理干净，在45℃下干燥处理30min，然后将木制板材A放置在加工台上，在木制板材A的表面涂抹双酚A环氧树脂型型胶黏剂，将木制板材B放置在木制板材A的双酚A环氧树脂型胶黏剂上，得到木制复合板中间体A；
步骤S2：在真空加压条件下，采用压合板对木制板材A和木制板材B进行挤压，木制板材A和木制板材B之间的胶粘剂得到充分贴合，得到木制复合板中间体B，其中，真空加压的压力为0.5MPa，真空加压的温度为42℃，真空加压的处理时间为5min；
步骤S3：将上述步骤S2制得的木制复合板中间体B送入微波箱内进行梯度微波固化处理，其中第一梯度微波固化处理的微波功率为200W，处理时间为5分钟；第二梯度微波固化处理的微波功率为600W，处理时间为3分钟；
步骤S4：上述梯度微波固化处理完成后，静置冷却1小时，得到微波固化复合板。
步骤S5：参考GB/T17657－2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中“胶合强度测定”，使用拉力测试机将微波固化后的复合板两侧固定，使用拉力测试机对微波固化复合板进行拉力测试，测试结果表明其胶合强度为2.41MPa。
对比例1
一种微波固化木制板材胶粘剂的方法，其方法包括：
步骤S1：准备待粘接的木制板材A和木制板材B，将木制板材A和木制板材B的两面清理干净，在45℃下干燥处理30min，然后将木制板材A放置在加工台上，在木制板材A的表面涂抹酚醛环氧树脂型胶黏剂，将木制板材B放置在木制板材A的酚醛环氧树脂型胶黏剂上，得到木制复合板中间体A；
步骤S2：在常温加压条件下，采用压合板对木制板材A和木制板材B进行挤压，木制板材A和木制板材B之间的胶粘剂得到充分贴合，得到木制复合板中间体B，其中，真空加压的压力为0.5MPa，常温加压的温度为25℃，真空加压的处理时间为5min；
步骤S3：将上述步骤S2制得的木制复合板中间体B送入微波箱内进行梯度微波固化处理，其中第一梯度微波固化处理的微波功率为200W，处理时间为5分钟；第二梯度微波固化处理的微波功率为600W，处理时间为3分钟；
步骤S4：上述梯度微波固化处理完成后，静置冷却1小时，得到微波固化复合板。
步骤S5：参考GB/T17657－2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中“胶合强度测定”，使用拉力测试机将微波固化后的复合板两侧固定，使用拉力测试机对微波固化复合板进行拉力测试，测试结果表明其胶合强度为1.97MPa。
对比例2
一种微波固化木制板材胶粘剂的方法，其方法包括：
步骤S1：准备待粘接的木制板材A和木制板材B，将木制板材A和木制板材B的两面清理干净，在45℃下干燥处理30min，然后将木制板材A放置在加工台上，在木制板材A的表面涂抹酚醛环氧树脂型胶黏剂，将木制板材B放置在木制板材A的酚醛环氧树脂型胶黏剂上，得到木制复合板中间体A；
步骤S2：在真空加压条件下，采用压合板对木制板材A和木制板材B进行挤压，木制板材A和木制板材B之间的胶粘剂得到充分贴合，得到木制复合板中间体B，其中，真空加压的压力为0.5MPa，真空加压的温度为42℃，真空加压的处理时间为5min；
步骤S3：将上述步骤S2制得的木制复合板中间体B送入微波箱内进行微波固化处理，其中微波固化处理的微波功率为500W，处理时间为10分钟；
步骤S4：上述梯度微波固化处理完成后，静置冷却1小时，得到微波固化复合板。
步骤S5：参考GB/T17657－2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中“胶合强度测定”，使用拉力测试机将微波固化后的复合板两侧固定，使用拉力测试机对微波固化复合板进行拉力测试，测试结果表明其胶合强度为1.64MPa。
对比例3
一种微波固化木制板材胶粘剂的方法，其方法包括：
步骤S1：准备待粘接的木制板材A和木制板材B，将木制板材A和木制板材B的两面清理干净，在45℃下干燥处理30min，然后将木制板材A放置在加工台上，在木制板材A的表面涂抹酚醛环氧树脂型胶黏剂，将木制板材B放置在木制板材A的酚醛环氧树脂型胶黏剂上，得到木制复合板中间体A；
步骤S2：在真空加压条件下，采用压合板对木制板材A和木制板材B进行挤压，木制板材A和木制板材B之间的胶粘剂得到充分贴合，得到木制复合板中间体B，其中，真空加压的压力为0.5MPa，真空加压的温度为42℃，真空加压的处理时间为5min；
步骤S3：将上述步骤S2制得的木制复合板中间体B送入微波箱内进行微波固化处理，其中微波固化处理的微波功率为800W，处理时间为10分钟；
步骤S4：上述梯度微波固化处理完成后，静置冷却1小时，得到微波固化复合板。
步骤S5：参考GB/T17657－2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中“胶合强度测定”，使用拉力测试机将微波固化后的复合板两侧固定，使用拉力测试机对微波固化复合板进行拉力测试，测试结果表明其胶合强度为1.85MPa。
对比例4
一种微波固化木制板材胶粘剂的方法，其方法包括：
步骤S1：准备待粘接的木制板材A和木制板材B，将木制板材A和木制板材B的两面清理干净，在45℃下干燥处理30min，然后将木制板材A放置在加工台上，在木制板材A的表面涂抹胶粘剂，将木制板材B放置在木制板材A的胶粘剂上，得到木制复合板中间体A；
步骤S2：在热压条件下，采用压合板对木制板材A和木制板材B进行挤压，木制板材A和木制板材B之间的胶粘剂得到充分贴合，得到木制复合板中间体B，其中，真空加压的压力为0.5MPa，热压的温度为120℃，处理时间为30min；
步骤S3：将上述木制复合板中间体B静置冷却1小时，得到固化复合板。
步骤S4：参考GB/T17657－2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中“胶合强度测定”，使用拉力测试机将固化后的复合板两侧固定，使用拉力测试机对复合板进行拉力测试，测试结果表明其胶合强度为1.97MPa。
从上述实施例中可以看出，采用本发明微波固化木制品胶黏剂的方法相对于传统热压固化处理方法，固化时间更短，且所制备的复合板胶合强度更大，这主要是由于采用本发明微波固化处理过程中，木制板材的胶合面会形成“胶钉”，使胶黏剂浸入木材，进而提高胶合强度。
进一步的，通过对比例2和对比例3可以看出，当仅采用常规的微波固化处理时，其胶合强度相对于实施例1显著降低，其主要原因是由于胶黏剂位于木制板材之间，当胶黏剂涂覆一定的厚度时，持续的高微波功率下，其固化的均匀性会降低，进而导致胶合强度。
综上可见，采用本发明微波固化木制品胶黏剂的方法，能够快速均匀地提升木制板材和各胶层的温度，缩短制备时间，降低能源消耗，提高固化效率；其次，本发明结合了真空加压和梯度微波固化处理，其中真空加压的方式可有效促进排除固化过程中由于收缩产生的起泡，提高固化密度，梯度微波固化处理能够提高受热的均匀性，两者结合能够有效避免中心胶层的固化程度低导致的游离甲醛释放，进而减少甲醛的产生。
上面对本发明实施例作了详细说明，但本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种微波固化木制品胶黏剂的方法，其特征在于，包括：
步骤S1：将待粘接的木制板材A和木制板材B清洗后干燥，在所述木制板材A与所述木制板材B的接触面涂覆胶黏剂，得到木制复合板中间体A；
步骤S2：将步骤S1制得的木制复合板中间体置于真空加压条件下处理，得到木制复合板中间体B；
步骤S3：将步骤S2制得的木制复合板中间体B置于微波条件下，经过梯度微波固化处理后冷却，得到微波固化复合板；
所述梯度微波固化处理包括第一梯度微波固化处理和第二梯度微波固化处理；
所述第一梯度微波固化处理的微波功率为180-250W；
所述第二梯度微波固化处理的微波功率为450-700W。
2.根据权利要求1所述的微波固化木制品胶黏剂的方法，其特征在于，所述干燥的方式选自常温干燥、除湿干燥和真空干燥中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的微波固化木制品胶黏剂的方法，其特征在于，所述干燥的温度低于60℃。
4.根据权利要求3所述的微波固化木制品胶黏剂的方法，其特征在于，所述胶黏剂包括环氧树脂型胶黏剂，优选的，所述环氧树脂型胶黏剂包括酚醛环氧树脂型胶黏剂、双酚A环氧树脂型胶黏剂和聚氨酯环氧树脂型胶黏剂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的微波固化木制品胶黏剂的方法，其特征在于，所述真空加压的处理时间为5-10min。
6.根据权利要求1所述的微波固化木制品胶黏剂的方法，其特征在于，所述真空加压的温度为40-60℃。
7.根据权利要求1所述的微波固化木制品胶黏剂的方法，其特征在于，所述真空加压的的压力为0.2-0.5MPa。
8.根据权利要求1-7任一项所述的微波固化木制品胶黏剂的方法，其特征在于，所述第一梯度微波固化处理的时间为5-10min。
9.根据权利要求8所述的微波固化木制品胶黏剂的方法，其特征在于，所述第二梯度微波固化处理的时间为3-8min。
10.一种采用如权利要求1-9任一项所述微波固化木制品胶黏剂的方法制备得到的复合板材。
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