CN115256587A - 利用改性球粘土制备纤维板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了利用改性球粘土制备纤维板的方法，该方法包括如下操作步骤：1)配置固含量为50％的脲醛胶(UF)；2)将大豆蛋白粉与去离子水按质量比为1﹕7.5的比例混合，加入消泡剂，得到SP胶；3)将脲醛胶(UF)和SP胶按质量比为85﹕15混合，得到UF/SP混合胶粘剂；4)将超细球粘土置入去离子水中并搅拌得悬浮液，再加入中性聚合物键合剂，然后将悬浮液离心干燥并球磨至平均粒径在100nm以下，得到改性球粘土(BC)；5)将改性球粘土(BC)加入到UF/SP混合胶粘剂中，得到UF/SP/BC复合胶粘剂；6)将UF/SP/BC复合胶粘剂与热磨纤维混合，UF/SP/BC复合胶粘剂的用量按纤维绝土绝干重量的12％添加，经热压成型，即得到纤维板。采用本发明方法制备纤维板，能够提高纤维板的机械性能并降低含醛胶粘剂的用量。

Description

利用改性球粘土制备纤维板的方法
技术领域
本发明涉及一种纤维板的制备方法，具体是一种利用改性球粘土制备纤维板的方法。
背景技术
纤维板是用量最大的人造板品种之一，广西、山东、河北等均为纤维板生产大省。整个行业有着突飞猛进的发展，全社会都在关注人造板用胶粘剂类型及其性能，例如脲醛胶(UF)、酚醛胶(PF)、三聚氰胺胶(MF)、三聚氰胺脲醛胶(MUF)和异氰酸酯(MDI)等，它们是由不可再生的化石材料合成的。
常见的大豆蛋白(SP)产品，例如大豆浓缩蛋白(SPC)、大豆粉(SF)和大豆分离蛋白(SPI)，均为可再生、环保、无VOC排放的绿色胶粘剂，但SP类胶粘剂存在两大缺点：耐水性差和固体含量低。粘度影响喷涂过程和之后渗透到木材表面，固含量对于控制水分蒸发和固化反应的加压时间很重要，这将影响纤维板制造的最终性能。同时在纤维板制造中使用低固体含量的粘合剂将涉及大量的水，这些水必须在热压过程中去除，进而会引起较高的水蒸气压力，从而在热压过程中造成纤维板的鼓泡和破裂。
因此，需要研究一种能够提高纤维板机械性能，又能降低板材甲醛含量的纤维板的制备方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用改性球粘土制备纤维板的方法，该方法能够提高纤维板的机械性能，并能降低纤维板的甲醛含量。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题：
本发明利用改性球粘土制备纤维板的方法，包括如下操作步骤：
1)配置固含量为50％的脲醛胶(UF)；
2)将大豆蛋白粉与去离子水按质量比为1﹕7.5的比例混合，高速搅拌均匀得到SP悬浮液，再将悬浮液的pH调节至11，再加入消泡剂，得到SP胶；
3)将步骤1)的脲醛胶(UF)和步骤2)的SP胶按质量比为85﹕15混合，得到UF/SP混合胶粘剂；
4)将粒径在150nm以下的超细球粘土置入去离子水中并搅拌得悬浮液，再加入中性聚合物键合剂，其中超细球粘土和中性聚合物键合剂的用量分别为去离子水重量的1％，键合剂由丙烯腈、丙烯酸甲酯、羟乙基丙烯酸酯按重量比为1﹕0.3﹕0.2混合制成，然后将悬浮液离心干燥并球磨至平均粒径在100nm以下，得到改性球粘土(BC)；
5)将步骤4)的改性球粘土(BC)加入到步骤3)的UF/SP混合胶粘剂中，改性球粘土的用量为UF/SP混合胶粘剂重量的0.5-5.0％，得到UF/SP/BC复合胶粘剂；
6)将步骤5)得到的UF/SP/BC复合胶粘剂与热磨纤维混合，UF/SP/BC复合胶粘剂的用量按纤维绝土绝干重量的12％添加，经热压成型，即得到纤维板。
在步骤(2)中，制备SP胶时，将大豆蛋白粉与去离子水混合后高速搅拌3小时得到SP悬浮液，再用0.5M的NaOH溶液将悬浮液的pH调节至11，再加入悬浮液体积万分之一的聚醚改性聚硅氧烷消泡剂并静置2小时，即得到SP胶。
本发明方法能够提高纤维板的机械性能，且能降低纤维板的甲醛含量。本发明制备得到的纤维板按GB/T11718-2021产品标准和GB/T 17657-2013方法标准中对应方法测试纤维板静曲强度、弹性模量、吸水厚度膨胀率和37℃水浸渍处理后静曲强度均优于普通型中密度纤维板潮湿状态、家具型中密度纤维板潮湿状态的指标要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明技术方案的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
本发明利用改性球粘土制备纤维板的方法，包括如下操作步骤：
1)用去离子水调整脲醛胶(UF)的浓度至固含量为50％；
2)将大豆蛋白粉与去离子水按质量比为1﹕7.5的比例混合，高速搅拌3小时得到SP悬浮液，再用0.5M的NaOH溶液将悬浮液的pH调节至11，再加入悬浮液体积万分之一的聚醚改性聚硅氧烷消泡剂并静置2小时，得到SP胶；
3)将步骤1)的脲醛胶(UF)和步骤2)的SP胶按质量比为85﹕15混合，得到UF/SP混合胶粘剂；
4)将粒径在150nm以下的超细球粘土置入去离子水中并搅拌得悬浮液，再加入中性聚合物键合剂，其中超细球粘土和中性聚合物键合剂的用量分别为去离子水重量的1％，键合剂由丙烯腈、丙烯酸甲酯、羟乙基丙烯酸酯按重量比为1﹕0.3﹕0.2混合制成，然后将悬浮液离心干燥并球磨至平均粒径在100nm以下，得到改性球粘土(BC)；
5)将步骤4)的改性球粘土(BC)加入到步骤3)的UF/SP混合胶粘剂中，改性球粘土的用量为UF/SP混合胶粘剂重量的0.5％、3.0％和5.0％三个梯度，得到三种UF/SP/BC复合胶粘剂样品；
6)将UF/SP/BC复合胶粘剂与热磨纤维混合，UF/SP/BC复合胶粘剂的用量按纤维绝土绝干重量的12％添加，经热压成型，得到12mm厚的中密度纤维板。
实验结果：
本发明方法得到的纤维板按GB/T11718-2021产品标准和GB/T 17657-2013方法标准中对应方法测试纤维板静曲强度、弹性模量、吸水厚度膨胀率和37℃水浸渍处理后静曲强度均优于普通型中密度纤维板潮湿状态、家具型中密度纤维板潮湿状态的指标要求。
本发明添加了改性球粘土(BC)的纤维板与仅使用UF/SP混合胶粘剂的纤维板的相关指标列表如下：
Figure BDA0003758487000000031
通过上述实验证明了本发明利用改性球粘土制备纤维板的方法，能够将改性球粘土直接运用于纤维板的制备，且具有机械性能高、耐水性能好、因含醛胶量降低而甲醛释放低等优点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.利用改性球粘土制备纤维板的方法，其特征在于，包括如下操作步骤：
1)配置固含量为50％的脲醛胶(UF)；
2)将大豆蛋白粉与去离子水按质量比为1﹕7.5的比例混合，高速搅拌均匀得到SP悬浮液，再将悬浮液的pH调节至11，再加入消泡剂，得到SP胶；
3)将步骤1)的脲醛胶(UF)和步骤2)的SP胶按质量比为85﹕15混合，得到UF/SP混合胶粘剂；
4)将粒径在150nm以下的超细球粘土置入去离子水中并搅拌得悬浮液，再加入中性聚合物键合剂，其中超细球粘土和中性聚合物键合剂的用量分别为去离子水重量的1％，键合剂由丙烯腈、丙烯酸甲酯、羟乙基丙烯酸酯按重量比为1﹕0.3﹕0.2混合制成，然后将悬浮液离心干燥并球磨至平均粒径在100nm以下，得到改性球粘土(BC)；
5)将步骤4)的改性球粘土(BC)加入到步骤3)的UF/SP混合胶粘剂中，改性球粘土的用量为UF/SP混合胶粘剂重量的0.5-5.0％，得到UF/SP/BC复合胶粘剂；
6)将步骤5)得到的UF/SP/BC复合胶粘剂与热磨纤维混合，UF/SP/BC复合胶粘剂的用量按纤维绝土绝干重量的12％添加，经热压成型，即得到纤维板。
2.根据权利要求1所述的利用改性球粘土制备纤维板的方法，其特征在于，步骤(2)中，制备SP胶时，将大豆蛋白粉与去离子水混合后高速搅拌3小时得到SP悬浮液，再用0.5M的NaOH溶液将悬浮液的pH调节至11，再加入悬浮液体积万分之一的聚醚改性聚硅氧烷消泡剂并静置2小时，即得到SP胶。
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