一種清除劑降低實(shí)木復(fù)合地板甲醛的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種降低實(shí)木復(fù)合地板甲醛的生產(chǎn)方法，特別是多種化合物作為清除劑在堿性條件下降低甲醛釋放量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生活水平的提高使室內(nèi)裝修日益普及，人們?cè)谧非缶邮彝昝赖耐瑫r(shí)卻造成了嚴(yán)重的室內(nèi)空氣污染。甲醛是室內(nèi)空氣污染危害最嚴(yán)重且最常見(jiàn)的污染物之一，因其污染范圍廣，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，危害性大被稱為室內(nèi)裝修的頭號(hào)“殺手”。用于室內(nèi)裝飾的膠合板、細(xì)木工板、中密度纖維板和刨花板等人造板材，由于生產(chǎn)使用的膠粘劑以脲醛樹(shù)脂為主，板材中殘留的和未參與反應(yīng)的甲醛會(huì)逐漸向周圍環(huán)境釋放，揮發(fā)期為數(shù)年甚至長(zhǎng)達(dá)十幾年。
[0003]中國(guó)專利CN201010244439.0公開(kāi)了一種人造板，該人造板采用氰乙基化纖維作為人造板的膠黏劑，由于膠黏劑的原料不含甲醛，避免了甲醛的釋放，但該膠黏劑成本高，粘結(jié)強(qiáng)度不是很理想。
[0004]為降低游離甲醛含量，可以在人造板制板時(shí)加入甲醛清除劑，也可在調(diào)膠中加入甲醛清除劑，也可在人造板后期施加甲醛清除劑。甲醛清除劑主要是利用清除劑中的各種化合物與甲醛進(jìn)行絡(luò)合、氧化、加成等反應(yīng)來(lái)破壞、分解甲醛，使二者反應(yīng)生成水、二氧化碳及無(wú)毒的反應(yīng)產(chǎn)物，從而達(dá)到消除產(chǎn)品中甲醛的目的。甲醛清除劑可以是無(wú)機(jī)化合物，也可以是有機(jī)化合物，其消醛效果相當(dāng)好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種清除劑降低木板甲醛的生產(chǎn)方法，生產(chǎn)出低甲醛殘留量的木板。
[0006]本發(fā)明的甲醛清除劑主要成分為桐油酸，松香酸混合物和改性脲醛樹(shù)脂。本發(fā)明生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵是通過(guò)改性脲醛樹(shù)脂本身的結(jié)構(gòu)以減少甲醛釋放量，并在制板過(guò)程中施加甲醛清除劑與改性脲醛樹(shù)脂膠，在人造板的表層施加改性脲醛樹(shù)脂膠，里層施加甲醛清除劑與改性脲醛樹(shù)脂膠的混合物，使之吸收其中的游離甲醛，進(jìn)一步減少了木板甲醛的釋放量。制膠過(guò)程可概括分為強(qiáng)酸-弱堿-弱酸三步驟，在強(qiáng)酸階段，樹(shù)脂生成一定量的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，既減少了能分解釋放甲醛的基團(tuán)又提高了化學(xué)性能。制板過(guò)程可概括為膠液調(diào)制及制板工藝。
[0007]本發(fā)明的清除劑降低木板甲醛的具體生產(chǎn)方法，包括如下步驟:
(O強(qiáng)酸階段:將重量濃度為37%的甲醛水溶液投入到反應(yīng)釜中，開(kāi)機(jī)攪動(dòng)器，溫度穩(wěn)定在48?50 °C時(shí)加入一定量的甲酸調(diào)節(jié)溶液pH為2?2.5，加入第一批尿素與甲醛反應(yīng)，使甲醛與尿素的摩爾比F/U =10 ;在55?60°C反應(yīng)35min。
(2)弱堿階段:強(qiáng)酸階段反應(yīng)結(jié)束，立即用氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH為8.1?8.5，升溫至81?85°C，加入第一批三聚氰胺，第一批三聚氰胺加入量占總?cè)矍璋分亓康?0%?50% ;攪拌均勻后，加入第二批尿素使甲醛與尿素的摩爾比F/U =5，反應(yīng)35min。
[0008](3)弱酸階段:弱堿階段反應(yīng)結(jié)束后，用甲酸調(diào)節(jié)pH為4.2?4.4，反應(yīng)到當(dāng)黏度為30Pa.s時(shí)加入最后一批尿素與少量的三聚氰胺，反應(yīng)一段時(shí)間調(diào)pH到8.0?8.2出料，得到改性脲醛樹(shù)脂膠。
[0009](4)膠液調(diào)制:在改性脲醛樹(shù)脂中加入松香酸混合物，桐油酸，多元醇，并在堿性催化劑的條件下進(jìn)行攪拌反應(yīng)，松香酸混合物的加入量為總物料重量的4?15% ;多元醇的加入量為總物料重量的I?12%，桐油酸的加入量為總物料重量的4?15%，堿催化劑以固體堿計(jì)，加入的量是總物料重量的0.1?I %，反應(yīng)溫度為200°C?280°C，時(shí)間6?9小時(shí)，合成過(guò)程是在溶融松香酸中分次滴加改性脲醛樹(shù)脂和多元醇。膠液調(diào)制后期，再陸續(xù)加入固體氯化銨、面粉，三聚氰胺攪拌至混合均勻，得到桐油酸和松香酸混合物改性的脲醛樹(shù)脂膠；
以上所述的松香酸混合物是取自馬尾松、加勒比松、云南松和南亞松的松香酸中的一種以上；
以上所述的堿性催化劑是胺類化合物，如乙二胺、己二胺、苯胺和三亞乙基二胺中的一種以上；
以上所述的多元醇是甘油、雙甘油、季戊四醇、雙季戊四醇和乙二醇中的一種或兩種以上的混合物。
[0010](5)制板工藝:在制板的表層施加改性脲醛樹(shù)脂膠，里層施加步驟(4)所述的膠液，即桐油酸和松香酸混合物改性的脲醛樹(shù)脂膠，使之吸收其中的游離甲醛。單面涂膠量為150?160g/m2，壓制5?9層實(shí)木復(fù)合地板，實(shí)木復(fù)合地板表層為柞木單板，規(guī)格為300X300X1.8 mm，含水率為3?5%，中間層及底層為楊木單板，規(guī)格300 mmX300 mmXl.8mm,含水率8%?10%。每種調(diào)膠配比壓板I張。在單位壓力0.8?0.9MPa下，預(yù)壓I?2h ;熱壓壓力0.5?0.9MPa,溫度為120?130°C，時(shí)間視膠液固化時(shí)間而異。
[0011]桐油酸和松香酸混合物改性的脲醛樹(shù)脂膠，包括如下重量份數(shù)的原料:
重量濃度為37%的甲醛水溶液450?500份，尿素430?470份，三聚氰胺50?60份，面粉160?180份，氯化銨13?15份，桐油酸30?100份，多元醇35?80份，松香酸混合物30?100份，堿性催化劑0.5?7份。
[0012](6)性能檢測(cè):膠黏劑黏度、固化時(shí)間、pH、游離甲醛含量按GB/T 14074-93《木材膠粘劑及其樹(shù)脂檢驗(yàn)方法》測(cè)定；膠合強(qiáng)度、甲醛釋放量按GB/T 17657-1999《人造板及飾面人造板理化性能試驗(yàn)方法》檢測(cè)。
[0013]本發(fā)明產(chǎn)生的積極效果是:
1.發(fā)明人改性脲醛樹(shù)脂膠采用了強(qiáng)酸-弱堿-弱酸的制膠工藝，同時(shí)采用了甲醛一次性投料，尿素多次投料的方法，且在強(qiáng)酸階段提出了必須控制的溫度，PH值，加料時(shí)間與量比，依據(jù)這些具體操作步驟與精確數(shù)據(jù)，無(wú)需添加阻聚劑也不用低溫控制，也能安全可靠地控制反應(yīng)，獲得改進(jìn)結(jié)構(gòu)的脲醛樹(shù)脂。其次，在弱堿-弱酸條件下以三聚氰胺改性，增強(qiáng)了脲醛樹(shù)脂的物理力學(xué)性能。
[0014]2.最關(guān)鍵的是，在制板過(guò)程中施加了桐油酸，松香酸混合物這些高分子化合物在堿性條件下與改性脲醛樹(shù)脂混合作為甲醛清除劑，與樹(shù)脂中以單體形式存在的游離甲醛和通過(guò)復(fù)合分解形成的甲醛反應(yīng)形成高分子量，高粘度，高凝膠結(jié)構(gòu)的混合膠液，大大提高了實(shí)木復(fù)合地板的膠黏性。甲醛清除劑主要是利用多種化合物存在的基團(tuán)與甲醛進(jìn)行絡(luò)合、氧化、加成等反應(yīng)來(lái)破壞、分解甲醛，使二者反應(yīng)生成水、二氧化碳及無(wú)毒的反應(yīng)產(chǎn)物，從而達(dá)到清除產(chǎn)品中甲醛的目的。在制膠后期，還添加了面粉作為填料，提高改性脲醛樹(shù)脂的膠接強(qiáng)度、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性，并且能夠降低膠黏劑的生產(chǎn)成本。
[0015]3.本發(fā)明生產(chǎn)出的木板甲醛釋放量達(dá)到中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LY/T1738-2008的El級(jí)，小于1.5mg/L,強(qiáng)度及其他技術(shù)指標(biāo)也達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，保證了脲醛樹(shù)脂的質(zhì)量，符合健康要求。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例一
(O強(qiáng)酸階段:將重量濃度為37%的甲醛水溶液450份投入到反應(yīng)釜中，開(kāi)機(jī)攪動(dòng)器，溫度穩(wěn)定在48?50°C時(shí)加入一定量的甲酸調(diào)節(jié)溶液pH為2?2.5，加入第一批尿素150份與甲醛反應(yīng)，使甲醛與尿素的摩爾比F/U =10 ;在55?60°C反應(yīng)35min。
(2)弱堿階段:強(qiáng)酸階段反應(yīng)結(jié)束，立即用氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH為8.1?8.5，升溫至81?85°C，加入第一批三聚氰胺5份，第一批三聚氰胺加入量占總?cè)矍璋分亓康?0%;攪拌均勻后，加入第二批尿素270份使甲醛與尿素的摩爾比F/U =5，反應(yīng)35min。
[0017](3)弱酸階段:弱堿階段反應(yīng)結(jié)束后，用甲酸調(diào)節(jié)pH為4.2?4.3，反應(yīng)到當(dāng)黏度為30Pa.s時(shí)加入最后一批尿素10份與少量的三聚氰胺2份，反應(yīng)一段時(shí)間調(diào)pH到8.0?8.2出料，得到改性脲醛樹(shù)脂膠。
[0018](4)膠液調(diào)制:在改性脲醛樹(shù)脂中加入取自馬尾松和加勒比松的松香酸，桐油酸，甘油，并在堿性催化劑的條件下進(jìn)行攪拌反應(yīng)，加總物料重量的4%的取自馬尾松和加勒比松的松香酸35份；加總物料重量的4%的甘油35份，加總物料重量的4%的桐油酸35份，堿催化劑以固體堿計(jì)，加總物料重量的0.1%的乙二胺和己二胺的混合物0.8份，反應(yīng)溫度為200°C?230°C，時(shí)間為7小時(shí)，合成過(guò)程是在溶融松香酸中分次滴加改性脲醛樹(shù)脂和多元醇。膠液調(diào)制后期，再陸續(xù)加入為改性脲醛樹(shù)脂膠重量的1.6%的固體氯化銨14份，改性脲醛樹(shù)脂膠重量的18%的面粉160份，改性脲醛樹(shù)脂膠重量的3.2%的三聚氰胺28份攪拌至混合均勻，得到桐油酸和松香酸混合物改性的脲醛樹(shù)脂膠；
(5)制板工藝:在制板的表層施加改性脲醛樹(shù)脂膠，里層施加步驟(4)所述的膠液，即桐油酸和松香酸混合物改性的脲醛樹(shù)脂膠，使之吸收其中的游離甲醛。涂膠量為154g/m2 (單面)，壓制5層實(shí)木復(fù)合地板，實(shí)木復(fù)合地板表層為柞木單板，幅面為300 X 300 X 1.8mm，含水率為3?5%，中間層及底層為楊木單板，規(guī)格300 mmX 300 mmX 1.8 mm，含水率8%?10%。在此條件下壓板I張。在單位壓力0.8MPa下，預(yù)壓1.4 h ;熱壓壓力0.5MPa,溫度為120?124°C，調(diào)制后膠黏劑游離醛為0.14%，PH為7.9，固化時(shí)間為200s，熱壓時(shí)間為310s,膠合強(qiáng)度為1.8IMPa，制板后測(cè)得甲醛釋放量為0.02mg/L。
[0019](6)性能檢測(cè):膠黏劑黏度、固化時(shí)間、pH、游離甲醛含量按GB/T 14074-93《木材膠粘劑及其樹(shù)脂檢驗(yàn)方法》測(cè)定，符合要求；膠合強(qiáng)度、甲醛釋放量按GB/T 17657-1999《人造板及飾面人造板理化性能試驗(yàn)方法》檢測(cè)，符合要求。
[0020]實(shí)施例二
(O強(qiáng)酸階段:將重量濃度為37%的甲醛水溶液470份投入到反應(yīng)釜中，開(kāi)機(jī)攪動(dòng)器，溫度穩(wěn)定在48?50°C時(shí)加入一定量的甲酸調(diào)節(jié)溶液pH為2?2.5，加入第一批尿素141份與甲醛反應(yīng)，使甲醛與尿素的摩爾比F/U =10 ;在55?60°C反應(yīng)35min。
(2)弱堿階段:強(qiáng)酸階段反應(yīng)結(jié)束，立即用氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH為8.1?8.5，升溫至81?85°C，加入第一批三聚氰胺16份，第