一種零甲醛定向刨花板及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種零甲醛定向刨花板及其制備方法，該定向刨花板的原料組成按重量份數(shù)計(jì)為：竹木刨花100份、不飽和聚酯樹脂8?25份、有機(jī)過氧化物0.1?1.5份、促進(jìn)劑0.01?0.5份、表面處理劑0.01?3份和耐水劑0.5?2份。本發(fā)明利用不飽和聚酯樹脂作為膠黏劑并對刨花表面進(jìn)行處理制備零甲醛定向刨花板，所生產(chǎn)出的定向刨花板不含甲醛，板材的耐水性能好，力學(xué)性能高，在現(xiàn)有的定向刨花板生產(chǎn)線上稍加改造即可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，可有效地解決生活空間內(nèi)的甲醛污染問題，為人造板產(chǎn)品擺脫甲醛釋放問題提供了新的解決途徑，并提升刨花板的附加值。
【專利說明】
一種零甲醛定向刨花板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于人造板技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種零甲醛定向刨花板及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著生活水平提高，人們對室內(nèi)空氣質(zhì)量的要求越來越高。家庭裝修板材及家具 板材來源大部分為三大板，即纖維板、刨花板和膠合板。它們由竹木材(纖維、刨花或單板） 與脲醛膠混合壓制而成，在使用過程中會緩慢釋放出甲醛，導(dǎo)致室內(nèi)空氣污染，影響居民身 體健康，長期處于甲醛濃度高的環(huán)境中甚至?xí)l(fā)癌癥。一百多年來，人們試圖脲醛制品的 甲醛釋放，收效甚微。因其成本低廉、耐水耐腐、強(qiáng)度較好、工藝簡單，社會需求量反而不斷 增加，我國的年生產(chǎn)量和需求量都超過百萬噸。2015年國家環(huán)保部已經(jīng)將三大板和三大膠 (脲醛膠、酚醛膠和三聚氰胺甲醛膠)列入了高污染、高環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)名錄，嚴(yán)重制約了人造板的 發(fā)展。如何消除甲醛釋放影響，同時(shí)保證產(chǎn)品質(zhì)量，是木材工業(yè)需要不斷探究的課題。目前 大部分研究集中以異氰酸酯為膠黏劑，實(shí)現(xiàn)零甲醛人造板生產(chǎn)，不過該方法需加入大量脫 豐旲劑，容易粘板，生廣效率有待提尚。
[0003] 不飽和聚酯樹脂是熱固性樹脂中最常用的一種，一般是由不飽和二元酸二元醇或 者飽和二元酸不飽和二元醇縮聚而成的具有酯鍵和不飽和雙鍵的線型高分子化合物，經(jīng)過 交聯(lián)單體或活性溶劑稀釋形成的具有一定黏度的樹脂溶液，簡稱UP?？梢栽谑覝叵鹿袒?壓下成型，工藝性能靈活，特別適合大型和現(xiàn)場制造玻璃鋼制品。固化后樹脂綜合性能好， 力學(xué)性能指標(biāo)略低于環(huán)氧樹脂，但優(yōu)于酚醛樹脂，具有耐腐蝕性。迄今，國內(nèi)外用作復(fù)合材 料基體的不飽和聚酯(樹脂)基體基本上是鄰苯二甲酸型（簡稱鄰苯型）、間苯二甲酸型（簡 稱間苯型）、雙酸A型和乙烯基酯型、鹵代不飽和聚酯樹脂等。不飽和聚酯以其優(yōu)異的力學(xué)性 能，被制作成高強(qiáng)度塑料制品，幾乎未被開發(fā)為人造板膠黏劑。其主要原因是，竹木纖維的 主要成分纖維素分子的每個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)單元含有三個(gè)羥基，使竹木纖維呈現(xiàn)出強(qiáng)親水性、強(qiáng) 極性和高結(jié)晶度，導(dǎo)致竹木纖維與疏水性的不飽和聚酯(UPR)之間的界面相容性較差。這也 是制約竹木纖維/不飽和聚酯復(fù)合材料性能提高的關(guān)鍵性問題之一。不飽和聚酯與保護(hù)直 接混合熱壓制板，盡管具有良好的靜曲強(qiáng)度和彈性模量，但是內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度和防水性都較差。 本發(fā)明通過對木纖維表面改性，改善木纖維和不飽和聚酯的相容性，提高內(nèi)結(jié)合力，進(jìn)而提 升定向刨花板性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種適用于定向刨花板加工的零甲醛刨花板及其制備方 法。以不飽和聚酯樹脂為膠黏劑，開發(fā)出新型不釋放甲醛，性能優(yōu)越的刨花板，并在現(xiàn)有的 刨花板生產(chǎn)線上即可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，經(jīng)濟(jì)、社會效益顯著，市場前景廣闊。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種零甲醛定向刨花板，原料組成按重量份計(jì)為:刨花100份、不飽和聚酯樹脂8-25份、 引發(fā)劑〇. 1-1.5份、促進(jìn)劑0.01-0.5份、表面處理劑0.01-3份和耐水劑0.5-2份。
[0006] 所述的不飽和聚酯樹脂為普通商用不飽和聚酯樹脂，主鏈含有-C=C_雙鍵(苯環(huán)除 外）的聚酯溶于以苯乙烯或其他含-c=c-雙鍵的有機(jī)試劑所形成的溶液，不飽和聚酯質(zhì)量分 數(shù)為60-80%;所述的引發(fā)劑為有機(jī)過氧化物，包含氫過氧化物、二烷基過氧化物、二?；^ 氧化物、過氧酯、過氧化碳酸酯及酮過氧化物中的一種或者多種;所述的促進(jìn)劑為環(huán)辛酸鈷 或叔胺類化合物。
[0007] 所述的表面處理劑為馬來酸酐、異氰酸酯、乙酰酮、酚醛溶液和丙烯酸中的一種或 多種。
[0008] 所述的耐水劑為石蠟、硬脂酸鋅和硬脂酸鎂中的一種或多種。
[0009] 所述刨花為竹刨花、木刨花或竹木混合刨花，刨花板厚度為15-32mm、密度>0.7 g/ cm3。
[0010] 如上所述的零甲醛定向刨花板的制備方法，具體實(shí)施步驟如下： (A) 采用表面處理劑對刨花進(jìn)行處理并干燥至含水率為3_12wt%，； (B) 施膠不飽和聚酯樹脂，加入引發(fā)劑和促進(jìn)劑，再加入耐水劑； (C) 將步驟(B)所得刨花在三層定向鋪裝機(jī)上定向鋪裝，制得三層定向結(jié)構(gòu)板坯； (D) 采用連續(xù)式熱壓機(jī)進(jìn)行熱壓得到所述的零甲醛定向刨花板。
[0011 ] 步驟(A沖所述刨花的寬度：10-50mm;厚度:0.6-2.0mm;長度:80-200mm。
[0012] 所述的步驟(C)在三層定向鋪裝機(jī)上定向鋪裝，上下表層刨花按長度方向平行于 鋪裝成型方向水平排列，鋪裝厚度分別占板厚度的15%_35% ;中心層刨花按長度方向是垂直 于鋪裝成型方向垂直排列，鋪裝厚度占板厚度的30%-70%;即按上表層15%-35%、中層30%-70%、下表層15%-35%比例進(jìn)行鋪裝； 所述步驟(D)中熱壓溫度為160-220 °C，熱壓壓力為單位壓力2.5-20 MPa，熱壓因子 20-100s/mm〇
[0013] 本發(fā)明的有益效果在于： 本發(fā)明所制得的適用于定向刨花板加工的零甲醛刨花板，具有甲醛"零"釋放、力學(xué)性 能優(yōu)越、可鏤銑加工等特點(diǎn)，無需改造現(xiàn)有刨花板生產(chǎn)線即可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn);有效解決了 生活環(huán)境裝飾家具材料的甲醛污染問題，為人造板產(chǎn)品擺脫甲醛釋放問題提供了新的解決 途徑，并大大提升刨花板的附加值。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明不僅僅限于這些實(shí)施例。
[0015] 實(shí)施例1 將100份木刨花施加1份表面處理劑(異氰酸酯與馬來酸酐以1:2混合)并干燥至含水率 5wt%，噴入不飽和聚酯樹脂20份、叔丁基過氧化氫0.4份、環(huán)辛酸鈷0.2份，加入0.5份石蠟， 組坯，上中下層分別為35%、30%、35%，溫度220°C、壓力15 MPa、時(shí)間7min的條件下熱壓得到 厚度為15 mm的定向刨花板。所述份數(shù)為重量份。
[0016] 實(shí)施例2 將100份竹刨花施加0.5份表面處理劑（乙酰酮與丙烯酸以3:1混合)并干燥至含水率 12%，噴入不飽和聚酯樹脂14份、過氧化二異丙苯0.1份、環(huán)辛酸鈷0.01份，加入0.5份石蠟， 組坯，上中下層分別為25%、50%、25%，溫度200°C、壓力lOMPa、時(shí)間lOmin的條件下熱壓得到 厚度為18mm的定向刨花板。所述份數(shù)為重量份。
[0017] 實(shí)施例3 將30份木刨花和70份竹刨花施加1.5份表面處理劑(異氰酸酯與丙烯酸以1:2混合)并 干燥至含水率8wt%，噴入不飽和聚酯樹脂10份、過氧化甲乙酮0.5份、環(huán)辛酸鈷0.5份，加入1 份石蠟，組坯，上中下層分別為15%、70%、15%，其中上下層為木刨花，中層為竹刨花，溫度160 °C、壓力5MPa、時(shí)間15min的條件下熱壓得到厚度為21 mm的定向刨花板。所述份數(shù)為重量 份。
[0018] 實(shí)施例4 將100份木刨花施加2.5份酚醛溶液并干燥至含水率12wt%，噴入不飽和聚酯樹脂25份、 過氧化二碳酸酯1.5份、環(huán)辛酸鈷0.5份，加入2份石蠟，組坯，上中下層分別為30%、40%、30%， 溫度220°C、壓力3MPa、時(shí)間19min的條件下熱壓得到厚度為24 mm的定向刨花板。所述份數(shù) 為重量份。
[0019] 實(shí)施例5 將1〇〇份竹刨花施加3份異氰酸酯并干燥至含水率3wt%，噴入不飽和聚酯樹脂25份、加 入過氧化苯甲酰1份、環(huán)辛酸鈷0.1份，加入1份硬脂酸鎂，組坯，上中下層分別為20%、60%、 20%，溫度220 °C、壓力20MPa、時(shí)間15 min的條件下熱壓得到厚度為32 mm的定向刨花板。所 述份數(shù)為重量份。
[0020] 實(shí)施例6 將100份木刨花施加0.01份表面處理劑(異氰酸酯與馬來酸酐以1:2混合)并干燥至含 水率5wt%，噴入不飽和聚酯樹脂8份、過氧化二碳酸酯1.5份、三乙醇胺0.5份，加入1份硬脂 酸鋅，組坯，上中下層分別為35%、30%、35%，溫度220°C、壓力2.5MPa、時(shí)間25 min的條件下熱 壓得到厚度為15 mm的定向刨花板。所述份數(shù)為重量份。
[0021 ]性能測試 上述實(shí)施例制得的零甲醛定向刨花板產(chǎn)品，其主要性能指標(biāo):密度0.7-1 .Og/cm3,甲醛 釋放量為〇 mg/100g，彈性模量(平行和垂直)>5000 MPa，靜曲強(qiáng)度（平行和垂直)>25 MPa， 內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度>〇 . 8 MPa，吸水厚度膨脹率〈10 %，含水率〈8%。表1為上述實(shí)施例所得產(chǎn)品性能 測試結(jié)果。產(chǎn)品具有無甲醛釋放，力學(xué)性能優(yōu)越等特性，符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，可作為承載板 材廣泛用于室內(nèi)裝修、家具加工、集裝箱底板等。
[0022]表1零甲醛定向刨花板性能測試結(jié)果
上述定向刨花板樣品1、2、3分別為實(shí)施例1，2，3方法制得的產(chǎn)品 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修 飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種零甲醛定向刨花板，其特征在于:所述定向刨花板的原料組成按重量份計(jì)為:刨 花100份、不飽和聚酯樹脂8-25份、引發(fā)劑0.1-1.5份、促進(jìn)劑0.01-0.5份、表面處理劑0.01-3份和耐水劑0.5-2份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的零甲醛定向刨花板，其特征在于:所述的不飽和聚酯樹脂為主 鏈含有-c=c-雙鍵但苯環(huán)除外的聚酯溶于以苯乙烯或其他含-C=C-雙鍵的有機(jī)試劑所形成 的溶液，不飽和聚酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60-80%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的零甲醛定向刨花板，其特征在于:所述的引發(fā)劑為有機(jī)過氧化 物，包含氫過氧化物、二烷基過氧化物、二?；^氧化物、過氧酯、過氧化碳酸酯及酮過氧化 物中的一種或者多種;所述的促進(jìn)劑為環(huán)辛酸鈷或叔胺類化合物。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的零甲醛定向刨花板，其特征在于:所述的表面處理劑為馬來酸 酐、異氰酸酯、乙酰酮、酚醛溶液和丙烯酸中的一種或多種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的零甲醛定向刨花板，其特征在于:所述的耐水劑為石蠟、硬脂 酸鋅和硬脂酸鎂中的一種或多種。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的零甲醛定向刨花板，其特征在于:所述刨花為竹刨花、木刨花 或竹木混合刨花，刨花板厚度為15-32_、密度>0.7 g/cm3。7. -種制備如權(quán)利要求1所述的零甲醛定向刨花板的方法，其特征在于:具體實(shí)施步驟 如下： (A) 采用表面處理劑對刨花進(jìn)行處理并干燥至含水率為3-12wt%，； (B) 施膠不飽和聚酯樹脂，加入引發(fā)劑和促進(jìn)劑，再加入耐水劑； (C) 將步驟(B)所得刨花在三層定向鋪裝機(jī)上定向鋪裝，制得三層定向結(jié)構(gòu)板坯； (D) 采用連續(xù)式熱壓機(jī)進(jìn)行熱壓得到所述的零甲醛定向刨花板。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的零甲醛定向刨花板的制備方法，其特征在于:步驟(A)中所述 刨花的寬度：10-50mm;厚度:0.6-2.0mm;長度:80-200mm。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的零甲醛定向刨花板的制備方法，其特征在于:所述的步驟(C) 在三層定向鋪裝機(jī)上定向鋪裝，上下表層刨花按長度方向平行于鋪裝成型方向水平排列， 鋪裝厚度分別占板厚度的15%_35%;中心層刨花按長度方向是垂直于鋪裝成型方向垂直排 列，鋪裝厚度占板厚度的30%-70%;即按上表層15%-35%、中層30%-70%、下表層15%-35%比例 進(jìn)行鋪裝。10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的零甲醛定向刨花板的制備方法，其特征在于:所述步驟(D)中 熱壓溫度為160-220 °C，熱壓壓力為單位壓力2.5-20 MPa，熱壓因子20-100s/mm。
【文檔編號】B27N3/10GK106079019SQ201610547962
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月12日
【發(fā)明人】李燃, 吳振增, 莊清平, 謝擁群, 廖月華, 葉龍鋒, 林休端, 楊玉明
【申請人】福建農(nóng)林大學(xué)