本發(fā)明屬于人造板材料，具體涉及一種聚氨酯膠黏劑、包含其的空心刨花板及空心刨花板的制備方法。

背景技術(shù)：

1、空心刨花板，又稱橋洞力學(xué)板，是以木材和非木材植物刨花為原料，經(jīng)干燥、施膠后，加入安裝有金屬排管的擠壓機(jī)中經(jīng)加熱連續(xù)沖擠形成的空心板材。具有保溫性能好、隔音效果好、重量輕等特點(diǎn)?？招呐倩ò逯饕米髂鹃T填充物，目前主要使用脲醛膠生產(chǎn)，大多為e1級(jí)。

2、然而，脲醛膠中含有游離甲醛，且固化成型后產(chǎn)物不穩(wěn)定，會(huì)逐漸分別并釋放甲醛，而甲醛是i類致癌物。因此，隨著人們環(huán)保意識(shí)的提升，以及對(duì)居家安全要求的提高，使用脲醛膠生產(chǎn)的空心刨花板會(huì)逐漸被淘汰，需要開發(fā)無醛添加的空心刨花板。

3、例如，cn105946087a報(bào)道了一種阻燃刨花板及其制備方法，其使用的膠黏劑為改性脲醛樹脂膠黏劑，雖然對(duì)脲醛樹脂改性，但是，仍會(huì)導(dǎo)致醛添加，提高空心刨花板的甲醛釋放量，產(chǎn)品的環(huán)保等級(jí)低。

4、又如，cn1115401762a報(bào)道了一種enf級(jí)難燃空心刨花板的制造工藝，其使用木質(zhì)素類膠黏劑進(jìn)行生產(chǎn)，但是，目前市面上所有的木質(zhì)素類膠黏劑都含有游離甲醛，只不過游離甲醛含量較傳統(tǒng)脲醛膠有所降低，但本質(zhì)上不能稱為無醛添加膠黏劑。而且木質(zhì)素類膠黏劑生產(chǎn)的板材，經(jīng)水泡后會(huì)有明顯異味，雖然生活中不經(jīng)常出現(xiàn)門泡水的情況，但在夏季南方高溫高濕環(huán)境中，木質(zhì)素膠黏劑生產(chǎn)的板材也可能會(huì)散發(fā)讓人不悅的氣味，不符合人們對(duì)居家環(huán)境舒適性的要求。

5、因此，開發(fā)一種無醛添加，能夠提高空心刨花板的靜曲強(qiáng)度，降低空心刨花板的尺寸變化率的膠黏劑，是本領(lǐng)域亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種聚氨酯膠黏劑、包含其的空心刨花板及空心刨花板的制備方法；所述聚氨酯膠黏劑用于制備空心刨花板，無醛添加，不會(huì)增加空心刨花板的甲醛釋放量，環(huán)保等級(jí)高；且能夠提高空心刨花板的靜曲強(qiáng)度，降低空心刨花板的尺寸變化率和厚度偏差。

2、為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種聚氨酯膠黏劑，所述聚氨酯膠黏劑的制備原料包括多元醇和多異氰酸酯；所述制備原料中，異氰酸酯指數(shù)(r)為50～150；所述多元醇包括低官能度多元醇和高官能度多元醇的組合；所述低官能度多元醇的官能度為2；所述高官能度多元醇的官能度＞2；所述低官能度多元醇和高官能度多元醇的質(zhì)量比為1:0.2～0.4。

4、異氰酸酯可直接用作空心刨花板用的膠黏劑，其粘接原理主要是異氰酸酯與原料中的水反應(yīng)生成聚脲形成的粘接。但是，聚脲硬、脆，容易導(dǎo)致板材變形等問題。因此，本發(fā)明采用聚合物多元醇對(duì)異氰酸酯進(jìn)行改性，形成聚氨酯膠黏劑，并且控制改性比例在特定范圍內(nèi)，即控制r在50～150，同時(shí)選用特定組成和配比的多元醇，作為空心刨花板的膠黏劑，能夠提高空心刨花板的靜曲強(qiáng)度，降低空心刨花板的尺寸變化率和厚度偏差；并且所述膠黏劑為無醛添加型膠黏劑，不會(huì)增加空心刨花板的甲醛釋放量，從而提高空心刨花板的環(huán)保等級(jí)。

5、本發(fā)明中，異氰酸酯指數(shù)為50～150，例如可以為50、52、55、58、60、62、65、68、70、72、75、78、80、82、85、88、90、92、95、98、100、102、105、108、110、112、115、118、120、122、125、128、130、132、135、138、140、142、145、148、150等。

6、本發(fā)明中，所述異氰酸酯指數(shù)偏低，空心刨花板擠壓時(shí)尺寸變化率較高；異氰酸酯指數(shù)偏高，空心刨花板擠壓時(shí)尺寸變化率偏高且靜曲強(qiáng)度低。

7、優(yōu)選地，所述低官能度多元醇和高官能度多元醇的質(zhì)量比為1:0.2～0.4，其中，0.2～0.4中的具體取值例如可以為0.2、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.3、0.31、0.32、0.33、0.34、0.35、0.36、0.37、0.38、0.39、0.4等。

8、本發(fā)明中，采用低官能度多元醇和高官能度多元醇復(fù)配，并且控制所述低官能度多元醇和高官能度多元醇的質(zhì)量比在上述限定的范圍內(nèi)，得到的空心刨花板具有更高的靜曲強(qiáng)度和更低的尺寸變化率。

9、本發(fā)明中，所述高官能度多元醇的官能度＞2，例如可以為3、4、5、6等。

10、優(yōu)選地，所述多元醇包括聚醚多元醇和/或聚酯多元醇。

11、優(yōu)選地，所述多元醇的數(shù)均分子量為500～4000，例如可以為500、600、800、1000、1200、1400、1600、1800、2000、2200、2400、2600、2800、3000、3200、3400、3600、3800、4000等；羥值為35～450mg?koh/g，例如可以為35mg?koh/g、40mg?koh/g、45mg?koh/g、50mg?koh/g、60mg?koh/g、80mg?koh/g、100mg?koh/g、120mg?koh/g、140mg?koh/g、160mg?koh/g、180mgkoh/g、200mg?koh/g、220mg?koh/g、240mg?koh/g、260mg?koh/g、280mg?koh/g、300mg?koh/g、320mg?koh/g、340mg?koh/g、360mg?koh/g、380mg?koh/g、400mg?koh/g、420mg?koh/g、440mg?koh/g、450mg?koh/g等。

12、優(yōu)選地，所述多元醇包括低官能度聚醚多元醇和高官能度聚醚多元醇的組合、低官能度聚酯多元醇和高官能度聚醚多元醇的組合中的至少一種。

13、優(yōu)選地，所述多元醇選自低官能度聚醚多元醇和高官能度聚醚多元醇的組合時(shí)，所述低官能度多元醇包括聚醚多元醇a和/或聚醚多元醇b；所述聚醚多元醇a的數(shù)均分子量小于聚醚多元醇b的數(shù)均分子量，所述聚醚多元醇a的羥值大于聚醚多元醇b的羥值。

14、優(yōu)選地，所述聚醚多元醇a的數(shù)均分子量為500～1500，例如可以為500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500等；羥值為75～225mg?koh/g，例如可以為75mgkoh/g、80mg?koh/g、90mg?koh/g、100mg?koh/g、110mg?koh/g、120mg?koh/g、130mg?koh/g、140mg?koh/g、150mg?koh/g、160mg?koh/g、170mg?koh/g、180mg?koh/g、190mg?koh/g、200mgkoh/g、205mg?koh/g、210mg?koh/g、215mg?koh/g、220mg?koh/g、225mg?koh/g等；所述聚醚多元醇b的數(shù)均分子量為1500～2500，例如可以為1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500等；羥值為45～75mg?koh/g，例如可以為45mg?koh/g、50mg?koh/g、55mg?koh/g、60mg?koh/g、65mg?koh/g、70mg?koh/g、75mg?koh/g等。

15、優(yōu)選地，所述多元醇選自低官能度聚醚多元醇和高官能度聚醚多元醇的組合時(shí)，所述高官能度聚醚多元醇包括聚醚多元醇c和/或聚醚多元醇d；所述聚醚多元醇c的數(shù)均分子量小于聚醚多元醇d的數(shù)均分子量，所述聚醚多元醇c的羥值大于聚醚多元醇d的羥值。

16、優(yōu)選地，所述聚醚多元醇c的數(shù)均分子量為500～2500，例如可以為500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1800、2000、2200、2400、2500等；羥值為65～450mg?koh/g，例如可以為65mg?koh/g、70mg?koh/g、80mg?koh/g、90mg?koh/g、100mgkoh/g、120mg?koh/g、140mg?koh/g、160mg?koh/g、180mg?koh/g、200mg?koh/g、220mg?koh/g、240mg?koh/g、260mg?koh/g、280mg?koh/g、300mg?koh/g、320mg?koh/g、340mg?koh/g、360mg?koh/g、380mg?koh/g、400mg?koh/g、420mg?koh/g、440mg?koh/g、450mg?koh/g等；所述聚醚多元醇d的數(shù)均分子量為2500～4000，例如可以為2500、2600、2800、3000、3200、3400、3600、3800、4000等；羥值為39～90mg?koh/g，例如可以為40mg?koh/g、50mg?koh/g、60mg?koh/g、70mg?koh/g、80mg?koh/g、90mg?koh/g等。

17、優(yōu)選地，所述多元醇選自低官能度聚醚多元醇和高官能度聚醚多元醇的組合時(shí)，所述多元醇包括聚醚多元醇a與聚醚多元醇c的組合，和/或，聚醚多元醇b與聚醚多元醇d的組合。

18、優(yōu)選地，所述多元醇選自低官能度聚酯多元醇和高官能度聚醚多元醇的組合時(shí)，所述低官能度聚酯多元醇的數(shù)均分子量為1500～2500，羥值為45～75mg?koh/g；所述高官能度聚醚多元醇的數(shù)均分子量為500～2500，羥值為65～450mg?koh/g。

19、優(yōu)選地，所述高官能度多元醇包括三官能度多元醇和/或四官能度多元醇。

20、優(yōu)選地，所述多異氰酸酯包括芳香族多異氰酸酯和/或脂肪族多異氰酸酯。

21、優(yōu)選地，所述多異氰酸酯包括異佛爾酮二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯或多亞甲基多苯基多異氰酸酯中的至少一種，進(jìn)一步優(yōu)選為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯或多亞甲基多苯基多異氰酸酯中的至少一種。

22、第二方面，本發(fā)明提供一種根據(jù)第一方面所述的聚氨酯膠黏劑的制備方法，所述制備方法包括：

23、將多元醇和多異氰酸酯反應(yīng)，得到所述聚氨酯膠黏劑。

24、優(yōu)選地，所述反應(yīng)的溫度為60～95℃，例如可以為60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃等；時(shí)間為2～6h，例如可以為2h、3h、4h、5h、6h等。

25、第三方面，本發(fā)明提供一種空心刨花板，所述空心刨花板的材料包括刨花和膠黏劑；所述膠黏劑包括根據(jù)第一方面所述的聚氨酯膠黏劑。

26、本發(fā)明中，所述刨花的材料包括木質(zhì)材料和/或非木質(zhì)材料；示例性地，所述刨花的材料可以是楊木、松木、桉木、杉木、樺木、硬雜木、麥秸稈、稻草、棉麻桿、玉米桿、高粱桿、蘆葦、竹材等；所述刨花的厚度為0.15～5mm，寬度為0.4～15mm，長(zhǎng)度為0.5～50mm；使用前，所述刨花要進(jìn)行干燥處理使其含水率均一；所述刨花的含水率為5～15％。

27、優(yōu)選地，所述膠黏劑的質(zhì)量為刨花質(zhì)量的1.5～4％，例如可以為1.5％、1.6％、1.8％、2％、2.2％、2.4％、2.6％、2.8％、3％、3.2％、3.4％、3.6％、3.8％、4％等。

28、優(yōu)選地，所述空心刨花板的材料還包括防水劑。

29、本發(fā)明中，所述防水劑包括石蠟和/或乳化石蠟。

30、優(yōu)選地，所述防水劑的質(zhì)量為刨花質(zhì)量的0.2～0.4％，例如可以為0.2％、0.22％、0.24％、0.26％、0.28％、0.3％、0.32％、0.34％、0.36％、0.38％、0.4％等。

31、第四方面，本發(fā)明提供一種根據(jù)第三方面所述的空心刨花板的制備方法，所述制備方法包括：

32、在刨花表面施加膠黏劑，采用脈沖擠壓方法，制備得到所述空心刨花板。

33、由于聚氨酯膠黏劑對(duì)木材、金屬等材料均具有較好的粘接性能，這就導(dǎo)致使用聚氨酯膠黏劑生產(chǎn)空心刨花板過程中易出現(xiàn)粘板的問題，進(jìn)而影響設(shè)備運(yùn)行效率和板材表面質(zhì)量；本發(fā)明中，采用脈沖擠壓的方法生產(chǎn)空心刨花板，無需使用脫模劑，就能保證生產(chǎn)過程中不會(huì)出現(xiàn)粘板問題，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量；采用特定的聚氨酯膠黏劑搭配脈沖擠壓工藝，得到的空心刨花板具有高的靜曲強(qiáng)度，低的尺寸變化率和厚度偏差，且生產(chǎn)過程中不會(huì)出現(xiàn)粘板問題，不會(huì)增加刨花板的甲醛含量，環(huán)保等級(jí)高。

34、優(yōu)選地，所述脈沖擠壓的壓板溫度為120～220℃，例如可以為120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃等。

35、優(yōu)選地，所述脈沖擠壓的壓板間隙為15～60mm，例如可以為15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm等。

36、優(yōu)選地，所述脈沖擠壓的頻率為2～120次/min，例如可以為2次/min、4次/min、6次/min、8次/min、10次/min、15次/min、20次/min、25次/min、30次/min、35次/min、40次/min、45次/min、50次/min、55次/min、60次/min、65次/min、70次/min、75次/min、80次/min、85次/min、90次/min、95次/min、100次/min、105次/min、110次/min、115次/min、120次/min等；單次擠壓行程為2～200mm，例如可以為2mm、4mm、6mm、8mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm、65mm、70mm、75mm、80mm、85mm、90mm、95mm、100mm、105mm、110mm、115mm、120mm、125mm、130mm、135mm、140mm、145mm、150mm、155mm、160mm、165mm、170mm、175mm、180mm、185mm、190mm、195mm、200mm等。

37、本發(fā)明中，通過控制擠壓頻率和擠壓行程，即保證了有效傳熱，又保證不會(huì)粘板，保持板材較高的表面質(zhì)量；同時(shí)還能夠提高空心刨花板的靜曲強(qiáng)度、降低空心刨花板的尺寸變化率和厚度偏差。

38、本發(fā)明所述的數(shù)值范圍不僅包括上述列舉的點(diǎn)值，還包括沒有列舉出的上述數(shù)值范圍之間的任意的點(diǎn)值，限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。

39、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

40、本發(fā)明提供的聚氨酯膠黏劑，采用聚合物多元醇對(duì)異氰酸酯進(jìn)行改性，形成聚氨酯膠黏劑，并且控制異氰酸酯指數(shù)在特定范圍內(nèi)，同時(shí)選用特定組成和配比的多元醇，作為空心刨花板的膠黏劑，能夠提高空心刨花板的靜曲強(qiáng)度，降低空心刨花板的尺寸變化率和厚度偏差；并且所述膠黏劑為無醛添加型膠黏劑，不會(huì)增加空心刨花板的甲醛釋放量，從而提高空心刨花板的環(huán)保等級(jí)；所述空心刨花板的靜曲強(qiáng)度≥2.2mpa，擠壓尺寸變化率≤5.9％，無醛添加。