本发明涉及无醛人造板技术领域；更具体地涉及一种抗菌防霉多功能型无醛人造板及其制备方法。
背景技术：
人造板及其制品大量用于公共环境如车船、饭馆、医院、学校、娱乐场所等地，这些地方因日常清洁和消毒工作不够，往往成为微生物和细菌繁殖的温床，严重影响人们的身心健康。抗菌是抑制微生物的生长繁殖和杀灭微生物的营养体和繁殖体，表现为抗细菌和抗霉菌的性能。用玉米杆、麦秸杆等植物原料制造的非木材刨花板，虽在力学强度上可达到木材刨花板的水平，但由于非木材刨花板中含有较多的糖和淀粉类物质，利于霉菌繁殖，因而这类刨花板更易发霉，影响使用。抗菌防霉剂可有效杀死细菌、霉菌，抑制人们生活空间的细菌、霉菌浓度，提高室内环境质量，减少疾病的发生。
目前人造板抗菌处理多选用抗菌剂或防霉剂，其抗菌效果尚可，但对板材的胶合强度影响较大，且存在着二次污染，绝大部分的抗菌板材都是在表层涂刷抗菌涂料或在表层贴面纸中添加抗菌材料，板材本身不具备抗菌防霉效果。有机抗菌剂或防霉剂见效快，杀菌能力强，但易对微生物产生耐药性，并存在抗菌时间短、易迁移、耐热性差等缺点，使用时药力释放集中，不能达到长期有效的作用，并且过大的释放浓度，会对环境和人类造成危害。近年来，随着纳米技术的不断发展，出现了一批包括纳米Ag、纳米ZnO、纳米TiO2在内的无机纳米抗菌材料，研究表明在一定程度上可有效抑制细菌，但其防霉效性能并不显著。自然界中，细菌、霉菌的种类不计其数，单一组分的防霉剂或抗菌剂，只是对某一种或者几种菌有特别高效的杀灭效果，不能对所有的菌都起作用。
负离子被誉为“空气维生素”，具有优良的生物效应和环境净化作用，可有效抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、霉菌等，抗菌抑菌率≥97％。将负离子材料附载在人造板上，使人造板具有释放负离子和净化空气的作用。
技术实现要素：
为了解决人造板用防霉剂中存在的上述一种或者多种技术问题，本发明提供一种抗菌防霉多功能型无醛秸秆人造板及其制备方法。
本发明在第一方面提供一种抗菌防霉多功能型无醛人造板。主要是将抗菌防霉剂和负离子添加剂附载到无醛秸秆人造板上，使无醛秸秆人造板本身具有抗菌防霉、释放负离子净化空气的功能。
一种抗菌防霉多功能型无醛秸秆人造板,包括芯层与表层，还包括位于所述芯层和表层的抗菌防霉负离子胶黏剂层；
所述抗菌防霉负离子胶黏剂包括以下重量份的原料：无醛秸秆人造板专用胶黏剂100份；抗菌防霉缓释制剂0.3-1份；负离子添加剂3-20份。
进一步，所述无醛秸秆人造板专用胶黏剂来源于CN201410406737.3。
进一步，所述抗菌防霉负离子胶黏剂是将无醛秸秆人造板专用胶黏剂、抗菌防霉缓释制剂和负离子添加剂混合搅拌15min制成的。
进一步，所述抗菌防霉缓释制剂为环糊精与抗菌防霉剂的包合物，具体通过如下步骤制得：
1)将环糊精加热至35℃-55℃，然后用去离子水溶解配制成饱和的环糊精溶液；将抗菌防霉剂溶于乙醇中，得抗菌防霉剂溶液；将所述复合抗菌防霉剂溶液缓慢滴加到环糊精溶液中，得混合液；
2)将所述混合液在35℃-55℃下进行搅拌反应1-3h；反应结束后将所得中间产物于3-5℃冷冻24h，冷冻后进行抽滤，洗涤，50℃干燥得抗菌防霉缓释制剂。
进一步，所述环糊精与抗菌防霉剂的质量比为5-8:1。
进一步，所述环糊精为α-环糊精或其水溶性衍生物、β-环糊精或其水溶性衍生物中的一种。
进一步，所述抗菌防霉剂为纳米Ag、纳米ZnO、2-正辛基-4-异噻唑啉-3酮、4,5-二氯-N-辛基-3-异噻唑啉酮、2-(硫氰基甲硫基)苯并噻唑、甲叉双硫酸盐、3-碘代-2-丙炔基甲酸丁胺、八羟基喹琳铜、邻苯基苯酸、三唑类化合物、百菌清或季铵盐中的一种或多种。
本发明不同的抗菌防霉剂进行复配，可以产生增效的作用。
进一步，所述负离子添加剂为天然矿石、无机氧化物或镧系稀土复合盐；优选地，所述天然矿石、无机氧化物和镧系稀土复合盐的重量比为4:3:3。
更优选地，所述天然矿石为电气石、冰奇石、古代海底矿物石、奇才石或蛋白石等中的一种或多种；所述无机氧化物为氧化铁、氧化铝或钛白粉等中的一种或多种。
本发明所述负离子添加剂是采用特殊超细加工技术制成的1700目白灰色粉体。
本发明在第二方面提供了一种由本发明第一方面所述抗菌防霉多功能型无醛秸杆人造板的制备方法。该制备方法具有工艺合理、简单、适合工业化生产、抗菌防霉效果持久和高效的特点。
一种所述抗菌防霉多功能型无醛秸秆人造板的制备方法，包括如下步骤：
1)原料处理：将含水量为14％-25％的秸秆切割成20-40mm的草段，然后再通过重力分离去除杂质，去除杂质后进行锤磨和干燥，得含水量为8％-10％的秸秆；
2)分筛：将长度为0.03-1.25mm的秸秆作为表层料；长度为1.25-150mm的秸秆作为芯层料；
3)计量施胶：将表层和芯层分别采用喷放式施胶；施胶后采用拌胶机将表层料和胶黏剂进行混合，得表层碎料；施胶后采用拌胶机将芯层和胶黏剂进行混合，得芯层碎料；
4)铺装：将施胶后的碎料采用机械式铺装成板坯；所述秸秆人造板的芯层与表层铺装厚度比为l：8-10；
5)预压：将铺装后的板坯进行预压；所述预压压力为3-5Mpa，预压时间为20-40s；
6)热压：将预压后的所述板坯进行热压；所述热压温度为140-180℃，最大热压压力为：15MPa，热压时间为20-30s/mm；
7)裁边冷却：将热压后的板坯采用纵向裁板锯和横向裁板锯实施纵向、横向分别裁边，然后冷却；
8)板面砂光：板面砂光后得抗菌防霉多功能型无醛人造板。
进一步，步骤3)中，所述表层碎料中表层的质量百分数为80-87％，胶黏剂的质量百分数为13-20％；所述芯层碎料中芯层的质量百分数为90-95％，胶黏剂的质量百分数为5-10％。
进一步，步骤4)中，所述机械式铺装是指通过调整导流板的角度、下料口间距、抛料辊的转速和转向来调整铺装形态和质量，达到工艺的要求。
本发明借助环糊精的“内疏水、外亲水”特殊空腔结构，采用环糊精对抗菌防霉剂进行包含，使抗菌防霉制剂体系具有高效、低毒、持久、水溶性、可控释放速度的特点。
本发明的有益效果如下：
1、本发明的抗菌防霉缓释制剂具有高效、低毒、持久、水溶性、可控释放速度和可天然降解的特点。
2、由于环糊精阻隔了抗菌防霉剂与胶液的直接接触，对板材的力学性能等影响较小；本发明的抗菌防霉缓释制剂通过不同抗菌剂、防霉剂组分的复配，产生增效作用和兼治作用，延缓有害生物的抗药性，扩大防治对象，降低生产和使用成本。
3、本发明利用无甲醛绿色木材胶黏剂技术、负离子因子复合技术和抗菌防霉缓释技术制备抗菌防霉多功能型无醛人造板，在常态下即可抗菌、防霉，自行持续释放足量负离子，在环保指标上不但不释放甲醛，还能把板材中原有的极微量的甲醛、空气中游离的甲醛给分解成二氧化碳和水，不产生二次污染，将除甲醛、抗菌、净化空气等多种功能于一体，环保功能优于同类产品。解决了家居环保难题，营造出室内空间负离子森林环境，对于改善人们的居住和工作室内空间环境有显著的净化效果。
4、本发明的抗菌防霉多功能型无醛秸秆人造板的静曲强度可高达28.5MPa，无翘曲变形，板材性能符合GB/T21723-2008国家标准，甲醛释放量为零，抗细菌率达到99.5％以上，防霉菌率符合行业JC/T2039-2010标准。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
一种抗菌防霉多功能型无醛秸秆人造板,包括芯层与表层，包括位于所述芯层和表层的抗菌防霉负离子胶黏剂层；
所述抗菌防霉负离子胶黏剂包括以下重量份的原料：无醛秸杆人造板专用胶黏剂(来源于CN201410406737.3)100份；抗菌防霉缓释制剂0.8份；负离子添加剂6份。所述抗菌防霉负离子胶黏剂是将无醛秸杆人造板专用胶黏剂、抗菌防霉缓释制剂和负离子添加剂混合搅拌15min制成的；所述负离子添加剂为电气石、钛白粉和镧系稀土复合盐按质量比为4:3:3制成的1700目白灰色粉体；
所述抗菌防霉缓释制剂为环糊精与抗菌防霉剂的包合物，具体通过如下步骤制得：
1)将β-环糊精加热至35℃，然后用去离子水溶解配制成饱和的β-环糊精溶液；将2-正辛基-4-异噻唑啉-3酮溶于乙二醇中，得含2-正辛基-4-异噻唑啉-3酮的溶液；将所述β-环糊精溶液加入到含2-正辛基-4-异噻唑啉-3酮的溶液中，得混合液；所述β-环糊精与2-正辛基-4-异噻唑啉-3酮的质量比为5:1；
2)将所述混合液在35℃下进行搅拌反应1.5h；反应结束后将所得中间产物于5℃冷冻24h，冷冻后进行抽滤，洗涤，50℃干燥得抗菌防霉缓释制剂；
一种所述抗菌防霉多功能型无醛人造板的制备方法，包括如下步骤：
1)原料处理：将含水量为14％的水稻秸秆切割成20-40mm的草段，然后再通过重力分离去除杂质，去除杂质后进行锤磨和干燥，得含水量为8％的水稻秸秆；
2)分筛：将长度为0.03-1.25mm的水稻秸秆作为表层；长度为1.25-150mm的水稻秸秆作为芯层；大料重新返回锤磨机锤磨；
3)计量施胶：将表层和芯层分别采用喷放式施胶；施胶后采用拌胶机将表层和胶黏剂进行混合，得表层碎料；施胶后采用拌胶机将芯层和胶黏剂进行混合，得芯层碎料；所述表层碎料中表层的质量百分数为85％，胶黏剂的质量百分数为15％；所述芯层碎料中芯层的质量百分数为90％，胶黏剂的质量百分数为10％。
4)铺装：将施胶后的碎料采用机械式铺装成板坯；水稻秸秆人造板的芯层与表层铺装厚度比为l：8-10；
5)预压：将铺装后的板坯进行预压；所述预压压力为5Mpa，预压时间为20s；
6)热压：将预压后的所述板坯进行热压；所述热压温度为170℃，最大热压压力为：15MPa，热压时间为22s/mm；
7)裁边冷却：将热压后的板坯采用纵向裁板锯和横向裁板锯实施纵向、横向分别裁边，然后冷却；
8)板面砂光：板面砂光，得抗菌防霉多功能型无醛人造板。
实施例2
一种抗菌防霉多功能型无醛人造板,包括芯层与表层，还包括位于所述芯层和表层的抗菌防霉负离子胶黏剂层；
所述抗菌防霉负离子胶黏剂包括以下重量份的原料：无醛秸秆人造板专用胶黏剂(来源于CN201410406737.3)100份；抗菌防霉缓释制剂0.5份；负离子添加剂9份。所述抗菌防霉负离子胶黏剂是将无醛麦秸秆人造板专用胶黏剂、抗菌防霉缓释制剂和负离子添加剂混合搅拌15min制成的；所述负离子添加剂为蛋白石、钛白粉和镧系稀土复合盐按质量比为4:3:3制成的1700目白灰色粉体；
所述抗菌防霉缓释制剂为环糊精与抗菌防霉剂的包合物，具体通过如下步骤制得：
1)将α-环糊精加热至35℃，然后用去离子水溶解配制成饱和的环α-糊精溶液；将抗菌防霉剂溶于乙二醇中，得抗菌防霉剂的溶液；将所述α-环糊精溶液加入到抗菌防霉剂的溶液中，得混合液；所述α-环糊精与抗菌防霉剂比为6:1；所述抗菌防霉剂为2-(硫氰基甲硫基)苯并噻唑与纳米ZnO的组合物；所述2-(硫氰基甲硫基)苯并噻唑与纳米ZnO的质量比为7:3；
2)将所述混合液在50℃下进行搅拌反应2.5h；反应结束后将所得中间产物于3℃冷冻24h，冷冻后进行抽滤，洗涤，50℃干燥得抗菌防霉缓释制剂。
一种所述抗菌防霉多功能型无醛人造板的制备方法，包括如下步骤：
1)原料处理：将含水量为16％的麦秸秆切割成20-40mm的草段，然后再通过重力分离去除杂质，去除杂质后进行锤磨和干燥，得含水量为10％的小麦秸秆；
2)分筛：将长度为0.03-1.25mm的小麦秸秆作为表层；长度为1.25-150mm的小麦秸秆作为芯层；大料重新返回锤磨机锤磨；
3)计量施胶：将表层和芯层分别采用喷放式施胶；施胶后采用拌胶机将表层料和胶黏剂进行混合，得表层碎料；施胶后采用拌胶机将芯层料和胶黏剂进行混合，得芯层碎料；所述表层碎料中胶黏剂的质量百分数为17％；所述芯层碎料中胶黏剂的质量百分数为8％。
4)铺装：将施胶后的碎料采用机械式铺装成板坯；麦秸秆人造板的芯层与表层铺装厚度比为l：8-10；
5)预压：将铺装后的板坯进行预压；所述预压压力为3Mpa，预压时间为40s；
6)热压：将预压后的所述板坯进行热压；所述热压温度为160℃，最大热压压力为：15MPa，热压时间为25s/mm；
7)裁边冷却：将热压后的板坯采用纵向裁板锯和横向裁板锯实施纵向、横向分别裁边，然后冷却；
8)板面砂光：板面砂光，抗菌防霉多功能型无醛人造板。
实施例3
一种抗菌防霉多功能型无醛人造板,包括芯层与表层，还包括位于所述芯层和表层的抗菌防霉负离子胶黏剂层；
所述抗菌防霉负离子胶黏剂包括以下重量份的原料：无醛秸秆人造板专用胶黏剂(来源于CN201410406737.3)100份；抗菌防霉缓释制剂0.3份；负离子添加剂15份；所述抗菌防霉负离子胶黏剂是将无醛麦秸秆人造板专用胶黏剂、抗菌防霉缓释制剂和负离子添加剂混合搅拌15min制成的；所述负离子添加剂为奇才石、氧化铝和镧系稀土复合盐按质量比为4:3:3的比例制成的1700目白灰色粉体。
所述抗菌防霉缓释制剂为环糊精与抗菌防霉剂的包合物，具体通过如下步骤制得：
1)将β-环糊精衍生物加热至40℃，然后用去离子水溶解配制成饱和的β-环糊精溶液；将抗菌防霉剂溶于乙醇中，得抗菌防霉剂溶液；将所述β-环糊精溶液缓慢加入到抗菌防霉剂溶液中，得混合液；
2)将所述混合液在40℃下进行搅拌反应2h；反应结束后将所得中间产物于5℃冷冻24h，冷冻后进行抽滤，洗涤，50℃干燥得抗菌防霉缓释制剂。所述β-环糊精衍生物与抗菌防霉剂5:1；所述抗菌防霉剂为2-(硫氰基甲硫基)苯并噻唑、2-正辛基-4-异噻唑啉-3酮和纳米Ag的混合物；
一种所述抗菌防霉多功能型无醛人造板的制备方法，包括如下步骤：
1)原料处理：将含水量为16％的小麦秸秆切割成20-40mm的草段，然后再通过重力分离去除杂质，去除杂质后进行锤磨和干燥，得含水量为10％的小麦秸秆；
2)分筛：将长度为0.03-1.25mm的小麦秸秆作为表层；长度为1.25-150mm的小麦秸秆作为芯层；大料重新返回锤磨机锤磨；
3)计量施胶：将表层和芯层分别采用喷放式施胶；施胶后采用拌胶机将表层料和胶黏剂进行混合，得表层碎料；施胶后采用拌胶机将芯层料和胶黏剂进行混合，得芯层碎料；所述表层碎料中胶黏剂的质量百分数为17％；所述芯层碎料中胶黏剂的质量百分数为8％。
4)铺装：将施胶后的碎料采用机械式铺装成板坯；麦秸秆人造板的芯层与表层铺装厚度比为l：8-10；
5)预压：将铺装后的板坯进行预压；所述预压压力为3Mpa，预压时间为40s；
6)热压：将预压后的板坯进行热压；所述热压温度为160℃，最大热压压力为：15MPa，热压时间为25s/mm；
7)裁边冷却：将热压后的板坯采用纵向裁板锯和横向裁板锯实施纵向、横向分别裁边，然后冷却；
8)板面砂光：板面砂光，制得秸秆人造板。
对比例
一种无醛麦秸秆人造板，包括芯层、表层、位于表层和芯层的胶黏剂层。
所述无醛麦秸秆人造板的制备步骤如下：
1)秸秆处理：将含水率为16％的小麦秸秆切割成20-40mm的草段，再经重力分离除去杂质后送至锤磨机锤磨，得含水率为10％的小麦秸秆；
2)粉筛：将长度为0.03-1.25mm的小麦秸秆作为表层；长度为1.25-150mm的小麦秸秆作为芯层；大料重新返回锤磨机锤磨；
3)计量施胶：将表层、芯层经计量后分别采用喷放式施胶；施胶后采用拌胶机将表层和胶黏剂进行混合，得表层碎料；施胶后采用拌胶机将芯层和胶黏剂进行混合，得芯层碎料；所述表层碎料中胶黏剂的质量百分数为17％；所述芯层碎料中胶黏剂的质量百分数为8％。
4)铺装：将施胶后的碎料采用机械式铺装成板坯；麦秸秆人造板的芯层与表层铺装厚度比为l：8-10；
5)预压：将铺装后的板坯进行预压；所述预压压力为3Mpa，预压时间为40s；
6)热压：热压温度：160℃，最大热压压力为：15MPa，热压时间为22s/mm，热压曲线在升压段采用分三段逐级升压的方式热压成型；
7)裁边冷却：将热压后的板坯采用纵向裁板锯和横向裁板锯实施纵向、横向分别裁边，然后冷却；
8)板面砂光：板面砂光，得秸秆人造板。
按照中华人民共和国国家标准GB/T21723-2008检测制备人造板的力学性能，检测结果如表1。按照JC/T2039-2010《抗菌防霉木质装饰板》标准中抗细菌和防霉测试方法进行测试。检测结果如表2
表1采用不同实施例和对比例制备的人造板的力学性能参数
表2不同实施例和对比例制备人造板的抗菌防霉性能参数
注：0级表示显微镜下观察未见霉菌生长；1级表示肉眼可见霉菌生产，但生长覆盖面积小于10％；2级表示霉菌生产覆盖面积大于10％。
检测结果表明：采用本发明方法制备的抗菌防霉多功能型无醛秸秆人造板，力学性能好，强度高，抗菌防霉效果好，在环保指标上不但不释放甲醛，还可自行持续释放足量负离子。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。