本发明属于活性炭板材技术领域，具体涉及一种高效吸附甲醛的刨花板及其制备工艺。
背景技术：
随着社会快速发展，人们对于环境保护意识与身心健康要求越来越高，对绿色环保型人造板的呼声越来越强烈。传统的刨花板是以木质刨花为原料，以脲醛树脂或酚醛树脂作为胶黏剂，经过施胶搅拌、铺装、热压制备获得，胶水用量大，产品伴随着甲醛含量超标、理化性能不稳定、防水与防潮性能差等问题。
为了减少刨花板的甲醛释放量，申请号为cn201620426355.1的中国实用新型专利公开了一种改进的环保木质复合刨花板，该刨花板包括依次粘接的上表层、中间层和下表层，其中，所述的上表层和下表层均为在木质刨花中添加活性炭颗粒形成的环保刨花板，而所述的中间层为在木质刨花中添加陶瓷颗粒形成的加强刨花板。该刨花板采用活性炭颗粒吸附甲醛，采用陶瓷颗粒确保刨花板的结构强度。
然而单纯的活性炭对甲醛的吸附量有限，并不能长久地对居家环境进行净化；且添加的活性炭颗粒与胶黏剂的相容性较差，导致上表层和下表层的强度不佳。
公开号为cn107486920a的中国发明专利申请公开了一种具有甲醛净化功能的刨花板，该刨花板中包含木质刨花、胶黏剂和甲醛净化材料，在所述的刨花板中均匀地分布有占木质刨花重量5-10％的甲醛净化材料；按质量百分数计，所述的甲醛净化材料由10-15％的镍鈀合金、20-30％的氧化铝、10-15％的二氧化钛和40-60％的活性炭组成。
该刨花板利用甲醛净化材料对环境中的甲醛进行净化。该甲醛净化材料利用活性炭将空气中的游离甲醛吸附到其表面和孔隙内，再利用镍鈀合金和氧化铝形成交替的磁场和电场激发二氧化钛，将吸附到活性炭表面和孔隙内甲醛降解成水和二氧化碳，从而达到净化甲醛的目的。
然而，该刨花板的甲醛净化材料中使用了较大比例的镍鈀合金，镍鈀合金价格较高，大大增加了该刨花板的制造成本；同时，该甲醛净化材料在制作时，需要采用电泳法将镍鈀合金、氧化铝和二氧化钛嫁接到活性炭表面或孔隙中，制备方法复杂繁琐，需要使用到较为大型的电泳设备，这也使得该甲醛净化材料的成本进一步提高。
技术实现要素：
本发明的发明目的是提供一种成本低、制作方便的高效吸附甲醛的刨花板及其制备工艺。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种高效吸附甲醛的刨花板，包含木质刨花、胶黏剂和甲醛净化材料，所述的甲醛净化材料为壳聚糖负载型活性炭或壳聚糖负载型木炭。
本发明采用壳聚糖负载型活性炭或壳聚糖负载型木炭作为刨花板中能够长效吸附甲醛的甲醛净化材料，其中，活性炭空气中的游离甲醛吸附到其表面和孔隙内，而负载在活性炭上的壳聚糖的氨基则与甲醛进行反应，生成无毒的肟，最后生成水和二氧化碳，实现对甲醛的长效净化。本发明的甲醛净化材料使用的壳聚糖成本低廉，在确保刨花板具有高效的甲醛吸附性能(甲醛净化效率达到85％)的基础上，大大降低了刨花板的制造成本。
本发明中，所述的高效吸附甲醛的刨花板为三层结构，包括芯层和处于芯层两侧的表层，所述的甲醛净化材料处于表层中。将甲醛净化材料设置在表层中能够对空气中游离的甲醛进行吸附和净化，芯层中可以添加也可以不添加。
由于壳聚糖负载型活性炭或壳聚糖负载型木炭与胶黏剂的相容性较差，而过量的壳聚糖负载型活性炭或壳聚糖负载型木炭的加入会影响胶黏剂的力学强度，因此本发明对胶黏剂的组成作了改良。
在上述的高效吸附甲醛的刨花板中，在所述的表层中，所述的胶黏剂包含大豆胶以及壳聚糖与mdi固化剂的接枝聚合物。其中，大豆胶是一种无醛胶黏剂，其本身不会释放游离甲醛，能够降低刨花板的游离甲醛释放量；而mdi固化剂的-nco基团能够与壳聚糖上的氨基发生反应，形成的接枝聚合物能够提高胶黏剂的强度。
在上述的高效吸附甲醛的刨花板中，按重量份计，所述的胶黏剂的原料组成包括：100份大豆胶改性液(即大豆蛋白改性胶)，12-18份豆粉，2-5份粘度调节剂，1-3份壳聚糖和2-4份mdi固化剂。与负载在活性炭上的壳聚糖相比，在胶黏剂原料中添加的壳聚糖能够完整暴露其分子链，其分子链上的氨基能够迅速地抢夺mdi，与mdi发生反应，避免mdi与负载在活性炭上的壳聚糖反应而对甲醛净化效率造成影响。
在上述的高效吸附甲醛的刨花板中，所述的表层中含有占木质刨花重量1.2-1.5％的甲醛净化材料，以及占木质刨花重量8.5-10％的胶黏剂。本发明中甲醛净化材料的添加比例较少，在保证高效的甲醛净化效率的基础上进一步降低了壳聚糖负载型活性炭或壳聚糖负载型木炭对胶黏剂力学强度的影响。
在上述的高效吸附甲醛的刨花板中，在所述的芯层中，所述的胶黏剂为mdi胶。mdi胶作为一种生态胶，不含甲醛、不释放游离甲醛，有利于家居健康；同时mdi既具有橡胶的弹性，又有塑料的强度和优异的加工性能，使得刨花板具有优异的静曲强度和弹性模量。
在上述的高效吸附甲醛的刨花板中，所述的芯层中含有占木质刨花重量7-10％的mdi胶。本发明中，表层施胶量仅为木质刨花重量为8.5-10％，芯层施胶量仅为木质刨花重量的7-10％，在确保刨花板强度的基础上，较低的施胶量使得刨花板中木质刨花的含量更大，刨花板质感更佳。
所述的高效吸附甲醛的刨花板的制备工艺包括以下步骤：
(1)制备壳聚糖负载型活性炭或壳聚糖负载型木炭；
(2)按预设的质量百分数，将所述的壳聚糖负载型活性炭或壳聚糖负载型木炭加入到大豆胶改性液中，调节ph至5-6后，加入豆粉、粘度调节剂和壳聚糖，搅拌均匀后静置以使大豆胶充分溶胀，获得复配大豆胶；
所述的粘度调节剂可以使用面粉；
(3)按预设的质量百分数，将所述的复配大豆胶与细木质刨花(细木质刨花的长度小于60mm，宽5-20mm，厚0.2-0.8mm)搅拌均匀，边搅拌边加入mdi固化剂，获得表层浆料；
(4)按预设的质量百分数，将mdi胶与粗木质刨花(粗木质刨花的长度在60-120mm之间，宽5-20mm，厚0.2-0.8mm)搅拌均匀，获得芯层浆料；
(5)将表层浆料、芯层浆料和表层浆料依次铺装，热压成型，获得所述的高效吸附甲醛的刨花板。
在上述的高效吸附甲醛的刨花板的制备工艺的步骤(1)中，所述的壳聚糖负载型活性炭或壳聚糖负载型木炭的制备方法包括：
(1.1)将8-12份壳聚糖溶于100份浓度为0.5％的醋酸中后，加入22-28份活性炭或木炭，搅拌至少1h后，获得混悬液；
(1.2)将所述的混悬液快速倒入500份浓度为50％的碳酸钠溶液中，搅拌至少3h后静置分层；
(1.3)取沉淀，用去离子水洗涤至中性后置于60℃烘箱内干燥至少48h，获得所述的壳聚糖负载型活性炭或壳聚糖负载型木炭。
本发明还提供了一种饰面刨花板，该饰面刨花板自板材中心至板材表面依次包括刨花板、胶黏层和饰面层，其中，所述的刨花板即为本发明所述的高效吸附甲醛的刨花板。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
(1)本发明采用壳聚糖负载型活性炭或壳聚糖负载型木炭作为刨花板中能够长效吸附甲醛的甲醛净化材料，其中，活性炭空气中的游离甲醛吸附到其表面和孔隙内，而负载在活性炭上的壳聚糖的氨基则与甲醛进行反应，生成无毒的肟，最后生成水和二氧化碳，实现对甲醛的长效净化；
(2)本发明的甲醛净化材料使用的壳聚糖成本低廉，制备过程中无需使用大型的电泳设备，在确保刨花板具有高效的甲醛吸附性能的基础上，大大降低了刨花板的制造成本；
(3)本发明的刨花板不仅具有高效的甲醛吸附和净化性能，而且具有优异的力学强度，其中，静曲强度达14.96mpa，弹性模量达2246mpa，甲醛净化效率达85％，甲醛净化效果持久性达82.1％。
具体实施方式
下面列举具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细说明。
实施例1
本实施例一种高效吸附甲醛的刨花板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)制备壳聚糖负载型活性炭或壳聚糖负载型木炭；
具体包括：
(1.1)取10g壳聚糖，溶于100ml浓度为0.5％的醋酸中，待完全溶解后，向壳聚糖溶液加入25g60目活性炭，磁力搅拌1h后，获得混悬液；
(1.2)将混悬液快速倒入500ml浓度为50％的碳酸钠溶液中，搅拌3h后静置分层；
(1.3)取分层后的沉淀，用去离子水洗涤至中性，然后置于60℃真空干燥箱内干燥48h，获得壳聚糖负载型活性炭；
(2)取100g大豆改性液，向该大豆改性液中加入步骤(1)中制备的壳聚糖负载型活性炭，然后使用ph调节剂调节ph至5-6后，加入15g豆粉、3g面粉以及2g壳聚糖，搅拌均匀后静置20min，待大豆胶充分溶胀后，即获得复配大豆胶；
(3)在搅拌机中，将步骤(2)制备的复配大豆胶与细木质刨花(细木质刨花的长度小于60mm，宽5-20mm，厚0.2-0.8mm)快速搅拌，并在搅拌过程中快速滴加mdi固化剂(滴加总量为3g)，复配大豆胶的添加量占细木质刨花重量的10％；搅拌均匀后获得表层浆料；
(4)在搅拌机中，将mdi胶与粗木质刨花(粗木质刨花的长度在60-120mm之间，宽5-20mm，厚0.2-0.8mm)快速搅拌，搅拌均匀后获得芯层浆料；mdi胶的添加量占粗木质刨花重量的8％；
(5)将表层浆料、芯层浆料和表层浆料依次铺装，置于平板硫化机中热压成型，热压温度为210℃，热压压力为3.5mpa，热压时间为3.5min，热压后充分排气，排气压力为1.5mpa，排气时间为1min；
排气结束后即获得本实施例的高效吸附甲醛的刨花板。
实施例2
本实施例一种高效吸附甲醛的刨花板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)制备壳聚糖负载型活性炭或壳聚糖负载型木炭；
具体包括：
(1.1)取8g壳聚糖，溶于100ml浓度为0.5％的醋酸中，待完全溶解后，向壳聚糖溶液加入22g60目活性炭，磁力搅拌1h后，获得混悬液；
(1.2)将混悬液快速倒入500ml浓度为50％的碳酸钠溶液中，搅拌3h后静置分层；
(1.3)取分层后的沉淀，用去离子水洗涤至中性，然后置于60℃真空干燥箱内干燥48h，获得壳聚糖负载型活性炭；
(2)取100g大豆改性液，向该大豆改性液中加入步骤(1)中制备的壳聚糖负载型活性炭，然后使用ph调节剂调节ph至5-6后，加入12g豆粉、2g面粉以及1g壳聚糖，搅拌均匀后静置20min，待大豆胶充分溶胀后，即获得复配大豆胶；
(3)在搅拌机中，将步骤(2)制备的复配大豆胶与细木质刨花(细木质刨花的长度小于60mm，宽5-20mm，厚0.2-0.8mm)快速搅拌，并在搅拌过程中快速滴加mdi固化剂(滴加总量为3g)，复配大豆胶的添加量占细木质刨花重量的10％；搅拌均匀后获得表层浆料；
(4)在搅拌机中，将mdi胶与粗木质刨花(粗木质刨花的长度在60-120mm之间，宽5-20mm，厚0.2-0.8mm)快速搅拌，搅拌均匀后获得芯层浆料；mdi胶的添加量占粗木质刨花重量的8％；
(5)将表层浆料、芯层浆料和表层浆料依次铺装，置于平板硫化机中热压成型，热压温度为210℃，热压压力为3.5mpa，热压时间为3.5min，热压后充分排气，排气压力为1.5mpa，排气时间为1min；
排气结束后即获得本实施例的高效吸附甲醛的刨花板。
实施例3
本实施例一种高效吸附甲醛的刨花板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)制备壳聚糖负载型活性炭或壳聚糖负载型木炭；
具体包括：
(1.1)取12g壳聚糖，溶于100ml浓度为0.5％的醋酸中，待完全溶解后，向壳聚糖溶液加入28g80目木炭，磁力搅拌1h后，获得混悬液；
(1.2)将混悬液快速倒入500ml浓度为50％的碳酸钠溶液中，搅拌3h后静置分层；
(1.3)取分层后的沉淀，用去离子水洗涤至中性，然后置于60℃真空干燥箱内干燥48h，获得壳聚糖负载型木炭；
(2)取100g大豆改性液，向该大豆改性液中加入步骤(1)中制备的壳聚糖负载型木炭，然后使用ph调节剂调节ph至5-6后，加入18g豆粉、5g面粉以及3g壳聚糖，搅拌均匀后静置20min，待大豆胶充分溶胀后，即获得复配大豆胶；
(3)在搅拌机中，将步骤(2)制备的复配大豆胶与细木质刨花(细木质刨花的长度小于60mm，宽5-20mm，厚0.2-0.8mm)快速搅拌，并在搅拌过程中快速滴加mdi固化剂(滴加总量为3g)，复配大豆胶的添加量占细木质刨花重量的10％；搅拌均匀后获得表层浆料；
(4)在搅拌机中，将mdi胶与粗木质刨花(粗木质刨花的长度在60-120mm之间，宽5-20mm，厚0.2-0.8mm)快速搅拌，搅拌均匀后获得芯层浆料；mdi胶的添加量占粗木质刨花重量的8％；
(5)将表层浆料、芯层浆料和表层浆料依次铺装，置于平板硫化机中热压成型，热压温度为210℃，热压压力为3.5mpa，热压时间为3.5min，热压后充分排气，排气压力为1.5mpa，排气时间为1min；
排气结束后即获得本实施例的高效吸附甲醛的刨花板。
对比例1
本对比例一种刨花板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)取100g大豆改性液，向该大豆改性液中20g活性炭，然后使用ph调节剂调节ph至5-6后，加入12g豆粉、2g面粉以及1g壳聚糖，搅拌均匀后静置20min，待大豆胶充分溶胀后，即获得复配大豆胶；
(2)在搅拌机中，将步骤(1)制备的复配大豆胶与细木质刨花(细木质刨花的长度小于60mm，宽5-20mm，厚0.2-0.8mm)快速搅拌，并在搅拌过程中快速滴加mdi固化剂(滴加总量为3g)，复配大豆胶的添加量占细木质刨花重量的10％；搅拌均匀后获得表层浆料；
(4)在搅拌机中，将mdi胶与粗木质刨花(粗木质刨花的长度在60-120mm之间，宽5-20mm，厚0.2-0.8mm)快速搅拌，搅拌均匀后获得芯层浆料；mdi胶的添加量占粗木质刨花重量的8％；
(5)将表层浆料、芯层浆料和表层浆料依次铺装，置于平板硫化机中热压成型，热压温度为210℃，热压压力为3.5mpa，热压时间为3.5min，热压后充分排气，排气压力为1.5mpa，排气时间为1min；
排气结束后即获得本对比例的刨花板。
对比例2
本对比例一种刨花板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)取100g大豆改性液，使用ph调节剂调节ph至5-6后，加入12g豆粉、2g面粉以及1g壳聚糖，搅拌均匀后静置20min，待大豆胶充分溶胀后，获得大豆胶；
(2)在搅拌机中，将步骤(1)制备的大豆胶与细木质刨花(细木质刨花的长度小于60mm，宽5-20mm，厚0.2-0.8mm)快速搅拌，并在搅拌过程中快速滴加mdi固化剂(滴加总量为3g)，复配大豆胶的添加量占细木质刨花重量的10％；搅拌均匀后获得表层浆料；
(4)在搅拌机中，将mdi胶与粗木质刨花(粗木质刨花的长度在60-120mm之间，宽5-20mm，厚0.2-0.8mm)快速搅拌，搅拌均匀后获得芯层浆料；mdi胶的添加量占粗木质刨花重量的8％；
(5)将表层浆料、芯层浆料和表层浆料依次铺装，置于平板硫化机中热压成型，热压温度为210℃，热压压力为3.5mpa，热压时间为3.5min，热压后充分排气，排气压力为1.5mpa，排气时间为1min；
排气结束后即获得本对比例的刨花板。
对比例3
本实施例一种高效吸附甲醛的刨花板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)制备壳聚糖负载型活性炭或壳聚糖负载型木炭；
具体包括：
(1.1)取10g壳聚糖，溶于100ml浓度为0.5％的醋酸中，待完全溶解后，向壳聚糖溶液加入25g60目活性炭，磁力搅拌1h后，获得混悬液；
(1.2)将混悬液快速倒入500ml浓度为50％的碳酸钠溶液中，搅拌3h后静置分层；
(1.3)取分层后的沉淀，用去离子水洗涤至中性，然后置于60℃真空干燥箱内干燥48h，获得壳聚糖负载型活性炭；
(2)取100g大豆改性液，向该大豆改性液中加入步骤(1)中制备的壳聚糖负载型活性炭，然后使用ph调节剂调节ph至5-6后，加入15g豆粉和3g面粉，搅拌均匀后静置20min，待大豆胶充分溶胀后，即获得复配大豆胶；
(3)在搅拌机中，将步骤(2)制备的复配大豆胶与细木质刨花(细木质刨花的长度小于60mm，宽5-20mm，厚0.2-0.8mm)快速搅拌，复配大豆胶的添加量占细木质刨花重量的10％；搅拌均匀后获得表层浆料；
(4)在搅拌机中，将mdi胶与粗木质刨花(粗木质刨花的长度在60-120mm之间，宽5-20mm，厚0.2-0.8mm)快速搅拌，搅拌均匀后获得芯层浆料；mdi胶的添加量占粗木质刨花重量的8％；
(5)将表层浆料、芯层浆料和表层浆料依次铺装，置于平板硫化机中热压成型，热压温度为210℃，热压压力为3.5mpa，热压时间为3.5min，热压后充分排气，排气压力为1.5mpa，排气时间为1min；
排气结束后即获得本对比例的花板。
对比例4
本实施例一种刨花板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)制备壳聚糖负载型活性炭或壳聚糖负载型木炭；
具体包括：
(1.1)取10g壳聚糖，溶于100ml浓度为0.5％的醋酸中，待完全溶解后，向壳聚糖溶液加入25g60目活性炭，磁力搅拌1h后，获得混悬液；
(1.2)将混悬液快速倒入500ml浓度为50％的碳酸钠溶液中，搅拌3h后静置分层；
(1.3)取分层后的沉淀，用去离子水洗涤至中性，然后置于60℃真空干燥箱内干燥48h，获得壳聚糖负载型活性炭；
(2)取100g大豆改性液，向该大豆改性液中加入步骤(1)中制备的壳聚糖负载型活性炭，然后使用ph调节剂调节ph至5-6后，加入15g豆粉和3g面粉，搅拌均匀后静置20min，待大豆胶充分溶胀后，即获得复配大豆胶；
(3)在搅拌机中，将步骤(2)制备的复配大豆胶与细木质刨花(细木质刨花的长度小于60mm，宽5-20mm，厚0.2-0.8mm)快速搅拌，并在搅拌过程中快速滴加mdi固化剂(滴加总量为3g)，复配大豆胶的添加量占细木质刨花重量的10％；搅拌均匀后获得表层浆料；
(4)在搅拌机中，将mdi胶与粗木质刨花(粗木质刨花的长度在60-120mm之间，宽5-20mm，厚0.2-0.8mm)快速搅拌，搅拌均匀后获得芯层浆料；mdi胶的添加量占粗木质刨花重量的8％；
(5)将表层浆料、芯层浆料和表层浆料依次铺装，置于平板硫化机中热压成型，热压温度为210℃，热压压力为3.5mpa，热压时间为3.5min，热压后充分排气，排气压力为1.5mpa，排气时间为1min；
排气结束后即获得本对比例的刨花板。
将以上实施例和对比例制备的刨花板统一制成400mm*400mm*16mm的尺寸，根据gb/t4897-2015对各刨花板的力学性能进行测试，根据jct1074-2008对各刨花板的净醛效果和持久性进行测试，测试结果见表1。
表1
由表1可见，实施例1-3制备的刨花板不仅具有优良的力学性能，而且甲醛净化效率和甲醛净化效果持久性均十分优异；对比例1中活性炭未负载壳聚糖，这导致其刨花板的甲醛净化效率和甲醛净化效果持久性变差；对比例2中未添加壳聚糖负载活性炭，则其甲醛净化效果更差；对比例3的胶黏剂中未添加壳聚糖，未形成壳聚糖与mdi固化剂的接枝聚合物，这就导致刨花板的力学性能直线下降；对比例4中虽然滴加了mdi固化剂但未添加壳聚糖，滴加的mdi固化剂可能与负载在活性炭表面的壳聚糖发生了反应，导致壳聚糖的功能氨基被占据，使得刨花板的甲醛净化效率和甲醛净化效果持久性变差。