一种胶合板用热固性胶膜及胶合板的制作方法

文档序号:12815611阅读:326来源:国知局

本发明涉及一种胶膜,尤其涉及一种用作胶合板胶黏剂的热固性胶膜。属于胶黏剂技术领域。

本发明要解决上述问题,从而提供一种胶合板用热固性胶膜。该种胶膜在热压状态下就能完成固化,使单板之间产生牢固的胶合。

本发明解决上述问题的技术方案如下:

一种胶合板用热固性胶膜,由以下方法制成:将基础原料聚乙烯接枝物由加料口从挤出机机筒的进料端加入,交联剂由计量泵从挤出机机筒后端的均化段加入,经过吹膜、流延或压延方法制得胶膜;所述交联剂的添加量为基础原料的0.5~15%;所述交联剂选自过氧化物交联剂、偶氮交联剂、硅烷交联剂、离子交联剂的一种或多种的混合物。

发明一种用作胶合板的热固性固体胶黏剂具有非常突出的进步意义。热固性胶黏剂在高温下就能固化,如此

背景技术:
中所提及的问题均可解决。比如,不需要热、冷压机的串联安装,解决设备投资、占地面积、设备衔接、工艺简化、产品质量提高等方面的一系列问题。

聚烯烃类高分子呈线性结构,即一般聚烯烃类胶黏剂为热塑性胶黏剂。而本发明的热固性胶膜在熔融态时,一边产生粘合力,同时发生交联反应,使胶层呈网状结构,因此,胶层在高温时就具有很强的黏合强度,并使相邻两层的单板在常压下保持粘合状态,于是,高温的板坯就可以从热压机移出,随着坯板温度降低至胶膜材料熔点以下时,胶合强度达到最大,胶合过程完成。而热塑性胶膜没有交联反应,一直是线性结构,热塑性胶层只有当温度低于胶膜材料熔点时才有胶合力,因此,热塑性胶层在高温时不具有很强的黏合强度,如果此时将板坯就从热压机移出,相邻两层的单板会位移,严重时会松开。

通常要把热塑性改性成热固性,需要添加交联剂。如橡胶的硫化工艺。硫化:橡胶大分子在加热下与交联剂硫磺发生化学反应,交联成为立体网状结构的过程。经过硫化后的橡胶称硫化胶。硫化是橡胶加工中的最后一个工序,可以得到定型的具有实用价值的橡胶制品。所以如要把热塑性胶黏剂改成热固性,理论上可以通过添加交联剂来实现。但聚烯烃类物质不比橡胶,硫磺可用于橡胶的硫化并不代表它也可以用于聚烯烃的固化改性。因此,寻找可用的交联剂以及研究出交联剂的使用方法是本发明人亟需解决的问题。

然而,这里还有一个隐含的问题。即如何保证聚烯烃胶膜在生产时不固化,在使用时固化。也即,如何将固化剂均匀分散到聚烯烃胶膜中,并要保证此时固化剂的作用还没有发挥,该胶膜的分子结构还是线型的。当然要达到这样的状态几乎是不可能实现的。现实情况下往往是在制备过程中就已经固化,即在聚烯烃胶膜生产中添加固化剂时,固化剂就发挥作用,将胶膜的分子结构改变成网状结构。又或者固化剂不能很好地分散到胶膜中,致使部分胶膜呈热固性特征,部分胶膜呈热塑性特征。上述情况无论哪一种,胶膜质量都是很差的。本发明人认为在现有技术条件下,要达到上述的理想状态几乎是不可能的。那么退而求其次,即保证固化剂均分分散或者基本均匀分散,允许部分固化剂在制膜时就已经发挥作用,也就是半交联或者预交联状态。这就跟固化剂的选择以及用量用法密切相关了。

本发明上述技术方案中,将基础原料聚乙烯接枝物由加料口从挤出机机筒的进料端加入,交联剂由计量泵从挤出机机筒后端的均化段加入,经过吹膜、流延或压延方法制得胶膜;所述交联剂的添加量为基础原料的0.5~15%;所述交联剂选自过氧化物交联剂、偶氮交联剂、硅烷交联剂、离子交联剂的一种或多种的混合物。就达成了上述的目的,即保证固化剂均匀分散,同时允许部分固化剂发挥作用。经本发明人估测,交联度在30%~50%左右。当然此时交联度越低越好,固化剂分散越均匀越好。

假设对本发明上述技术方案进行适当调整,如在前端或者中端加入固化剂,那么制出来的胶膜就已经具备较高的交联程度,其特性更趋向于呈热固性特征,很难在使用时加热使之软化。如果交联剂的添加量低于0.5%,则无法使本发明的胶膜改性为热固性,也就是很难使胶膜在熔融态时就具有足够的胶合力,使相邻两层的单板保持相对固定,基本呈现热塑性特征。如交联剂的添加量过高,虽然胶膜具有热固性性能,但也会影响胶膜的胶合强度。

综上所述,本发明在制膜过程中,(适当时间)加入交联剂进行初级(期)交联反应,制成具有热固性性质的胶膜;借助胶合板热压过程的高温高压作用,热固性胶膜进一步发生交联反应而生成网状结构,使这种胶膜具有在高温下固化特征。具体表现是高温的胶膜就具有较强的胶合力,可使板坯之间相对固定,高温的坯板就可以直接从热压机出板,其二的优点是胶合板产品可以多次热压而胶合强度不降低。

作为上述技术方案的优选,所述交联剂的添加量为基础原料的2~10%。

作为上述技术方案的优选,所述交联剂的添加量为基础原料的3~9%。

作为上述技术方案的优选,所述交联剂的添加量为基础原料的4~8%。

作为上述技术方案的优选,所述交联剂的添加量为基础原料的5~7%。

作为上述技术方案的优选,所述交联剂选自过氧化物交联剂中的一种或多种。

本发明的另一个目的是提供一种胶合板,该胶合板采用上述的热固性胶膜作胶合步骤的胶黏剂制得。优选地,按gb/t17657-2013标准进行试件制作,按胶合强度测定之4.17.52.3条款的煮-干-煮规定进行试件预处理,检测胶合强度平均值达0.7mpa或以上,木破率达99%或以上。

作为上述技术方案的优选,胶合步骤具体如下:在相邻单板之间各铺放1张胶膜完成组坯,然后将坯板送入热压机热压,热压结束直接将高温坯板从热压机取出,平放至室温;热压参数:温度150℃~160℃,压力0.5mpa~2mpa。

作为上述技术方案的优选,热压参数:温度152℃~158℃,压力0.5mpa~1mpa,热压时间5~30min。

作为上述技术方案的优选,热压参数:温度153℃~157℃,压力0.6mpa~0.9mpa,热压时间8~15min。

本发明具有以下有益效果:

本发明经过对线型高分子材料聚烯烃进行接枝和交联的改性,使用这种改性的高分子材料制成的胶膜用于胶合板生产时,坯板中胶膜借助热压过程高温高压的作用,线性高分子材料交联反应进一步发生生成网状结构,使热熔的胶膜材料呈现热固性特征,使得在高温状态下坯板就具有较强的胶合力,能够使板坯之间相对固定,因此高温的坯板就可以直接从热压机出板,而不需要将高温的坯板由热压机转换到冷压机冷压使热塑性胶膜冷却至熔点以下而固化产生粘合力,坯板才能从冷压机出板。使用这种热固性胶膜生产的多层胶合板,可以多次热压同样不需冷却可直接从热压机出板,基板的胶合强度保持不变。如在多层板基板上用热压方式压贴薄木、刨切单板或浸渍纸时,基板的胶合强度保持不变,另外,同样不需冷却可直接从热压机出板,同时也保证产品板面平整度和光洁度。综上,本发明具有显著的经济效益。

背景技术

使用热塑性材料制取的无醛热固性胶膜,是胶合板用液态型(脲醛、酚醛、三聚氰胺等)热固性胶黏剂和固态型(聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等)热塑性胶黏剂升级换代的新产品,用于生产无甲醛、无苯酚、无三聚氰胺的绿色胶合板,是一项新兴技术。

如授权公告号为cn11033248c的中国发明专利,公开了一种环保型胶合板生产工艺,该工艺先将原木制成单板并干燥,将回收塑料制成薄膜,然后将单板与薄膜组坯后经热压、冷压处理制得成品。

又如授权公告号为cn103144152b的中国发明专利,公开了一种无甲醛胶合板及其制备方法,该胶合板包含至少两木质单板,所述木质单板之间的粘接材料是不含甲醛的废弃塑料合金薄膜,所述废弃塑料是由聚丙烯以及选自低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚碳酸酯中的至少一种组成的,其中聚丙烯占所述废弃塑料的质量分数为40%、60%或80%;所述木质单板的木材选自杨木、桦木、桉木、杉木、或松木,经旋切或刨切形成的薄板,所述薄板的厚度为0.1-10mm;所述废弃塑料合金薄膜包含:a)、废弃塑料,b)、基于a为0.001-15重量%的润滑剂;c)、基于a为0.001-12重量%的相容剂;d)、基于a为0.001-25重量%的填料;其中所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌、脂肪烃蜡、氧化聚乙烯、聚偏二氟乙烯或其任意组合;所述相容剂为硬脂肪酸、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂或其任意组合;所述填料为滑石粉、轻质碳酸钙、硅藻土或其任意组合。

又如授权公告号为cn103467769b的中国发明专利,公开了一种无醛膜状木材胶黏剂及其制备和使用方法。该木材胶黏剂的制备方法是将高分子树脂膜进行表面接枝改性,使得分子链上接枝极性基团,制得无醛膜状木材胶黏剂;所述的极性基团为氯、羧基、羟基、酐基、酰胺基、胺基、环氧基中的一种或多种;具体包括以下步骤:1)高分子树脂膜在常温下进行单体溶液均匀喷涂或浸渍;2)将处理过的高分子树脂膜放入反应器,通入氯气,引入或不引入紫外光,20-60℃下反应15-40分钟;3)将膜取出,水洗、干燥即得无醛膜状木材胶黏剂。该胶黏剂的用法如下:取一张单板为表板,铺上无醛膜状木材胶黏剂,另取一张单板为芯板,按纤维方向与第一张单板相互垂直重叠,再次铺上无醛膜状木材胶黏剂,取第三张单板按其纤维方向与芯板垂直并以松面与芯板胶面接触重叠,组合完成,进行热压和冷压成型;热压条件:130-180℃,1.3-2.5mpa,5-10min;冷压条件:室温,接触压力1.0-1.6mpa,3-10min。

再如授权公告号为cn103467659b的中国发明专利,公开了一种无醛膜状木材胶黏剂及其制备方法。该木材胶黏剂的制备方法是:将引发剂溶解于有机溶剂中,再混入接枝单体,混合液与树脂原料进行均匀混合,将混合料成膜,制得高分子树脂膜,将其在常温下进行单体溶液均匀喷涂或浸渍,放入反应器,引入紫外光,20-60℃下反应1-40分钟,取出,干燥即得无醛膜状木材胶黏剂;所述的树脂原料为聚烯烃类、聚氯乙烯、聚酯中的一种或两种的混合。该胶黏剂的用法如下:取一张单板为表板,铺上无醛膜状木材胶黏剂,另取一张单板为芯板,按纤维方向与第一张单板相互垂直重叠,再次铺上无醛膜状木材胶黏剂,取第三张单板按其纤维方向与芯板垂直并以松面与芯板胶面接触重叠,组合完成,进行热压和冷压成型;热压条件:130-180℃,1.3-2.5mpa,5-10min;冷压条件:室温,接触压力1.0-1.6mpa,3-10min。

再如申请公布日为2016年06月29日,申请公布号为cn105710938a的中国发明专利申请,公开了一种接枝聚乙烯无醛胶合板及其制备方法,包括以下步骤:将原木采用旋切机将其旋切成厚度一定的单板;将各单板按相邻层为交叉结构纹理方向进行叠合,相邻单板之间设置预制成型的马来酸酐接枝聚乙烯塑料薄膜,组成板坯;对板坯进行热压处理;对经过热压处理后的板坯进行冷却、陈放、裁边处理,胶合板制备完成。具体地,所述马来酸酐接枝聚乙烯薄膜的制备方法包括如下步骤:将80~120重量份数聚乙烯、0.05~0.2重量份数引发剂及0.5~3重量份数马来酸酐加入双螺杆挤出机中;熔融挤出获得pe-g-mah;利用吹膜机或流延膜机制成预定厚度的马来酸酐接枝聚乙烯薄膜。

综上所述,使用塑料高分子材料直接制得胶膜,或先制得胶膜再进行表面接枝改性,或先对塑料高分子树脂进行接枝改性再制得胶膜,上述胶膜都属于热塑性范畴。

热塑性胶膜的缺点:(1)热塑性胶膜用于胶合板生产时,先要热压坯板使胶膜受热熔化,然后需要将高温的坯板由热压机快速转换到冷压机冷压,在压力状态下使热塑性胶膜冷却至熔点以下使之固化而产生粘合力,为了实现先热压再快速转换到冷压后出板的工艺,需要将两台同层数的压机前后串联安装,前压机执行热压,后压机执行冷压,如授权公告号为cn101733813b的中国发明专利,公开了一种人造板热压冷压转换生产方法及实现该方法的设备;完成先热压再快速转换到冷压后的热压工艺,设备投入大,对于多层压机,坯板从热压机快速转换到冷压机的推板动作可靠性欠佳;(2)使用热塑性胶膜生产的胶合板再次热压后,胶合强度下降较多,热压次数越多强度下降越多,严重时板材边角会出现脱胶分层现象。因此在胶合板基板上热压薄木或浸渍纸时,同样需要先热压再转换到冷压后才能出板,而在上述转换过程中,坯板表面难以保持无异物或灰尘。板面上的异物或灰尘经冷压后会降低产品板面平整度和光洁度,产品表面质量的等级率较低。

具体实施方式

本具体实施方式仅仅是对本发明的解释,并不是对本发明的限制。本领域技术人员在阅读了本发明的说明书之后所做的任何改变,只要在权利要求书的范围内,都将受到专利法的保护。

实施例一

1、无醛热固性胶膜的制备

原材料:pe-g-mah、过氧化二异丙苯溶液、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷。

设备:吹膜机,机筒后端均化段配有精密计量泵的加料口。

操作:将基础原料聚乙烯接枝马来酸酐(pe-g-mah)由吹膜机加料斗加入,另取过氧化二异丙苯溶液和2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷按基础原料质量3%和4%,由计量泵加入,经挤出吹塑制得胶膜。

2、用无醛热固性胶膜生产胶合板和检测

原材料:随机取桉木单板3张,厚2.4mm×长1270mm×1270mm,热固性胶膜2张,厚0.055mm×长1270mm×1270mm,单板含水率12%。

操作:将3张单板按纵向-横向-纵向的结构组坯,在相邻单板之间各铺放1张胶膜完成组坯;将坯板送入热压机热压,热压参数:温度155℃,时间9.4分钟,压力0.8mpa,热压结束直接将高温坯板从热压机取出,平放至室温经裁边即得三层胶合板产品。

检测:按gb/t17657-2013标准进行试件制作,按胶合强度测定之4.17.52.3条款的煮-干-煮规定进行试件预处理,检测胶合强度平均值达0.7mpa或以上,木材破坏率(简称木破率,下同)达99%或以上,均超ⅰ类胶合板质量标准。(木材破坏率定义详见gb/t17657-2013之4.17.6.1-2条)

实施例二

1、无醛热固性胶膜的制备

原材料:pe-g-mazn、过氧化二异丙苯溶液、偶氮二异丁腈。

设备:吹膜机,机筒后端均化段配有精密计量泵的加料口。

操作:将基础原料聚乙烯接枝马来酸锌(pe-g-mazn)由吹膜机加料斗加入,另取过氧化二异丙苯溶液和偶氮二异丁腈按基础原料质量1%和5%,由计量泵加入,经挤出吹塑制得胶膜。

2、用无醛热固性胶膜生产胶合板和检测

原材料:随机取桉木单板3张,厚2.4mm×长1270mm×1270mm,热固性胶膜2张,厚0.055mm×长1270mm×1270mm,单板含水率12%。

操作:将3张单板按纵向-横向-纵向的结构组坯,在相邻单板之间各铺放1张胶膜完成组坯;将坯板送入热压机热压,热压参数:温度160℃,时间9.2分钟,压力0.8mpa,热压结束直接将高温坯板从热压机取出,平放至室温经裁边即得三层胶合板产品。

检测:按gb/t17657-2013标准进行试件制作,按胶合强度测定之4.17.52.3条款的煮-干-煮规定进行试件预处理,检测胶合强度平均值达0.7mpa或以上,木破率达99%或以上,均超ⅰ类胶合板质量标准。

实施例三

1、无醛热固性胶膜的制备

原材料:pe-g-gma、异丁基三乙氧基硅烷。

设备:吹膜机,机筒后端均化段配有精密计量泵的加料口。

操作:将基础原料聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(pe-g-gma)由吹膜机加料斗加入,另取过异丁基三乙氧基硅烷按基础原料质量12%,由计量泵加入,经挤出吹塑制得胶膜。

2、用无醛热固性胶膜生产胶合板和检测

原材料:随机取桉木单板3张,厚2.4mm×长1270mm×1270mm,热固性胶膜2张,厚0.055mm×长1270mm×1270mm,单板含水率12%。

操作:将3张单板按纵向-横向-纵向的结构组坯,在相邻单板之间各铺放1张胶膜完成组坯;将坯板送入热压机热压,热压参数:温度150℃,时间9.6分钟,压力0.9mpa,热压结束直接将高温坯板从热压机取出,平放至室温经裁边即得三层胶合板产品。

检测:按gb/t17657-2013标准进行试件制作,按胶合强度测定之4.17.52.3条款的煮-干-煮规定进行试件预处理,检测胶合强度平均值达0.7mpa或以上,木破率达99%或以上,均超ⅰ类胶合板质量标准。

实施例四

1、无醛热固性胶膜的制备

原材料:pe-g-aa、pe-g-mma、过硫酸铵。

设备:吹膜机,机筒后端均化段配有精密计量泵的加料口。

操作:将基础原料聚乙烯接枝丙烯酸(pe-g-aa)、聚乙烯接枝甲基丙烯酸(pe-g-mma)由吹膜机加料斗加入,另取过硫酸铵按基础原料质量15%,由计量泵加入,经挤出吹塑制得胶膜。

2、用无醛热固性胶膜生产胶合板和检测

原材料:随机取桉木单板3张,厚2.4mm×长1270mm×1270mm,热固性胶膜2张,厚0.055mm×长1270mm×1270mm,单板含水率14%。

操作:将3张单板按纵向-横向-纵向的结构组坯,在相邻单板之间各铺放1张胶膜完成组坯;将坯板送入热压机热压,热压参数:温度155℃,时间15分钟,压力1.0mpa,热压结束直接将高温坯板从热压机取出,平放至室温经裁边即得三层胶合板产品。

检测:按gb/t17657-2013标准进行试件制作,按胶合强度测定之4.17.52.3条款的煮-干-煮规定进行试件预处理,检测胶合强度平均值达0.7mpa或以上,木破率达99%或以上,均超ⅰ类胶合板质量标准。

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