一种茶多酚改性环保人造板的制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于家装建材技术领域，涉及一种添加茶多酚的环保人造板制备方法。
【背景技术】
[0002] 甲醛是危害人体健康的一大杀手，家庭装修使用的人造板类木质材料均不同程度 的含有甲醛污染。
[0003] 茶叶中的某些成分可与甲醛反应，起到吸附甲醛的作用。王金权基于前人关于茶 叶与甲醛反应的研究和报道，采用一定浓度的煮（泡）茶叶水、聚乙二醇、硫脲、尿素配制复 方溶液进行调胶，使用改性后的胶水压制胶合板，得到甲醛释放量较低的胶合板。邓飞英等 对茶叶去除甲醛的机理进行分析，发现茶叶除了有物理吸附作用外，儿茶素上的酚羟基有 很强的还原能力，可与甲醛发生反应。郭漫笳等人公开了一种添加茶叶末和茶多酚的人造 板，该人造板由木材原料、茶叶末、茶多酚、粘合剂、阻燃剂和防腐剂组成，步骤是将木材原 料处理、预蒸、干燥、添加混合材料和人造板成型。此人造板应用于室内装修和家具中时，不 仅能够抑制和杀灭室内的细菌，而且还能去除木材和室内的甲醛，起到净化空气的作用。屠 幼英等公开了一种含有茶、茶提取物或茶制品废弃物的人造板制备方法，直接使用茶叶末 为原料，与胶粘剂混合压制成板材，能显著降低刨花板的游离甲醛释放。陈龙弟公开了一种 除甲醛人造板材，采用含有茶多酚的甲醛清除剂涂敷人造板材的方法达到除甲醛的目的。 赵兴才等公开了一种含有茶多酚的木地板及其制备方法，通过在基板侧面和表面涂敷有含 有茶多酚的表漆，使得木地板具有茶多酚的特性，不仅可以散发茶多酚的气味，而且也利于 吸收重金属、甲醛等有害物质。这些文献和专利证明茶多酚与甲醛发生反应，可用于人造板 生产和使用过程中降低甲醛。
[0004] 上述现有技术主要可分为三种形式:一种是直接以茶叶末、茶梗压制人造板的方 式，由于茶梗纤维长度较短，很难像木材纤维压制的人造板那样形成交联结构，只能压制厚 度较薄的板材，利用领域受到很大限制。加之茶梗中含有的纤维素成分仅为木材的五分之 一左右，而纤维素在植物体内起支撑作用，直接决定板材的力学性能。由于茶梗中含有纤维 素较少，使用茶梗压制的板材虽然甲醛释放量降低，力学性能较传统人造板也有下降。利用 茶及茶的衍生物制造环保人造板的另一种方式是在人造板生成过程中添加茶叶末、茶梗或 茶多酚，这一方式适用于刨花板、纤维板等微结构单元板材的制造，但由于茶叶末、茶梗或 茶多酚等与木材纤维、刨花形态不同，密度差异，施胶、板材铺装时容易造成铺装不均匀，影 响板材整体材质。而且，直接添加茶多酚到板材内，成本高昂，较难打开市场。第三种利用形 式是通过茶水、茶多酚改性胶粘剂或油漆，再以涂刷等形式用于人造板材，这种方法主要可 以改善板材局部性能，对于改性剂没有涂刷到的位置板材性能未发生改善。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术采用直接添加茶叶末及茶制品的方法不适用于单板、板材类产品的 制备，且原料不能重复使用，成本较高，生产出的产品材质不均，影响强度，本发明提供了一 种新型环保家装材料一茶多酚改性环保人造板的制备方法，使用浸渍茶多酚水溶液的方法 对木质结构单元处理，生产材质均匀、胶合强度好、成本低廉、甲醛释放量低的人造板产品。
[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007] -种茶多酚改性环保人造板的制备方法，采用一定量茶多酚粉剂配制水溶液，通 过常压浸泡或真空-加压浸渍的方式对纤维、刨花、木材单板和板材等结构单元改性处理， 使用处理后的木材结构单元经干燥、涂胶、热压制备低甲醛释放量的人造板。具体步骤如 下：
[0008] 一、将茶多酚粉剂加水配制成质量分数为2~10%的茶多酚水溶液。
[0009] 二、调节茶多酚溶液pH值至5~7。
[0010] 三、根据人造板构成结构单元不同，使用茶多酚水溶液对结构单元进行常压浸泡 或加压浸渍处理对浸渍改性。
[0011] 四、对浸渍改性处理后的结构单元进行干燥、拌胶、铺装、组坯、热压、裁边，制备茶 多酚改性环保人造板。
[0012] 上述方法中，所述人造板结构单元为木材刨花、纤维、单板或板材。制备的人造板 对应为刨花板、纤维板、胶合板、细木工板及实木复合地板基材。
[0013] 上述方法中，所述人造板结构单元为刨花、纤维和单板时，使用茶多酚水溶液对结 构单元进行常压浸泡，浸泡时间为30~45min。
[0014] 上述方法中，所述人造板结构单元为板材时，使用茶多酚水溶液对结构单元进行 加压浸渍处理。
[0015] 茶多酚是提取自茶叶的多酚类物质，主要由表儿茶素、表儿茶素没食子酸醋、表没 食子儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸醋等4种成分组成，已被证实茶多酚易与甲醛发生反 应。本发明采用先对木质结构单元使用茶多酚水溶液浸渍改性(常压和真空-加压），后根据 成品类型按照传统人造板生产方法进行制备。相比于现有技术，本发明具有如下优点：
[0016] 1、成本低廉。茶叶来源广，我国每年有大量低档茶和碎茶末剩余，可用来提取茶多 酚，而且用于浸泡(加压浸渍）的茶多酚水溶液可重复使用。
[0017] 2、产品甲醛释放量大幅降低。例如，采用浓度为6%茶多酚水溶液浸泡过的桦木单 板生产的胶合板与相同工艺条件下生产的普通桦木胶合板相比，前者甲醛释放量仅为后者 的四分之一。
[0018] 3、产品物理性质发生改变。根据木材材种和茶多酚水溶液浓度的不同，生产出的 产品颜色呈现深浅出不同红色，高贵美观，而且能够散发淡茶香，给人带来愉悦。
[0019] 4、综合性能提高。产品在降低甲醛释放量的基础上胶合性能、力学性能并未发生 明显变化。
【附图说明】
[0020] 图1为茶多酚改性人造板生产工艺流程图。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本 发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖 在本发明的保护范围中。
[0022]【具体实施方式】一:本实施方式提供了一种茶多酚改性环保人造板的制备方法，如 图1所示，具体步骤如下：
[0023] 一、将茶多酚粉剂加水配制成质量分数为2~10%的茶多酚水溶液。茶多酚粉剂为 淡黄至黄棕色粉末，易溶于水及乙醇，有效物质含量为85%。根据产品需要选择适宜的茶多 酚水溶液浓度，出于产品成本和茶多酚溶解性考虑，茶多酚水溶液浓度不宜过高，因此建议 质量分数为10%以下。
[0024]二、由于茶多酚水溶液自然pH值为强酸性溶液，浸泡过程可能对木材纤维进行破 坏，故调节茶多酚溶液pH值至5~7。
[0025]三、根据人造板构成结构单元不同，对结构单元进行常压浸泡或加压浸渍处理。 [0026]刨花板、纤维板及胶合板的构成单元分别为木材刨花、纤维、单板，这些结构单元 厚度较薄(不超过lcm)，而茶多酚分子较小，易溶于水，采用常压浸泡方法即可使茶多酚分 子进入木材，达到改性的目的。试验发现，对于质量分数10%的茶多酚水溶液，浸泡超过 30min后单板增重率随时间变化不大，对于质量分数6%的茶多酚水溶液，浸泡超过45min后 单板随时间延长增重缓慢，因为对于较小尺寸的木材结构单元，一定时间后木材孔隙基本 被药剂填满，继续延长浸泡时间意义不大，故可根据生产实际选择合适的浸泡时间。对于具 有一定厚度的板材，例如用于细木工板制造的板材厚度在3~25mm，可选用真空-加压浸渍 装置对木材进行真空-加压浸渍。具体方法为在真空度为〇 . 〇98MPa的环境中抽真空0.5~ 1.5小时，使用茶多酚水溶液浸渍木材，浸渍压力0.8~1.2MPa。使用茶多酚水溶液处理后的 木材结构单元需根据最终产品形式选择其后续生产工艺。
[0027]四、对于纤维、刨花类单元，可使用干燥箱或干燥窑进行干燥处理，再进行拌胶、铺 装、组坯、热压、裁边等工艺制成纤维板、刨花板等。对于单板类单元，为防止直接干燥木材 发生干缩翘曲变形，采用热压机进行烘干，方法是将适量单板放于预热到150°C的热压板 上，上下板同时加热，但不施加压力，当单板不再有水蒸气冒出时，认为干燥完成，再进行涂 胶、铺装、热压、裁边等工艺制成胶合板或单板饰面板等。对于板材类单元则可使用干燥箱 或干燥窑进行干燥处理，再进行涂胶、铺装、热压、裁边等工艺制成细木工板、实木复合地板 基材等。热压参数根据产品不同进行调整，具体可根据材种、胶种的不同参照现有产品的生 产参数。成品颜色为暗红色，散发淡茶香。
[0028]表1人造板构成结构单元及其对应人造板产品制备方式
【具体实施方式】 [0030] 二:本实施方式提供了一种茶多酚改性环保刨花板的制备方法，具 体步骤如下：
[0031] 一、将茶多酚粉剂加水配制成质量分数为10%的茶多酚水溶液。
[0032] 二、调节茶多酚溶液pH值至中性。
[0033] 三、对木材刨花进行常压浸泡45min。
[0034] 四、对茶多酚浸泡过的刨花使用干燥窑进行干燥处理，再进行拌胶、铺装、组坯、热 压、裁边等工艺制成刨花板。
【具体实施方式】 [0035] 三:本实施方式提供了一种茶多酚改性环保纤维板的制备方法，具 体步骤如下：
[0036] -、将茶多酚粉剂加水配制成质量分数为6%的茶多酚水溶液。
[0037]二、调节茶多酚溶液pH值至6。
[0038] 三、对木材纤维进行常压浸泡30min。
[0039] 四、对茶多酚浸泡过的木材纤维使用干燥箱进行干燥处理，再进行拌胶、铺装、组 坯、热压、裁边等工艺制成纤维板。
【具体实施方式】 [0040] 四：本实施方式提供了一种茶多酚改性环保胶合板的制备方法，具 体步骤如下：
[0041] -、将茶多酚粉剂加水配制成质量分数为6%的茶多酚水溶液。
[0042] 二、调节茶多酚溶液pH值至6.5。
[0043] 三、对单板进行常压浸泡35min。
[0044]四、将茶多酚浸渍过的单板放于预热到150°C的热压板上，上下板同时加热，但不 施加压力，当单板不再有水蒸气冒出时，认为干燥完成，再进行涂胶、铺装、热压、裁边等工 艺制成胶合板。
[0045]将本实施方式制成的胶合板(b组)与未经浸泡的单板在同一热压工艺下制成的胶 合板(a组)进行胶合强度和甲醛释放量对比，实验结果如表2和3所示。可看出使用本实施方 式制备的胶合板与常规工艺制备胶合板胶合强度差别不大，甲醛释放量较常规胶合板明显 降低。
[0046]表2胶合板胶合强度测试结果
[0048]表3胶合板甲醛释放量测试结果
【具体实施方式】 [0050] 五:本实施方式提供了一种茶多酚改性环保桦木装饰单板的制备方 法，具体步骤如下：
[0051] -、将茶多酚粉剂加水配制成质量分数为6%的茶多酚水溶液。
[0052] 二、调节茶多酚溶液pH值至6.5。
[0053] 三、对桦木单板进行常压浸泡40min。
[0054] 四、将茶多酚浸渍过的单板放于预热到150°C的热压板上，上下板同时加热，但不 施加压力，当单板不再有水蒸气冒出时，认为干燥完成，制成茶多酚改性桦木装饰单板。
[0055]
【具体实施方式】六:本实施方式提供了一种茶多酚改性环保细木工板的制备方法， 具体步骤如下：
[0056] -、将茶多酚粉剂加水配制成质量分数为10%的茶多酚水溶液。
[0057] 二、调节茶多酚溶液pH值至5.5。
[0058]三、在真空度为0.098MPa的环境中抽真空1小时，使用茶多酚水溶液浸渍板材(细 木工板的构成单元，用于细木工板的板芯），浸渍压力1. 〇MPa。
[0059]四、使用干燥窑进行干燥处理，再进行涂胶、铺装、热压、裁边等工艺制成细木工 板。
【具体实施方式】 [0060] 七:本实施方式提供了一种茶多酚改性环保实木复合地板基材的制 备方法，具体步骤如下：
[0061] -、将茶多酚粉剂加水配制成质量分数为8%的茶多酚水溶液。
[0062]二、调节茶多酚溶液pH值至6.0。
[0063]三、在真空度为0.098MPa的环境中抽真空1.5小时，使用茶多酚水溶液板材，浸渍 压力 1.2MPa。
[0064]四、使用干燥窑进行干燥处理，再进行涂胶、铺装、热压、裁边等工艺制成实木复合 地板基材。
【主权项】
1. 一种茶多酚改性环保人造板的制备方法，其特征在于所述制备方法步骤如下： 一、 将茶多酚粉剂加水配制成质量分数为2~10 %的茶多酚水溶液； 二、 调节茶多酚溶液pH值至5~7; 三、 根据人造板构成结构单元不同，使用茶多酚水溶液对结构单元进行常压浸泡或加 压浸渍处理； 四、 对处理后的结构单元进行干燥、拌胶、铺装、组坯、热压、裁边，即得茶多酚改性环保 人造板。2. 根据权利要求1所述的茶多酚改性环保人造板的制备方法，其特征在于所述人造板 为刨花板、纤维板、胶合板、细木工板和实木复合地板基材等。3. 根据权利要求1所述的茶多酚改性环保人造板的制备方法，其特征在于所述人造板 为刨花板、纤维板或胶合板时，使用茶多酚水溶液对结构单元进行常压浸泡。4. 根据权利要求3所述的茶多酚改性环保人造板的制备方法，其特征在于所述常压浸 泡时间为30~45min。5. 根据权利要求1所述的茶多酚改性环保人造板的制备方法，其特征在于所述人造板 为细木工板、实木复合地板基材时，使用茶多酚水溶液对结构单元进行加压浸渍处理。6. 根据权利要求5所述的茶多酚改性环保人造板的制备方法，其特征在于所述加压浸 渍处理的具体方法为:在真空度为0. 〇98MPa的环境中抽真空0.5~1.5小时，使用茶多酚水 溶液浸渍木材，浸渍压力〇 · 8~1 · 2MPa。7. 根据权利要求1所述的茶多酚改性环保人造板的制备方法，其特征在于所述人造板 为刨花板、纤维板或细木工板、实木复合地板基材时，使用干燥箱或干燥窑进行干燥处理。8. 根据权利要求1所述的茶多酚改性环保人造板的制备方法，其特征在于所述人造板 为胶合板时，采用热压机进行烘干。
【专利摘要】一种茶多酚改性环保人造板的制备方法，属于家装建材技术领域。针对现有技术采用直接添加茶叶末及茶制品的方法不适用于单板、板材类产品的制备，且原料不能重复使用，成本较高，生产出的产品材质不均，影响强度，所述制备方法步骤如下：一、将茶多酚粉剂加水配制成质量分数为2～10％的茶多酚水溶液。二、调节茶多酚溶液pH值至5～7。三、根据人造板构成结构单元不同，使用茶多酚水溶液对结构单元进行常压浸泡或加压浸渍处理对浸渍改性。四、对浸渍改性处理后的结构单元进行干燥、拌胶、铺装、组坯、热压、裁边，即得茶多酚改性环保人造板。本发明具有成本低廉、产品甲醛释放量大幅降低、产品物理性质发生改变和综合性能提高的优点。
【IPC分类】B27K3/02, B27K3/34, B27K3/08
【公开号】CN105710945
【申请号】CN201610224029
【发明人】张佳彬, 高丹丹, 黄海兵, 张艳红
【申请人】黑龙江省木材科学研究所