一种无醛防水地板基材及其制备方法与流程

文档序号:31051763发布日期:2022-08-06 07:41阅读:47来源:国知局

1.本发明涉及人造地板基材技术领域,尤其涉及一种无醛防水地板基材及其制备方法。


背景技术:

2.无甲醛添加人造板是环保人造板制造领域的重要方向,并且无甲醛添加人造板是构建健康人居空间环境的基础,可被用作家居装饰、木门地板等领域。异氰酸酯胶黏剂本身无甲醛添加,粘接机理属于化学粘接,性能优异,施胶量低,其应用于人造板生产,可使产品获得环保、性能的双重提升。但是,异氰酸酯热压时易黏板,工业化生产时脱膜效率慢,严重影响了生产连续性。


技术实现要素:

3.本发明所要解决的技术问题在于,提供一种无醛防水地板基材的制备方法,其生产效率高,解决了异氰酸酯胶热压粘板严重的问题。
4.本发明所要解决的技术问题还在于,提供一种无醛防水地板基材,其甲醛释放量低,防水性能好,具有良好的机械加工性能,镂铣变形小。
5.为了解决上述技术问题,本发明提供了一种无醛防水地板基材的制备方法,包括以下步骤:
6.木材削片、筛选、蒸煮软化,得到木片;
7.将所述木片与防水剂混合,然后进行热磨得到第一木纤维;
8.所述第一木纤维依次经过施胶、固化、干燥处理后,得到第二木纤维;
9.所述第二木纤维热压成型后得到无醛防水地板基材;
10.所述施胶过程中,向所述第一木纤维喷施胶粘剂,所述胶粘剂按照重量份计包括:异氰酸酯微胶囊50.0~65.0份、α-纤维素10.0~16.0份、丙烯酸乳液15~40份、苯乙烯-丙烯酸酯乳液5~18份、环氧树脂8~15份、环氧氯丙烷2~10份。
11.优选地,所述异氰酸酯微胶囊采用下述方法制得:
12.s1、将多苯基多亚甲基多异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯混合,得到油相溶液;
13.s2、向聚乙烯醇溶液中加入所述油相溶液,乳化完成后,加入二乙烯三胺和水,得到第一乳液;
14.s3、对所述第一乳液进行加热搅拌,并加入辛醇,反应完成后,得到所述异氰酸酯微胶囊。
15.优选地,步骤s1中,所述基多亚甲基多异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯的加入量之比为(2~6):(1~2)。
16.优选地,步骤s2中,按照重量份计,向40~80份聚乙烯醇溶液中加入30~60份所述油相溶液,乳化完成后,加入1~4份二乙烯三胺和50~80份水,得到第一乳液。
17.优选地,步骤s3中,按照重量份计,对所述第一乳液进行加热,升温至55~70℃,升
温速度为5~8℃/min,搅拌速度为200~500r/min,加入1~4份辛醇,继续反应1~1.5h,得到所述异氰酸酯微胶囊。
18.优选地,所述固化过程中,向施胶处理后的所述第一木纤维喷施固化剂,所述固化剂按照重量份计包括:三乙醇胺10.0~15.0份、二乙醇胺1.0~5.0份、聚乙二醇2.0~7.0份、水69~87.0份,乙二酸5~10份,二月桂酸二丁基锡1~6份。
19.优选地,所述胶粘剂的施加量为20-40kg/m3;
20.所述固化剂的施加量为0.3-1.3kg/m3。
21.优选地,所述防水剂按照重量份计包括:石蜡40~70份、乳化剂3~10份、氨水0.3~2.0份、司盘(80)1~6份、吐温(80)5~9份、水27~57份。
22.所述防水剂的施加量为4.0~13.0kg/m3。
23.优选地,所述热压成型过程中:热压温度为180~190℃,热压因子为20~30.0s/mm,热压加压为4~20mpa。
24.为解决上述问题,本发明还提供了一种无醛防水地板基材,所述无醛防水地板基材由上述无醛防水地板基材的制备方法制得。
25.实施本发明,具有如下有益效果:
26.1、本发明提供的无醛防水地板基材的制备方法,采用无醛复合环保的胶粘剂,所述胶粘剂采用异氰酸酯微胶囊最为主要组分,搭配α-纤维素、丙烯酸乳液、苯乙烯-丙烯酸酯乳液、环氧树脂和环氧氯丙烷,解决了异氰酸酯胶热压粘板严重的问题,大大提升了生产效率。
27.2、本发明提供的无醛防水地板基材,甲醛释放量小于0.01mg/m3,远小于国家标准gb 18580-2017要求的0.124mg/m3,同时所述无醛防水地板基材内结合强度高,静曲强度高,防水性能好。
具体实施方式
28.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面对本发明作进一步地详细描述。
29.为了解决上述技术问题,本发明提供了一种无醛防水地板基材的制备方法,包括:
30.包括以下步骤:
31.一、木材削片、筛选、蒸煮软化,得到木片;
32.木材削片、筛选过程中把树木原料削成一定规格的木片,便于输送和进行蒸煮软化。优选地,木材削片成长16~30mm、宽15~25mm、厚3~5mm的木片半成品。所述的蒸煮步骤中蒸煮的木片为3~10天内切削的木片半成品,木片半成品配比为桉木85~93%、松杂木为7~15%。更佳地,蒸煮压力为0.5~1.0mpa,蒸煮温度为160~180℃,蒸煮时间为2~4min。
33.二、将所述木片与防水剂混合,然后进行热磨得到第一木纤维;
34.优选地,所述防水剂按照重量份计包括:石蜡40~70份、乳化剂3~10份、氨水0.3~2.0份、司盘(80)1~6份、吐温(80)5~9份、水27~57份。所述防水剂的施加量为4.0~13.0kg/m3。所述乳化剂选用硬脂酸钠、十二烷基硫酸钠、硬脂酸中的一种或多种。
35.需要说明的是,本发明提供的防水剂通过对石蜡进行乳化,得到了分散性能更好的防水剂,有利于提高成品的防水性能。
36.三、所述第一木纤维依次经过施胶、固化、干燥处理后,得到第二木纤维;
37.优选地,所述施胶过程中,向所述第一木纤维喷施胶粘剂,所述胶粘剂按照重量份计包括:异氰酸酯微胶囊50.0~65.0份、α-纤维素10.0~16.0份、丙烯酸乳液15~40份、苯乙烯-丙烯酸酯乳液5~18份、环氧树脂8~15份、环氧氯丙烷2~10份。
38.本发明提供的无醛防水地板基材的制备方法,采用无醛复合环保的胶粘剂,所述胶粘剂采用异氰酸酯微胶囊最为主要组分,搭配α-纤维素、丙烯酸乳液、苯乙烯-丙烯酸酯乳液、环氧树脂和环氧氯丙烷,解决了异氰酸酯胶热压粘板严重的问题,大大提升了生产效率。
39.现有技术中,由于异氰酸酯具有很高的反应活性,能和大多数含活泼氢物质发生反应,生成稳定的化学键结合。这造成在人造板的制造过程中,异氰酸酯胶粘剂会与制造装备的垫板牢固地粘接在一起。尤其是在热压过程中,由于异氰酸酯胶粘剂与钢带和压板的反复黏板问题,需要不断使用脱模剂,影响生产连续性,导致生产成本也随之增加。
40.本发明提出对异氰酸酯进行改性处理,具体是制备出异氰酸酯微胶囊,通过微胶囊技术稳定异氰酸酯的释放,使异氰酸酯仅在热压过程中释放在木纤维中间,减少异氰酸酯与钢带和压板的接触,从而明显减少热压粘板严重的问题。另外,本发明通过将异氰酸酯微胶囊与α-纤维素、丙烯酸乳液、苯乙烯-丙烯酸酯乳液、环氧树脂和环氧氯丙烷按特定比例复配,不仅能够提高无醛防水地板基材的内结合强度和物理强度,而且能够进一步降低无醛防水地板基材的甲醛释放量。
41.进一步地,所述异氰酸酯微胶囊采用下述方法制得:
42.s1、将多苯基多亚甲基多异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯混合,得到油相溶液;
43.s2、向聚乙烯醇溶液中加入所述油相溶液,乳化完成后,加入二乙烯三胺和水,得到第一乳液;
44.s3、对所述第一乳液进行加热搅拌,并加入辛醇,反应完成后,得到所述异氰酸酯微胶囊。
45.本发明通过特定的制备方法合成了以交联的聚乙烯醇为外壳的异氰酸酯微胶囊,所述异氰酸酯微胶囊不仅能够与所述胶粘剂中的其它组分相结合,以增加所述胶粘剂的结合强度。而且微胶囊技术能够避免异氰酸酯过多地与钢带和压板的接触,热压过程中在机械外力的作用下,异氰酸酯能够精准地释放在的木纤维中间,提高木纤维之前的结合强度。
46.优选地,步骤s1中,所述基多亚甲基多异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯的加入量之比为(2~6):(1~2)。
47.步骤s2中,按照重量份计,向40~80份聚乙烯醇溶液中加入30~60份所述油相溶液,乳化完成后,加入1~4份二乙烯三胺和50~80份水,得到第一乳液。
48.步骤s3中,按照重量份计,对所述第一乳液进行加热,升温至55~70℃,升温速度为5~8℃/min,搅拌速度为200~500r/min,加入1~4份辛醇,继续反应1~1.5h,得到所述异氰酸酯微胶囊。
49.在上述优选地的制备工艺条件下,制备得到的异氰酸酯微胶囊外壳的致密性较好,而且具有一定的机械强度,能够有效地保护高反应活性的异氰酸酯芯液,并且能够在热压过程中释放异氰酸酯芯液完成木纤维粘结。
50.接下来,施胶处理后进行固化处理。优选地,所述固化过程中,向施胶处理后的所
述第一木纤维喷施固化剂,所述固化剂按照重量份计包括:三乙醇胺10.0~15.0份、二乙醇胺1.0~5.0份、聚乙二醇2.0~7.0份、水69~87.0份,乙二酸5~10份,二月桂酸二丁基锡1~6份。更佳地,所述胶粘剂的施加量为20-40kg/m3;所述固化剂的施加量为0.3-1.3kg/m3。
51.需要说明的是,本发明提供的固化剂能够加快固化速度,所述固化剂中含有-oh、-cooh、-nh2官能团,官能团中的活泼氢与异氰酸酯胶黏剂的异氰酸基能快速反应生成氨基甲酸酯、取代脲、羧酸酐,生成物继续与异氰酸酯反应生成带支链高聚物,支链的加长和交联提高了胶黏剂的胶合、耐热、耐水性能。
52.四、所述第二木纤维热压成型后得到无醛防水地板基材;
53.优选地,所述热压成型过程中:热压温度为180~190℃,热压因子为20~30.0s/mm,热压加压为4~20mpa。
54.相应地,本发明还提供了一种无醛防水地板基材,所述无醛防水地板基材由上述无醛防水地板基材的制备方法制得。所述无醛防水地板基材的甲醛释放量小于0.01mg/m3,远小于国家标准gb 18580-2017要求的0.124mg/m3,同时所述无醛防水地板基材内结合强度高,静曲强度高,防水性能好。
55.下面以具体实施例进一步说明本发明:
56.实施例1
57.本实施例提供一种无醛防水地板基材的制备方法:
58.一、木材削片、筛选、蒸煮软化,得到木片;
59.二、将所述木片与防水剂混合,然后进行热磨得到第一木纤维;
60.所述防水剂按照重量份计包括:石蜡50.0份、硬脂酸5.0份、氨水1.0份、司盘(80)4份、吐温(80)7份、水33份。所述防水剂的施加量为10kg/m3。
61.三、所述第一木纤维依次经过施胶、固化、干燥处理后,得到第二木纤维;
62.所述施胶过程中,向所述第一木纤维喷施胶粘剂,所述胶粘剂按照重量份计包括:异氰酸酯微胶囊55份、α-纤维素12份、丙烯酸乳液18份、苯乙烯-丙烯酸酯乳液10份、环氧树脂11份、环氧氯丙烷4份。
63.所述异氰酸酯微胶囊采用下述方法制得:
64.s1、将多苯基多亚甲基多异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯按照2:1的质量比混合,得到油相溶液;
65.s2、向60份聚乙烯醇溶液中加入50份所述油相溶液,乳化完成后,加入3份二乙烯三胺和60份水,得到第一乳液;
66.s3、对所述第一乳液进行加热升温至65℃,升温速度为7℃/min,搅拌速度为300r/min,加入3份辛醇,继续反应1.5h,得到所述异氰酸酯微胶囊。
67.所述固化过程中,向施胶处理后的所述第一木纤维喷施固化剂,所述固化剂按照重量份计包括:三乙醇胺13份、二乙醇胺3份、聚乙二醇5份、水69份,乙二酸6份,二月桂酸二丁基锡4份。
68.所述胶粘剂的施加量为30kg/m3;所述固化剂的施加量为1kg/m3。
69.四、所述第二木纤维热压成型后得到无醛防水地板基材;
70.热压温度180℃,热压因子为20.0s/mm,热压过程采用三段加压,分别为18mpa、4mpa和15mpa。
71.实施例2
72.本实施例提供一种无醛防水地板基材的制备方法:
73.一、木材削片、筛选、蒸煮软化,得到木片;
74.二、将所述木片与防水剂混合,然后进行热磨得到第一木纤维;
75.所述防水剂按照重量份计包括:石蜡50.0份、硬脂酸5.0份、氨水1.0份、司盘(80)4份、吐温(80)7份、水33份。所述防水剂的施加量为10kg/m3。
76.三、所述第一木纤维依次经过施胶、固化、干燥处理后,得到第二木纤维;
77.所述施胶过程中,向所述第一木纤维喷施胶粘剂,所述胶粘剂按照重量份计包括:异氰酸酯微胶囊65份、α-纤维素15份、丙烯酸乳液30份、苯乙烯-丙烯酸酯乳液15份、环氧树脂12份、环氧氯丙烷5份。
78.所述异氰酸酯微胶囊采用下述方法制得:
79.s1、将多苯基多亚甲基多异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯按照3:2的质量比混合,得到油相溶液;
80.s2、向70份聚乙烯醇溶液中加入50份所述油相溶液,乳化完成后,加入3份二乙烯三胺和65份水,得到第一乳液;
81.s3、对所述第一乳液进行加热升温至65℃,升温速度为8℃/min,搅拌速度为200r/min,加入3份辛醇,继续反应1.5h,得到所述异氰酸酯微胶囊。
82.所述固化过程中,向施胶处理后的所述第一木纤维喷施固化剂,所述固化剂按照重量份计包括:三乙醇胺15份、二乙醇胺4份、聚乙二醇7份、水70份,乙二酸7份,二月桂酸二丁基锡5份。
83.所述胶粘剂的施加量为30kg/m3;所述固化剂的施加量为1kg/m3。
84.四、所述第二木纤维热压成型后得到无醛防水地板基材;
85.热压温度180℃,热压因子为20.0s/mm,热压过程采用三段加压,分别为18mpa、4mpa和15mpa。
86.实施例3
87.本实施例提供一种无醛防水地板基材的制备方法:
88.一、木材削片、筛选、蒸煮软化,得到木片;
89.二、将所述木片与防水剂混合,然后进行热磨得到第一木纤维;
90.所述防水剂按照重量份计包括:石蜡50.0份、硬脂酸5.0份、氨水1.0份、司盘(80)4份、吐温(80)7份、水33份。所述防水剂的施加量为10kg/m3。
91.三、所述第一木纤维依次经过施胶、固化、干燥处理后,得到第二木纤维;
92.所述施胶过程中,向所述第一木纤维喷施胶粘剂,所述胶粘剂按照重量份计包括:异氰酸酯微胶囊50份、α-纤维素10份、丙烯酸乳液18份、苯乙烯-丙烯酸酯乳液5份、环氧树脂8份、环氧氯丙烷2份。
93.所述异氰酸酯微胶囊采用下述方法制得:
94.s1、将多苯基多亚甲基多异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯按照3:1的质量比混合,得到油相溶液;
95.s2、向50份聚乙烯醇溶液中加入40份所述油相溶液,乳化完成后,加入3份二乙烯三胺和60份水,得到第一乳液;
96.s3、对所述第一乳液进行加热升温至70℃,升温速度为7℃/min,搅拌速度为400r/min,加入3份辛醇,继续反应1.5h,得到所述异氰酸酯微胶囊。
97.所述固化过程中,向施胶处理后的所述第一木纤维喷施固化剂,所述固化剂按照重量份计包括:三乙醇胺13份、二乙醇胺3份、聚乙二醇5份、水69份,乙二酸6份,二月桂酸二丁基锡4份。
98.所述胶粘剂的施加量为30kg/m3;所述固化剂的施加量为1kg/m3。
99.四、所述第二木纤维热压成型后得到无醛防水地板基材;
100.热压温度180℃,热压因子为20.0s/mm,热压过程采用三段加压,分别为18mpa、4mpa和15mpa。
101.对实施例1-3制得的无醛防水地板基材进行测试,按《gb/t17657-2013人造板及饰面人造板理化性能实验方法》、《gb/t11718-2009中密度纤维板》、《ly/t 1611-2011地板基材用纤维板》、《gb 18580-2017室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》进行相关检测。
102.同时,对热压过程中的粘板问题进行测试,测试方法为:观察热压后的物料外观,统计外观受损部位的个数和受损部位的面积,总计受损面积=0定义为0级,0<总计受损面积<总表面积的2%定义为1级,总表面积的2%≤总计受损面积<总表面积的4%定义为2级,总表面积的4%≤总计受损面积<总表面积的6%定义为3级,总表面积的6%≤总计受损面积<总表面积的8%定义为4级,总计受损面积≥总表面积的8%定义为5级。以上测试结果如表1所示。
103.表1 实施例1-3制得的无醛防水地板基材的测试结果
[0104] 实施例1实施例2实施例3规格mm10.610.610.6密度g/cm3857827861含水率%6.97.05.8表结合mpa1.931.741.68内结合强度mpa1.511.371.422h沸水内结合强度mpa0.420.320.35静曲强度mpa49.142.545.224h吸水厚度膨胀率%6.27.86.0甲醛释放量mg/m3<0.0050.0050.005热压粘板问题测试0级1级1级
[0105]
由表1可知,本发明提供的无醛防水地板基材,甲醛释放量小于0.01mg/m3,远小于国家标准gb 18580-2017要求的0.124mg/m3,同时所述无醛防水地板基材内结合强度高,静曲强度高,防水性能好。更重要的是,本发明在制备过程中解决了异氰酸酯胶热压粘板严重的问题,大大提升了生产效率。
[0106]
以上所述是发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
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