一種人造板用酚醛樹脂複合型固化劑及其應用的製作方法

2023-07-21 19:50:16 1

本發明涉及人造板用固化劑，具體地說，涉及一種熱固性酚醛樹脂複合型固化劑。

背景技術：

人造板生產是一種高效利用和節約利用木材資源的有效途徑，目前，人造板工業已經成為木材加工行業的支柱產業。2014年我國人造板產量已達3.0億立方米，需要木材膠黏劑1500萬噸以上。然而，由於我國人造板行業同質化競爭較為嚴重，為了更低成本，所產人造板95％以上使用脲醛樹脂及其改性產品，耐水、耐候性較差，只能用於家具、地板及室內裝飾裝修，難以於室外進行使用。

酚醛樹脂在生產耐水、耐候人造板製品中相比脲醛樹脂有著無可比擬的優勢，且具有更高的強度，在國外有著廣泛的應用。但酚醛樹脂膠粘劑固化溫度高、固化速度慢(一般要在130～160℃下熱壓才能得到好的膠合強度)，造成生產效率低、能量和設備消耗大，這對酚醛樹脂在我國的推廣使用產生了極大的障礙。

國內關於酚醛樹脂快速固化的專利並不多，如公開號CN101067016A的專利申請公開了一種混合酸性滷族化合物作為固化劑的快速固化的酚醛樹脂，但主要用作浸漬樹脂；公開號CN103834337A的專利申請公開了一種以多聚甲醛、六次甲基四胺、乙二醛溶液或甲醛溶液的一種作為固化劑製作的木結構用的快速固化的酚醛樹脂。以上兩個技術方案對於人造板用酚醛樹脂的快速固化的研究有借鑑意義，但針對性較差，而且即使真正用於人造板工業也沒有顯出較好的效果。公開號CN104212123A的專利申請公開了一種包括多羥甲基脲混合物、碳酸鹽、有機酯類化合物、聚乙烯醇和水復 合的鹼性酚醛樹脂用固化劑，該技術方案對人造板用酚醛樹脂的快速固化有很好地指導意義，但製備上較繁瑣。因此，亟需一種真正貼合人造板生產實際，簡便有效的人造板用酚醛樹脂複合型固化劑。

技術實現要素：

為了解決現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種人造板用酚醛樹脂複合型固化劑及其應用。

為了實現本發明目的，本發明的技術方案如下：

第一方面，本發明提供了一種人造板用酚醛樹脂複合型固化劑，其由碳酸酯和碳酸氫鹽以1.0～1.5:1.0～2.0的質量比組成。

其中，所述碳酸酯為碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯中的一種或多種。

其中，所述碳酸氫鹽為碳酸氫鈉和/或碳酸氫鉀。

作為優選，當所述固化劑由碳酸氫鈉和碳酸丙烯酯以1.5:2.0的質量比組成時，其與酚醛樹脂膠黏劑配合使用製備膠合板時，能夠更好的提高膠合板的膠合強度。

所述固化劑的製備方法為：在碳酸氫鹽中加入碳酸酯，攪拌均勻，即得。

第二方面，本發明提供一種膠合板，其為利用本發明所述固化劑與酚醛樹脂膠黏劑進行膠合板的壓制。

進一步地，所述膠合板的製備方法為：

將所述固化劑按酚醛樹脂膠黏劑質量的1.5～2.0％與其(酚醛樹脂膠黏劑)混合，利用混合後的膠黏劑將膠合板所用單板在110～120℃的條件下熱壓成型。

所述酚醛樹脂膠黏劑為熱固性酚醛樹脂，粘度要求在40℃時的格氏管中測量2～3秒。

作為優選，所述固化劑按酚醛樹脂膠黏劑質量的2.0％與其混合，能夠提高膠合板的膠合強度，並縮短平均凝膠時間，提高了酚醛樹脂 的固化速度。

更為優選，將膠合板所用單板在1.0MPa，115～120℃的條件下熱壓成型，能夠實現最佳的膠合強度，並達到是最佳的固化速度。

本發明所述膠合板可為本領域常規製備的任何膠合板，所述膠合板所用單板也可為本領域常規使用的單板。

在本發明的具體實施例中，以楊木單板製備三層楊木單板膠合板為例，用以說明本發明技術方案，但並不用來限制本發明請求保護的範圍。

本發明的有益效果在於：

本發明針對現有酚醛樹脂複合型固化劑的針對性差、效果不佳、配製繁瑣的缺點，提供一種人造板用酚醛樹脂複合型固化劑，所述固化劑能夠顯著降低固化溫度、提高固化速度，對人造板工業有著良好的針對性。本發明在此基礎上還提供了一種膠合板及其製備方法，所述方法簡潔易行，使固化劑各組分對酚醛樹脂的固化起促進作用，除了提高固化速度、降低固化溫度外，還能提高所生產人造板的力學性能(如膠合板的膠合強度)。

本發明所述固化劑中的碳酸酯類組分，可以迅速提高酚醛樹脂的粘度，對人造板的預壓性有很好的幫助；本發明所述固化劑中的碳酸氫鹽類組分，起潛伏固化的作用，在熱壓過程中與碳酸酯類作用，協同完成固化，更好地提高人造板強度。

所述固化劑製備方法簡單，具有良好的社會效益、環境效益和經濟效益，可促進當前我國節能減排的基本國策的推行。

具體實施方式

以下以具體實施例詳述本發明。

以下實施例中所用原料均為市購得到，無需進行前處理。

所用酚醛樹脂膠黏劑粘度：40℃時格氏管2～3秒。

所用單板為楊木單板，規格40*40cm2，單面塗膠24g。

製備三層楊木膠合板的熱壓壓力為1.0MPa，熱壓時間5min，熱壓溫度設為110℃和120℃。

實施例1

一種人造板用酚醛樹脂複合型固化劑的製備，碳酸酯與碳酸氫鹽的質量比為1.0:1.0，具體步驟如下：

將30g碳酸氫鈉放入到反應器中，加入30g碳酸丙烯酯，攪拌5min至均勻，即得所述人造板用酚醛樹脂複合型固化劑。

將所述固化劑與4000g酚醛樹脂膠黏劑(按固化劑佔膠黏劑質量的1.5％計)混合後，利用其進行楊木膠合板的壓制，製備三層楊木單板的熱壓壓力為1.0MPa，熱壓時間5min，熱壓溫度設為110℃和120℃。

所得膠合強度見表1。

實施例2

一種人造板用酚醛樹脂複合型固化劑的製備，碳酸酯與碳酸氫鹽的質量比為1.5:2.0，具體步驟如下：

將40g碳酸氫鈉放入到反應器中，加入30g碳酸丙烯酯，攪拌5min至均勻，即得所述人造板用酚醛樹脂複合型固化劑。

將所述固化劑與4670g酚醛樹脂膠黏劑(按固化劑佔膠黏劑質量的1.5％計)混合後，利用其進行楊木膠合板的壓制，製備三層楊木單板的熱壓壓力為1.0MPa，熱壓時間5min，熱壓溫度設為110℃和120℃。

所得膠合強度見表1。

實施例3

一種人造板用酚醛樹脂複合型固化劑的製備，碳酸酯與碳酸氫鹽的質量比為1.0:1.0，具體步驟如下：

將30g碳酸氫鈉放入到反應器中，加入30g碳酸丙烯酯，攪拌5min至均勻，即得所述人造板用酚醛樹脂複合型固化劑。

將所述固化劑與3000g酚醛樹脂膠黏劑(按固化劑佔膠黏劑質量的2.0％計)混合後，利用其進行楊木膠合板的壓制，製備三層楊木單板的熱壓壓力為1.0MPa，熱壓時間5min，熱壓溫度設為110℃和120℃。

所得膠合強度見表1。

實施例4

一種人造板用酚醛樹脂複合型固化劑的製備，碳酸酯與碳酸氫鹽的質量比為1.5:2.0，具體步驟如下：

將40g碳酸氫鈉放入到反應器中，加入30g碳酸丙烯酯，攪拌5min至均勻，即得所述人造板用酚醛樹脂複合型固化劑。

將所述固化劑與3500g酚醛樹脂膠黏劑(按固化劑佔膠黏劑質量的2.0％計)混合後，利用其進行楊木膠合板的壓制，製備三層楊木單板的熱壓壓力為1.0MPa，熱壓時間5min，熱壓溫度設為110℃和120℃。

所得膠合強度見表1。

實施例5

一種人造板用酚醛樹脂複合型固化劑的製備，碳酸酯與碳酸氫鹽的質量比為1.0:1.0，具體步驟如下：

將15g碳酸氫鈉放入到反應器中，加入15g碳酸丙烯酯，攪拌5min至均勻，即得所述人造板用酚醛樹脂複合型固化劑。

將所述固化劑與2000g酚醛樹脂膠黏劑(按固化劑佔膠黏劑質量的1.5％計)混合後，測量110℃和120℃下的凝膠時間，所得數據見表2。

實施例6

一種人造板用酚醛樹脂複合型固化劑的製備，碳酸酯與碳酸氫鹽的質量比為1.5:2.0，具體步驟如下：

將20g碳酸氫鉀放入到反應器中，加入15g碳酸二甲酯，攪拌 5min至均勻，即得所述人造板用酚醛樹脂複合型固化劑。

將所述固化劑與2300g酚醛樹脂膠黏劑(按固化劑佔膠黏劑質量的1.5％計)混合後，測量110℃和120℃下的凝膠時間，所得數據見表2。

實施例7

一種人造板用酚醛樹脂複合型固化劑的製備，碳酸酯與碳酸氫鹽的質量比為1.0:1.0，具體步驟如下：

將20g碳酸氫鈉放入到反應器中，加入20g碳酸丙烯酯，攪拌5min至均勻，即得所述人造板用酚醛樹脂複合型固化劑。

將所述固化劑與2000g酚醛樹脂膠黏劑(按固化劑佔膠黏劑質量的2.0％計)混合後，測量110℃和120℃下的凝膠時間，所得數據見表2。

實施例8

一種人造板用酚醛樹脂複合型固化劑的製備，碳酸酯與碳酸氫鹽的質量比為1.5:2.0，具體步驟如下：

將20g碳酸氫鈉放入到反應器中，加入15g碳酸丙烯酯，攪拌5min至均勻，即得所述人造板用酚醛樹脂複合型固化劑。

將所述固化劑與1750g酚醛樹脂膠黏劑(按固化劑佔膠黏劑質量的2.0％計)混合後，測量110℃和120℃下的凝膠時間，所得數據見表2。

表1 固化劑組分不同配比及其不同添加量所壓楊木單板的平均膠合強度

上述膠合強度按GB/T9846-2004中Ⅰ類膠合板方法檢測

表2 固化劑組分不同配比及其不同添加量的平均凝膠時間

從表1、表2可以看出，本發明固化劑能明顯地降低酚醛樹脂的固化溫度，提高了酚醛樹脂的固化速度，並提高了酚醛樹脂的膠合強度。建議生產採取115℃～120℃的溫度區間使用本發明，這樣可達到最佳效果。

雖然，上文中已經用一般性說明及具體實施方案對本發明作了詳盡的描述，但在本發明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬於本發明要求保護的範圍。