強化木地板基材低摩爾比改性脲醛膠粘劑的製作方法

2023-04-25 10:43:21

專利名稱：：強化木地板基材低摩爾比改性脲醛膠粘劑的製作方法
技術領域：
：本發明涉及人造板生產類使用的改性脲醛膠粘劑，尤其以應用於強化木地板基材生產用的三聚氰胺改性脲醛膠的製造方法。
背景技術：
：強化木地板從1994年進入國內巿場，以其優良的性能及適中的價位在竟爭激烈的地板巿場中迅速崛起，在我國地板市場中佔有率以平均每年約30%的速度遞增。目前囯內強化木地板生產企業眾多，2007年生產能力達到22000萬m2。作為強化木地板的基材，主要有中密度纖維板即MDF和均質刨花板。目前在國內外只有少量的強化木地板以均質刨花板作為基材，絕大部分的強化木地板是以MDF作為基材進行生產。由於脲醛膠具有膠接強度高、固化快、色澤淺、成本低，而且原料易得、生產技術成熟和使用方便等優點，我國MDF製造9(T/。以上釆用脲醛樹脂膠。強化木地板作為室內裝修的主要材料之一應用廣泛。隨著人們生活水平的不斷提高，對居室環境的要求也越來越高，綠色裝飾材料的理念已深入人心，因此，地板產品的甲醛釋放問題越來越受到人們的關注。甲醛是一種十分活潑的化學物質。在常溫下甲醛呈氣態揮發於空氣中，它有特殊的氣味會刺激人們的眼睛和呼吸道黏膜。歐共體和美國環境保護署(EPA)已將甲醛列為可能致癌的物質，我國也已制定出有關限制人造板甲醛釋放量的標準和法規。用脲醛樹脂製造的人造板製品具有甲醛釋放量大，耐水、耐老化性差的缺點，在當今環保安全意識日益增強的情況下，如何降低人造板製品的甲醛釋放量，克服其耐水性差等缺點，已經是一個刻不容緩的問題。目前國內外生產環保El級強化木地板基材的工藝路線大體分為兩個類型一種方法是採用降低膠粘劑的摩爾比，改進位膠工藝、對脲醛樹脂膠進行改性、在膠中添加甲醛捕捉劑、優選固化劑、改進固化劑用量等。另一種方法是對板材進行後期氨燻處理。在專用的處理室內，使氨與板材中的游離甲醛反應生成六次甲基四銨，這種反應可以在板中一步完成。釆用氨燻處理基材可以達到El級環保要求，板材的物理力學性能也沒有不利影響，但是基材內殘留氨氣帶來了新的室內汙染問題。目前國內外主要通過低摩爾比的改性脲醛膠來降低甲醛釋放量。很多研究和生產表明，降低脲醛樹脂中游離甲醛的含量，是減少板材甲醛釋放量的主要途徑之一，同時改變尿素甲醛投料摩爾比，調整樹脂的反應工藝，分批投加尿素及改進位板的熱壓工藝等也是很有效的途徑。目前MDF用脲醛樹脂正在向低摩爾比方向發展，但是過低的摩爾比還會導致樹脂的性能降低，貯存穩定性下降，固化時間變長，熱壓周期增加，生產效率降低，提高了製造成本。降低甲醛、尿素摩爾比的關鍵是選擇一個合適的比值，它既能保證膠粘劑有優良的性能，又能使板子的甲醛釋放量達到國家標準的要求。此外，在制膠過程中加入改性劑、甲醛捕捉劑也是近年來國際上比較流行的做法。如使用環狀結構胺類、醯胺類、銨鹽等，通過樹脂合成共聚、後期添加捕捉可以有效地減少游離甲醛的釋放，同時增強樹脂的膠合強度及防水性能。因此，這些方法目前還處於不斷研究、逐步完善並擴大應用範圍的階段。
發明內容本發明的目的是提供一種超低摩爾比配方改性脲醛膠粘劑，膠產品色澤淺、低游離甲醛含量、固化時間適中。製得的強化木地板基材纖維板符合GB18580-2001《室內裝飾裝修材料人造板及其製品中甲醛釋放量》El級標準要求的人造板，特別是24h吸水厚度膨脹率低於10%。本發明採用的技術方案是本發明的低摩爾比改性脲醛膠粘劑包括以下重量配比的組分甲醛300份，尿素208213份，三聚氰胺21.5~29.5份，聚乙烯醇0.0~2.0份，三乙醇胺0.0~0.15份，硼砂0.0~1.5份。重量配比優選甲醛300份，尿素210~213份，三聚氰胺26.5~".5份,聚乙烯醇0.0~1.0份，三乙醇胺O.12~0.15份，硼砂O.1~1.5份。本發明低摩爾比改性脲醛膠粘劑的製造方法是，甲醛一次投入，在45~90溫度下，尿素分兩次加入，改性劑一次投入，充分攪拌混合後，依次在中性或弱鹼性、弱酸性、弱鹼性介質中反應。改性劑優選三聚氰胺、聚乙烯醇中至少一種。第一次、第二次尿素加入量分別為尿素總量的40~50%，50~60%。工藝過程依次進行以下步驟①在反應釜中，加入甲醛、三聚氰胺，開動攪拌，升溫到45~65°C,保溫20-30分鐘。②檢測pH值，調pH=8.0~9.0，加入第一次尿素，繼續升溫到80~90°C，保溫1Q~3G分鐘。③檢驗pH值，三次調pH.值直到4.2~5,0，達到塗-4杯粘度為12~16秒。④加入三乙醇胺，加鹼調pH-8.0~9.0，加入第二次尿素，保溫2040分鐘。加入硼砂後冷卻。6冷卻至39。C,調pH=7.0~8.0,放料。本發明的優點是1、本改性脲醛膠的製造簡單，易於生產操作，對設備、生產工藝條件要求不高，大部分人造板企業的制膠車間無需要增加設備便可生產，無需增加設備投資。2、本改性脲醛膠對纖維板製造具有良好的膠合強度，游離甲醛含量為0.03%~0.12%，原料來料廣，成本相對較低。3、本發明改性脲醛膠，開創了強化木地板生產降醛，防水性能方面的新局面。利用本發明改性膠，生產的強化木地板基材，其重要質量指標如甲醛釋放量、吸水厚度膨脹率、靜曲強度、尺寸穩定性及翹曲變形等都符合GB/T11718-1999《中密度纖維板》標準優等品和GB18580-2001《室內裝飾裝修材料人造板及其製品中甲醛釋放量》El級標準要求。4、利用本發明膠配合熱壓工藝生/^的E1級強化木地板基材，力學性能好，膠耗低，防水性好，生產成本具有很強的巿場竟爭優勢。具體實施例方式實施例11、原料配方tableseeoriginaldocumentpage6注甲醛與尿素+三聚氰胺的摩爾比為0.99具體反應步驟包括①在反應釜加入甲醛，加氫氧化鈉溶液調pH=8.0~9.0,加入三聚氰胺，開動攪拌，升溫到4565'C,保溫2030分鐘。②檢測pH值，加氫氧化鈉溶液調pH-8.0~9.0，加入第一次尿素，繼續升溫到8090。C,保溫1030分鐘。③檢驗pH值，三次加甲酸溶液調pH..值到4.2~5.0，達到塗-4杯粘度為12~16秒。④加氫氧化鈉溶液調pH=8.0~9.0,加入第二次尿素，保溫20~40，後冷卻。冷卻至39°C，加氫氧化鈉溶液調pH=7.0~8.0,放料。產品質量指標tableseeoriginaldocumentpage6El膠反應時間6小時，生產成本1726元/噸。實施例21、優選原料配方tableseeoriginaldocumentpage7注甲醛與尿素+三聚氰胺的摩爾比為0.99具體反應步驟包括①在反應釜加入甲醛，加氫氧化鈉溶液調PH=8.0-9.0,加三聚氰胺，開動攪拌，升溫到4565'C,保溫2030分鐘。②檢測pH值，加氫氧化鈉溶液調pH-8.0~9.0,加入第一次尿素，繼續升溫到8090'C，保溫10~30分鐘。③檢驗pH值，三次加甲酸溶液調pH值到4.2-5.0，達到塗-4杯粘度為12~16秒。④加入三乙醇胺，加氫氧化鈉溶液調pH-8.0~9.0,加入第二次尿素，保溫20~40分鐘。⑤加入硼砂後冷卻。冷卻至39。C，加氫氧化鈉溶液調pH=7.0~8.0，放料。產品質量指標tableseeoriginaldocumentpage7El膠反應時間6小時，生產成本1819元/噸。實施例31、原料配方原料重量(kg)含量(％)備註甲醛1500037.0%尿素1040046.3%Ul=4800U2=5600三聚氰胺147599.9%聚乙烯醇1001799#(聚合度型號)三乙醇胺7.5.85%硼砂7585%工業級甲酸適量15%氫氧化鈉適量40%注甲醛與尿素+三聚氰胺的摩爾比為0.99具體反應步驟包括①在反應釜加入甲醛、聚乙烯醇，升溫到45-55'C到完全溶解。②加氫氧化鈉溶液調pH-8.0~9.0，加三聚氰胺，開動攪拌，升溫到55~65°C,保溫2030分鐘。③檢測pH值，加氫氧化鈉溶液調pH=8.0~9.0,加入第一次尿素，繼續升溫到80-9(TC,保溫10-30分鐘。④檢驗pH值，三次加甲酸溶液調pH值直到4.2-5.0,達到塗-4杯粘度為12~16秒。⑤加入三乙醇胺，加氫氧化鈉溶液調pH=8.0~9.0，加入第二次尿素，保溫20~40分鐘。⑥加入硼砂後冷卻。⑦冷卻至3『C，加氫氧化鈉溶液調pH=7.0-8.0，放料。產品質量指標tableseeoriginaldocumentpage8El膠反應時間6小時，生產成本1890元/噸。實施例4將實施例1的改性脲醛膠用於生產El級強化木地板基材生產。生產時執行如下工藝施膠量按230kg/m3，施蠟量按10.8kg/m3,硫酸銨固化劑按幹膠量的2.5%，在連續平壓生產線上，壓機速度270mm/s,5個區熱壓溫度分別為220,232,225，205,185。按GB/T17657-1999《人造板及飾面人造板理化性能實驗方法》對產品性能進行檢測，甲醛釋放量用穿孔法檢測。使用上述工藝生產13.3mm規格的強化木地板基材用纖維板，按照上述方法和設備檢測其理化性能和甲醛釋放量。檢測結果如見表1表1強化木地板基材用纖維板性能檢測結果規格施膠量(kg/m3)固化劑用量(％)密度(kg/m3)靜曲強度(MpeO吸水厚度膨脹率(%)內結合強度(Mpa)甲醛釋放量(mg/100g)13.3mm2352.581230.718.871.395.65國標要求450880》20《10》0.55《9由表1可以看出，當本發明的改性脲醛膠的摩爾比為0.99時，生產的13.3mm的強化木地板基材的甲醛釋放量為5.65mg/100g,低於國家標準的小於9mg/100g的El級要求。吸水厚度膨脹率為8.87%,低於國家標準要求的小於10%。實施例5將實施例2的改性脲醛膠用於生產El級強化木地板基材生產。生產時執行如下工藝施膠量按235kg/m3，施蠟量按10.5kg/m3,硫酸銨固化劑按幹膠量的2.5%,在連續平壓生產線上，壓機速度260mm/s，5個區熱壓溫度分別為225,230，228，205，185。按GB/T17657-1999《人造板及飾面人造板理化性能實驗方法》對產品性能進行檢測，甲醛釋放量用穿孔法檢測。使用上述工藝生產13.3mm規格的強化木地板基材用纖維板，按照上述方法和設備檢測其理化性能和甲醛釋放量。檢測結果如見表1表1強化木地板基材用纖維板性能檢測結果tableseeoriginaldocumentpage10由表1可以看出，當本發明的改性脲醛膠的摩爾比為0.99時，生產的13.3mm的強化木地板基材的甲醛釋放量為5.92mg/100g,低於囯家標準的小於9mg/100g的El級要求。吸水厚度膨脹率為7.11%，低於國家標準要求的小於10%。實施例6將本發明實施例3改性脲醛膠用於El級強化木地板施膠量按236kg/m3，施蠟量按llkg/m3，硫酸銨固化劑按幹膠量的2.5%，在連續平壓生產線上，壓機速度260隨/s,5個區熱壓溫度分別為225,230，228,205，185。按GB/T17657-1999《人造板及飾面人造板理化性能實驗方法》對產品性能進行檢測，甲醛釋放量用穿孔法檢測。使用上述工藝生產13.3規格的強化木地板基材用纖維板，按照上述方法和設備檢測其理化性能和甲醛釋放量。檢測結果如見表2表2強化木地板基材用纖維板性能檢測結果tableseeoriginaldocumentpage10由表2可以看出，當本發明的改性脲醛膠的摩爾比為0.99時，生產的13.3腿的強化木地板基材的甲醛釋放量為4.98mg/100g,低於國家標準的小於9mg/100g的El級要求。吸水厚度膨脹率為6.91%，低國家標準要求的小於10%。權利要求1.一種強化木地板基材低摩爾比改性脲醛膠粘劑，其特徵是包括以下重量配比的組分甲醛300份，尿素208～213份，三聚氰胺21.5～29.5份，聚乙烯醇0.0～2.0份，三乙醇胺0.0～0.15份，硼砂0.0～1.5份。2.根據權利要求l所述的低摩爾比改性脲醛膠粘劑，其特徵是所述重量配比優選甲醛300份，尿素210~213份，三聚氰胺26.5~29.5份，聚乙烯醇0.0~1.0份,三乙醇胺O.12~0.15份，硼砂O.1~1.5份。3.根據權利要求1或2所述的低摩爾比改性脲醛膠粘劑，其特徵是改性劑優選三聚氰胺、聚乙烯醇中至少一種。4.根據權利要求l或2所述的低摩爾比改性脲醛膠粘劑的製備方法，其特徵是甲醛一次投入，在4590溫度下，尿素分兩次加入，改性劑一次投入，充分攪拌混合後，依次在中性或弱鹼性、弱酸性、弱鹼性介質中反應。5.根據權利要求4所述的低摩爾比改性脲醛膠粘劑的製備方法，其特徵是第一次、第二次尿素加入量分別為尿素總量的40~50%，50~60%。6.根據權利要求4、5所述的低摩爾比改性脲醛膠粘劑的製備方法，其特徵包括以下依次進行的步驟①在反應釜中加入甲醛，加氫氧化鈉溶液調pH=8.0~9.0，加三聚氰胺，開動攪拌，升溫到4565'C，保溫20~30分鐘。②檢測pH值，加氫氧化鈉溶液調p1^8.0~9.0，加入第一次尿素，繼續升溫到8090。C，保溫1030分鐘。③檢驗pH值，三次加甲酸溶液調pH值直到4.2-5.0，達到塗-4杯粘度為12~16秒。④加入三乙醇胺，加氫氧化鈉溶液調pH=8.0~9.0,加入第二次尿素，保溫20~40分鐘。⑤加入硼砂後冷卻。⑥冷卻39°C，加氫氧化鈉溶液調pH=7.0~8.0放料。全文摘要本發明公開了一種強化木地板基材低摩爾比改性脲醛膠粘劑，包括以下重量配比的組分甲醛300份，尿素208～213份，三聚氰胺21.5～29.5份，聚乙烯醇0.0～2.0份，三乙醇胺0.0～0.15份，硼砂0.0～1.5份。製備方法是甲醛一次投入，尿素分兩次加入，改性劑一次投入，充分攪拌混合後，依次在中性或弱鹼性、弱酸性、弱鹼性介質中反應。本改性脲醛膠製造簡單，易於生產操作，人造板企業的制膠車間無需要增加設備便可生產。游離甲醛含量為0.03％～0.12％，原料來料廣，成本相對較低。利用本改性膠生產的強化木地板基材，符合標準要求。力學性能好，膠耗低，防水性好。文檔編號C09J9/00GK101580683SQ20091011412公開日2009年11月18日申請日期2009年6月5日優先權日2009年6月5日發明者盧勝高,張祖慶,馬丁息,黃慶平申請人:廣西豐林木業集團股份有限公司