木粉膩子及其製備方法
2023-05-07 04:06:56 3
專利名稱：木粉膩子及其製備方法
技術領域：
本發明是有關於一種木粉膩子及其製備方法，特別是關於一種可以用於木材底塗的木粉膩子及其製備方法。
背景技術：
我國是一個森林資源相對匱乏的國家，隨著世界範圍內森林資源的減少和我國「天然林保護工程」的實施，原有的木材及其製品供需矛盾日益突出。大面積人工速生林(杉木、溼地松、楊樹、泡桐、桉樹、相思等)的種植，就是為了緩解木材資源的日益緊張狀況。由於這些人工林木材生長周期短、密度低、組織結構疏鬆，尤其是一些徑級小的木材、在加工利用過程中，存在許多新問題，除了幹縮溼脹率較大且不均勻，導致尺寸穩定性差、容易開裂變形外，松木、杉木等樹種的節疤、蟲眼、裂紋、碰傷等很多，作為加工門窗框用料時經常需要用膩子填平這些缺陷。那麼膩子的品質對於加工製品的質量會有顯著的影響。
目前在修補加工材料中常用的膩子主要為水性碳酸鈣膩子，耐水性和附著力較差，在潮溼環境中與材料之間的附著力會進一步下降，帶來的結果就是易開裂和易脫落，當用於修補例如門窗框料等材料時，顯然影響了建築質量。尤其是出口的杉木、松木等材質的實木門等建築裝飾製品，通常是使用這些膩子塗飾後，噴漆，裝入貨櫃，經過海上長途運輸，運到美國或加拿大後，常有5％～10％的產品在連接部位、節子周邊出現裂縫、局部油漆脫落等問題，嚴重者節子脫落，加大了修補的難度，導致產品的返修率居高不下。
木粉做為一種可再生的生物質材料，如果作為主要填料代替碳酸鈣使用調製膩子，除了透氣性好，調製出的膩子還將具有木材本身的顏色，符合廣大消費者尤其是外國消費者的審美情趣。
近年來也有一些關於添加有木粉的修補用膩子產品的報導。例如，CN1051374A公開了一種水溶性玻璃膩子，該種膩子是以氯化鎂、石英粉、氧化鎂、木粉、鈣鎂磷硫酸亞鐵六種粉末混合而成，使用時加水混合均勻，其最佳配方中木粉含量4.5％，主要用作填充劑改善膩子的柔韌性。CN1361212A公開了一種裝飾用修補膩子膏，該膩子膏是以黃土粉、滑石粉、膠粘劑、顏料、木粉、水、纖維素為原料，用於裝飾過程中的修補，以追求色澤與木材一致的效果。CN1506427A公開了一種木業專用多功能填料及其配製工藝，該填料中含有15～40％的木粉或玉米芯粉、秸稈粉，主要用於脲醛樹脂膠中的填料，製作膠合板。
這些技術中木粉僅起輔助的填充作用，最主要的原料還是滑石粉、石英粉等無機材料，木粉的優勢並沒有得到充分體現，這些含木粉的膩子只是被作為局部修補，適於手工操作。經局部修補後的製品還必須另外加塗底漆，所以，膩子與底漆之間的穩定結合也是需要考慮的問題之一。
綜上所述，在本發明以前的技術中，利用木粉製作膩子的優勢和潛力還有待於進一步的發掘。
發明內容
本發明所要解決的主要技術問題是提供一種利用木粉製備而成的底塗膩子，充分利用和體現了木粉特性，並可通過機械方法實現對木製品實施良好的塗飾。
為有效發揮和體現木粉的特性，本發明還提供了製備上述可用於木材底塗的木粉膩子的工藝方法。
在此基礎上，本發明更提供了使用該木粉膩子塗飾後的木製品，該木製品除具有良好耐久性外，更能顯示木材本身的顏色，提高了裝飾效果。
本發明首先提供一種木粉膩子，該木粉膩子的原料組成包括100重量份的白乳膠、15～40重量份的精細木粉、1～3重量份的防黴劑和1～3重量份的固化劑，所述精細木粉的細度在300目～1000目。
本發明提供的木粉膩子是一種具有良好防黴、耐水和塗飾效果的有機超微精細膩子，原料中不再使用製造傳統膩子需要的碳酸鈣、滑石粉、石英粉等無機原料，並要求木粉原料為細度不低於300目的超微精細狀態，而傳統木粉膩子中作為填料加入的木粉細度一般不超過200目，因此本發明的木粉膩子在附著力和耐水性等方面具有傳統膩子不能實現的優勢。
理論上講，本發明的木粉膩子中所用木粉的細度最好儘可能地小，從生產設備和生產成本方面綜合考慮，優選以細度分布500目～600目的木粉為主，最好佔木粉總重量的50％～80％。並且，所適用的精細木粉應該是通過適當方式被乾燥，含水率不超過10％。
根據木材和木粉的特點，本發明的木粉膩子中需要添加適量的防黴劑，優選可以使用低毒性、混溶性好的百菌清、銅唑類防黴劑、ACQ等，均為木材防腐防黴技術領域公知且可商購的防黴處理藥劑，其中，百菌清(CTL)的學名是2，4，5，6-四氯-1，3苯二睛，ACQ是指氨溶烷基胺銅(AmmoniacalCopper Quats)，銅唑類較常見的是銅三唑類製劑，例如本案申請人的在先申請CN200310124153.9中也提供了一種新的銅三唑木材防腐劑，是一種醇溶性銅唑類防黴劑。
為提高膩子的附著力和耐久性，本發明的膩子中使用了適當的固化劑，優選地，所用固化劑為環氧樹脂膠、異氰酸酯膠等常規固化劑，也可以這些膠的混合物作為固化劑，其總量應該按照上述範圍確定。
本發明提供的木粉膩子具有良好的耐水性，且可適用於各種木材來源的木粉，在保證耐水性和附著力的前提下，為降低原料成本，本發明的木粉膩子中也可以包含適量的糊精，根據不同種類木粉之間的性質差異，膩子中的糊精含量以100重量份白乳膠計，應該控制在不多於30重量份，例如可以控制在5～15重量份。可以是各類環狀糊精、麥芽糊精等，本發明對此沒有特別要求。
上述精細木粉具有優良的柔韌性及分散性，與其他原料混合後形成三維網狀結構，能夠增強系統的支撐力和耐久性，提高系統的附著性、密實度和均勻度，由於耐水性和粘接力的提高，用於修補木材缺陷不容易產生開裂和脫落。本案發明人的研究顯示，木粉的比重輕，比表面積大，原料易得，成本低，通過適當混配和加工得到的木粉膩子不僅可用於木材(基材)的缺陷修補，更可替代底漆直接用於木材的底塗，且用木粉膩子塗飾後製品的木質感更強。所以，本發明提供的木材底塗木粉膩子的研製與開發具有重要的現實意義。
本發明還提供這種木粉膩子的製備方法，該方法包括步驟製備細度在300目～1000目的精細木粉；將所製備的木粉與白乳膠按比例混合，得到混合液；向木粉與白乳膠的混合液中添加固化劑、防黴劑等其它原料，充分攪拌，混合均勻，得到木粉膩子產品。
本發明的木粉膩子中使用的白乳膠(聚醋酸乙烯酯乳液)可以直接商購，沒有特殊要求；木粉則可以是各種碎木屑、刨花或其他木材碎料等粉碎而得到的粉末，經任何可行的方法實施超細粉碎成為300～1000目的超細木粉，例如，使用超微粉碎機或氣流分選粉碎機等。為了有效粉碎，可以將木粉原料先初步粉碎，進行乾燥到規定含水率(通常乾燥至含水率10％以下)，再進一步超微粉碎成為精細木粉。優選使木粉粉碎後的細度分布以500～600目為主，最好使該粒度分布的木粉含量佔50％～80％。
具體過程為將超微粉碎後的精細木粉與白乳膠混合，混合比例為每100重量份白乳膠中加入15～40重量份的木粉，優選加入20～40重量份的木粉，充分混合後再加入防黴劑、固化劑和糊精(如果需要)，以100重量份白乳膠為基準，防黴劑和固化劑的加入量分別為1～3份，糊精的加入量為5～15份。在實際製造中，防黴劑和固化劑加入量分別可以是木粉與白乳膠混合物的1％～2％，而糊精的加入量可以是木粉與白乳膠混合物的5％～10％。
將上述原料混合均勻後得到本發明的木粉膩子，其外觀和稠度達到均勻且無結塊，刮塗無障礙。
木粉的超微精細狀態是實現本發明的關鍵，所以，本發明製備所述木粉膩子的具體方法還可以包括以下獲得所需精細木粉的過程首先將木粉原料通過機械式粉碎機粗加工成細度在10～100目的粗木粉；將粗木粉直接乾燥至含水率10％以下；將乾燥後的粗木粉進一步粉碎，得到細度300目～1000目的精細木粉。
或者，將上述10～100目的粗木粉可先加入濃度5％～10％的水溶性脲醛膠、酚醛膠或三聚氰胺膠處理液攪拌均勻，然後再乾燥至含水率10％以下；將乾燥後的粗木粉進一步粉碎，得到細度300目～1000目的精細木粉。
由於各種木材之間存在的特性差異，申請人發現，對粗木粉用水溶性膠處理液進行處理，會有利於進一步的微粉化加工，得到所述的精細木粉。一般情況下，該水溶性膠處理液的量可以為粗木粉質量的5％～30％。
本發明的木粉膩子外觀和稠度可達到容器中無結塊、均勻，刮塗無障礙；經測試，其表面乾燥時間小於5小時；耐水性參照國家標準(GB/T 1733-93)48小時無異常；粘結強度根據建築室內用膩子標準(JGT3049-1998)，大於0.25MPa。另外，本發明的木粉膩子原料易得，成本低廉，並具有木材本身的顏色。因此，將本發明的木粉膩子塗於木材上，木質感強，塗飾效果好，並能提高塗布後的木製品的防腐、耐水等性能。尤其是，本發明使用的木粉可以利用各種木材加工的下腳料，可以是混合使用，也可以根據需要施用的木製品而特定，採用與基料相同樹種的木材原料，這樣得到的木粉膩子與製品(例如門窗框料)的顏色相近，塗飾效果更加顯著。
本發明的木粉膩子的使用方法可以如同傳統的膩子膏，用於對木材進行局部修補如塗飾木材節子、蟲眼、疤痕等部位，可以採用手工操作，用膩刀刮平，乾燥後手工砂光即可。同時，本發明的超微木粉膩子具有木材本身的顏色，更可用於木材底塗，例如用於木質門窗框料等的底塗，採用機械塗飾，能得到均勻的塗層，藉助其木質效果，能代替底漆使用。
另一方面，本發明還提供了一種木製品，其是在木材(基材)表面塗飾了本發明所述的木粉膩子所得到的木製產品。本發明提供的木製品尤其是將木粉膩子代替底漆進行表面塗飾的門或窗等房屋建築裝飾用的框料。由於木粉膩子的上述優點，塗飾後的木製品具有耐水性和穩定性優點，該木粉膩子在提高修飾效果的同時，可以直接代替底漆使用。
本發明還提供了製造所述木製品的方法，即將本發明的木粉膩子塗於木材基料表面而得到木製品的方法。可以採用螺旋進料擠出塗飾工藝(利用螺旋進料機機械塗飾)或手工塗飾，大面積塗飾時應使塗層均勻分布，厚度小於1.0毫米，局部塗飾塗層厚度不受限制；塗層乾燥溫度在60℃～80℃之間，可以通過機械方式乾燥，例如長網乾燥，也也可以採用常溫放置乾燥；乾燥好的產品，砂光油漆，即得到成品。
例如，本發明的一個優選的製造所述木製品的方法可以包括以下步驟採用螺旋進料擠出塗飾工藝，將本發明的木粉膩子塗布於加工好的門窗框料表面，塗層的厚度小於1.0毫米；塗布有木粉膩子的木材在60℃～80℃條件下利用長網乾燥方法乾燥；乾燥好的木材，砂光油漆，即可得到所要求的製品。
利用本發明的木粉膩子塗飾加工木製品，由於可以採用機械或手工塗飾工藝，對木材進行底塗，能實現活節塗蓋、彌補木材表面缺陷，同時不需再次塗底漆，更能體現木質的裝飾效果。如圖1所示，採用本發明的膩子實施底塗，得到的製品斷面可以看到三層結構，即，中間的基料層B和上下表面的膩子層A1和A2。
圖1為表面塗飾了本發明的底塗木粉膩子後的木製品的結構示意圖。
其中，A1、A2表示膩子層，B表示木材基料。
具體實施例方式
下面通過具體實施例進一步詳細說明本發明的木材底塗木粉膩子的特點及其製備方法，但本發明並不因此而受到任何限制。
實施例1將樺木、柞木、楓木等的鋸屑、刨花和碎料通過粉碎機粉碎成100目左右的粗木粉，乾燥該粗木粉至含水率10％以下，採用機械-氣流分選粉碎機(700型(水冷)三星超細環風木粉機，鄭州三星機械製造有限公司)進行精細粉碎至其中60％～80％的細度分布在500～600目的超微精細木粉。
將白乳膠1000克與所得到的超微精細木粉350克混合均勻，然後加入20克百菌清防黴劑，30克已經調好的常溫固化環氧樹脂膠(618環氧膠和593固化劑，按照100份環氧膠加入15份固化劑的比例混合後調勻，作為木粉膩子的固化劑)，和麥芽糊精50克(河北華辰澱粉糖有限公司)，充分攪拌，使各組分混合均勻，得到具有防黴、耐水且塗飾效果好的有機超微精細木粉膩子。
該超微精細有機木粉膩子的外觀和稠度達到容器中無結塊、均勻，不發黴，刮塗無障礙；表面乾燥時間小於5小時；耐水性參照國家標準(GB/T1733-93)48小時無異常；粘結強度根據建築室內用膩子標準(JGT3049-1998)，大於0.25MPa。
實施例2將楊木、杉木、松木等(單一種或混合料)的鋸屑、刨花和碎料通過粉碎機粉碎成100目左右的粗木粉，100重量份的該粗木粉中加入其中總濃度10％～15％的水溶性脲醛膠(或三聚氰胺膠或酚醛膠等)處理液20重量份；採用拌膠的方法攪拌均勻，然後乾燥該粗木粉至含水率10％以下，採用機械-氣流分選粉碎機(700型(水冷)三星超細環風木粉機，鄭州三星機械製造有限公司)進行精細粉碎至其中60％～80％的細度分布在500～600目的超微精細木粉。
將白乳膠1000克與所得到的超微精細木粉300克混合均勻，然後加入20克ACQ防黴劑(奧麒國際貿易有限公司購買)，20克異氰酸酯膠(常州市恆邦化工有限公司)，和麥芽糊精50克(河北華辰澱粉糖有限公司)，充分攪拌，使各組分混合均勻，得到具有防黴、耐水且塗飾效果好的有機超微精細木粉膩子。
該超微精細有機木粉膩子的外觀和稠度達到容器中無結塊、均勻，不發黴，刮塗無障礙；表面乾燥時間小於5小時；耐水性參照國家標準(GB/T1733-93)48小時無異常；粘結強度根據建築室內用膩子標準(JGT3049-1998)，大於0.25MPa。
實施例3在浙江順泰木業有限公司採用本發明的木粉膩子進行出口杉木門框底塗工廠化生產試驗。採用碳酸鈣膩子進行相同的工藝條件進行杉木門框底塗對比試驗。
100公斤白乳膠(北京化工二廠)，加入30公斤超微精細木粉(杉木、松木混合木粉)，2公斤ACQ防黴劑(奧麒國際貿易有限公司購買)，5公斤麥芽糊精(河北華辰澱粉糖有限公司)，充分攪拌，使各組分混合均勻，得到有機超微精細木粉膩子(參見實施例2)。
使用螺旋進料擠出機，塗層厚度控制在0.8毫米，均勻塗飾，長網烘乾機烘乾(溫度65℃，時間8～10分鐘)，然後常溫陳放24小時，表面砂光，噴漆等工序。同碳酸鈣膩子相比，杉木門框底塗木粉膩子後的外觀與木材本身的顏色接近，24小時冷水浸泡無脫落和分層，碳酸鈣膩子底塗後的門框外觀發白，浸泡2小時已經出現脫落和分層。根據建築室內用膩子標準(JGT3049-1998)檢測，溼粘結強度大於0.25Mpa，幹強度大於0.5MPa。噴漆後門框的連接部位和節子部位在溼熱循環試驗中，沒有明顯裂縫。
可以說明，木粉膩子的塗飾性和砂光性都很好，另外，同碳酸鈣膩子相比，木粉膩子的價格低20％～25％。
權利要求
1.一種木粉膩子，該木粉膩子的原料組成包括100重量份的白乳膠、15～40重量份的精細木粉、1～3重量份的防黴劑，1～3重量份的固化劑，所述精細木粉的細度在300目～1000目。
2.根據權利要求2所述的木粉膩子，其中，所述精細木粉中細度在500目～600目的分布佔木粉總重量的50～80％。
3.根據權利要求1或2所述的木粉膩子，其中，所述固化劑為環氧樹脂或異氰酸酯固化劑。
4.根據權利要求1或2所述的木粉膩子，其中，該木粉膩子的原料組成中還包括糊精，糊精含量以100重量份白乳膠為基準不多於30重量份。
5.製備權利要求1～4任一項所述木粉膩子的方法，該方法包括步驟製備細度在300目～1000目的精細木粉；將所製備的精細木粉與白乳膠按比例混合，得到混合液；向精細木粉與白乳膠的混合液中添加其他原料，充分攪拌，混合均勻，得到木粉膩子產品。
6.根據權利要求5所述的製備方法，其中，所述製備精細木粉的步驟包括將木粉原料粉碎成細度在10目～100目的粗木粉；使該粗木粉乾燥至含水率10％以下；將乾燥後的粗木粉進一步粉碎，得到細度300目～1000目的精細木粉。
7.一種木製品，其為採用權利要求1～4任一項所述的木粉膩子作為底塗材料塗飾於基材表面所得到的製品。
8.根據權利要求7所述的木製品，其中，所述木製品是採用所述木粉膩子代替底漆進行表面塗飾的門或窗的框料。
9.製造權利要求7或8所述的木製品的方法，包括步驟採用螺旋進料擠出塗飾工藝或手工塗飾工藝，將權利要求1～4任一項所述的木粉膩子塗布於基材表面，塗層的厚度小於1.0毫米；將塗布有木粉膩子的基材進行乾燥；對乾燥好的基材實施砂光油漆，得到所述木製品。
10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述對塗布有木粉膩子的基材的乾燥為60℃～80℃長網乾燥。
全文摘要
本發明提供了一種木粉膩子及其製備方法，所述的木粉膩子是將100重量份的白乳膠、15～40重量份的木粉、1～3重量份的防黴劑和1～3重量份的固化劑混合均勻後而得到的，其中木粉的細度為300～1000目。該木粉膩子木質感強，可用於木材底塗代替目前使用的底漆，塗飾效果好，同碳酸鈣類的木材膩子相比具有更好的耐水性能和附著性能。本發明同時提供了塗布有所述木粉膩子的木製品及其製造方法。
文檔編號C09D5/34GK1962769SQ20061016497
公開日2007年5月16日 申請日期2006年12月11日 優先權日2006年12月11日
發明者劉君良, 葉克林, 黃培偉, 王洪達 申請人:中國林業科學研究院木材工業研究所