一種茶多酚改性環保人造板的製備方法
2023-12-05 11:22:46 1
一種茶多酚改性環保人造板的製備方法
【技術領域】
[0001 ]本發明屬於家裝建材技術領域，涉及一種添加茶多酚的環保人造板製備方法。
【背景技術】
[0002] 甲醛是危害人體健康的一大殺手，家庭裝修使用的人造板類木質材料均不同程度 的含有甲醛汙染。
[0003] 茶葉中的某些成分可與甲醛反應，起到吸附甲醛的作用。王金權基於前人關於茶 葉與甲醛反應的研究和報導，採用一定濃度的煮（泡）茶葉水、聚乙二醇、硫脲、尿素配製復 方溶液進行調膠，使用改性後的膠水壓制膠合板，得到甲醛釋放量較低的膠合板。鄧飛英等 對茶葉去除甲醛的機理進行分析，發現茶葉除了有物理吸附作用外，兒茶素上的酚羥基有 很強的還原能力，可與甲醛發生反應。郭漫笳等人公開了一種添加茶葉末和茶多酚的人造 板，該人造板由木材原料、茶葉末、茶多酚、粘合劑、阻燃劑和防腐劑組成，步驟是將木材原 料處理、預蒸、乾燥、添加混合材料和人造板成型。此人造板應用於室內裝修和家具中時，不 僅能夠抑制和殺滅室內的細菌，而且還能去除木材和室內的甲醛，起到淨化空氣的作用。屠 幼英等公開了一種含有茶、茶提取物或茶製品廢棄物的人造板製備方法，直接使用茶葉末 為原料，與膠粘劑混合壓製成板材，能顯著降低刨花板的游離甲醛釋放。陳龍弟公開了一種 除甲醛人造板材，採用含有茶多酚的甲醛清除劑塗敷人造板材的方法達到除甲醛的目的。 趙興才等公開了一種含有茶多酚的木地板及其製備方法，通過在基板側面和表面塗敷有含 有茶多酚的表漆，使得木地板具有茶多酚的特性，不僅可以散發茶多酚的氣味，而且也利於 吸收重金屬、甲醛等有害物質。這些文獻和專利證明茶多酚與甲醛發生反應，可用於人造板 生產和使用過程中降低甲醛。
[0004] 上述現有技術主要可分為三種形式:一種是直接以茶葉末、茶梗壓制人造板的方 式，由於茶梗纖維長度較短，很難像木材纖維壓制的人造板那樣形成交聯結構，只能壓制厚 度較薄的板材，利用領域受到很大限制。加之茶梗中含有的纖維素成分僅為木材的五分之 一左右，而纖維素在植物體內起支撐作用，直接決定板材的力學性能。由於茶梗中含有纖維 素較少，使用茶梗壓制的板材雖然甲醛釋放量降低，力學性能較傳統人造板也有下降。利用 茶及茶的衍生物製造環保人造板的另一種方式是在人造板生成過程中添加茶葉末、茶梗或 茶多酚，這一方式適用於刨花板、纖維板等微結構單元板材的製造，但由於茶葉末、茶梗或 茶多酚等與木材纖維、刨花形態不同，密度差異，施膠、板材鋪裝時容易造成鋪裝不均勻，影 響板材整體材質。而且，直接添加茶多酚到板材內，成本高昂，較難打開市場。第三種利用形 式是通過茶水、茶多酚改性膠粘劑或油漆，再以塗刷等形式用於人造板材，這種方法主要可 以改善板材局部性能，對於改性劑沒有塗刷到的位置板材性能未發生改善。
【發明內容】
[0005] 針對現有技術採用直接添加茶葉末及茶製品的方法不適用於單板、板材類產品的 製備，且原料不能重複使用，成本較高，生產出的產品材質不均，影響強度，本發明提供了一 種新型環保家裝材料一茶多酚改性環保人造板的製備方法，使用浸漬茶多酚水溶液的方法 對木質結構單元處理，生產材質均勻、膠合強度好、成本低廉、甲醛釋放量低的人造板產品。
[0006] 本發明的目的是通過以下技術方案實現的：
[0007] -種茶多酚改性環保人造板的製備方法，採用一定量茶多酚粉劑配製水溶液，通 過常壓浸泡或真空-加壓浸漬的方式對纖維、刨花、木材單板和板材等結構單元改性處理， 使用處理後的木材結構單元經乾燥、塗膠、熱壓製備低甲醛釋放量的人造板。具體步驟如 下：
[0008] 一、將茶多酚粉劑加水配製成質量分數為2~10%的茶多酚水溶液。
[0009] 二、調節茶多酚溶液pH值至5~7。
[0010] 三、根據人造板構成結構單元不同，使用茶多酚水溶液對結構單元進行常壓浸泡 或加壓浸漬處理對浸漬改性。
[0011] 四、對浸漬改性處理後的結構單元進行乾燥、拌膠、鋪裝、組坯、熱壓、裁邊，製備茶 多酚改性環保人造板。
[0012] 上述方法中，所述人造板結構單元為木材刨花、纖維、單板或板材。製備的人造板 對應為刨花板、纖維板、膠合板、細木工板及實木複合地板基材。
[0013] 上述方法中，所述人造板結構單元為刨花、纖維和單板時，使用茶多酚水溶液對結 構單元進行常壓浸泡，浸泡時間為30~45min。
[0014] 上述方法中，所述人造板結構單元為板材時，使用茶多酚水溶液對結構單元進行 加壓浸漬處理。
[0015] 茶多酚是提取自茶葉的多酚類物質，主要由表兒茶素、表兒茶素沒食子酸醋、表沒 食子兒茶素、表沒食子兒茶素沒食子酸醋等4種成分組成，已被證實茶多酚易與甲醛發生反 應。本發明採用先對木質結構單元使用茶多酚水溶液浸漬改性(常壓和真空-加壓），後根據 成品類型按照傳統人造板生產方法進行製備。相比於現有技術，本發明具有如下優點：
[0016] 1、成本低廉。茶葉來源廣，我國每年有大量低檔茶和碎茶末剩餘，可用來提取茶多 酚，而且用於浸泡(加壓浸漬）的茶多酚水溶液可重複使用。
[0017] 2、產品甲醛釋放量大幅降低。例如，採用濃度為6%茶多酚水溶液浸泡過的樺木單 板生產的膠合板與相同工藝條件下生產的普通樺木膠合板相比，前者甲醛釋放量僅為後者 的四分之一。
[0018] 3、產品物理性質發生改變。根據木材材種和茶多酚水溶液濃度的不同，生產出的 產品顏色呈現深淺出不同紅色，高貴美觀，而且能夠散發淡茶香，給人帶來愉悅。
[0019] 4、綜合性能提高。產品在降低甲醛釋放量的基礎上膠合性能、力學性能並未發生 明顯變化。
【附圖說明】
[0020] 圖1為茶多酚改性人造板生產工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0021] 下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步的說明，但並不局限於此，凡是對本 發明技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍，均應涵蓋 在本發明的保護範圍中。
[0022]【具體實施方式】一:本實施方式提供了一種茶多酚改性環保人造板的製備方法，如 圖1所示，具體步驟如下：
[0023] 一、將茶多酚粉劑加水配製成質量分數為2~10%的茶多酚水溶液。茶多酚粉劑為 淡黃至黃棕色粉末，易溶於水及乙醇，有效物質含量為85%。根據產品需要選擇適宜的茶多 酚水溶液濃度，出於產品成本和茶多酚溶解性考慮，茶多酚水溶液濃度不宜過高，因此建議 質量分數為10%以下。
[0024]二、由於茶多酚水溶液自然pH值為強酸性溶液，浸泡過程可能對木材纖維進行破 壞，故調節茶多酚溶液pH值至5~7。
[0025]三、根據人造板構成結構單元不同，對結構單元進行常壓浸泡或加壓浸漬處理。 [0026]刨花板、纖維板及膠合板的構成單元分別為木材刨花、纖維、單板，這些結構單元 厚度較薄(不超過lcm)，而茶多酚分子較小，易溶於水，採用常壓浸泡方法即可使茶多酚分 子進入木材，達到改性的目的。試驗發現，對於質量分數10%的茶多酚水溶液，浸泡超過 30min後單板增重率隨時間變化不大，對於質量分數6%的茶多酚水溶液，浸泡超過45min後 單板隨時間延長增重緩慢，因為對於較小尺寸的木材結構單元，一定時間後木材孔隙基本 被藥劑填滿，繼續延長浸泡時間意義不大，故可根據生產實際選擇合適的浸泡時間。對於具 有一定厚度的板材，例如用於細木工板製造的板材厚度在3~25mm，可選用真空-加壓浸漬 裝置對木材進行真空-加壓浸漬。具體方法為在真空度為〇 . 〇98MPa的環境中抽真空0.5~ 1.5小時，使用茶多酚水溶液浸漬木材，浸漬壓力0.8~1.2MPa。使用茶多酚水溶液處理後的 木材結構單元需根據最終產品形式選擇其後續生產工藝。
[0027]四、對於纖維、刨花類單元，可使用乾燥箱或乾燥窯進行乾燥處理，再進行拌膠、鋪 裝、組坯、熱壓、裁邊等工藝製成纖維板、刨花板等。對於單板類單元，為防止直接乾燥木材 發生幹縮翹曲變形，採用熱壓機進行烘乾，方法是將適量單板放於預熱到150°C的熱壓板 上，上下板同時加熱，但不施加壓力，當單板不再有水蒸氣冒出時，認為乾燥完成，再進行塗 膠、鋪裝、熱壓、裁邊等工藝製成膠合板或單板飾面板等。對於板材類單元則可使用乾燥箱 或乾燥窯進行乾燥處理，再進行塗膠、鋪裝、熱壓、裁邊等工藝製成細木工板、實木複合地板 基材等。熱壓參數根據產品不同進行調整，具體可根據材種、膠種的不同參照現有產品的生 產參數。成品顏色為暗紅色，散發淡茶香。
[0028]表1人造板構成結構單元及其對應人造板產品製備方式
【具體實施方式】 [0030] 二:本實施方式提供了一種茶多酚改性環保刨花板的製備方法，具 體步驟如下：
[0031] 一、將茶多酚粉劑加水配製成質量分數為10%的茶多酚水溶液。
[0032] 二、調節茶多酚溶液pH值至中性。
[0033] 三、對木材刨花進行常壓浸泡45min。
[0034] 四、對茶多酚浸泡過的刨花使用乾燥窯進行乾燥處理，再進行拌膠、鋪裝、組坯、熱 壓、裁邊等工藝製成刨花板。
【具體實施方式】 [0035] 三:本實施方式提供了一種茶多酚改性環保纖維板的製備方法，具 體步驟如下：
[0036] -、將茶多酚粉劑加水配製成質量分數為6%的茶多酚水溶液。
[0037]二、調節茶多酚溶液pH值至6。
[0038] 三、對木材纖維進行常壓浸泡30min。
[0039] 四、對茶多酚浸泡過的木材纖維使用乾燥箱進行乾燥處理，再進行拌膠、鋪裝、組 坯、熱壓、裁邊等工藝製成纖維板。
【具體實施方式】 [0040] 四：本實施方式提供了一種茶多酚改性環保膠合板的製備方法，具 體步驟如下：
[0041] -、將茶多酚粉劑加水配製成質量分數為6%的茶多酚水溶液。
[0042] 二、調節茶多酚溶液pH值至6.5。
[0043] 三、對單板進行常壓浸泡35min。
[0044]四、將茶多酚浸漬過的單板放於預熱到150°C的熱壓板上，上下板同時加熱，但不 施加壓力，當單板不再有水蒸氣冒出時，認為乾燥完成，再進行塗膠、鋪裝、熱壓、裁邊等工 藝製成膠合板。
[0045]將本實施方式製成的膠合板(b組)與未經浸泡的單板在同一熱壓工藝下製成的膠 合板(a組)進行膠合強度和甲醛釋放量對比，實驗結果如表2和3所示。可看出使用本實施方 式製備的膠合板與常規工藝製備膠合板膠合強度差別不大，甲醛釋放量較常規膠合板明顯 降低。
[0046]表2膠合板膠合強度測試結果
[0048]表3膠合板甲醛釋放量測試結果
【具體實施方式】 [0050] 五:本實施方式提供了一種茶多酚改性環保樺木裝飾單板的製備方 法，具體步驟如下：
[0051] -、將茶多酚粉劑加水配製成質量分數為6%的茶多酚水溶液。
[0052] 二、調節茶多酚溶液pH值至6.5。
[0053] 三、對樺木單板進行常壓浸泡40min。
[0054] 四、將茶多酚浸漬過的單板放於預熱到150°C的熱壓板上，上下板同時加熱，但不 施加壓力，當單板不再有水蒸氣冒出時，認為乾燥完成，製成茶多酚改性樺木裝飾單板。
[0055]
【具體實施方式】六:本實施方式提供了一種茶多酚改性環保細木工板的製備方法， 具體步驟如下：
[0056] -、將茶多酚粉劑加水配製成質量分數為10%的茶多酚水溶液。
[0057] 二、調節茶多酚溶液pH值至5.5。
[0058]三、在真空度為0.098MPa的環境中抽真空1小時，使用茶多酚水溶液浸漬板材(細 木工板的構成單元，用於細木工板的板芯），浸漬壓力1. 〇MPa。
[0059]四、使用乾燥窯進行乾燥處理，再進行塗膠、鋪裝、熱壓、裁邊等工藝製成細木工 板。
【具體實施方式】 [0060] 七:本實施方式提供了一種茶多酚改性環保實木複合地板基材的制 備方法，具體步驟如下：
[0061] -、將茶多酚粉劑加水配製成質量分數為8%的茶多酚水溶液。
[0062]二、調節茶多酚溶液pH值至6.0。
[0063]三、在真空度為0.098MPa的環境中抽真空1.5小時，使用茶多酚水溶液板材，浸漬 壓力 1.2MPa。
[0064]四、使用乾燥窯進行乾燥處理，再進行塗膠、鋪裝、熱壓、裁邊等工藝製成實木複合 地板基材。
【主權項】
1. 一種茶多酚改性環保人造板的製備方法，其特徵在於所述製備方法步驟如下： 一、 將茶多酚粉劑加水配製成質量分數為2~10 %的茶多酚水溶液； 二、 調節茶多酚溶液pH值至5~7; 三、 根據人造板構成結構單元不同，使用茶多酚水溶液對結構單元進行常壓浸泡或加 壓浸漬處理； 四、 對處理後的結構單元進行乾燥、拌膠、鋪裝、組坯、熱壓、裁邊，即得茶多酚改性環保 人造板。2. 根據權利要求1所述的茶多酚改性環保人造板的製備方法，其特徵在於所述人造板 為刨花板、纖維板、膠合板、細木工板和實木複合地板基材等。3. 根據權利要求1所述的茶多酚改性環保人造板的製備方法，其特徵在於所述人造板 為刨花板、纖維板或膠合板時，使用茶多酚水溶液對結構單元進行常壓浸泡。4. 根據權利要求3所述的茶多酚改性環保人造板的製備方法，其特徵在於所述常壓浸 泡時間為30~45min。5. 根據權利要求1所述的茶多酚改性環保人造板的製備方法，其特徵在於所述人造板 為細木工板、實木複合地板基材時，使用茶多酚水溶液對結構單元進行加壓浸漬處理。6. 根據權利要求5所述的茶多酚改性環保人造板的製備方法，其特徵在於所述加壓浸 漬處理的具體方法為:在真空度為0. 〇98MPa的環境中抽真空0.5~1.5小時，使用茶多酚水 溶液浸漬木材，浸漬壓力〇 · 8~1 · 2MPa。7. 根據權利要求1所述的茶多酚改性環保人造板的製備方法，其特徵在於所述人造板 為刨花板、纖維板或細木工板、實木複合地板基材時，使用乾燥箱或乾燥窯進行乾燥處理。8. 根據權利要求1所述的茶多酚改性環保人造板的製備方法，其特徵在於所述人造板 為膠合板時，採用熱壓機進行烘乾。
【專利摘要】一種茶多酚改性環保人造板的製備方法，屬於家裝建材技術領域。針對現有技術採用直接添加茶葉末及茶製品的方法不適用於單板、板材類產品的製備，且原料不能重複使用，成本較高，生產出的產品材質不均，影響強度，所述製備方法步驟如下：一、將茶多酚粉劑加水配製成質量分數為2～10％的茶多酚水溶液。二、調節茶多酚溶液pH值至5～7。三、根據人造板構成結構單元不同，使用茶多酚水溶液對結構單元進行常壓浸泡或加壓浸漬處理對浸漬改性。四、對浸漬改性處理後的結構單元進行乾燥、拌膠、鋪裝、組坯、熱壓、裁邊，即得茶多酚改性環保人造板。本發明具有成本低廉、產品甲醛釋放量大幅降低、產品物理性質發生改變和綜合性能提高的優點。
【IPC分類】B27K3/02, B27K3/34, B27K3/08
【公開號】CN105710945
【申請號】CN201610224029
【發明人】張佳彬, 高丹丹, 黃海兵, 張豔紅
【申請人】黑龍江省木材科學研究所