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CN107779165A - 一种无醛生物质胶黏剂及其应用于无醛纤维板的制造 - Google Patents

一种无醛生物质胶黏剂及其应用于无醛纤维板的制造 Download PDF

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Abstract

本发明属于木材加工技术领域，涉及胶黏剂，特别涉及一种无醛生物质胶黏剂及其应用于无醛纤维板的制造。一种无醛生物质胶黏剂，按质量百分比包括：生物质无醛胶黏剂，占比20～50%，PMDI，占比4～8%，余量为水性聚酰胺。本发明还公开了所制备的无醛生物质胶黏剂的应用，即无醛纤维板的制造工艺。本发明使用蛋白类天然高分子为主剂，具有性能好、成本低、可再生、环境友好等特点。通过静态混合的方式，使得PMDI液滴被分散包覆形成微胶囊颗粒，而与水和木纤维隔离，采用特定的纤维板制造工艺，所生产的纤维板甲醛含量几乎为0mg/m3，远远低于国家标准；同时纤维板交接强度及耐水性能也得到提高，达到“GB/T 11718‑2009中潮湿状态下使用的家具型中密度纤维板”要求。

Description

一种无醛生物质胶黏剂及其应用于无醛纤维板的制造
技术领域
本发明属于木材加工技术领域，涉及胶黏剂，特别涉及一种无醛生物质胶黏剂及其应用于无醛纤维板的制造。
背景技术
随着社会发展水平的提高和人们环保意识的增强，对纤维板及其衍生的家具和强化地板等提出了更高的要求，尤其是甲醛释放量限量要求越来越严格。纤维板是人造板的主要品种之一，主要以木质纤维或其他植物纤维为原料，经纤维制备，施加合成树脂，在加热加压条件下，压制成的一种板材。胶粘剂在纤维板产品更新换代和技术进步中扮演着十分重要的角色，已经成为决定人造板工业发展水平的一个关键环节。
目前，无醛添加纤维板的主要生产工艺技术是：依托现有生产线，采用纯PMDI胶水，调整改造施胶系统，优化热压工艺，生产无醛添加纤维板。该工艺技术存在的主要问题：生产成本高；施胶、干燥管道易堵塞而清理时间长；板坯易粘压机钢带而脱模剂消耗量高；纤维含水率低，降低了产能；纤维板含水率低而脆性大，后续加工刀具消耗高，板材易变形。本发明为克服上述问题，采用一种新型无醛胶黏剂生产制造出无甲醛添加纤维板。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是公开一种无醛胶黏剂和无醛纤维板制造工艺。
本发明的一个目的是公开了一种无醛生物质胶黏剂，包括以下三种成分(质量百分比)：
生物质无醛胶黏剂，占比20～50％；
PMDI，占比4～8％；
余量为水性聚酰胺，购自慧智科技(中国)有限公司，型号PIW-050；
其中，所述生物质无醛胶黏剂包括(质量百分比)：
蛋白类天然高分子粉剂，25～40％；
助剂，0.5～1％；
余量为水。
所述蛋白类天然高分子粉剂购自加拿大ECOSYNTHETIX公司，型号为E060125；
所述助剂包括抗菌剂、防霉剂、碱性氢氧化物，质量组分如下(质量百分比)：
抗菌剂，购自大连百傲化学股份有限公司，型号MIT-20，占比35％；
防霉剂，购自南通博大生化有限公司，型号XK-01C，占比60％；
10％氢氧化钠水溶液，占比5％。
所述生物质无醛胶黏剂生产包括以下步骤：
A、依配比，在反应釜中加入水，搅拌加碱液调pH至10～12；
B、边搅拌边加入蛋白类天然高分子粉剂；
C、待蛋白类天然高分子粉剂全部溶于水中，加入助剂，搅拌均匀；
D、出样。
所生产无醛生物质胶黏剂理化性能如下：
外观：深黄色粘稠液体；固含量：25～40％；pH：8～9；粘度：150～350。
本发明还有一个目的，是公开了所制备的无醛生物质胶黏剂的应用，即无醛纤维板的制造工艺，具体步骤包括：
木材剥皮→削片→筛选→水洗→蒸煮→纤维分离→调施胶→纤维干燥→铺装成型→预压→热压→冷却→砂光→检验分等→包装入库；
所述调施胶步骤中，无醛胶黏剂三种主要成分生物质无醛胶黏剂、PMDI、水性聚酰胺通过静态混合器充分混合均匀后直接喷涂到纤维表面；施胶量6～10％(相对于绝干纤维)，优选8％；56-58号半精炼石蜡的添加量为1％(相对于绝干纤维)；
所述干燥步骤中，干燥后的纤维含水率在8～11％；
所述热压步骤中，热压温度为190～240℃，采用五段温度区，热压压力0～4MPa，最高压力4MPa。
本发明所公开的无醛胶黏剂包含水性聚酰胺、生物质无醛胶黏剂和PMDI，通过静态混合的方式，使得PMDI液滴被分散包覆形成微胶囊颗粒，而与水和木纤维隔离，降低了PMDI预固化速率，在施胶和干燥过程中降低了施胶和干燥管道堵塞的风险，提升了胶水的综合性能。
有益效果
本发明所公开的无醛胶黏剂包含三种主要成分，分别是水性聚酰胺、生物质无醛胶黏剂、PMDI。生物质无醛胶黏剂使用蛋白类天然高分子为主剂，具有性能好、成本低、可再生性、环境友好等特点。通过添加无醛胶黏剂，采用特定的纤维板制造工艺，所生产的纤维板甲醛含量几乎为0mg/m3，远远低于国家标准，同时纤维板交接强度及耐水性能也得到提高，达到了“GB/T 11718-2009中潮湿状态下使用的家具型中密度纤维板”要求，克服了现有无醛纤维板板材成本与性能之间的矛盾。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本发明，但本发明并不局限于以下实施例。
实施例1
本发明首先制备生物质无醛胶黏剂，原料包含：
水，69％，
蛋白类天然高分子粉剂，30％，
助剂，1％；
所述助剂中，抗菌剂占35％，防霉剂占60％，10％氢氧化钠水溶液占5％；
生物质无醛胶黏剂生产工艺包括以下步骤：
A：在反应釜中加入69％的水，搅拌加碱液调pH至10～12；
B:边搅拌边加入蛋白类天然高分子粉剂，总量为30％；
C:待蛋白类天然高分子粉剂全部溶于水中，加入1％的助剂，搅拌30min；
D:出样。
无醛纤维板的制造工艺，经过剥皮、削片、筛选、水洗、蒸煮、纤维分离、调施胶、纤维干燥、铺装成型、预压、热压、冷却、砂光、检验分等、包装入库等15道工序。
所述调施胶工序中，无醛胶黏剂施胶量7％(相对于绝干纤维)，其中生物质无醛胶黏剂占25％，水性聚酰胺占70％，PMDI占5％；56-58号半精炼石蜡的添加量为1％(相对于绝干纤维)；
所述干燥步骤中，干燥后的含水率在8～11％；
所述热压步骤中，热压温度为190～240℃，采用五段温度区，热压压力0～4MPa，最高压力4MPa。
所述成品板一检测数据见表1。
表1成品板一检测数据
检测项目 单位 标准规定值 检验结果
厚度 mm 11.7
静曲强度 MPa ≥26 36.2
弹性模量 MPa ≥2500 3465
内结合强度 MPa ≥0.6 1.43
表结合强度 MPa ≥0.8 1.37
24h吸水厚度膨胀率 ％ ≤12 6.2
甲醛释放量 mg/m3 ≤0.124 0.012
实施例2
本发明首先制备生物质无醛胶黏剂，原料包含：
水，65％；
蛋白类天然高分子粉剂，34％；
助剂，1％；
所述助剂中，抗菌剂占35％，防霉剂占60％，10％氢氧化钠水溶液占5％；
生物质无醛胶黏剂生产工艺包括以下步骤：
A：在反应釜中加入65％的水，搅拌加碱液调pH至10～12；
B:边搅拌边加入蛋白类天然高分子粉剂，总量为34％；
C:待蛋白类天然高分子粉剂全部溶于水中，加入1％的助剂，搅拌30min；
D:出样。
无醛纤维板的制造工艺，经过剥皮、削片、筛选、水洗、蒸煮、纤维分离、调施胶、纤维干燥、铺装成型、预压、热压、冷却、砂光、检验分等、包装入库等15道工序。
所述调施胶工序中，无醛胶黏剂施胶量8％(相对于绝干纤维)，其中生物质无醛胶黏剂占30％，水性聚酰胺占63％，PMDI占7％；56-58号半精炼石蜡的添加量为1％(相对于绝干纤维)；
所述干燥步骤中，干燥后的含水率在8～11％；
所述热压步骤中，热压温度为190～240℃，采用五段温度区，热压压力0～4MPa，最高压力4MPa。
所述成品板二检测数据见表2。
表2成品板二检测数据
检测项目 单位 标准规定值 检验结果
厚度 mm 11.7
静曲强度 MPa ≥26 34.7
弹性模量 MPa ≥2500 3386
内结合强度 MPa ≥0.6 1.49
表结合强度 MPa ≥0.8 1.41
24h吸水厚度膨胀率 ％ ≤12 5.8
甲醛释放量 mg/m3 ≤0.124 0.015
实施例3
本发明首先制备生物质无醛胶黏剂，原料包含：
水，68％；
蛋白类天然高分子粉剂，31％；
助剂，1％；
所述助剂中，抗菌剂占35％，防霉剂占60％，10％氢氧化钠水溶液占5％；
生物质无醛胶黏剂生产工艺包括以下步骤：
A：在反应釜中加入68％的水，搅拌加碱液调PH至10～12；
B:边搅拌边加入蛋白类天然高分子粉剂，总量为31％；
C:待蛋白类天然高分子粉剂全部溶于水中，加入1％的助剂，搅拌30min；
D:出样。
无醛纤维板的制造工艺，经过剥皮、削片、筛选、水洗、蒸煮、纤维分离、调施胶、纤维干燥、铺装成型、预压、热压、冷却、砂光、检验分等、包装入库等15道工序制造无醛纤维板。
所述调施胶工序中，无醛胶黏剂施胶量10％(相对于绝干纤维)，其中生物质无醛胶黏剂占35％，水性聚酰胺占57％，PMDI占8％；56-58号半精炼石蜡的添加量为1％(相对于绝干纤维)；
所述干燥步骤中，干燥后的含水率在8～11％；
所述热压步骤中，热压温度为190～240℃，采用五段温度区，热压压力0～4MPa，最高压力4MPa。
所述成品板三检测数据见表3。
表3成品板三检测数据
检测项目 单位 标准规定值 检验结果
厚度 mm 11.7
静曲强度 MPa ≥26 35.6
弹性模量 MPa ≥2500 3510
内结合强度 MPa ≥0.6 1.47
表结合强度 MPa ≥0.8 1.39
24h吸水厚度膨胀率 ％ ≤12 5.3
甲醛释放量 mg/m3 ≤0.124 0.014
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种无醛生物质胶黏剂，按质量百分比包括：
生物质无醛胶黏剂，占比20～50%，
PMDI，占比4～8%，
余量为水性聚酰胺；
其中，所述生物质无醛胶黏剂包括：
蛋白类天然高分子粉剂，25～40%；
助剂，0.5～1%；
余量为水。
2.根据权利要求1所述无醛生物质胶黏剂，其特征在于：所述水性聚酰胺购自慧智科技（中国）有限公司，型号PIW-050。
3.根据权利要求1所述无醛生物质胶黏剂，其特征在于：所述蛋白类天然高分子粉剂购自加拿大ECOSYNTHETIX公司，型号为E060125。
4.根据权利要求1所述无醛生物质胶黏剂，其特征在于：所述助剂包括抗菌剂、防霉剂、碱性氢氧化物，其中，按质量百分比，
抗菌剂，购自大连百傲化学股份有限公司，型号MIT-20，占比35%；
防霉剂，购自南通博大生化有限公司，型号XK-01C，占比60%；
10%氢氧化钠水溶液，占比5%。
5.根据权利要求1所述无醛生物质胶黏剂，其特征在于：其理化性能为外观，深黄色粘稠液体；固含量，25～40%；pH，8～9；粘度，150～350。
6.制造如权利要求1所述生物质无醛胶黏剂的工艺，其特征如下，包括如下步骤：
A、依配比，在反应釜中加入水，搅拌加碱液调pH至10～12；
B、边搅拌边加入蛋白类天然高分子粉剂；
C、待蛋白类天然高分子粉剂全部溶于水中，加入助剂，搅拌均匀；
D、出样。
7.一种如权利要求1-5任意所述无醛生物质胶黏剂的应用，其特征在于：将其应用于无醛纤维板的制造工艺。
8.一种如权利要求7所述无醛纤维板的制造工艺，包括：木材剥皮→削片→筛选→水洗→蒸煮→纤维分离→调施胶→纤维干燥→铺装成型→预压→热压→冷却→砂光→检验分等→包装入库，其特征在于：所述调施胶步骤中，无醛胶黏剂三种成分生物质无醛胶黏剂、PMDI、水性聚酰胺通过静态混合器充分混合均匀后直接喷涂到纤维表面；施胶量相对于绝干纤维6～10%，优选8%； 56-58号半精炼石蜡的添加量相对于绝干纤维为1%。
9.根据权利要求8所述无醛纤维板的制造工艺，其特征在于：所述干燥步骤中，干燥后的纤维含水率在8～11%。
10.根据权利要求8所述无醛纤维板的制造工艺，其特征在于：所述热压步骤中，热压温度为190～240℃，采用五段温度区，热压压力0～4MPa，最高压力4MPa。
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