CN111909642A - 一种三聚氰胺甲醛树脂胶、硅酸钙复合地板及生产工艺 - Google Patents
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Abstract
一种三聚氰胺甲醛树脂胶、硅酸钙复合地板及生产工艺，属于绿色节能建材技术领域。三聚氰胺甲醛树脂胶包括采用甲醛和三聚氰胺进行聚合并加入内增塑剂进行改性得到的聚合物，所述内增塑剂选自己内酰胺、丙三醇、二甘醇和工业糖中的一种或多种的组合。硅酸钙复合地板包括基材层和其他功能层，所述基材层为硅酸钙板，各层之间通过上述的三聚氰胺甲醛树脂胶胶粘在一起。三聚氰胺甲醛树脂胶、硅酸钙复合地板及生产工艺，能够实现低压热压条件下的压制效果和胶粘效果。
Description
技术领域
本申请涉及绿色节能建材技术领域，具体而言，涉及一种三聚氰胺甲醛树脂胶、硅酸钙复合地板及生产工艺。
背景技术
硅酸钙板是由硅质材料(主要成分是SiO2，如石英粉、粉煤灰、硅藻土等)、钙质材料(主要成分是CaO，如石灰、电石渣、水泥等)、增强纤维、助剂等按照一定的比例混合，经模压、抄取或流浆、蒸压养护等工序制成的一种新型节能建材。目前，硅酸钙板因其强度高、容重低，并具有良好的可加工性和不燃性，所以被广泛地使用于船舶的隔舱板，吊顶和建筑非承重墙体，以及有防火要求的其他场所。正是由于硅酸钙板具有木材类地板所不具备的防水防潮等优点，还具有以pvc材料为主要塑料类地板所不具备的环保可再生的优点，因此，将硅酸钙板引入地板领域具备众多优势。
在地板领域中，通常将硅酸钙板作为基材层，使用胶粘剂，并通过热压工艺与其他功能层胶合并压实成一体从而形成块状复合地板。但是常规的胶粘剂只有在高压(高于10Mpa的压力)下才具有较好流动性，而硅酸钙板在热压工艺中，高压会对板材，尤其是基材层存在不可逆的损伤，比如开裂等，从而影响后期使用。
因此，目前还没有一种能够同时满足胶粘效果和压制效果的硅酸钙复合地板的生产工艺。
发明内容
本申请实施例的目的在于提出了一种三聚氰胺甲醛树脂胶、硅酸钙复合地板及生产工艺，能够实现低压热压条件下的压制效果和胶粘效果。
本申请是这样实现的：
在第一方面，本申请的示例提供了一种三聚氰胺甲醛树脂胶，其包括采用甲醛和三聚氰胺进行聚合并加入内增塑剂进行改性得到的聚合物，内增塑剂选自己内酰胺、丙三醇、二甘醇和工业糖中的一种或多种的组合。
在上述技术方案中，经过内增塑剂改性得到的三聚氰胺甲醛树脂胶相较于未改性的常规胶粘剂，具有更好的流动性、稳定性和柔韧性，尤其是在低压、热压条件下也具有较好的流动性，因此可以作为硅酸钙复合地板的胶粘剂，在低压、热压条件下就能实现压制效果和胶粘效果。
在本申请的一种可能的实施方式中，甲醛和三聚氰胺的摩尔比为2-3:1；
和/或，内增塑剂的添加量为三聚氰胺用量的10％-20％。
在上述技术方案中，摩尔比为2-3:1的甲醛和三聚氰胺能够几乎全部缩聚形成聚合物；按照三聚氰胺用量的10％-20％的添加一定量的内增塑剂，能够保证内增塑剂几乎全部接枝到聚合物上，对聚合物的改性效果较好。
在本申请的一种可能的实施方式中，内增塑剂为己内酰胺和工业蔗糖；可选地，己内酰胺和工业蔗的质量比为2-3:1。
在上述技术方案中，采用己内酰胺和工业蔗糖，尤其是按照一定用量比例组合而成的内增塑剂，能够获得较好的改性效果。
在本申请的一种可能的实施方式中，还包括渗透剂、脱模剂和固化剂。
在上述技术方案中，渗透剂、脱模剂和固化剂能够增强三聚氰胺甲醛树脂胶作为复合地板的胶粘剂的效果。
在第二方面，本申请的示例提供了一种第一方面提供的三聚氰胺甲醛树脂胶的制备方法，其包括以下步骤：
在搅拌条件下，在甲醛溶液中加入内增塑剂和三聚氰胺，并于80-90℃反应。
在本申请的一种可能的实施方式中，其包括以下步骤：
向反应釜内加入甲醛溶液后开始恒速搅拌，搅拌速度为80-100r/min，调节混合溶液pH值为9.0-9.5，缓慢加入己内酞胺；
将溶液温度升至40-50℃，加入三聚氰胺；
在15min内使反应液温度升到80-90℃，并保温反应20-30min；
加入工业蔗糖，反应液继续保温50-60min后开始测稀释度，反应终点控制为稀释度为230％-200％时，在5min内降温到室温-40℃时放料。
在上述技术方案中，保证甲醛和三聚氰胺发生缩聚反应生产聚合物，并引入己内酞胺和工业蔗糖的支链，从而得到经过己内酞胺和工业蔗糖改性的三聚氰胺甲醛树脂胶。
在第三方面，本申请的示例提供了一种硅酸钙复合地板，其包括基材层和其他功能层，基材层为硅酸钙板，各层之间通过第一方面提供的三聚氰胺甲醛树脂胶胶粘在一起。
在上述技术方案中，采用本申请示例的三聚氰胺甲醛树脂胶作为胶粘剂，能够实现在低压热压条件下制备硅酸钙复合地板的压制效果和胶粘效果，从而保证硅酸钙复合地板的稳定性，不会有开裂和未粘合的情形。
在本申请的一种可能的实施方式中，其包括由下至上依次叠加设置的平衡层、基材层、装饰层、耐磨层；
可选地，基材层的厚度为2-8mm。
在第四方面，本申请的示例提供了一种第三方面提供的硅酸钙复合地板的低压生产工艺，其包括以下步骤：将除基材层以外的其他功能层放入三聚氰胺甲醛树脂胶中进行浸渍处理；
将基材层和浸渍处理后的其他功能层按顺序叠放，并进行热压，热压温度为160-200℃，热压压力为1-10MPa，热压时间为10-50s。
在上述技术方案中，采用三聚氰胺甲醛树脂胶作为胶粘剂，在低压、热压条件下，制备硅酸钙复合地板，工艺简单，产品性能好。
在本申请的一种可能的实施方式中，还包括后续的养生处理，养生温度为25-30℃，养生时长为1-3d。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本申请示例中的一种硅酸钙复合地板的层叠结构示意图。
图标：110-平衡层；120-基材层；130-装饰层；140-耐磨层。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以下将就本申请示例中的三聚氰胺甲醛树脂胶、硅酸钙复合地板及生产工艺进行详尽的描述。
据发明人所知，现有热压工艺会对硅酸钙板造成损伤，因此最好使用低压工艺加工硅酸钙复合地板。但是常规的胶粘剂，比如三聚氰胺二甲醛胶(MF胶，三聚氰胺甲醛树脂胶)本身刚性大，流动性差，只有在高压下才具有较好流动性，故需要对胶粘剂做出改性，以便其在低压工艺下也能具有较好的胶粘效果，从而调整硅酸钙复合地板的加工方法为低压工艺方式，防止板材的损伤，影响后期使用。
有鉴于这样的现实，发明人经过研究提出了一种三聚氰胺甲醛树脂胶、硅酸钙复合地板及生产工艺。
首先，本申请示例提供了一种三聚氰胺甲醛树脂胶，其包括采用甲醛和三聚氰胺进行聚合并加入内增塑剂进行改性得到的聚合物，该聚合物是在甲醛和三聚氰胺聚合过程中加入内增塑剂而形成的，内增塑剂选自己内酰胺、丙三醇、二甘醇和工业糖中的一种或多种的组合。
发明人发现：甲醛和三聚氰胺进行聚合得到的三聚氰胺二甲醛胶只有在高压下有较好流动性，但是加入内增塑剂改性后能够提高聚合物的流动性、稳定性和柔韧性，使其在低压、热压条件下也具有较好的流动性。内增塑剂改性的方式是在聚合物分子上引入支链，可能接枝到主链上，也可能在支链上，从而增加聚合物分子之间的距离，降低分子链间的作用力，从而提高其流动性、稳定性和柔韧性。
而且三聚氰胺甲醛树脂胶具有阻燃效果，作为复合地板胶粘剂时能够提升地板的耐热阻燃性能。
本申请示例中，甲醛和三聚氰胺的摩尔比一般为2-3:1；内增塑剂的添加量为三聚氰胺用量的10％-20％。内增塑剂为己内酰胺和工业蔗糖；可选地，己内酰胺和工业蔗的质量比为2-3:1。
为了保证三聚氰胺甲醛树脂胶在复合地板热压加工时的胶粘效果，三聚氰胺甲醛树脂一般还包括渗透剂、脱模剂和固化剂，这些通常是在使用前加入其中。比如由于三聚氰胺甲醛树脂胶的聚合物有较大的活性，故在使用时，加入一定量的固化剂可进行加热固化。
作为本申请的一种示例，渗透剂可以为烷基酚聚氧乙烯醚，其加入量占三聚氰胺甲醛树脂胶总量的0.1％-0.3％；脱模剂可以为水性氨基硅油，其加入量占三聚氰胺甲醛树脂胶总量的0.1％-0.3％；固化剂的用量占三聚氰胺甲醛树脂胶总量的0.1％-0.3％。
本申请示例还提供了一种上述的三聚氰胺甲醛树脂胶的制备方法，其包括以下步骤：
在搅拌条件下，在甲醛溶液中加入内增塑剂和三聚氰胺，并于80-90℃反应，再降至室温-40℃，即25-40℃备用，该缩聚反应无需催化剂。
对于采用己内酰胺和工业蔗糖作为内增塑剂的情况，相应的三聚氰胺甲醛树脂胶的制备方法具体包括以下步骤：
向反应釜内加入定量甲醛溶液后，开动搅拌器开始恒速搅拌，搅拌速度为80-100r/min，加入浓度为10％的NaOH溶液适量，以调节混合溶液pH值为9.0-9.5，继续搅拌，缓慢加入定量的己内酞胺。
将溶液温度升至40-50℃，在一定时间内迅速加入定量的三聚氰胺到反应釜内，边搅拌边加热。
在15min内使反应液温度升到80-90℃，并保温反应20-30min；
缓慢加入定量的工业蔗糖，反应液继续保温50-60min后开始测稀释度，反应终点控制为稀释度为230％-200％时，在5min内迅速降温到室温-40℃时放料。
需要说明是：本申请实例中的稀释度测定方法是从反应釜中取出一份试样，立即冷却以终止反应，达到室温后吸取5毫升试样于小烧杯或三角瓶内，从滴定管往试样中放入蒸馏水，直至试样略微发生云雾状沉淀时，所加水的体积数除以5毫升即为试样的稀释度。
另外，本申请示例提供了一种硅酸钙复合地板，其包括基材层和其他功能层，基材层为硅酸钙板，各层之间通过本申请示例的三聚氰胺甲醛树脂胶胶粘在一起。作为基材层的硅酸钙板一般是以纤维增强硅酸钙板为原材料，基材层的厚度一般为2-8mm。
通常情况下，如图1所示，硅酸钙复合地板包括由下至上依次叠加设置的平衡层110、基材层120、装饰层130、耐磨层140，基材层120是由硅酸钙制成的硅酸钙板，各层通过本申请示例的三聚氰胺甲醛树脂胶胶粘在一起。
其中，耐磨层140、装饰层130和平衡层110是与硅酸钙板能够热压复合在一起的功能层，平衡层110一般就是指平衡纸。平衡层110、基材层120、装饰层130、耐磨层140一般是按照一定重量比例组合在一起，比如相同面积的各层，6000g的耐磨层搭配38g的装饰层和90g的平衡纸。
本申请示例还提供了一种上述的硅酸钙复合地板的低压生产工艺，其包括以下步骤：
(1)制胶：向反应釜内加入甲醛溶液后开动搅拌器均匀搅拌，加入内增塑剂，加入三聚氰胺并加热，反应完成降温得到三聚氰胺甲醛树脂胶备用。
(2)浸渍：将除基材层以外的其他功能层放入三聚氰胺甲醛树脂胶中进行浸渍处理，由于基材层通常是以无机物粘合在一起，浸泡易膨胀成松散结构，无法进行热压工艺，因此无需浸渍处理，只需要其他功能层浸渍即可实现后续的热压成型。本申请示例中，浸渍无需特殊的温度。对于一般性结构的硅酸钙复合地板，如图1所示，是将耐磨层140、装饰层130、平衡层110用上述三聚氰胺甲醛树脂胶进行浸渍。
(3)热压：将基材层120和浸渍处理后的其他功能层按顺序叠放，并进行热压，具体是将平衡层110、基材层120、装饰层130、耐磨层140自下而上叠放，推入高温压机中热压，热压温度为160-200℃，热压压力(低压)为1-10MPa，热压时间为10-50s，得到成型板材。
(4)养生：板材成型后，码托养生，养生温度为25-30℃，养生时长为1-3d，得到硅酸钙复合地板。
按照本申请示例的低压生产工艺得到的硅酸钙复合地板尺寸稳定性好，高温烘烤不开裂，横纵向收缩率低，翘曲小。
以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种硅酸钙复合地板，其按照以下低压生产工艺制得：
(1)制胶：向反应釜内加入定量甲醛溶液后开动搅拌器恒速搅拌，搅拌速度为100r/min，加入浓度为10％的NaOH溶液调节混合溶液pH值为9.0，继续搅拌，缓慢加入定量的己内酞胺。
将溶液温度升至40℃，将定量的三聚氰胺在一内迅速加入到反应釜内，边搅拌边加热。
在15min内使反应液温度升到90℃，并保温继续反应30min保温，缓慢加入定量的工业蔗糖，反应液继续保温约60min后开始测水稀释度，反应终点控制为200％时，迅速降温到40℃时放料。
其中，甲醛和三聚氰胺的摩尔比为2:1；己内酰胺和工业蔗的质量比为2:1；己内酰胺和工业蔗的总添加量为三聚氰胺用量的20％。
使用前加入占上述聚合物溶液0.2％的渗透剂、0.2％的脱模剂、0.2％的固化剂，得到三聚氰胺甲醛树脂胶。
(2)浸渍：如图1所示，将耐磨层140、装饰层130、平衡层110(平衡纸)采用上述三聚氰胺甲醛树脂胶进行浸渍工艺处理。
(3)热压：将上述平衡层110、基材层120(硅酸钙板)、上述装饰层130、上述耐磨层140自下而上叠放，推入高温压机中；热压工艺温度为190℃，时间为40s，压力为5MPa。
(4)养生：板材成型后，进行码托养生，养生时长2d，养生温度30℃，得到硅酸钙复合地板。
实施例2
本实施例提供一种硅酸钙复合地板，其采用的低压生产工艺与实施例1的大致相同，不同之处在于：甲醛和三聚氰胺的摩尔比为3:1；己内酰胺和工业蔗的质量比为3:1；己内酰胺和工业蔗的总添加量为三聚氰胺用量的15％。
实施例3
本实施例提供一种硅酸钙复合地板，其采用的低压生产工艺与实施例1的大致相同，不同之处在于：热压时的压力为10MPa。
对比例1
本对比例提供一种硅酸钙复合地板，其采用的生产工艺与实施例1的大致相同，不同之处在于：本对比例采用高压生产工艺，热压时的压力为15Mpa。
以下对实施例1-3和对比例的硅酸钙复合地板的尺寸稳定性进行测试：
地板尺寸稳定性测试常参照国标《4085-2015》，采用80℃，6h的方法。
(1)开裂情况对比
在该测试方法下，对比例1采用高压生产工艺生产的地板，硅酸钙基材层发生开裂；而实施例1-3采用低压生产工艺生产的地板，在高温烘烤后，没有发生基材层及其他层开裂迹象。
(2)尺寸稳定性测试对比
测试方法：每个实施例和对比例各取三组样品进行测试，取平均值；
测试尺寸：30cm*30cm；
测试温度：80℃，6h；
内部标准：横、纵向收缩率≤0.08％，翘曲≤0.8mm。
测试结果如下：
表1不同产品的尺寸稳定性测试结果
由表1可知，按照本申请示例的低压生产工艺得到的硅酸钙复合地板，横纵向收缩率低，翘曲小，尺寸稳定性好；而采用高压生产工艺得到的硅酸钙复合地板横纵向收缩率较高，翘曲较大，尺寸稳定性相对差很多。
综上所述，本申请实施例的三聚氰胺甲醛树脂胶、硅酸钙复合地板及生产工艺，能够实现低压热压条件下的压制效果和胶粘效果。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种三聚氰胺甲醛树脂胶，其特征在于，其包括采用甲醛和三聚氰胺进行聚合并加入内增塑剂进行改性得到的聚合物，所述内增塑剂选自己内酰胺、丙三醇、二甘醇和工业糖中的一种或多种的组合。
2.根据权利要求1所述的三聚氰胺甲醛树脂胶，其特征在于，所述甲醛和所述三聚氰胺的摩尔比为2-3:1；
和/或，所述内增塑剂的添加量为三聚氰胺用量的10％-20％。
3.根据权利要求1所述的三聚氰胺甲醛树脂胶，其特征在于，所述内增塑剂为己内酰胺和工业蔗糖；可选地，所述己内酰胺和工业蔗的质量比为2-3:1。
4.根据权利要求1所述的三聚氰胺甲醛树脂胶，其特征在于，还包括渗透剂、脱模剂和固化剂。
5.一种如权利要求1所述的三聚氰胺甲醛树脂胶的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：
在搅拌条件下，在甲醛溶液中加入内增塑剂和三聚氰胺，并于80-90℃反应。
6.根据权利要求5所述的三聚氰胺甲醛树脂胶的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
向反应釜内加入甲醛溶液后开始恒速搅拌，搅拌速度为80-100r/min，调节混合溶液pH值为9.0-9.5，缓慢加入己内酞胺；
将溶液温度升至40-50℃，加入三聚氰胺；
在15min内使反应液温度升到80-90℃，并保温反应20-30min；
加入工业蔗糖，反应液继续保温50-60min后开始测稀释度，反应终点控制为稀释度为230％-200％时，在5min内降温到室温-40℃时放料。
7.一种硅酸钙复合地板，其特征在于：其包括基材层和其他功能层，所述基材层为硅酸钙板，各层之间通过如权利要求1所述的三聚氰胺甲醛树脂胶胶粘在一起。
8.根据权利要求7所述的硅酸钙复合地板，其特征在于，其包括由下至上依次叠加设置的平衡层、所述基材层、装饰层、耐磨层；
可选地，基材层的厚度为2-8mm。
9.一种如权利要求7所述的硅酸钙复合地板的低压生产工艺，其特征在于：其包括以下步骤：将除基材层以外的其他功能层放入三聚氰胺甲醛树脂胶中进行浸渍处理；
将基材层和浸渍处理后的其他功能层按顺序叠放，并进行热压，热压温度为160-200℃，热压压力为1-10MPa，热压时间为10-50s。
10.根据权利要求9所述的硅酸钙复合地板的低压生产工艺，其特征在于，还包括后续的养生处理，养生温度为25-30℃，养生时长为1-3d。
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