CN112356208B - 一种纤维板防水剂及其制法和应用于防水纤维板的制备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于纤维板制造技术领域，涉及防水剂，尤其涉及一种纤维板防水剂，包括质量份原料：蜡40‑60份，聚乙烯醇10‑20份，有机硅5‑10份，低密度聚乙烯25‑30份。本发明还公开了该防水剂的及其应用于防水纤维板的制备。本发明采用新的防水剂和防水胶黏剂，制备的纤维板低醛环保，防潮性能好，板材胶接强度高，且兼具一定的阻燃功能，生产成本低，具有较高的性价比。可以有效解决目前防水剂结合能力差，胶黏剂三聚氰胺量高，成本高等问题，改善板材在高温高湿环境下厚度膨胀、变形等问题。

Description

一种纤维板防水剂及其制法和应用于防水纤维板的制备
技术领域
本发明属于纤维板制造技术领域，涉及防水剂，尤其涉及一种纤维板防水剂及其制法和应用于防水纤维板的制备。
背景技术
纤维板广泛应用于家居、建材等领域，随着新一代消费群体的快速崛起，越来越多的消费者对纤维板产品的环保性、甲醛释放量、防潮、防火等性能提出了更为严苛的要求，同时赋予纤维板更多的功能和附加值，也是生产商提高自身产品市场竞争力的有效方法，因此纤维板已逐渐从传统型进入功能型时代，特别是具有防潮、阻燃、环保等功能化的纤维板，受到了众多消费者的追捧。
纤维板常用的防水剂主要是石蜡和改性三聚氰胺脲醛树脂。石蜡一般以熔融或乳化的方式与纤维混合，对纤维的附着力为范德华力，以物理填充的方式堵塞水分进入的通道，当石蜡添加量和环境温度达到一定程度时，板材纤维中的石蜡易脱落，纤维之间的缝隙会再次出现，水分侵入，导致板材吸涨，强度降低。三聚氰胺改性脲醛树脂是常用的防水型胶黏剂，其防水性能随着三聚氰胺的添加量增加而逐渐提高，但随着其比例的增加，胶黏剂成本相应提高。因此开发一种可以改善石蜡与纤维结合方式的防水剂，降低三聚氰胺量，提高防水性的胶黏剂是十分必要的。
本发明针对以上目标，开发出新的防水剂、防水胶黏剂并将其应用于防水纤维板的生产，克服目前防水剂结合能力差，胶黏剂三聚氰胺量高，成本高等问题，改善板材在高温高湿环境下厚度膨胀、变形等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种纤维板防水剂，用于制造防水纤维板，从而改善纤维板在高温高湿状态下板材厚度膨胀率高、易降解变形等缺陷。
一种纤维板防水剂，包含以下质量份原料：
蜡40-60份，
聚乙烯醇10-20份，
有机硅5-10份，
低密度聚乙烯25-30份。
其中，所述蜡为石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡中的一种或几种；所述有机硅为二甲基硅氧烷、十六烷基三甲氧基硅烷、甲基硅酸钠、甲基硅酸钾中的一种或几种。
上述防水剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按比例，将聚乙烯醇投入反应容器，调节温度150-200℃，搅拌使其完全融化，继续搅拌15-30min；
(2)加入低密度聚乙烯，降低温度至110-130℃，搅拌使其完全融化，继续搅拌20-35min；
(3)加入石蜡，降低温度至90-100℃，搅拌速度2000-3000转/min，使其完全融化，继续搅拌10-15min；
(4)加入有机硅，搅拌5-10min，降低温度至75-85℃，出料。
本发明的另一目的，公开了上述防水剂的应用，即应用于低醛阻燃高防潮纤维板的制备，包括：木材剥皮→削片→筛选→水洗→预蒸煮→蒸煮→热磨→施胶→干燥→铺装→预压→热压→冷却→砂光→检验分等→包装入库，其中：
所述木材质量比为松木：杂木为0:1～1:0；
所述热磨步骤中，将所述防水剂与木纤维充分混合均匀，添加量为绝干纤维质量的0.3-1％；
所述施胶步骤中，防水胶黏剂的施胶量为140-180kg/m3，其中所述防水胶黏剂，包括如下质量份原料：甲醛40-55份，尿素20-35份，三聚氰胺5-10份，丙烯酸酯乳液10-20份，有机硅10-15份，聚乙烯醇10-15份。
本发明较优公开例中，所述干燥步骤中，干燥时间为40-60s，干燥含水率为6-10％。
本发明较优公开例中，所述热压步骤中，热压速度为300-400mm/s，热压温度为170-230℃，采用五段温度区，所述五段区域温度和压力范围为：
一区热压温度为225±5℃，热压压力为150-350N/cm2；
二区热压温度为215±5℃，热压压力为30-80N/cm2；
三区热压温度为205±5℃，热压压力为7-30N/cm2；
四区热压温度为195±5℃，热压压力为10-110N/cm2；
五区热压温度为175±5℃，热压压力为70-120N/cm2。
本发明较优公开例中，防水胶黏剂中所述有机硅为甲基硅酸钠、甲基硅酸钾、聚二甲基硅氧烷、十六烷基三甲氧基硅氧烷、氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、硅酸乙酯、硅树脂中的一种或几种及其混合物。
本发明较优公开例中，防水胶黏剂中所述丙烯酸酯乳液为纯丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液中的一种或几种及其混合物。
进一步的，上述防水纤维板用胶黏剂的制备方法，包含以下步骤：
(1)将甲醛全部投入反应器中，搅拌，加入酸液调节pH值为2.5-5.5；
(2)加入30-45％尿素、65-70％三聚氰胺和全部有机硅，搅拌10-20min；
(3)加热升温至65-85℃，保温30-70min；
(4)加入碱液，调节pH值为6.5-7.0，加入35-40％尿素和全部聚乙烯醇，在85-95℃保温30-70min；
(5)加入酸液，调节pH值为3.5-6.5，反应30-50min；
(6)加入碱液，调节pH值为7.5-8.5，加入第三次剩余尿素和第二次30-35％三聚氰胺，85-95℃保温反应30-70min；
(7)降温至65-75℃，加入丙烯酸酯乳液，保温反应30-50min；
(8)降温至50℃以下，加入碱液，调节pH值为7.5-8.5，出料。
纤维板生产中一般以熔融或乳化石蜡的方式进行纤维板防水，石蜡颗粒以物理填充的方式堵塞水分进入纤维的通道，但当石蜡添加量和环境温度达到一定程度时，板材纤维中的石蜡易脱落，纤维之间的缝隙会再次出现，水分侵入，导致板材吸涨，强度降低。施加本防水剂的纤维，其表面的亲水基团被疏水性基团替代。同时聚乙烯醇和低密度聚乙烯的添加进一步填充了纤维与纤维、纤维与胶黏剂之间的缝隙，作为粘结剂又进一步增强了纤维与防水剂之间的连接。板材经过热压后内部形成凝胶状网络结构，水分进入板材的通道减少，板材防水能力提高。
三聚氰胺改性脲醛树脂是常用的防水型胶黏剂，其防水性能随着三聚氰胺的添加量增加而逐渐提高，但随着其比例的增加，胶黏剂成本增加。本胶黏剂不仅降低了三聚氰胺的使用量和胶黏剂成本，同时有机硅的添加可以降低纤维的亲水性，丙烯酸酯乳液可以提高胶黏剂塑性，聚乙烯醇可以增加树脂韧性，并进一步填充纤维与胶黏剂之间的空隙，改善板材防水性能。
有益效果
本发明采用新的防水剂和防水胶黏剂，制备的纤维板低醛环保，防潮性能好，板材胶接强度高，且兼具一定的阻燃功能，生产成本低，具有较高的性价比。可以有效解决目前防水剂结合能力差，胶黏剂三聚氰胺量高，成本高等问题，改善板材在高温高湿环境下厚度膨胀、变形等问题。
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
一种纤维板防水剂，包含以下质量份原料：
聚乙烯蜡45份，
聚乙烯醇16份，
有机硅8份，
低密度聚乙烯25份。
上述备防水剂的制备方法：将12份聚乙烯醇投入加热罐，升温至160℃，搅拌速度2000转/min，使其完全融化，继续搅拌15min；加入25份低密度聚乙烯，降温至130℃，搅拌速度2500转/min，使其完全融化，继续搅拌20min；加入45份聚乙烯蜡，降温至100℃，搅拌速度2500转/min，使其完全融化，继续搅拌10min；加入8份有机硅，搅拌8min，降低温度至80℃，出料。
实施例2
一种纤维板防水剂，包含以下质量份原料：
聚乙烯蜡50份，
聚乙烯醇20份，
有机硅6份，
低密度聚乙烯28份。
上述备防水剂的制备方法：将20份聚乙烯醇投入加热罐，升温至165℃，搅拌速度2200转/min，使其完全融化，继续搅拌16min；加入28份低密度聚乙烯，降温至130℃，搅拌速度2600转/min，使其完全融化，继续搅拌20min；加入50份聚乙烯蜡，降温至100℃，搅拌速度2500转/min，使其完全融化，继续搅拌15min；加入6份有机硅，搅拌8min，降低温度至80℃，出料。
实施例3
一种纤维板防水剂，包含以下质量份原料：
聚乙烯蜡58份，
聚乙烯醇12份，
有机硅5份，
低密度聚乙烯26份。
上述备防水剂的制备方法：将12份聚乙烯醇投入加热罐，升温至155℃，搅拌速度2000转/min，使其完全融化，继续搅拌15min；加入26份低密度聚乙烯，降温至135℃，搅拌速度2800转/min，使其完全融化，继续搅拌20min；加入58份聚乙烯蜡，降温至100℃，搅拌速度2800转/min，使其完全融化，继续搅拌20min；加入5份有机硅，搅拌7min，降低温度至80℃，出料。
实施例4
一种防水胶黏剂，包括如下质量份原料：甲醛50份，尿素35份，三聚氰胺6份，纯丙乳液12份，甲基硅酸钠10份，聚乙烯醇10份。
上述防水胶黏剂的制备方法，包括：将50份甲醛全部投入反应器中，搅拌，加入酸液调节pH值为4.3；加入15份尿素、4份三聚氰胺和10份甲基硅酸钠，搅拌20min；加热升温至80℃，保温45min；加入碱液，调节pH值为6.8，加入13份尿素和10份聚乙烯醇，在90℃保温60min；加入酸液，调节pH值为5.0，反应40min；加入碱液，调节pH值为8.2，加入7份尿素和2份三聚氰胺，90℃保温反应60min；降温至70℃，加入10份纯丙乳液，保温反应30min；降温至50℃以下，加入碱液，调节pH值为8.4，出料备用。
实施例5
一种防水胶黏剂，包括如下质量份原料：甲醛46份，尿素30份，三聚氰胺7份，硅丙乳液15份，甲基硅酸钠10份，聚乙烯醇15份。
上述防水胶黏剂的制备方法，包括：将46份甲醛全部投入反应器中，搅拌，加入酸液调节pH值为4.6；加入12份尿素、5份三聚氰胺和全部甲基硅酸钠，搅拌15min；加热升温至80℃，保温50min；加入碱液，调节pH值为6.8，加入10份尿素和全部聚乙烯醇，在90℃保温55min；加入酸液，调节pH值为5.2，反应35min；加入碱液，调节pH值为8.3，加入8份尿素2份三聚氰胺，90℃保温反应50min；降温至70℃，加入15份硅丙乳液，保温反应30min；降温至50℃以下，加入碱液，调节pH值为8.3，出料备用。
实施例6
一种防水胶黏剂，包括如下质量份原料：甲醛52份，尿素34份，三聚氰胺8份，硅丙乳液15份，甲基硅酸钠12份，聚乙烯醇13份。
上述防水胶黏剂的制备方法，包括：将52份甲醛全部投入反应器中，搅拌，加入酸液调节pH值为4.1；加入15份尿素、5份三聚氰胺和全部甲基硅酸钠，搅拌20min；加热升温至85℃，保温40min；加入碱液，调节pH值为6.7，加入12份尿素和全部聚乙烯醇，在90℃保温45min；加入酸液，调节pH值为5.8，反应40min；加入碱液，调节pH值为7.8，加7份尿素3份三聚氰胺，90℃保温反应45min；降温至70℃，加入15份硅丙乳液，保温反应40min；降温至50℃以下，加入碱液，调节pH值为8.4，出料备用。
实施例7
一种低醛阻燃高防潮纤维板的制备，包括：木材剥皮→削片→筛选→水洗→预蒸煮→蒸煮→热磨→施胶→干燥→铺装→预压→热压→冷却→砂光→检验分等→包装入库。
其中松木：杂木配比为0:1；
所述热磨步骤中，所述防水剂为实施例1制得，添加量为绝干纤维质量的0.8％；
所述施胶步骤中，所述防水胶黏剂为实施例4制得，施胶量为180kg/m3；
所述干燥步骤中，干燥时间为50s，干燥含水率为9％；
所述热压步骤中，热压速度为380mm/s，热压温度为170-230℃，一区热压温度为225±5℃，热压压力为150-350N/cm2；二区热压温度为215±5℃，热压压力为30-80N/cm2；三区热压温度为205±5℃，热压压力为7-30N/cm2；四区热压温度为195±5℃，热压压力为10-110N/cm2；五区热压温度为175±5℃，热压压力为70-120N/cm2。
成品板检测数据见表1
表1成品板检测数据
检测项目 单位 检验结果 标准规定值
厚度 mm -- 11.7
密度 kg/m<sup>3</sup> 865 ≥820
内结合强度 MPa 1.53 ≥1.2
静曲强度 MPa 48 ≥35
表结合强度 MPa 1.56 ≥1.2
24h吸水厚度膨胀率 ％ 3.2 ≤10
2h沸水煮内结合强度 MPa 0.31 ≥0.15
甲醛释放量 mg/m<sup>3</sup> 0.006 ≤0.124
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 (7)

1.一种纤维板防水剂，由以下质量份原料组成：
蜡40-60份，
聚乙烯醇10-20份，
有机硅5-10份，
低密度聚乙烯25-30份；
其中，所述蜡为石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡中的一种或几种；所述有机硅为二甲基硅氧烷、十六烷基三甲氧基硅烷、甲基硅酸钠、甲基硅酸钾中的一种或几种。
2.制备如上述权利要求所述纤维板防水剂的方法，包括以下步骤：
（1）按比例，将聚乙烯醇投入反应容器，调节温度150-200℃，搅拌使其完全融化，继续搅拌15-30min；
（2）加入低密度聚乙烯，降低温度至110-130℃，搅拌使其完全融化，继续搅拌20-35min；
（3）加入石蜡，降低温度至90-100℃，搅拌速度2000-3000转/min，使其完全融化，继续搅拌10-15min；
（4）加入有机硅，搅拌5-10min，降低温度至75-85℃，出料。
3.一种如权利要求1所述纤维板防水剂的应用，其特征在于：将其应用于低醛阻燃高防潮纤维板的制备，包括：木材剥皮→削片→筛选→水洗→预蒸煮→蒸煮→热磨→施胶→干燥→铺装→预压→热压→冷却→砂光→检验分等→包装入库，其中：
木材质量比为松木:杂木为0:1~1:0；
所述热磨步骤中，将所述防水剂与木纤维充分混合均匀，添加量为绝干纤维质量的0.3-1%；
所述施胶步骤中，防水胶黏剂的施胶量为140-180kg/m3，其中所述防水胶黏剂，包括如下质量份原料：甲醛40-55份，尿素20-35份，三聚氰胺5-10份，丙烯酸酯乳液10-20份，有机硅10-15份，聚乙烯醇10-15份。
4.根据权利要求3所述纤维板防水剂的应用，其特征在于：所述干燥步骤中，干燥时间为40-60s，干燥含水率为6-10%。
5.根据权利要求3所述纤维板防水剂的应用，其特征在于：所述热压步骤中，热压速度为300-400mm/s，热压温度为170-230℃，采用五段温度区，五段区域温度和压力范围为：
一区热压温度为225±5℃，热压压力为150-350N/cm2；
二区热压温度为215±5℃，热压压力为30-80N/cm2；
三区热压温度为205±5℃，热压压力为7-30N/cm2；
四区热压温度为195±5℃，热压压力为10-110N/cm2；
五区热压温度为175±5℃，热压压力为70-120N/cm2。
6.根据权利要求3所述纤维板防水剂的应用，其特征在于：施胶步骤中，防水胶黏剂中所述有机硅为甲基硅酸钠、甲基硅酸钾、聚二甲基硅氧烷、十六烷基三甲氧基硅氧烷、氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、硅酸乙酯、硅树脂中的一种或几种。
7.根据权利要求3所述纤维板防水剂的应用，其特征在于：施胶步骤中，防水胶黏剂中所述丙烯酸酯乳液为纯丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液中的一种或几种。
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