CN112549216A - 一种阻燃胶合板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃胶合板的制备方法，涉及人造板技术领域。本发明通过层层自组装技术，利用阴、阳离子聚电解质之间的静电相互作用，在木材单板表面构建阻燃层，再通过施胶、热压等工艺制备阻燃胶合板。该阻燃胶合板的制备方法，该方法制备得到的胶合板其极限氧指数(LOI)高达33％‑43％，胶合强度高达0.75MPa‑1.25MPa，满足GB/T 9846‑2015《普通胶合板》规定的Ⅱ类胶合板的胶合强度要求标准(0.7MPa)，阻燃剂添加药量仅为3‑13％，实现了高效阻燃，并且，此法能够快速适应现有胶合板的生产流程和工艺，具有较好的市场推广价值。

Description

一种阻燃胶合板的制备方法
技术领域
本发明涉及人造板技术领域，具体为一种阻燃胶合板的制备方法。
背景技术
胶合板是将木材单板经过施加胶黏剂、组坯、预压并热压而成的一类人造板材，2018年，我国胶合板产量为17898万m3，占人造板总产量的60％。主要用于家具、装饰、商场和交通运输等场合，胶合板属于可燃材料，易导致火灾的发生，由于国家标准GB20286-2006《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》的实施，进入公共场所的胶合板必须具备相应的阻燃性能等级，对胶合板进行阻燃处理能有效提升胶合板的阻燃性能，扩展胶合板的功能及应用范围，胶合板阻燃处理主要通过以下三种方式进行：
1、浸渍阻燃剂溶液处理，将木材单板通过常压浸渍或加压浸渍的方法直接浸渍一定浓度的阻燃剂溶液，再经干燥、施胶、组坯、预压和热压等过程制备胶合板，或直接浸渍胶合板，此法获得的胶合板阻燃性能较好，但缺点在于浸渍阻燃剂溶液会改变单板或胶层的理化性质，会对胶合性能产生一定的不利影响，且阻燃剂溶液量较大，公开发明专利CN101412231 B通过单板浸渍阻燃剂制备得到了阻燃胶合板，但使用的阻燃剂溶液浓度较高，增加了原料成本。
2、使用含阻燃剂的胶黏剂，将阻燃剂和其他助剂以共混的方式添加至木材胶黏剂中，此法操作简便，可在胶合板制备过程中直接获得阻燃性能，缺点是阻燃剂会对胶黏剂理化性质和胶合性能产生负面影响，且阻燃剂仅存在于胶层，胶合板的整体阻燃效果欠佳，公开发明专利CN 101892020 B使用三聚氰胺衍生物和含硼化合物配制阻燃剂，将阻燃剂添加至胶黏剂中，制备得到了阻燃胶合板，然而该专利未说明阻燃胶合板的胶合强度能达到Ⅱ类胶合板强度要求0.7MPa。
3、表面涂刷阻燃剂溶液或覆贴阻燃材料，将一定浓度的阻燃剂溶液通过涂刷或喷涂的方式对胶合板表面进行阻燃处理，或将具有阻燃性能的材料贴附于胶合板表面，从而获得表面阻燃效果。
为此，本发明通过层层自组装技术，利用阴、阳离子聚电解质之间的静电相互作用，在木材单板表面构建阻燃层，再通过施胶、热压等工艺制备阻燃胶合板，进而解决上述问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种阻燃胶合板的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种阻燃胶合板的制备方法，包括以下步骤：
S1、木材单板表面处理：对木材单板表面进行磨砂处理，去除杂质，得到光滑洁净的木材单板；
S2、木材单板干燥处理：对步骤S1中得到的光滑洁净的木材单板进行干燥处理；
S3、阻燃剂的配置：含磷阴离子聚电解质的配制：配制浓度为0.9-1.2％的含磷阴离子聚电解质水溶液；胺类阳离子聚电解质的配制：配制浓度为0.9-1.2％的胺类阳离子聚电解质水溶液；
S4、单板表面阻燃层的构建：对步骤S2中干燥后的单板表面喷涂胺类阳离子聚电解质水溶液，后进行干燥，接着在该单板表面喷涂含磷阴离子聚电解质水溶液，进行干燥，即完成一层阻燃层的组装；
S5、多层阻燃层组装：重复步骤S4，完成3-16层阻燃层的组装；
S6、阻燃单板干燥处理：将步骤5的单板进行干燥，至含水率6-10％；
S7、阻燃单板上胶处理：将步骤S6中烘干后的阻燃单板进行上胶处理，将胶黏剂采用喷涂或辊涂中任意一种方式施加在阻燃单板的表面上；
S8、施胶单板预压处理：将施胶单板进行组坯、预压，预压压力为1.0-1.2MPa，时间为10-20min；
S9、板材热压处理：将步骤S8中预压后的板坯进行热压；
S10、得到阻燃胶合板：将步骤S9中热压后的板坯进行冷却、裁边、砂光处理，得到阻燃胶合板。
进一步优化本技术方案，所述步骤S1中，木材单板表面磨砂处理，打磨时顺着木纹进行打磨。
进一步优化本技术方案，所述步骤S2中，木材单板进行干燥加工处理，将木材单板干燥至含水率6-8％。
进一步优化本技术方案，所述步骤S3中，所述含磷阴离子聚电解质水溶液使用1mol/L的NaOH进行调节，使得PH值为9-9.5，所述胺类阳离子聚电解质水溶液使用1mol/L的HCl进行调节，使得pH值为9-9.5。
进一步优化本技术方案，所述步骤S3中，所述的含磷阴离子聚电解质选自聚磷酸铵、聚磷酸钠，所述的胺类阳离子聚电解质选自聚乙烯亚胺、聚乙烯基胺、聚多巴胺。
进一步优化本技术方案，所述步骤S4中，单板表面喷涂胺类阳离子聚电解质水溶液后进行干燥，在50-60℃下进行干燥20-30min，单板表面喷涂含磷阴离子聚电解质水溶液进行干燥，在50-60℃下进行干燥20-30min。
进一步优化本技术方案，所述步骤S7中，阻燃单板上胶处理时，施胶量为双面260-320g/m2。
进一步优化本技术方案，所述步骤S7中，所述胶黏剂为脲醛树脂胶黏剂、三聚氰胺改性的脲醛树脂胶黏剂。
进一步优化本技术方案，所述步骤S9中，板坯进行热压时，热压压力为1.2-1.5MPa，时间6-8min。
与现有技术相比，本发明提供了一种阻燃胶合板的制备方法，具备以下有益效果：
该阻燃胶合板的制备方法，该方法制备得到的胶合板其极限氧指数(LOI)高达33％-43％，胶合强度高达0.75MPa-1.25MPa，满足GB/T 9846-2015《普通胶合板》规定的Ⅱ类胶合板的胶合强度要求标准(0.7MPa)，阻燃剂添加药量仅为3-13％，实现了高效阻燃，并且，此法能够快速适应现有胶合板的生产流程和工艺，具有较好的市场推广价值。
附图说明
图1为本发明提出的一种阻燃胶合板的制备方法的流程示意图；
图2为本发明提出的一种阻燃胶合板的制备方法的阻燃胶合板的层层自组装结构。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前市场上通常未处理的胶合板，极限氧指数为28.2％，胶合强度为1.30MPa。
实施例一：
请参考图1-2所示，本发明公开了一种阻燃胶合板的制备方法，包括以下步骤：
S1、木材单板表面处理：对木材单板表面进行磨砂处理，去除杂质，打磨时顺着木纹进行打磨，得到光滑洁净的木材单板；
S2、木材单板干燥处理：对步骤S1中得到的光滑洁净的木材单板进行干燥处理，干燥至含水率6-8％；
S3、阻燃剂的配置：含磷阴离子聚电解质的配制：配制浓度为0.9-1.2％的含磷阴离子聚电解质水溶液，使用1mol/L的NaOH进行调节，使得PH值为9-9.5，所述的含磷阴离子聚电解质选自聚磷酸铵、聚磷酸钠；胺类阳离子聚电解质的配制：配制浓度为0.9-1.2％的胺类阳离子聚电解质水溶液，使用1mol/L的HCl进行调节，使得pH值为9-9.5，所述的胺类阳离子聚电解质选自聚乙烯亚胺、聚乙烯基胺、聚多巴胺；
S4、单板表面阻燃层的构建：对步骤S2中干燥后的单板表面喷涂胺类阳离子聚电解质水溶液，后进行干燥，在50-60℃下进行干燥20-30min，接着在该单板表面喷涂含磷阴离子聚电解质水溶液，进行干燥，在50-60℃下进行干燥20-30min，即完成一层阻燃层的组装；
S5、多层阻燃层组装：重复步骤S4，完成3层阻燃层的组装；
S6、阻燃单板干燥处理：将步骤5的单板进行干燥，至含水率6-10％；
S7、阻燃单板上胶处理：将步骤S6中烘干后的阻燃单板进行上胶处理，施胶量为双面260-320g/m2，所述胶黏剂为脲醛树脂胶黏剂、三聚氰胺改性的脲醛树脂胶黏剂，将胶黏剂采用喷涂或辊涂中任意一种方式施加在阻燃单板的表面上；
S8、施胶单板预压处理：将施胶单板进行组坯、预压，预压压力为1.0-1.2MPa，时间为10-20min；
S9、板材热压处理：将步骤S8中预压后的板坯进行热压，热压压力为1.2-1.5MPa，时间6-8min；
S10、得到阻燃胶合板：将步骤S9中热压后的板坯进行冷却、裁边、砂光处理，得到阻燃胶合板。
实施例一性能测试表明：胶合板的极限氧指数为33.3％，胶合强度为1.25MPa。
实施例二：
请参考图1-2所示，本发明公开了一种阻燃胶合板的制备方法，包括以下步骤：
S1、木材单板表面处理：对木材单板表面进行磨砂处理，去除杂质，打磨时顺着木纹进行打磨，得到光滑洁净的木材单板；
S2、木材单板干燥处理：对步骤S1中得到的光滑洁净的木材单板进行干燥处理，干燥至含水率6-8％；
S3、阻燃剂的配置：含磷阴离子聚电解质的配制：配制浓度为0.9-1.2％的含磷阴离子聚电解质水溶液，使用1mol/L的NaOH进行调节，使得PH值为9-9.5，所述的含磷阴离子聚电解质选自聚磷酸铵、聚磷酸钠；胺类阳离子聚电解质的配制：配制浓度为0.9-1.2％的胺类阳离子聚电解质水溶液，使用1mol/L的HCl进行调节，使得pH值为9-9.5，所述的胺类阳离子聚电解质选自聚乙烯亚胺、聚乙烯基胺、聚多巴胺；
S4、单板表面阻燃层的构建：对步骤S2中干燥后的单板表面喷涂胺类阳离子聚电解质水溶液，后进行干燥，在50-60℃下进行干燥20-30min，接着在该单板表面喷涂含磷阴离子聚电解质水溶液，进行干燥，在50-60℃下进行干燥20-30min，即完成一层阻燃层的组装；
S5、多层阻燃层组装：重复步骤S4，完成5层阻燃层的组装；
S6、阻燃单板干燥处理：将步骤5的单板进行干燥，至含水率6-10％；
S7、阻燃单板上胶处理：将步骤S6中烘干后的阻燃单板进行上胶处理，施胶量为双面260-320g/m2，所述胶黏剂为脲醛树脂胶黏剂、三聚氰胺改性的脲醛树脂胶黏剂，将胶黏剂采用喷涂或辊涂中任意一种方式施加在阻燃单板的表面上；
S8、施胶单板预压处理：将施胶单板进行组坯、预压，预压压力为1.0-1.2MPa，时间为10-20min；
S9、板材热压处理：将步骤S8中预压后的板坯进行热压，热压压力为1.2-1.5MPa，时间6-8min；
S10、得到阻燃胶合板：将步骤S9中热压后的板坯进行冷却、裁边、砂光处理，得到阻燃胶合板。
实施例二性能测试表明：胶合板的极限氧指数为34.8％，胶合强度为1.20MPa。
实施例三：
请参考图1-2所示，本发明公开了一种阻燃胶合板的制备方法，包括以下步骤：
S1、木材单板表面处理：对木材单板表面进行磨砂处理，去除杂质，打磨时顺着木纹进行打磨，得到光滑洁净的木材单板；
S2、木材单板干燥处理：对步骤S1中得到的光滑洁净的木材单板进行干燥处理，干燥至含水率6-8％；
S3、阻燃剂的配置：含磷阴离子聚电解质的配制：配制浓度为0.9-1.2％的含磷阴离子聚电解质水溶液，使用1mol/L的NaOH进行调节，使得PH值为9-9.5，所述的含磷阴离子聚电解质选自聚磷酸铵、聚磷酸钠；胺类阳离子聚电解质的配制：配制浓度为0.9-1.2％的胺类阳离子聚电解质水溶液，使用1mol/L的HCl进行调节，使得pH值为9-9.5，所述的胺类阳离子聚电解质选自聚乙烯亚胺、聚乙烯基胺、聚多巴胺；
S4、单板表面阻燃层的构建：对步骤S2中干燥后的单板表面喷涂胺类阳离子聚电解质水溶液，后进行干燥，在50-60℃下进行干燥20-30min，接着在该单板表面喷涂含磷阴离子聚电解质水溶液，进行干燥，在50-60℃下进行干燥20-30min，即完成一层阻燃层的组装；
S5、多层阻燃层组装：重复步骤S4，完成10层阻燃层的组装；
S6、阻燃单板干燥处理：将步骤5的单板进行干燥，至含水率6-10％；
S7、阻燃单板上胶处理：将步骤S6中烘干后的阻燃单板进行上胶处理，施胶量为双面260-320g/m2，所述胶黏剂为脲醛树脂胶黏剂、三聚氰胺改性的脲醛树脂胶黏剂，将胶黏剂采用喷涂或辊涂中任意一种方式施加在阻燃单板的表面上；
S8、施胶单板预压处理：将施胶单板进行组坯、预压，预压压力为1.0-1.2MPa，时间为10-20min；
S9、板材热压处理：将步骤S8中预压后的板坯进行热压，热压压力为1.2-1.5MPa，时间6-8min；
S10、得到阻燃胶合板：将步骤S9中热压后的板坯进行冷却、裁边、砂光处理，得到阻燃胶合板。
实施例三性能测试表明：胶合板的极限氧指数为37.4％，胶合强度为0.91MPa。
实施例四：
请参考图1-2所示，本发明公开了一种阻燃胶合板的制备方法，包括以下步骤：
S1、木材单板表面处理：对木材单板表面进行磨砂处理，去除杂质，打磨时顺着木纹进行打磨，得到光滑洁净的木材单板；
S2、木材单板干燥处理：对步骤S1中得到的光滑洁净的木材单板进行干燥处理，干燥至含水率6-8％；
S3、阻燃剂的配置：含磷阴离子聚电解质的配制：配制浓度为0.9-1.2％的含磷阴离子聚电解质水溶液，使用1mol/L的NaOH进行调节，使得PH值为9-9.5，所述的含磷阴离子聚电解质选自聚磷酸铵、聚磷酸钠；胺类阳离子聚电解质的配制：配制浓度为0.9-1.2％的胺类阳离子聚电解质水溶液，使用1mol/L的HCl进行调节，使得pH值为9-9.5，所述的胺类阳离子聚电解质选自聚乙烯亚胺、聚乙烯基胺、聚多巴胺；
S4、单板表面阻燃层的构建：对步骤S2中干燥后的单板表面喷涂胺类阳离子聚电解质水溶液，后进行干燥，在50-60℃下进行干燥20-30min，接着在该单板表面喷涂含磷阴离子聚电解质水溶液，进行干燥，在50-60℃下进行干燥20-30min，即完成一层阻燃层的组装；
S5、多层阻燃层组装：重复步骤S4，完成15层阻燃层的组装；
S6、阻燃单板干燥处理：将步骤5的单板进行干燥，至含水率6-10％；
S7、阻燃单板上胶处理：将步骤S6中烘干后的阻燃单板进行上胶处理，施胶量为双面260-320g/m2，所述胶黏剂为脲醛树脂胶黏剂、三聚氰胺改性的脲醛树脂胶黏剂，将胶黏剂采用喷涂或辊涂中任意一种方式施加在阻燃单板的表面上；
S8、施胶单板预压处理：将施胶单板进行组坯、预压，预压压力为1.0-1.2MPa，时间为10-20min；
S9、板材热压处理：将步骤S8中预压后的板坯进行热压，热压压力为1.2-1.5MPa，时间6-8min；
S10、得到阻燃胶合板：将步骤S9中热压后的板坯进行冷却、裁边、砂光处理，得到阻燃胶合板。
实施例四性能测试表明：胶合板的极限氧指数为43.0％，胶合强度为0.75MPa
判断标准：实施例一采用3层阻燃层的组装；实施例二采用5层阻燃层的组装；实施例三采用10层阻燃层的组装；实施例四采用15层阻燃层的组装；通过性能测试，得出胶合板的极限氧指数与胶合强度最优实施例为实施例四。
本发明的有益效果是：该阻燃胶合板的制备方法，该方法制备得到的胶合板其极限氧指数(LOI)高达33％-43％，胶合强度高达0.75MPa-1.25MPa，满足GB/T 9846-2015《普通胶合板》规定的Ⅱ类胶合板的胶合强度要求标准(0.7MPa)，阻燃剂添加药量仅为3-13％，实现了高效阻燃，并且，此法能够快速适应现有胶合板的生产流程和工艺，具有较好的市场推广价值。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种阻燃胶合板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、木材单板表面处理：对木材单板表面进行磨砂处理，去除杂质，得到光滑洁净的木材单板；
S2、木材单板干燥处理：对步骤S1中得到的光滑洁净的木材单板进行干燥处理；
S3、阻燃剂的配置：含磷阴离子聚电解质的配制：配制浓度为0.9-1.2％的含磷阴离子聚电解质水溶液；胺类阳离子聚电解质的配制：配制浓度为0.9-1.2％的胺类阳离子聚电解质水溶液；
S4、单板表面阻燃层的构建：对步骤S2中干燥后的单板表面喷涂胺类阳离子聚电解质水溶液，后进行干燥，接着在该单板表面喷涂含磷阴离子聚电解质水溶液，进行干燥，即完成一层阻燃层的组装；
S5、多层阻燃层组装：重复步骤S4，完成3-16层阻燃层的组装；
S6、阻燃单板干燥处理：将步骤5的单板进行干燥，至含水率6-10％；
S7、阻燃单板上胶处理：将步骤S6中烘干后的阻燃单板进行上胶处理，将胶黏剂采用喷涂或辊涂中任意一种方式施加在阻燃单板的表面上；
S8、施胶单板预压处理：将施胶单板进行组坯、预压，预压压力为1.0-1.2MPa，时间为10-20min；
S9、板材热压处理：将步骤S8中预压后的板坯进行热压；
S10、得到阻燃胶合板：将步骤S9中热压后的板坯进行冷却、裁边、砂光处理，得到阻燃胶合板。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃胶合板的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，木材单板表面磨砂处理，打磨时顺着木纹进行打磨。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃胶合板的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，木材单板进行干燥加工处理，将木材单板干燥至含水率6-8％。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃胶合板的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述含磷阴离子聚电解质水溶液使用1mol/L的NaOH进行调节，使得PH值为9-9.5，所述胺类阳离子聚电解质水溶液使用1mol/L的HCl进行调节，使得pH值为9-9.5。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃胶合板的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述的含磷阴离子聚电解质选自聚磷酸铵、聚磷酸钠，所述的胺类阳离子聚电解质选自聚乙烯亚胺、聚乙烯基胺、聚多巴胺。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃胶合板的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，单板表面喷涂胺类阳离子聚电解质水溶液后进行干燥，在50-60℃下进行干燥20-30min，单板表面喷涂含磷阴离子聚电解质水溶液进行干燥，在50-60℃下进行干燥20-30min。
7.根据权利要求1所述的一种阻燃胶合板的制备方法，其特征在于，所述步骤S7中，阻燃单板上胶处理时，施胶量为双面260-320g/m2。
8.根据权利要求1所述的一种阻燃胶合板的制备方法，其特征在于，所述步骤S7中，所述胶黏剂为脲醛树脂胶黏剂、三聚氰胺改性的脲醛树脂胶黏剂。
9.根据权利要求1所述的一种阻燃胶合板的制备方法，其特征在于，所述步骤S9中，板坯进行热压时，热压压力为1.2-1.5MPa，时间6-8min。
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