CN115871067A - 一种耐湿的无醛难燃胶合板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种耐湿的无醛难燃胶合板及其制备方法,步骤依次包括:单板制造、磷酸盐体系的喷涂、氧化镁体系的喷涂、固化成型、后期处理。磷酸盐体系包括:磷酸盐、调凝剂、防水剂与水,氧化镁体系包括:氧化镁、改性剂与水。本发明通过二次涂刷浆料的方法,首先避免了两种反应物过早地接触反应,从而形成水化产物,影响涂覆的均匀性;采用合适的施胶工艺、压制固化参数、原料配比等,来提高无机胶黏剂与木材的界面相容性,从而提高无机胶黏剂的胶结性能,能保证胶凝剂更好地渗透到单板中,与单板接触紧密,提高胶合板的密实性。
Description
技术领域
本发明涉及胶合板技术领域,具体涉及一种耐湿的无醛难燃胶合板及其制备方法。
背景技术
胶合板是我国人造板行业主要产品之一。当前胶合板生产所采用的胶粘剂主要有脲醛树脂胶粘剂、酚醛树脂胶粘剂和三聚氰胺改性的脲醛树脂胶粘剂。这几种胶粘剂均为醛类胶黏剂,其最突出的问题是释放出的甲醛对人体产生巨大的危害。随着人们生活水平的提高,人们对健康环保的意识也越来越强,在室内装修时对无醛装饰材料的渴求也更迫切,而目前市场上的装饰板材主要以E1级和E0级为主,已无法满足人们对高品质生活的需求。随着安全消费理念的不断升级,人们对于胶合板的阻燃性能有了更高的要求。根据GB20286-2006《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》的要求,所有应用于饭店、学校、商场、娱乐场所等公众聚集场所和人员密集场所的胶合板都必须经过阻燃处理而达到一定的难燃等级。常规制备难燃胶合板的工艺有两种:一种是单板浸渍阻燃剂,再施胶压制成板,此种工艺阻燃剂用量高,对阻燃剂的抗流失性要求高,且处理的单板易吸潮;另一种是胶黏剂中添加阻燃剂,再施胶压制成板,此种工艺后者的阻燃效果往往不理想。无机胶黏剂具有阻燃抑烟、胶结性能好、无醛环保、原料成本合理的特征,是制作难燃胶合板的理想胶黏剂之一。然而,无机胶黏剂与木材的界面相容性差,同时凝结时间短,需要采用合适的施胶工艺、压制固化参数、原料配比等,来提高无机胶黏剂与木材的界面相容性,延长施胶时间,从而提高无机胶黏剂的胶结性能。
区别于无机胶黏剂粘结木屑形成的颗粒板,其胶黏剂与木屑的接触为包覆式,而难燃胶合板用的单板与胶黏剂为面接触,其接触面积较小,所以对无机胶黏剂的粘结性能要求更高。同时根据GB/T 18101-2013《难燃胶合板》的要求,耐湿的难燃胶合板需要通过63±3℃热水浸渍实验,所以对无机胶黏剂的粘结性能和施工工艺提出了更高的要求。基于无机胶黏剂本质无醛、阻燃的特征,通过改性,延长其凝结时间,提高其耐水性能和胶结性能,用于生产潮湿条件下使用的难燃胶合板,是人造板领域重要的发展方向之一。
专利CN111890482A提出一种无醛环保胶合板及其制造方法,采用固化助剂、无机填料、有机调料和无醛粘合剂制备无醛胶黏剂,该方法制备的胶合板具有零污染,安全环保等特征,但胶黏剂的制备过程繁琐,制备时间长,而且先冷压再热压的工艺能耗较高。
专利CN108381688B无醛胶合板制备工艺,其工艺步骤依次包括:单板制造、配胶、施胶、组坯、冷压、后期处理,在经过所述冷压工序后,还需要进行热压工序的步骤,在施胶工序中采用水性聚氨酯混合剂作为粘胶剂。制备过程繁琐,制备时间长,而且先冷压再热压的工艺能耗较高。
发明内容
针对现有技术中胶黏剂的制备过程繁琐,制备时间长,而且先冷压再热压的工艺能耗较高,无机胶黏剂与木材的界面相容性差,无机胶黏剂的胶结性能不足等问题,本发明提供一种耐湿的无醛难燃胶合板及其制备方法,基于改性磷酸盐胶凝剂制备的无醛复合体系,通过二次涂刷浆料的方法,将磷酸盐胶凝体系的反应物磷酸盐溶液和氧化镁配制成水料后,分别涂刷于单板表面,能保证胶凝剂更好地渗透到单板中,提高无机胶黏剂与木材的界面相容性,使胶凝剂与单板接触紧密,延长了胶黏剂的固化时间,从而提高无机胶黏剂的胶结性能;采用一次低温压制工艺代替传统胶合板制备的预压、热压工艺,有效降低板材的能耗。
一种耐湿的无醛难燃胶合板的制备方法,其特征在于,步骤依次包括:
(1)磷酸盐体系的喷涂:将10~15份磷酸盐、2~5份调凝剂、1~2份防水剂与20~40份水配制成溶液,喷涂于单板表面,再将单板干燥至含水率10%~20%;
(2)氧化镁体系的喷涂:将40~50份氧化镁、0.4~0.8份改性剂与30~40份水搅拌均匀,配制成悬浊液,均匀涂刷于步骤(2)干燥后的单板表面;
(3)固化成型:将单板按照正交方式拼接成型,置于压机上压制固化;
(4)后期处理:成型后的样板经过养护、裁切,得到耐湿的无醛难燃胶合板。
根据本领域一般操作,单板经旋切后,保持含水率在40%左右即可。
上述步骤(1)中磷酸盐为磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠中的至少一种。
上述步骤(1)的喷涂量为300~500g/m2。涂刷量低于范围的话,胶合性能和阻燃性能都会下降,不满足板材标准。涂刷量高于范围,成本增加,同时压制过程中浆料溢出,会导致浪费。
上述步骤(1)中调凝剂为硼砂、硼酸、三聚磷酸钠中的至少一种。调凝剂的应用能调节磷酸盐胶凝体系的凝结时间,为施胶工段提供足够的操作时间。
上述步骤(1)中防水剂为壳聚糖、乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、硅丙乳液中的至少一种。防水剂具有成膜作用,能够在磷酸盐胶凝体系水化产物表面形成覆盖作用,阻隔与水的接触,从而进一步提高胶黏剂的耐水性。
上述步骤(2)中氧化镁为重烧氧化镁,重烧氧化镁为菱镁矿在900~1100℃煅烧形成的。
上述步骤(2)中改性剂为硅灰、硅藻土、膨润土中的至少一种。改性剂的加入能够改善氧化镁悬浊液的流动性,提高涂刷的均匀性,同时改性剂具有保湿作用,在压制过程中能释放出吸收的水分,也能填充于磷酸盐胶凝体系水化产物的缝隙中,提高胶黏剂晶体的密实性,也有利于耐水性的提升。
上述步骤(2)的涂刷量为400~600g/m2。这里的涂刷量是与磷酸盐涂刷量相匹配的,反应形成胶黏剂晶体。
上述步骤(3)压制条件为单位压力2~3MPa,温度25~80℃,时间10~30min。
上述步骤(4)养护时间为3~7d,温度25±10℃,湿度(50±10)%RH。
本发明相比现有技术具有以下优点:
本发明通过二次涂刷浆料的方法,将磷酸盐胶凝体系的反应物磷酸盐溶液和氧化镁分别配制成水料后,分别涂刷于单板表面,首先避免了两种反应物过早地接触反应,从而形成不溶于水的水化产物,影响涂覆的均匀性;且能保证胶凝剂更好地渗透到单板中,与单板接触紧密,提高胶合板的密实性。引入具有成膜作用的防水剂一方面可以提高胶黏剂的耐水性,有利于形成具有网状的无机胶黏剂晶体结构层,另一方面也能提高胶黏剂与单板的界面相容性。引入具有多孔结构的改性剂能够在压制过程中释放吸收的水分,使得无机胶黏剂的水化进一步发生,延长了胶黏剂的固化时间。本发明采用一次低温压制工艺代替传统胶合板制备的预压、热压工艺,能有效降低板材的能耗,符合当下节能环保的要求,且磷酸盐胶凝体系对胶合板的密度影响更小,便于板材的生产和运输。同时,采用磷酸盐胶凝体系的耐湿胶合板相较于传统有机胶黏剂体系的耐湿胶合板具有无醛环保、阻燃抑烟、原料成本低等优势,符合当下绿色发展的需求。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的耐湿无醛难燃胶合板的横截面;
图2为本发明对比例3制备的耐湿无醛难燃胶合板的横截面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述,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。
以下各实施例所使用的单板经旋切后,保持含水率在40%左右。
实施例1
本发明提供的耐湿的无醛难燃胶合板的制备方法:
(1)将45g磷酸二氢铵、6g硼砂、3g壳聚糖和60g水配制成溶液,均匀涂刷于需要施胶的杨木单板表面(单板面积30cm×30cm),涂刷量为400g/m2;再将杨木单板置于恒温恒湿箱中平衡含水率至50%。
(2)将142g重烧氧化镁(氧化镁含量85%)、1.2g硅灰和90g水搅拌均匀后,涂刷于喷涂磷酸二氢铵溶液的杨木单板面上,施胶量为600g/m2。
(3)将施胶后的杨木单板按照正交方式拼接,再置于热压机上,在60℃,单位压力2.5MPa,压制时间30min的条件下固化成型。
(4)成型后的杨木单板置于25℃,50%RH湿度条件下养护14天后裁切、砂光,得到耐湿的无醛难燃胶合板。
实施例2
本发明提供的耐湿的无醛难燃胶合板的制备方法:
(1)将75g磷酸二氢铵、15g硼砂、6g壳聚糖和100g水配制成溶液,均匀涂刷于需要施胶的杨木单板表面(单板面积30cm×30cm),涂刷量为300g/m2;再将杨木单板置于恒温恒湿箱中平衡含水率至12%。
(2)将177g重烧氧化镁(氧化镁含量85%)、2.4g硅灰和140g水搅拌均匀后,涂刷于喷涂磷酸二氢铵溶液的杨木单板面上,施胶量为400g/m2。
(3)将施胶后的杨木单板按照正交方式拼接,再置于热压机上,在60℃,单位压力2.5MPa,压制时间30min的条件下固化成型。
(4)成型后的杨木单板置于25℃,50%RH湿度条件下养护7天后裁切、砂光,得到耐湿的无醛难燃胶合板。
实施例3
本发明提供的耐湿的无醛难燃胶合板的制备方法:
(1)将45g磷酸二氢钾、6g硼酸、3g乙烯-醋酸乙烯共聚乳液和60g水配制成溶液,均匀涂刷于需要施胶的杨木单板表面(单板面积25cm×25cm),涂刷量为400g/m2;再将杨木单板置于恒温恒湿箱中平衡含水率至12%。
(2)将142g重烧氧化镁(氧化镁含量85%)、1.2g硅藻土和90g水搅拌均匀后,涂刷于喷涂磷酸二氢钾溶液的杨木单板面上,施胶量为600g/m2。
(3)将施胶后的杨木单板按照正交方式拼接,再置于热压机上,在70℃,单位压力2.5MPa,压制时间30min的条件下固化成型。
(4)成型后的杨木单板置于25℃,30%RH湿度条件下养护14天后裁切、砂光,得到耐湿的无醛难燃胶合板。
实施例4
本发明提供的耐湿的无醛难燃胶合板的制备方法:
(1)将60g磷酸二氢钠、8g硼酸、4g乙烯-醋酸乙烯共聚乳液和80g水配制成溶液,均匀涂刷于需要施胶的杨木单板表面(单板面积30cm×30cm),涂刷量为350g/m2;再将杨木单板置于恒温恒湿箱中平衡含水率至15%。
(2)将160g重烧氧化镁(氧化镁含量85%)、2g硅藻土和120g水搅拌均匀后,涂刷于喷涂磷酸二氢钠溶液的杨木单板面上,施胶量为550g/m2。
(3)将施胶后的杨木单板按照正交方式拼接,再置于热压机上,在40℃,单位压力3MPa,压制时间60min的条件下固化成型。
(4)成型后的杨木单板置于25℃,30%RH湿度条件下养护28天后裁切、砂光,得到耐湿的无醛难燃胶合板。
对比例1
(1)采用玻镁无机板配方(按照摩尔比MgO:MgSO4:H2O=5:1:18,柠檬酸的添加量为轻烧氧化镁中活性氧化镁质量的0.5%)制备胶合板。
(2)称取轻烧氧化镁259g,七水硫酸镁191g,柠檬酸1.1g,水120g。将上述无机料混合均匀后,涂刷于单板表面,涂刷量为92g/m2(轻烧氧化镁用量与实施例1中的磷酸镁用量相当)。
(3)将施胶后的杨木单板按照正交方式拼接,再置于热压机上,在70℃,单位压力2.5MPa,压制时间30min的条件下固化成型。
(4)成型后的杨木单板置于25℃,30%RH湿度条件下养护14天后裁切、砂光,得到胶合板。
采用该方法制备的胶合板由于胶黏剂固化时间短,在压制前已经部分固化,所以粘结效果差,导致制备的样板出现明显开胶情况。可见,一般用于颗粒板中的胶黏剂无法适用于胶合板中,主要是由于胶合板和颗粒板是两类板材,将颗粒板的无机胶黏剂抽出来做胶合板的话:①胶黏剂的固化时间短,固化变稠后,无法正常施胶;②所用的改性剂种类和用量有较大区别,像发泡剂这类改性剂会在胶黏剂内部产生气孔,影响胶黏剂的耐水性(胶合板有耐水性的要求,尤其是II类板需要63℃的热水煮3h);③木粉与无机胶黏剂接触后搅拌均匀,使得无机胶黏剂在木材内部分散,部分水被木粉吸收,在压制过程中逐步释放出来,使得胶黏剂的凝结时间延长。而胶合板的单板表面水、氧化镁、磷酸盐等物质是直接接触的,所以既要解决胶黏剂在单板表面附着和分散性,也要使胶黏剂的凝结时间不能太短,否则胶黏剂固化后就失去了胶黏性能。
对比例2
(1)常规磷酸镁体系(磷酸二氢盐:重烧氧化镁=4:1,硼酸添加量为磷酸二氢铵和氧化镁总质量的5%,水灰比)采用分步涂胶的方式,将磷酸二氢钠和硼酸溶于水,配制成溶液,重烧氧化镁配制成悬浊液,分步喷淋于单板表面。
(2)称取60g磷酸二氢钠,11g硼酸和80g水配制成溶液,均匀涂刷于需要施胶的杨木单板表面(单板面积30cm×30cm),涂刷量为350g/m2;160g重烧氧化镁(氧化镁含量85%)、120g水配制成悬浊液,涂刷于喷涂磷酸二氢钠溶液的杨木单板面上,施胶量为550g/m2。
(3)将施胶后的杨木单板按照正交方式拼接,再置于热压机上,在40℃,单位压力3MPa,压制时间60min的条件下固化成型。
(4)成型后的杨木单板置于25℃,30%RH湿度条件下养护28天后裁切、砂光,得到胶合板。
常规磷酸镁胶凝体系中水化反应用水很少,水胶比一般不超过0.2,水胶比增大,可以起到一定的缓凝作用,但水胶比过高,水分蒸发形成空隙会影响磷酸镁晶体的密实度,从而影响胶黏体系的耐水性。同时用水量增大直接导致磷酸镁胶凝体系干燥收缩加剧。
而在本对比例中,为了使磷酸钠和重烧氧化镁便于两步涂刷施胶,必须采用较高的水胶比,所以制备的胶合板经过63℃热水煮后,容易开胶,未表现出很好的胶合强度和耐水性。
对比例3(不采用两次涂刷的方法)
(1)称取重烧氧化镁142g(氧化镁含量85%)、磷酸二氢铵45g、调凝剂硼砂6g、防水剂壳聚糖3g、改性剂硅灰1.2g、水150g,搅拌均匀,得到胶凝剂浆料。
(2)将浆料涂刷于杨木单板表面(单板面积30cm×30cm),施胶量为400g/m2。此时,浆料中已经形成较多不溶于水的颗粒物,影响涂刷均匀性和压贴的平整性。
(3)将施胶后的杨木单板按照正交方式拼接,再置于热压机上,在单位压力2.5MPa,压制时间30min的条件下固化成型。
(4)成型后的杨木单板置于25℃,30%RH湿度条件下养护14天后裁切、砂光,得到无醛难燃胶合板。
对比例4(不含调凝剂)
(1)将45g磷酸二氢铵、3g壳聚糖和60g水配制成溶液,均匀涂刷于需要施胶的杨木单板表面(单板面积30cm×30cm),涂刷量为400g/m2;再将杨木单板置于恒温恒湿箱中平衡含水率至12%。
(2)将142g重烧氧化镁(氧化镁含量85%)、1.2g硅灰和90g水搅拌均匀后,涂刷于喷涂磷酸二氢铵溶液的杨木单板面上,施胶量为600g/m2。此时,由于没有调凝剂的调凝作用,磷酸二氢铵与重烧氧化镁快速反应,涂刷过程中有颗粒物产物,影响涂刷的均匀性。
(3)将施胶后的杨木单板按照正交方式拼接,再置于热压机上,在60℃,单位压力2.5MPa,压制时间30min的条件下固化成型。
(4)成型后的杨木单板置于25℃,30%RH湿度条件下养护14天后裁切、砂光,得到耐湿的无醛难燃胶合板。
对比例5(不含防水剂)
(1)将45g磷酸二氢铵、6g硼砂和60g水配制成溶液,均匀涂刷于需要施胶的杨木单板表面(单板面积30cm×30cm),涂刷量为400g/m2;再将杨木单板置于恒温恒湿箱中平衡含水率至12%。
(2)将142g重烧氧化镁(氧化镁含量85%)、1.2g硅灰和90g水搅拌均匀后,涂刷于喷涂磷酸二氢铵溶液的杨木单板面上,施胶量为600g/m2。
(3)将施胶后的杨木单板按照正交方式拼接,再置于热压机上,在60℃,单位压力2.5MPa,压制时间30min的条件下固化成型。
(4)成型后的杨木单板置于25℃,30%RH湿度条件下养护14天后裁切、砂光,得到耐湿的无醛难燃胶合板。
对比例6(不含改性剂)
(1)将45g磷酸二氢铵、6g硼砂、3g壳聚糖和60g水配制成溶液,均匀涂刷于需要施胶的杨木单板表面(单板面积30cm×30cm),涂刷量为400g/m2;再将杨木单板置于恒温恒湿箱中平衡含水率至12%。
(2)将142g重烧氧化镁(氧化镁含量85%)和90g水搅拌均匀后,涂刷于喷涂磷酸二氢铵溶液的杨木单板面上,施胶量为600g/m2。此时,悬浊液很稀,不便于涂刷均匀。
(3)将施胶后的杨木单板按照正交方式拼接,再置于热压机上,在60℃,单位压力2.5MPa,压制时间30min的条件下固化成型。
(4)成型后的杨木单板置于25℃,30%RH湿度条件下养护14天后裁切、砂光,得到耐湿的无醛难燃胶合板。
对比例7(防水剂使用过多)
(1)将45g磷酸二氢铵、6g硼砂、9g壳聚糖和60g水配制成溶液,均匀涂刷于需要施胶的杨木单板表面(单板面积30cm×30cm),涂刷量为400g/m2;再将杨木单板置于恒温恒湿箱中平衡含水率至50%。
(2)将142g重烧氧化镁(氧化镁含量85%)、1.2g硅灰和90g水搅拌均匀后,涂刷于喷涂磷酸二氢铵溶液的杨木单板面上,施胶量为600g/m2。
(3)将施胶后的杨木单板按照正交方式拼接,再置于热压机上,在60℃,单位压力2.5MPa,压制时间30min的条件下固化成型。
(4)成型后的杨木单板置于25℃,50%RH湿度条件下养护14天后裁切、砂光,得到胶合板。
对比例8(防水剂使用过少)
(1)将45g磷酸二氢铵、10g硼砂、1g壳聚糖和60g水配制成溶液,均匀涂刷于需要施胶的杨木单板表面(单板面积30cm×30cm),涂刷量为400g/m2;再将杨木单板置于恒温恒湿箱中平衡含水率至50%。
(2)将142g重烧氧化镁(氧化镁含量85%)、1.2g硅灰和90g水搅拌均匀后,涂刷于喷涂磷酸二氢铵溶液的杨木单板面上,施胶量为600g/m2。
(3)将施胶后的杨木单板按照正交方式拼接,再置于热压机上,在60℃,单位压力2.5MPa,压制时间30min的条件下固化成型。
(4)成型后的杨木单板置于25℃,50%RH湿度条件下养护14天后裁切、砂光,得到胶合板。
对比例9(改性剂使用过多)
(1)将45g磷酸二氢铵、10g硼砂、1g壳聚糖和60g水配制成溶液,均匀涂刷于需要施胶的杨木单板表面(单板面积30cm×30cm),涂刷量为400g/m2;再将杨木单板置于恒温恒湿箱中平衡含水率至50%。
(2)将142g重烧氧化镁(氧化镁含量85%)、4g硅灰和90g水搅拌均匀后,涂刷于喷涂磷酸二氢铵溶液的杨木单板面上,施胶量为600g/m2。
(3)将施胶后的杨木单板按照正交方式拼接,再置于热压机上,在60℃,单位压力2.5MPa,压制时间30min的条件下固化成型。
(4)成型后的杨木单板置于25℃,50%RH湿度条件下养护14天后裁切、砂光,得到胶合板。
对比例10(改性剂使用过少)
(1)将45g磷酸二氢铵、10g硼砂、1g壳聚糖和60g水配制成溶液,均匀涂刷于需要施胶的杨木单板表面(单板面积30cm×30cm),涂刷量为400g/m2;再将杨木单板置于恒温恒湿箱中平衡含水率至50%。
(2)将142g重烧氧化镁(氧化镁含量85%)、0.8g硅灰和90g水搅拌均匀后,涂刷于喷涂磷酸二氢铵溶液的杨木单板面上,施胶量为600g/m2。
(3)将施胶后的杨木单板按照正交方式拼接,再置于热压机上,在60℃,单位压力2.5MPa,压制时间30min的条件下固化成型。
(4)成型后的杨木单板置于25℃,50%RH湿度条件下养护14天后裁切、砂光,得到胶合板。
测试例1:理化性能测试:
根据GB/T 18101-2013《难燃胶合板》的要求,耐湿的胶合板即II类胶合板需要满足胶合强度≥0.7MPa(杨木),600s总放热量THR600 s≤15MJ(难燃B1-C级要求);产烟特性中烟气生成速率指数SMOGRA≤30m2/s2,600s总烟气生成量TSP600s≤50m2,对上述各实施例及对比例得到的产品进行性能测试,结果见下表1所示。
表1理化性能测试
项目 | II类胶合强度/MPa | THR<sub>600s</sub>/MJ | SMOGRA(m<sup>2</sup>/s<sup>2</sup>) | TSP<sub>600s</sub>/m<sup>2</sup> |
实施例1 | 0.86 | 13.7 | 25.6 | 42.1 |
实施例2 | 0.88 | 13.4 | 24.3 | 41.8 |
实施例3 | 0.90 | 12.9 | 23.7 | 40.6 |
实施例4 | 0.85 | 14.1 | 27.2 | 43.3 |
对比例1 | 0 | / | / | / |
对比例2 | 0.03 | 24.3 | 49.2 | 79 |
对比例3 | 0.17 | 23.6 | 50.6 | 80.5 |
对比例4 | 0.23 | 20.8 | 47.2 | 78.1 |
对比例5 | 0.41 | 18.7 | 43.9 | 70.2 |
对比例6 | 0.43 | 17.5 | 39.5 | 67.8 |
对比例7 | 0.51 | 18.6 | 29.9 | 44.1 |
对比例8 | 0.49 | 17.7 | 30.5 | 45.3 |
对比例9 | 0.61 | 15.2 | 24.9 | 40.2 |
对比例10 | 0.24 | 21.6 | 45.1 | 62 |
由实施例1和对比例3可以看出,不采用二次涂刷的施胶方式,直接将磷酸盐与氧化镁混合,由于两者反应速率太快,形成不溶于水的颗粒物(即鸟粪石晶体),导致施胶不均匀,压制成型的胶合板出现明显的开胶现象,所以胶合性能很差,参考图1和图2。
由实施例1和对比例4可以看出,缺少调凝剂,氧化镁悬浊液涂刷与浸渍磷酸盐的单板时,氧化镁与磷酸盐迅速反应,形成不溶于水的颗粒物(即鸟粪石晶体),导致胶合板的施胶不均匀,压制过程中有明显的开胶现象,因此胶合性能和阻燃性能下降明显。
由实施例1和对比例5可以看出,缺少防水剂,胶合板的胶合性能和阻燃性能都有不同程度的削弱。这是因为防水剂具有成膜作用,能够附着在磷酸盐胶凝体系的水化产物表面,阻隔产物与水的接触,提高胶凝剂的耐水性能。
由实施例1和对比例6可以看出,缺少改性剂,板材的胶合性能和阻燃性能也不满足GB/T 18101-2013《难燃胶合板》的要求。这是因为改性剂可以填充于磷酸盐胶凝体系水化产物的缝隙中,提高胶凝剂的密实性,从而增强胶合板的耐水性能。同时改性剂也能发挥阻燃作用,提高板材的阻燃性能。
由实施例1和对比例7、8可以看出,防水剂的用量过多、过少对板材的胶合性能都有不利影响。防水剂能够在重烧氧化镁表面成膜,延缓胶凝剂产物的形成时间。施胶过程中,防水剂与磷酸盐竞争重烧氧化镁,防水剂用量过少,耐水的胶黏剂晶体提前形成,会影响胶合性能。防水剂过多,导致部分重烧氧化镁未参与反应,反应不充分,同样影响胶合性能。
由实施例1和对比例9、10可以看出,改性剂用量过多、过少对板材的胶合性能也都有不利影响。改性剂多为多孔物质,能够吸收水分。用量过多,导致吸收的水分多,胶黏剂前期稠度大,不利于施胶,后期释放出水分,容易形成气孔,影响胶黏剂的密实度;用量过少,发挥的吸水作用小,调节能力弱。
通过各实施例与各对比例的比较可以看出,选择合适的防水剂、改性剂以及合适的配比是提高磷酸镁胶凝体系胶合强度的关键点。
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)
1.一种耐湿的无醛难燃胶合板的制备方法,其特征在于,步骤依次包括:
(1)磷酸盐体系的喷涂:将磷酸盐、调凝剂、防水剂与水配制成溶液,喷涂于单板表面,再将单板干燥至含水率40%~60%;
(2)氧化镁体系的喷涂:将氧化镁、改性剂与水搅拌均匀,配制成悬浊液,均匀涂刷于步骤(2)干燥后的单板表面;
(3)固化成型:将单板按照正交方式拼接成型,置于压机上压制固化;
(4)后期处理:成型后的样板经过养护、裁切,得到耐湿的无醛难燃胶合板;
其中,磷酸盐、调凝剂、防水剂、水的质量比为(10~15):(2~5):(1~2):(20~40);
氧化镁、改性剂、水的质量比为(40~50):(0.4~0.8):(30~40);
步骤(1)的喷涂量为300~500g/m2;
步骤(2)的涂刷量为400~600g/m2。
2.根据权利要求1所述的一种耐湿的无醛难燃胶合板的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中磷酸盐为磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种耐湿的无醛难燃胶合板的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中调凝剂为硼砂、硼酸、三聚磷酸钠中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种耐湿的无醛难燃胶合板的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中防水剂为壳聚糖、乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、硅丙乳液中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种耐湿的无醛难燃胶合板的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中氧化镁为重烧氧化镁。
6.根据权利要求1所述的一种耐湿的无醛难燃胶合板的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中改性剂为硅灰、硅藻土、膨润土中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种耐湿的无醛难燃胶合板的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)压制条件为单位压力2~3MPa,温度25~80℃,时间10~30min。
8.根据权利要求1所述的一种耐湿的无醛难燃胶合板的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)养护时间为3~7d,温度25±10℃,湿度(50±10)%RH。
9.权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的耐湿的无醛难燃胶合板。
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CN116574452B (zh) * | 2023-06-20 | 2024-01-23 | 中国林业科学研究院木材工业研究所 | 一种胶合板用耐水型氯氧镁无机胶黏剂及其制备方法 |
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