一种无醛轻质刨花板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无醛轻质刨花板及其制备方法，密度范围由0.4～0.6g/cm3。所用原料主要包括：刨花、异氰酸酯、含苯环的二元羧酸改性的聚醚多元醇、增粘剂、催化剂、水。本发明专利技术所制备的轻质刨花板，密度低且性能优异，能满足国标GB/T 4897-2015对刨花板的各种性能指标需求，具有优异的尺寸稳定性和耐水性，可广泛应用于各种室内装修，且板材质轻，方便室内移动，实用性强。实用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种无醛轻质刨花板及其制备方法


[0001]本专利技术属于无醛轻质人造板领域，尤其是轻质刨花板和纤维板领域，涉及一种无醛轻质刨花板及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着森林资源的不断较少，木材短缺和原料价格上涨的危机越来越明显，这就迫使人们找寻更加节约原材料的工艺来制备板材，减少木材原料消耗。传统刨花板制板密度约为600-750kg/m3，每立方板材需要消耗木材原料1.1-1.3吨，消耗木材较多。
[0003]现有工艺制备刨花板，胶粘剂多为脲胶体系，主要包括脲醛、酚醛、三聚氰胺改性甲醛树脂胶，这类胶粘剂均以甲醛为主要合成原料，游离甲醛含量较高，制备的板材会连续不断地释放出甲醛，污染室内居住环境，影响身体健康。赵春晖等通过在酚醛树脂粘合剂中添加发泡剂制备轻质刨花板，制得密度为450kg/m3的板材，基本性能满足国标需求，但体系含有甲醛，对人体有一定伤害。刘彦龙等通过水发泡型聚氨酯预聚体中的异氰酸基(-NCO)与水反应形成泡沫，填充刨花间隙，制得密度低于500kg/m3的轻质刨花板，热压时间需要4-10min，原料开放时间短且需要热压时间较长，影响产品的生产效率和生产成本。巴斯夫专利US8187709B2提及的用EPS颗粒制备无醛轻质刨花板，可制得密度在300-600kg/m3的轻质刨花板，但EPS颗粒内含有部分发泡剂，尤其是其推荐使用的EPS，含有戊烷等小分子物质，热压过程中释放易燃气体，在人造板高温的施工环境下，存在安全风险，且EPS颗粒在人造板内分布不均匀，还在表面形成缺陷，影响板材表面制板效果。/>[0004]市面提及的多元醇多为聚醚多元醇或者聚酯多元醇，且端基为羟端基，与异氰酸酯胶粘剂接触后，能较快的反应，且反应释放出热量，促进异氰酸酯与水等生成聚脲等副反应，对于一些需要异氰酸酯胶反应较慢的领域，性能容易受到影响。而常规方法是往多元醇里添加无机酸，来抑制异氰酸酯的活性，后添加的无机酸对设备等具有一定的腐蚀且混合均匀性和储存稳定性差。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术中存在的上述缺点，提供一种无醛轻质刨花板，通过在刨花板芯层引入含苯环的有机二元酸改性的聚醚多元醇,提高板材性能，具有优异的尺寸稳定性和耐水性。
[0006]同时，本专利技术还提供了该无醛轻质刨花板的制备方法，通过胺类催化剂，提高NCO的反应速率，缩短板材热压成型的时间，提高制板效率。所制备的轻质刨花板，密度低且性能优异，能满足国标GB/T 4897-2015对刨花板的各种性能指标需求。
[0007]为达到以上技术目的，本专利技术的方案如下：
[0008]一种无醛轻质刨花板，包括表层和芯层，所述芯层其原料质量百分含量组成包括：
[0009][0010][0011]本专利技术所述无醛轻质刨花板，密度为0.4～0.6g/cm3。
[0012]本专利技术所述无醛轻质刨花板，基于刨花板总质量，其中芯层优选为45～55％，更优选48～52％，最优选50％。
[0013]本专利技术中，所述异氰酸酯与含苯环的二元羧酸改性的聚醚多元醇中羧基的摩尔比优选为2.5～10：1，更优选5～6：1。
[0014]本专利技术中，所述刨花为质轻且堆积密度低的刨花，刨花密度<0.5g/cm3；
[0015]所述刨花其宽度2～7mm，优选4～6mm；长度5～30mm，优选5～30mm；厚度0.5～2mm，优选0.8～1.5mm；
[0016]所述刨花含水量<3wt％，优选刨花烘干至绝干。
[0017]所述刨花包括杨木刨花、柞木刨花、松木刨花、果木刨花和桉木刨花中的至少一种，优选速生杨木刨花。
[0018]本专利技术中，所述含苯环的二元羧酸改性的聚醚多元醇，是端基为-COOH的聚醚多元醇，其PH约为4～5；
[0019]所述含苯环的二元羧酸改性的聚醚多元醇，其中，含苯环的二元羧酸优选为对苯二甲酸、间苯二甲酸和邻苯二甲酸中的一种或多种，更优选对苯二甲酸。
[0020]本专利技术所述含苯环的二元羧酸改性的聚醚多元醇，其制备方法不作具体限定，可采用现有的任何可实现的方法来制备，优选方法为：含苯环的二元羧酸与聚醚多元醇在催化剂条件下反应，得含苯环的二元羧酸改性的聚醚多元醇。
[0021]上述优选方法中，含苯环的二元羧酸中的-COOH与聚醚多元醇的的-OH摩尔比为1～1.05:1，优选1.01～1.03:1，如1.02:1。
[0022]所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡和二醋酸二丁基锡中的至少一种,优选二月桂酸二丁基锡；其加入量为含苯环的二元羧酸与聚醚多元醇总质量的0.01～0.09％，优选0.01～0.03％；
[0023]上述优选方法中，所述反应，温度135～145℃，优选138～142℃，如140℃，时间0.5～1.5h,优选0.8～1.2h，如1h。
[0024]上述优选方法中，所述反应完成后，还包括真空脱水，所述真空脱水，温度为100～105℃,时间为0.5～1h，压力为绝压80～100Pa。
[0025]上述优选方法中，采用的一种加料顺序为将含苯环的二元羧酸和催化剂混合后加入到聚醚多元醇中，优选滴加方式。
[0026]所述含苯环的二元羧酸改性的聚醚多元醇，其中，所述聚醚多元醇是以甘油、二甘醇、乙二醇、丙二醇、一缩二丙二醇、一缩二乙二醇及三羟甲基丙烷中的一种或多种，优选甘油为起始剂，以环氧丙烷为聚合单体，开环均聚或共聚而成；
[0027]所述聚醚多元醇的聚合单元为环氧丙烷，羟值为100～600mgKOH/g，优选200～500mgKOH/g；分子量为100～1500，优选500～1000；粘度为100～1500cP，优选200～800；优选地，所述聚醚多元醇官能度为3。
[0028]所述聚醚多元醇优选万华化学R2303、R2305、R2307和R2310中的一种或多种。
[0029]本专利技术中，所述异氰酸酯，优选芳香族二异氰酸酯及其衍生物中的一种或多种，更优选多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的一种或多种，最优选为粘度130mPa
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s～400mPa
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s(25℃)，NCO含量30～32％的多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的一种或多种。
[0030]进一步地，所述异氰酸酯包括但不限于万华CW20、CW30、PM400和PM700等，优选CW20。
[0031]本专利技术中，所述催化剂为有机胺类催化剂，包括五甲基二乙烯三胺、五甲基二亚丙基三胺、N-甲基咪唑、N,N-二甲基环己胺和1,8二氮杂环十一烯，优选1,8二氮杂环十一烯(DBU)。DBU的催化活性随着温度的升高而明显加强，70℃时对异氰酸酯-醇、异氰酸酯-水反应的催化速率常数分别是25℃时的67倍和35倍。
[0032]本专利技术中，所述增粘剂为人造板用增粘剂，包括EVA乳液和水性聚氨酯类粘合剂中的至少一种；优选地，所述水性聚氨酯类粘合剂的粘度为100～1000mPa
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无醛轻质刨花板，其特征在于，包括表层和芯层，所述芯层其原料质量百分含量组成包括：2.根据权利要求1所述无醛轻质刨花板，其特征在于：其密度为0.4～0.6g/cm3；和/或所述无醛轻质刨花板，基于刨花板总质量，其中芯层质量百分含量为45～55％，优选范围值48～52％，最优选50％。3.根据权利要求1或2所述无醛轻质刨花板，其特征在于：所述异氰酸酯与含苯环的二元羧酸改性的聚醚多元醇中羧基的摩尔比优选为2.5～10：1，更优选5～6：1；和/或所述刨花为质轻且堆积密度低的刨花，刨花密度<0.5g/cm3；和/或所述刨花其宽度2～7mm，优选4～6mm；长度5～30mm，优选5～30mm；厚度0.5～2mm，优选0.8～1.5mm；和/或所述刨花含水量<3wt％，优选刨花烘干至绝干；和/或所述刨花包括杨木刨花、柞木刨花、松木刨花、果木刨花和桉木刨花中的至少一种，优选速生杨木刨花。4.根据权利要求1-3任一项所述无醛轻质刨花板，其特征在于：所述含苯环的二元羧酸改性的聚醚多元醇，是端基为-COOH的聚醚多元醇，其PH为4～5；和/或所述含苯环的二元羧酸改性的聚醚多元醇，其中，含苯环的二元羧酸选自对苯二甲酸、间苯二甲酸和邻苯二甲酸中的一种或多种，优选对苯二甲酸。5.根据权利要求1-4任一项所述无醛轻质刨花板，其特征在于，所述含苯环的二元羧酸改性的聚醚多元醇制备方法为：含苯环的二元羧酸与聚醚多元醇在催化剂条件下反应，得含苯环的二元羧酸改性的聚醚多元醇；和/或含苯环的二元羧酸中的-COOH与聚醚多元醇的-OH摩尔比为1～1.05:1，优选1.01～1.03:1；和/或所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡和二醋酸二丁基锡中的至少一种,优选二月桂酸二丁基锡；其加入量为含苯环的二元羧酸与聚醚多元醇总质量的0.01～0.09％，优选0.01～0.03％；和/或所述反应，温度135～145℃，优选138～142℃,时间0.5～1.5h,优选0.8～1.2h；和/或所述反应完成后，还包括真空脱水，所述真空脱水，温度为100～105℃,时间为0.5～1h，压力为绝压80～100Pa。6.根据权利要求1-5任一项所述无醛轻质刨花板，其特征在于，所述含苯环的二元羧酸
改性的聚醚多元醇，其中，所述聚醚多元醇是以甘油、二甘醇、乙二醇、丙二醇、一缩二丙二醇、一缩二乙二醇及三羟甲基丙烷中的一种或多种，优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：张梓军，涂松，胡兵波，范丽颖，李厚义，孙卫华，王向硕，孙鹏，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：