一种橡胶木刨花板用环保型脲醛树脂改性胶及制备方法与流程

[0001]
本发明涉及一种橡胶木刨花板用胶，属于林业化工技术领域，具体为一种橡胶木刨花板用环保型脲醛树脂改性胶及制备方法。


背景技术：

[0002]
在地处低纬度、中海拔、属亚热带季风湿润气候的地区,广泛种植着橡胶树。生产橡胶的橡胶树一般到22～29年，就不再适合产胶了，每年需要砍伐的不产胶的橡胶树在1.5～2.5％之间。以往砍伐后的橡胶树主干直大料会锯成集成材等一般用材，但剩余物和加工剩余物一般散落林区或是加工厂，只有极少部分被拿走作为薪碳材，所以不产胶的橡胶树利用价值低，同时还具有较大的火灾等安全隐患。这部分橡胶木的加工利用，一直是当地政府和胶农探索和困扰的问题。
[0003]
相比于杨木、桉木等3～5年的等速生林原料，橡胶木的生长期约25年，密度均匀，材质强韧稳定，故以橡胶木为主要颜料生产刨花板。由于橡胶木中的糖类、蛋白质、灰分等含量远高于其他树种，极易腐朽、霉变、蓝变和虫蛀，故采用橡胶木为主要原料生产刨花板的实际过程中，如果仅采用传统的脲醛树脂胶及其工艺，常表现出板坯热压反弹大、内结合强度低、胶耗高等不良因素，从而出现质量不达标问题。此外，刨花板产品在存放时，如果存放环境稍差或存放时间超过2～3个月，产品会生霉变色，严重影响的厂家和客户使用。


技术实现要素：

[0004]
针对上述现有技术中存在的不足，发明人进一步的设计研究，开发出了一种以橡胶木为主要原料生产刨花板芯层和表层用的环保型脲醛树脂改性胶，该改性胶对于生产环保优质的橡胶木刨花板产品有着重要的经济和社会价值。此外，本发明还提供了一种橡胶木刨花板用环保型脲醛树脂改性胶的制备方法。
[0005]
本发明的目的是这样实现的：
[0006]
一种橡胶木刨花板用环保型脲醛树脂改性胶，包括质量百分比为55.1～56.9％的甲醛、40.4～42.2％的尿素、1.3～1.6％的三聚氰胺、0.2～0.3％的聚乙烯醇和0.9～1.1％的辛基异噻唑啉酮。
[0007]
进一步的，所述改性胶用于芯层时，其包括质量百分比为56.9％的甲醛、40.4％的尿素、1.3％的三聚氰胺、0.3％的聚乙烯醇和1.1％的辛基异噻唑啉酮。
[0008]
进一步的，所述改性胶用于表层时，其包括质量百分比为55.1％的甲醛、42.2％的尿素、1.6％的三聚氰胺、0.2％的聚乙烯醇和0.9％的辛基异噻唑啉酮。
[0009]
进一步的，所述甲醛、尿素、三聚氰胺和辛基异噻唑啉酮的纯度分别为36.5～37.5％、98％、99.8％和99％；所述聚乙烯醇的规格为pva17～88。
[0010]
一种橡胶木刨花板芯层用环保型脲醛树脂改性胶的制备方法：
[0011]
将质量百分比为40.4％的尿素分成四份，其中第一份尿素的质量百分比为49.5～50.1％，第二份尿素的质量百分比为9.3～10.5％，第三份尿素的质量百分比为19.2～
20.4％，第四份尿素的质量百分比为20.6～21.5％。
[0012]
在反应釜中投入质量百分比为56.9％的甲醛，启动搅拌装置，再投入质量百分比为0.3％的聚乙烯醇，搅拌5min，开蒸汽升温，同时投入第一份质量百分比为49.5～50.1％的尿素，加入氢氧化钠溶液调节ph值在8.0～8.2之间，并控制在30～40min内将混合物加热升温至60～65℃之间。
[0013]
待温度升至60～65℃之间时，投入质量百分比为1.3％的三聚氰胺，关蒸汽自然保温30min，保温结束后稍开蒸汽升温，当温度至85～88℃之间时，关蒸汽自然保温20min，保温结束后稍开蒸汽升温，并将温度控制在86～88℃之间，在15～20min之间分多次缓慢加入甲酸溶液调节ph值，直到ph值在4.6～4.8之间，15min后，每隔5min用26℃的水测雾点。
[0014]
待26℃的水呈现白色雾状时，加入第二份质量百分比为9.3～10.5％的尿素，并将温度控制在90～92℃之间，每隔3min用58℃的水测雾点，待58℃的水呈现白色雾状，且热测粘度在22～25s之间时，迅速加入氢氧化钠溶液调节ph值至7.2～7.8之间，同时开冷却水降温。
[0015]
待温度降至85℃时,关闭冷却水，加入第三份质量百分比为19.2～20.4％的尿素，保温30分钟，开冷却水降温。
[0016]
待温度降至62℃时，投入第四份质量百分比为20.6～21.5％的尿素，继续降温。
[0017]
待温度降至45℃时缓慢加入质量百分比为1.1％的辛基异噻唑啉酮，继续降温。
[0018]
待温度降至40℃以下时，加入氢氧化钠溶液调节ph值至7.8～8.2之间，取样送检，产品技术指标无异常后关闭搅拌装置，停止搅拌，将产品输送至储胶罐备用。
[0019]
一种橡胶木刨花板表层用环保型脲醛树脂改性胶的制备方法：
[0020]
将质量百分比为42.2％的尿素分成四份，其中第一份尿素的质量百分比为46.0～46.5％，第二份尿素的质量百分比为9.5～10.0％，第三份尿素的质量百分比为20.5～21.2％，第四份尿素的质量百分比为22.5～23.0％。
[0021]
在反应釜中投入质量百分比为55.1％的甲醛，启动搅拌装置，再投入质量百分比为0.2％的聚乙烯醇，搅拌5min，开蒸汽升温，同时投入第一份质量百分比为46.0～46.5％的尿素，加入氢氧化钠溶液调节ph值在8.0～8.2之间，并控制在30～40min内将混合物加热升温至60～65℃之间。
[0022]
当温度升至60～65℃之间时，投入质量百分比为1.6％的三聚氰胺，关蒸汽自然保温30min，保温结束后稍开蒸汽升温，当温度至85～88℃之间时，关蒸汽自然保温20min，保温结束后稍开蒸汽升温，并将温度控制在86～88℃之间，在15～20min之间分多次缓慢加入甲酸溶液调节ph值，直到ph值在4.6～4.8之间，15min后，每隔5min用26℃的水测雾点。
[0023]
待26℃的水呈现白色雾状时，加入第二份质量百分比为9.5～10.0％的尿素，并将温度控制在90～92℃之间，每隔3min用52℃的水测雾点，待52℃的水呈现白色雾状，且热测粘度在17～19s之间时，迅速加入氢氧化钠溶液调节ph值至7.2～7.8之间，同时开冷却水降温。
[0024]
待温度降至85℃时,关闭冷却水，加入第三份质量百分比为20.5～21.2％的尿素，保温30分钟，开冷却水降温。
[0025]
待温度降至62℃时，投入第四份质量百分比为22.5～23.0％的尿素，继续降温。
[0026]
待温度降至45℃时缓慢加入质量百分比为1.0％的辛基异噻唑啉酮，继续降温。
[0027]
待温度不足40℃时，加入氢氧化钠溶液调节ph值至7.8～8.2之间，取样送检，产品技术指标无异常后关闭搅拌装置，停止搅拌，将产品输送至储胶罐备用。
[0028]
进一步的，投放三聚氰胺后至投放甲酸溶液前，调整ph值在6.0以上。从投放甲酸溶液调节ph值开始到整个制胶过程结束，时间控制在85～95min。所述甲酸溶液分3次以上投放入反应釜。所述氢氧化钠的纯度为99％以上，所述甲酸的纯度为85％以上。
[0029]
进一步的，所用的甲醛与尿素的摩尔比为1.06：1。
[0030]
进一步的，所用的甲醛与尿素的摩尔比为0.99：1。
[0031]
一种采用该橡胶木刨花板用环保型脲醛树脂改性胶生产的橡胶木刨花板。
[0032]
本发明的有益效果：
[0033]
辛基异噻唑啉酮的杀菌力强，为广谱抗菌，对真菌、细菌、霉菌及酶菌都有很好的抑制能力，抑菌效果明显优于其它传统防霉剂。所以在本发明的橡胶木刨花板芯层和表层用环保型脲醛树脂改性胶的制备过程中投放了辛基异噻唑啉酮，使采用本发明环保型脲醛树脂改性胶处理的橡胶木刨花板能有效的改善易生霉变色的问题。为便于运输和投放，本发明采用纯度为99％的辛基异噻唑啉酮。为了降低制备环保型脲醛树脂改性胶的成本，且考虑到辛基异噻唑啉酮的过量添加会带来不良反应，所以芯层用环保型脲醛树脂改性胶的制备后期投放质量百分比为1.1％的辛基异噻唑啉酮，表层用环保型脲醛树脂改性胶的制备后期投放质量百分比为0.9％的辛基异噻唑啉酮。此外，辛基异噻唑啉酮还具有低毒性，不含甲醛，无异味，能自然降解为无毒物质，不会污染环境的优点。
[0034]
本发明橡胶木刨花板用环保型脲醛树脂改性胶的制备过程中，采用纯度在36.5％～37.5％之间的甲醛水溶液，无需在橡胶木刨花板用环保型脲醛树脂改性胶的制备后期脱水，避免了脱水过程带来的污染排放，降低了排放成本。未脱水的脲醛树脂改性胶粘度相对低，调施胶时有很好的雾化效果，从而保证了刨花施胶的均匀性，使铺装后板坯预压成型效果较好，板坯在运输过程中紧实不易产生裂纹，板坯边部不易塌陷，热压成型时不易反弹，各项物理力学性能指标均有较大提升，在保证产品理化指标正常的情况下，还可通过降低胶耗以达到降低公司的生产成本。由于本发明橡胶木刨花板用环保型脲醛树脂改性胶未脱水，所以固体含量低，固化时间短，大大的缩短了产品的热压周期，减少热能供应的同时有效提高了生产产能。本发明橡胶木刨花板用环保型脲醛树脂改性胶固化时间的差异化可以使板坯在热压闭合接触时预固化层相对较薄，有利于生产过程的工艺控制，并且有很好的表结合强度，以保证橡胶木刨花板的后续加工和使用效果。同时，热压周期的有效缩短，可以解决橡胶木刨花板在热压高温下碳化或氧化发黑的问题，保证了产品外观的光洁度和美观。
[0035]
在投料前期投放聚乙烯醇，可以使聚乙烯醇在升温过程中更好的溶解。所投放的聚乙烯醇在酸性条件下可以与甲醛反应得到聚乙烯醇缩甲醛，反应体系中的聚乙烯醇一方面成为甲醛的捕捉剂，可降低脲醛树脂胶中的游离甲醛含量，另一方面聚乙烯醇和聚乙烯醇缩甲醛本身具有胶粘性能，使脲醛树脂胶具有良好的初粘性，从而提高板坯预压时的预压性能。聚乙烯醇的添加，生成的脲醛树脂胶的剪切强度和贮存稳定性提高。
[0036]
所述芯层用环保型脲醛树脂改性胶中所用的甲醛与尿素的摩尔比为1.06：1，所述表层用环保型脲醛树脂改性胶中所用的甲醛与尿素的摩尔比为0.99：1，使芯层用环保型脲醛树脂改性胶的控制粘度比表层用环保型脲醛树脂改性胶的控制粘度高10～15秒，提高芯
层和表层用环保型脲醛树脂改性胶的胶合强度。
[0037]
本发明的橡胶木刨花板用环保型脲醛树脂改性胶的制备过程中，无需投放强酸来调整ph值，利用甲醛溶液的自身的ph值即可达到较佳的甲醛与聚乙烯醇缩醛的效果，胶水制作过程容易控制，保证胶水的制作稳定性。此外，投放少量的三聚氰胺和聚乙烯醇，不需要投放其它增强剂也能提高脲醛树脂改性胶的胶结强度、耐水性、耐老化性等性能，同时，还能降低橡胶木刨花板的甲醛释放量。
具体实施方式
[0038]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
[0039]
实施例1
[0040]
芯层用环保型脲醛树脂改性胶，包括质量百分比为56.9％的甲醛、40.4％的尿素、1.3％的三聚氰胺、0.3％的聚乙烯醇和1.1％的辛基异噻唑啉酮。所述甲醛与尿素的摩尔比为1.06：1。所述甲醛、尿素、三聚氰胺和辛基异噻唑啉酮的纯度分别为36.5～37.5％、98％、99.8％和99％。所述聚乙烯醇的规格为为pva 17～88。
[0041]
在制备芯层用环保型脲醛树脂改性胶时：
[0042]
(1)将质量百分比为40.4％的尿素分成四份，其中第一份尿素的质量百分比为49.5～50.1％，第二份尿素的质量百分比为9.3～10.5％，第三份尿素的质量百分比为19.2～20.4％，第四份尿素的质量百分比为20.6～21.5％。
[0043]
(2)在反应釜中投入质量百分比为56.9％的甲醛，启动搅拌装置，再投入质量百分比为0.3％的聚乙烯醇，搅拌5min，开蒸汽升温，同时投入第一份质量百分比为49.5～50.1％的尿素，加入氢氧化钠溶液调节ph值在8.0～8.2之间，并控制在30～40min内将混合物加热升温至60～65℃之间。
[0044]
(3)待温度升至60～65℃之间时，投入质量百分比为1.3％的三聚氰胺，关蒸汽自然保温30min，保温结束后稍开蒸汽升温，当温度至85～88℃之间时，关蒸汽自然保温20min，此时的反应物应是清亮或稍微乳白色液体，且在此期间，应随时调整ph值在6.0以上，保温结束后稍开蒸汽升温，并将温度控制在86～88℃之间，在15～20min之间分多次缓慢加入甲酸溶液调节ph值，直到ph值在4.6～4.8之间，15min后，每隔5min用26℃的水测雾点。其中，所述甲酸溶液应分3次以上投放。
[0045]
(4)待26℃的水呈现白色雾状时，加入第二份质量百分比为9.3～10.5％的尿素，并将温度控制在90～92℃之间，每隔3min用58℃的水测雾点，待58℃的水呈现白色雾状，且热测粘度在22～25s之间时，迅速加入氢氧化钠溶液调节ph值至7.2～7.8之间，同时开冷却水降温。
[0046]
(5)待温度降至85℃时,关闭冷却水，加入第三份质量百分比为19.2～20.4％的尿素，保温30分钟，开冷却水降温。
[0047]
(6)待温度降至62℃时，投入第四份质量百分比为20.6～21.5％的尿素，继续降温。
[0048]
(7)待温度降至45℃时缓慢加入质量百分比为1.1％的辛基异噻唑啉酮，继续降
温。
[0049]
(8)待温度降至40℃以下时，加入氢氧化钠溶液调节ph值至7.8～8.2之间，取样送检，产品技术指标无异常后关闭搅拌装置，停止搅拌，将产品输送至储胶罐备用。其中，从投放甲酸溶液调节ph值开始到整个制胶过程结束，应将时间控制在85～95min分钟之间。所述氢氧化钠的纯度为99％以上，所述甲酸的纯度为85％以上。
[0050]
所述芯层用环保型脲醛树脂改性胶的使用过程中，在刨花中投放绝干刨花总量的1.2～1.5％的石蜡作乳化剂。可使橡胶木刨花板在2h内，吸水膨胀率不超过7％，甲醛释放量不超过4mg/100g，理化性能指标均超过国家关于刨花板gb/t4897-2015中p2型相关规定标准。
[0051]
该芯层用环保型脲醛树脂改性胶的各性能指标如表1所示。
[0052]
表1芯层用环保型脲醛树脂改性胶的性能指标
[0053]
序号项目单位技术指标1外观 乳白色2ph值 7.5～8.03密度g/m31.15～1.254固体含量％51～52525℃时的粘度s20～25，在用胶检测35～456100℃时的固化时间s80～90725℃时的水溶性倍≥1.58游离甲醛％≤0.059羟甲基％≤8
[0054]
实施例2
[0055]
表层用环保型脲醛树脂改性胶，包括质量百分比为55.1％的甲醛、42.2％的尿素、1.6％的三聚氰胺、0.2％的聚乙烯醇和0.9％的辛基异噻唑啉酮。所述甲醛与尿素的摩尔比为0.99：1。所述甲醛、尿素、三聚氰胺和辛基异噻唑啉酮的纯度分别为36.5～37.5％、98％、99.8％和99％。所述聚乙烯醇的规格为为pva 17～88。
[0056]
在制备表层用环保型脲醛树脂改性胶时：
[0057]
(1)将质量百分比为42.2％的尿素分成四份，其中第一份尿素的质量百分比为46.0～46.5％，第二份尿素的质量百分比为9.5～10.0％，第三份尿素的质量百分比为20.5～21.2％，第四份尿素的质量百分比为22.5～23.0％。
[0058]
(2)在反应釜中投入质量百分比为55.1％的甲醛，启动搅拌装置，再投入质量百分比为0.2％的聚乙烯醇，搅拌5min，开蒸汽升温，同时投入第一份质量百分比为46.0～46.5％的尿素，加入氢氧化钠溶液调节ph值在8.0～8.2之间，并控制在30～40min内将混合物加热升温至60～65℃之间。
[0059]
(3)当温度升至60～65℃之间时，投入质量百分比为1.6％的三聚氰胺，关蒸汽自然保温30min，保温结束后稍开蒸汽升温，当温度至85～88℃之间时，关蒸汽自然保温20min，此时的反应物应是清亮或稍微乳白色液体，且在此期间，应随时调整ph值在6.0以上，保温结束后稍开蒸汽升温，并将温度控制在86～88℃之间，在15～20min之间分多次缓慢加入甲酸溶液调节ph值，直到ph值在4.6～4.8之间，15min后，每隔5min用26℃的水测雾
点。其中，所述甲酸溶液应分3次以上投放。
[0060]
(4)待26℃的水呈现白色雾状时，加入第二份质量百分比为9.5～10.0％的尿素，并将温度控制在90～92℃之间，每隔3min用52℃的水测雾点，待52℃的水呈现白色雾状，且热测粘度在17～19s之间时，迅速加入氢氧化钠溶液调节ph值至7.2～7.8之间，同时开冷却水降温。
[0061]
(5)待温度降至85℃时,关闭冷却水，加入第三份质量百分比为20.5～21.2％的尿素，保温30分钟，开冷却水降温。
[0062]
(6)待温度降至62℃时，投入第四份质量百分比为22.5～23.0％的尿素，继续降温。
[0063]
(7)待温度降至45℃时缓慢加入质量百分比为1.0％的辛基异噻唑啉酮，继续降温。
[0064]
(8)待温度不足40℃时，加入氢氧化钠溶液调节ph值至7.8～8.2之间，取样送检，产品技术指标无异常后关闭搅拌装置，停止搅拌，将产品输送至储胶罐备用。其中，从投放甲酸溶液调节ph值开始到整个制胶过程结束，应将时间控制在85～95min分钟之间。所述氢氧化钠的纯度为99％以上，所述甲酸的纯度为85％以上。
[0065]
所述表层用环保型脲醛树脂改性胶的使用过程中，在刨花中投放绝干刨花总量的1.2～1.5％的石蜡作乳化剂。可使橡胶木刨花板在2h内，吸水膨胀率不超过7％，甲醛释放量不超过4mg/100g，理化性能指标均超过国家关于刨花板gb/t4897-2015中p2型相关规定标准。
[0066]
该表层用环保型脲醛树脂改性胶的各性能指标如表2所示。
[0067]
表2表层用环保型脲醛树脂改性胶的性能指标
[0068]
序号项目单位技术指标1外观 乳白色2ph值 7.5～8.03密度g/m31.22～1.244固体含量％52～54525℃时的粘度s18～20，在用胶检测20～256100℃时的固化时间s100～110725℃时的水溶性倍≥1.58游离甲醛％≤0.039羟甲基％≤8
[0069]
当橡胶木刨花板生产过程中未加入任何防水剂，且刨花含水率、施胶量、产品密度和热压等工艺控制都相同时，采用本发明改性胶生产的刨花板与传统胶生产的刨花板作对比，其对比结果如表3所示。
[0070]
表3本发明改性胶刨花板与传统胶刨花板主要性能对照表
[0071][0072]
从表3可以看出，采用本发明改性胶生产的刨花板的主要性能指标全面优于传统胶生产的刨花板。
[0073]
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除