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  • 防潮中纤板用改性脲醛胶新工艺的开发

  • 内容出处:http://www.cnkery.com时间2014-01-16 03:07作者admin浏览次数
摘要:通过添加自制助剂和三聚氰胺对脲醛胶进行改性。用改性脲醛胶制备的中纤板性能达到GB/T 11718-2009《中密度纤维板》中 普通型及家具型中密度纤维板在潮湿状态下的使用要求;用改性脲醛胶工业化生产地板基材用纤维板,其性能达到LY/T 1611-2003 《地板基材用纤维板》的要求。
 
关键词:防潮中纤板;三聚氰胺改性脲醛胶;纤维板地板基材;甲醛释放量
 
我国人造板产量自2004年起居世界第一,人造板产 量虽大,但品种却不多,特别是功能性品种太少。就中 密度纤维板(简称中纤板)而言,目前大多数工厂只生 产干燥条件下使用的家具型或普通型中纤板,满足不 了市场发展的需求。2010年4月1日起实施的新国标GBA1 11718—2009《中密度纤维板》(以下简称新国标),按 不同使用条件对中纤板进行了分类。3种类型中纤板无论 是普通型、家具型还是承重型,都按不同的环境条件细 分为干燥、潮湿、高湿度及室外4种使用状态,并规定了 这3种类型中纤板在不同状态下的性能指标。
新国标不但对潮湿状态下使用的中纤板的吸水厚 度膨胀率提高了要求,还要求其能通过防潮性能测试, 以保证在潮湿状态下使用的中纤板仍有相当的强度。众 所周知,中纤板的物理力学性能指标(包括表面结合强 度、内结合强度、静曲强度、吸水厚度膨胀率及握螺钉 力等)和环保指标(甲醛释放量)均要依靠所采用的胶 黏剂来保证。到目前为止中纤板所用胶黏剂中,绝大多 数为脲醛胶。然而,用普通脲醒胶压制的中纤板在沸水 中煮2h^;在70T:水中泡2WS,早就散架不成板形,根本 无法再测其内结合强度或湿静曲强度,也就无法通过防
 
潮性能测试。因此,要达到新国标中防潮性能的要求, 必须对脲醛胶进行改性。
 
国内外早就有人对脲醛胶改性进行过研究,以提高 其耐水和防潮性能。由于三聚氰胺可与脲醛树脂中亲水 性羟甲基作用,生成稳固的甲基桥,加之其三氮杂环的 环状结构,均能提高脲醛胶的耐水性,故通常选用三聚 氰胺作为脲醒胶的改性剂。三聚氰胺的添加有共混和共 聚两种方法。张双保等111提出在脲醛胶中掺人20%三聚 氰胺甲醛胶(MF)后制得的中纤板(共混胶用量20%, 施蜡量1%),湿循环试验测得其吸水厚度膨胀率(TS) 达到10%12%,内结合强度(IB )达到0.280.35 MPa。 沈哲红等[2]提出:为了生产符合要求的防潮型中纤板, 最好使用三聚氰胺改性的低毒脲醛树脂胶黏剂,三聚 氰胺添加量为80g/kg (M/(U+F)),施胶量11%13%,F/ U=1.2,测得中纤板IB为0.78 MPa,TS为6.5%,湿循环IB为 0.27 MPa,甲醛释放量6.49mga00g。
 
1第一研究阶段
 
上述各种方法虽然能制得防潮型中纤板,但一般M/ (U+F )的质量分_8%~20%,三聚氰胺用量较高,导 致中纤板成本过高。为使市场更易接受,必须在保证质 量达标的前提下,开发新的改性脲醛树脂制备工艺以降 低成本。
 
新的三聚氰胺改性脲醛树脂制备工艺,是将三聚氰 胺和甲醛均分成2次投入,尿素分4次投入,并调整了加 入时间和不同阶段的投料量,之后进行比较。经过一段 时间的探索,研制出两种改性胶,分别标记为1#和2#。取 得的典型试验结果见表13。
表1第一研究阶段改性脲醛树脂各原料配比
 
从表13可以看出,用1#和2#三聚氰胺改性脲醛胶制 得的中纤板,在70 t水中泡2 h后不再溃散,从而可测 出其湿静曲强度。MAU+F)由3.57%增加到5.03%时,湿静 曲强度即由3.10 MPa提高至4.74 MPa,同时内结合强度从 0.58 MPa提高至0.66 MPa,吸水厚度膨胀率由8.42%降至 6.57%,甲醛释放量从9.82 mg/100濟至6.96 myiOOg。由 表3可以看出,2#胶制得的中纤板比1#胶制得的中纤板性 能更优良一些;1#和2#胶制得的中纤板虽已具有一定的防 潮性能,但尚未完全达到新国标要求,需要对2#胶进一 步改性。
 
2第二研究阶段
 
由第一阶段研究结果可知,还需对2#胶进行改进。 分别采用以下两个方案。
 
方案1:甲醛与尿素物质的量之比(F/U)为1.10,为达 到新国标的要求,釆取了增加三聚氰胺投料量的措施, 即质量比M/0J+F)由5.03%提高至6.83%,同时为避免胶固 化时间大幅度延长而增加热压难度,故增加自制助剂A 的投料量(占尿素和甲醛质量的0.16%),并将原自制助 剂B改为助剂C (投料量占尿素和甲醛质量的0.32%)。 用此方案制得的代表性胶以3#表示。
 
方案2:甲醛与尿素物质的量之比(F/U)为1.15,质量 比M/(U+F)由6.83%降至4.45%。在保证质量的前提下,为 了降低防潮中纤板的成本,增加自制助剂的用量,原助 剂A占尿素和甲醛质量的0.16%升至1.1%,原助剂C占尿 素和甲醛质量的0.32%升至2.1%。用此方案制得的代表性 胶以4#表示。
 
 
由表4~5可以看出,采用3#胶制得的中纤板,其各项 性能均达到新国标中普通型及家具型中纤板潮湿状态下 使用的要求。由于自制助剂发挥了作用,3#胶的固化时 间与2#胶相比不但未随三聚氰胺用量提高而延长,反而 还有所缩短。当然,三聚氰胺用量提高至6.83%后,3#胶 的材料成本将比普通脲醛胶增加683元/t (以三聚氰胺10 元/kg计),因而3#胶制得的防潮中纤板成本将比普通中 纤板增加136.6元/m3 (以耗胶200 kg/m3计)。因防潮中纤 板市场售价比普通中纤板高200300^/m\故增加的经济 效益仍是可观的。
 
从表4~5还可看出,由于增加了自制助剂的用量,降 低了三聚氰胺的用量,4#胶比3#胶的固化时间进一步缩短 了 10S;除甲醛释放量和吸水厚度膨胀率略高以外,其他 各项性能均优良;且4#胶成本可比3#胶降低约100元/t,进 一步提升了防潮中纤板的经济效益。此外,4#胶的甲醛 释放量还可通过调整甲醛与尿素物质的量之比而得到进 一步的改善。
 
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