气味吸附剂和制法及粘合剂体系和用途及无醛刨花板和制法

文档序号:92006 发布日期:2021-10-12 浏览:37次 >En<

阅读说明:本技术 气味吸附剂和制法及粘合剂体系和用途及无醛刨花板和制法 (Odor adsorbent and preparation method thereof, adhesive system and application thereof, aldehyde-free shaving board and preparation method thereof ) 是由 孙卫华 涂松 李厚义 张梓军 王向硕 范丽颖 孙鹏 胡兵波 辛波 于 2020-04-03 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种气味吸附剂及其制法。其具有核壳结构,且壳层材料为熔点/软化点为40-120℃的热塑型材料,核层材料为粉状多孔材料或二维层状材料;制法包括以下步骤:(1)对核层材料进行辉光等离子体辐照处理,得改性核层材料;(2)对壳层材料加热熔化后,向其中加入改性核层材料,得核壳结构前驱体;(3)将核壳结构前驱体进行喷雾冷却,筛分得气味吸附剂。还提供一种降低无醛刨花板气味的粘合剂体系及其用途,以及利用其制备低气味无醛刨花板的制法及低气味无醛刨花板;该粘合剂体系包括前述气味吸附剂。本发明气味吸附剂及其粘合剂体系,容易储存,吸附能力强且稳定,能够降低无醛刨花板的气味等级,提高其性能;制法简单。(The invention provides an odor adsorbent and a preparation method thereof. The core-shell composite material has a core-shell structure, wherein the shell layer material is a thermoplastic material with a melting point/softening point of 40-120 ℃, and the core layer material is a powdery porous material or a two-dimensional layered material; the preparation method comprises the following steps: (1) performing glow plasma irradiation treatment on the nuclear layer material to obtain a modified nuclear layer material; (2) heating and melting the shell layer material, and adding the modified core layer material to obtain a precursor with a core-shell structure; (3) and (4) carrying out spray cooling on the precursor with the core-shell structure, and screening to obtain the odor adsorbent. Also provided are a binder system for reducing odor of an aldehyde-free particle board and use thereof, and a method for preparing a low-odor aldehyde-free particle board and a low-odor aldehyde-free particle board using the same; the binder system includes the aforementioned odor adsorbent. The odor adsorbent and the adhesive system thereof are easy to store, have strong and stable adsorption capacity, can reduce the odor grade of the formaldehyde-free shaving board and improve the performance of the formaldehyde-free shaving board; the preparation method is simple.)

气味吸附剂和制法及粘合剂体系和用途及无醛刨花板和制法

技术领域

本发明属于人造板用胶黏剂体系及加工领域,具体涉及气味吸附剂和制法及粘合剂体系和用途及无醛刨花板和制法。

背景技术

以木材或其他非木质植物为原料,经机械加工分离成颗粒、针状或片状刨花、纤维等单元后,施加粘合剂或其他添加剂经热压制成人造板的技术,近年来发展十分迅速。传统人造板产品主要包括胶合板、刨花板、纤维板三大板种;其延伸产品或者深加工产品达上百种。人造板的诞生,是木材再加工现代化的开始,从改变木材形状延伸到了改变木材性能,是现代工业进步的产物。人造板可以提高木材的使用率,节约森林资源,1立方米人造板可代替3-5立方米原木使用。

传统人造板领域使用的脲醛树脂粘合剂、酚醛树脂粘合剂及三聚氰胺树脂粘合剂在板材使用过程中均会有甲醛产生,不仅危害人类健康,而且具有一定刺激气味。

异氰酸酯本身不含有甲醛成分,绿色环保。使用异氰酸酯粘合剂制备的板材具有较好的物理力学性能,这是因为异氰酸酯中的官能团-NCO在热压高温下大部分与木材或非木质植物原料中的水反应,生成脲(-NH- CO-NH-)及缩二脲(-NH-CO-N-CO-NH-)等产物,与原料单元产生强力胶结作用。整个反应过程无有害物质产生,能够解决甲醛释放问题。

然而,使用异氰酸酯制备的无醛板材的终端客户仍反馈板材具有一定气味,且由于大多数人不了解甲醛,一旦闻到板材有气味,就认为是有甲醛释放,实际气味可能是木材自身某种抽提物化学成分所挥发的气味、木材中淀粉和糖类等物质被寄生于木材中的微生物进行代谢或分解时而生成的气味以及木材在加工过程中降解产生的气味。有研究表明这些气味物质主要是芳香族化合物(1,3-二甲基苯等)、酯类化合物(乙酸丁酯等)和醛酮类化合物(己醛等)。这些气味物质会让普通民众的主观意识认为有气味的板材是劣质板材。因此只有从根本上消除或降低板材气味,才能避免这种误解的发生,有利于优质无醛板材的推广应用。

CN 110696140A公开了一种低气味饰面刨花板的生产方法,具体报道了在木质原料中加入茶叶、桔皮粉和缓释吸味胶囊的方式降低板材气味;CN 106945145A公开了一种低气味环保刨花板的生产工艺,其通过优化刨花形态、改变刨花板组织结构促进气味排出,使用优质原料减少气味来源,有效降低板材气味等级;CN 105313202A公开了一种去除红木气味的方法,其采用饱和蒸汽处理木材去除木材气味,但会导致木材中的半纤维素部分降解;CN 1364682A公开了圭卫矛木材的除臭处理方法,其是用氢氧化钠溶液、氨水溶液和乙醇溶液常温下浸泡木材进行除臭,使木材中的低级脂肪酸与上述物质反应生成无味的盐或具有苹果香味的酯; CN 103624852A公开了一种水木花梨木材除味的方法,其是利用低温等离子处理提高木材气味分子逸出速率,并使用臭氧将气味物质氧化消解。但是,改变刨花形态和板材组织结构会导致生产工艺发生较大变动;木材预处理会导致木材不同程度降解,不利于板材性能提高。

因此,目前需要寻求一种降低无醛刨花板气味的粘合剂体系,以降低无醛刨花板的气味,提高其性能,扩大其推广应用。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种气味吸附剂,该气味吸附剂对制备无醛刨花板所用基材中的气味物质分子具有较强的吸附作用,能够降低无醛刨花板的气味等级;

本发明的第二个目的在于提供一种前述气味吸附剂的制法,该制法简单易操作,制得的气味吸附剂在用于制备无醛刨花板时,能够降低无醛刨花板的气味等级;

本发明的第三个目的在于提供一种降低无醛刨花板气味的粘合剂体系,该粘合剂体系在用于制备无醛刨花板时,能够降低无醛刨花板的气味等级;

本发明的第四个目的在于提供前述粘合剂体系在制备低气味无醛刨花板中的用途;

本发明的第五个目的在于提供一种利用前述粘合剂体系制备低气味无醛刨花板的制法;该制法简单易操作,能够制得低气味无醛刨花板;

本发明的第六个目的在于提供一种利用前述制法制得的低气味无醛刨花板。

为实现发明的第一个目的,采用以下的技术方案:

一种气味吸附剂,具有核壳结构,且所述气味吸附剂的核壳结构中,壳层材料为熔点/软化点为40-120℃的热塑型材料,比如POE(聚烯烃弹性体)、PEG(聚乙二醇)、PA(聚酰胺)、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物) 和石蜡中的任一种或多种的组合;核层材料为粉状多孔材料(比如活性炭和分子筛,优选13X硅铝酸盐分子筛)或二维层状材料(比如硫化钼、氮化硼、石墨和MXene二维晶体,优选MXene二维晶体)。

一般的气味吸附剂不具有核壳结构,只相当于本发明中的核层材料,比如活性炭、分子筛等,不易储存,在储存过程中很容易吸附空气中的气味物质分子而污染,从而降低其吸附能力;且由于核层材料的粒径较小,在将其直接用于制备低气味无醛刨花板中时,其与基材(比如刨花)混合时容易沉降到底部,使得刨花板中核层材料的分布不均匀,影响对气味物质分子的吸附能力,影响气味消除效果。本发明的气味吸附剂具有核壳结构,一方面容易储存,在储存过程中,壳层材料能够保护核层材料不受污染,防止储存过程中其实际吸附能力下降,延长其储存时间;另外,由于在核层材料的外部包裹上壳层材料形成了核壳结构,因此能够提高气味吸附剂的粒径,从而在将其用于制备低气味无醛刨花板中时,能够有效防止其沉降,有助于提高其分布均匀性,提高其对基材(比如刨花)中气味物质分子的吸附能力,进而提高其对所制得无醛刨花板的气味消除效果。

优选地,所述壳层材料为熔点为45-100℃(比如50℃、60℃、70℃、 80℃和90℃)的热熔胶,比如POE热熔胶、PEG热熔胶、PA热熔胶和 EVA热熔胶中的任一种或多种的组合;优选所述壳层材料为熔点为45- 85℃的EVA热熔胶,比如50℃、60℃、70℃和80℃。

当壳层材料为热熔胶时,在将气味吸附剂用于制备低气味无醛刨花板中时,壳层材料熔化后不仅能将核层材料释放出来以吸附气味物质分子,同时也能起到粘结作用,从而在降低无醛刨花板气味的同时,还能够提高其强度。

粉状多孔材料和二维层状材料作为核层材料具有吸附功能,其吸附能力与孔径大小、层间距以及表面基团种类和数量有关;孔径或层间距过小,则气味物质分子无法进入,起不到吸附效果;孔径或层间距过大,则气味物质分子容易解吸附。而人造板气味来源复杂,气味物质分子大小差异也较大。而MXene二维晶体是一种具有类石墨烯结构的新型二维层状过渡金属碳化物或碳氮化物纳米材料,一般通过化学液相法蚀刻掉前驱体MAX相陶瓷(M为过度金属元素,A为IIIA或IVA族元素,X为碳或氮元素)中的A元素得到,其化学式为Mn+1Xn(n=1、2、3,M为过度金属元素,X为碳或氮元素)。MXene二维晶体的层间距为2.0-2.5nm,能够吸附多数芳香族化合物(1,3-二甲基苯等)、酯类化合物(乙酸丁酯等)和醛酮类化合物(己醛等)。因此,在一种实施方式中,所述核层材料为MXene二维晶体,优选所述核层材料为粒径为200-325目的MXene 二维晶体,以提高其对制备无醛刨花板时所用基材中的气味物质分子的吸附效果。

优选地,所述气味吸附剂的粒径为50-60目,从而在将其用于制备低气味无醛刨花板中时,能够提高其分布均匀性,防止沉降,提高其对气味物质分子的吸附能力,进而有效消除气味。

为实现本发明的第二个目的,采用以下的技术方案:

一种如前所述气味吸附剂的制法,包括以下步骤:

(1)将所述核层材料平铺于托盘上,然后对其进行辉光等离子体辐照处理以活化,得到改性核层材料;

(2)对所述壳层材料进行加热熔化,然后向其中加入步骤(1)得到的改性核层材料并搅拌均匀,得到核壳结构前驱体;

(3)将步骤(2)得到的核壳结构前驱体进行喷雾冷却,筛分得到具有核壳结构的气味吸附剂。

本发明前述气味吸附剂的制法,简单易操作,容易获得具有核壳结构的气味吸附剂。

本发明前述气味吸附剂的制法,所述步骤(1)中,通过对核层材料进行辉光等离子体辐照处理以活化,从而有效增加其表面极性基团数量,提高其对极性气味物质分子的吸附能力。在一种实施方式中,所述步骤 (1)中,辐照气氛为空气氛;优选辐照环境的相对湿度为40-70%,比如 45%、50%、55%、60%和65%,从而将水中的羟基接枝到核层材料上以对其活化,从而提高其对气味物质分子的吸附效果。优选地,所述步骤 (1)中,辐照电压为50-150V,比如60V、70V、80V、90V、100V、 110V、120V、130V和140V;辐照电流为0.5-2.5A,比如1.0A、1.5A 和2.0A;辐照时间为1-10min,比如2min、3min、4min、5min、6min、 7min、8min和9min,从而有效活化所述核层材料。优选地,所述步骤 (1)中,辐照处理时,电极位于所述核层材料的上方,且与所述核层材料的距离为0.5-5cm,比如1cm、1.5cm、2cm、2.5cm、3cm、3.5cm、4 cm和4.5cm。在一种实施方式中,所述步骤(1)中,平铺厚度为0.8-1 mm,比如0.9mm。

优选地,所述步骤(2)中,所述壳层材料与所述改性核层材料的质量比为(1-1.25):1,比如1.05:1、1.1:1、1.15:1和1.2:1。核层材料改性前后其质量变化不大,几乎可以忽略,因此,所述壳层材料与所述改性核层材料的质量比可以按照所述壳层材料与所述核层材料的质量比计,即所述壳层材料与所述核层材料的质量比为(1-1.25):1,比如1.05:1、1.1:1、 1.15:1和1.2:1。此时,壳层材料能够完全将所述改性核层材料包裹住而形成核壳结构,且能够尽可能提高所述改性核层材料在气味吸附剂中所占的比例,从而提高气味吸附剂对气味物质分子的吸附效果。

所述壳层材料的加热温度太高时,一方面可能会造成壳层材料分解或挥发而损失;另一方面壳层材料熔化/软化后的粘度也会降低,从而使得在向其中加入改性核层材料混合时,改性核层材料不容易悬浮,而容易沉降至熔化/软化后的壳层材料底层,造成改性核层材料在壳层材料中的分布不均匀,从而影响所制得的核壳结构前驱体的均匀性,比如上层核壳结构前驱体中改性核层材料所占的比重比较小,下层核壳结构前驱体中改性核层材料所占的比重比较大,进而影响所制得的气味吸附剂的均匀性;再者,加热温度过高使得后续喷雾冷却时核壳结构前驱体不容易凝结。所述壳层材料的加热温度过低时,可能会造成不完全熔化/软化,从而不利于将其包裹到核层材料上。优选地,所述步骤(2)中,所述壳层材料加热至温度高于所述壳层材料的熔点/软化点5-20℃,优选10- 15℃,比如11℃、12℃、13℃和14℃。

在一种实施方式中,所述步骤(2)中,搅拌速率为600-1000r/min,从而提高所制得的核壳结构前驱体的均匀性,进而提高所制得的气味吸附剂的均匀性。

优选地,所述步骤(3)中,所述喷雾冷却是采用空气喷涂的方式将核壳结构前驱体雾化喷出以使其遇冷凝结;优选所述空气喷涂方式为空气雾化。

空气喷涂是利用压缩空气的气流,流过喷枪喷嘴孔形成负压,负压使物料从吸管吸入,经喷嘴喷出,形成喷雾。

为实现本发明的第三个目的,采用以下的技术方案:

一种降低无醛刨花板气味的粘合剂体系,包括分隔放置的多官能度异氰酸酯和气味吸附剂;其中,所述气味吸附剂为前述的气味吸附剂或根据前述制法制得的气味吸附剂。

该粘合剂体系的气味吸附剂,由于具有核壳结构,在放置时能够利用壳层材料的包裹而防止其内层具有吸附能力的改性核层材料吸附空气中的气味物质分子而污染或失效,从而延长气味吸附剂的储存时间,保证其吸附能力的稳定性和高效性。

本发明的降低无醛刨花板气味的粘合剂体系,通过利用前述的气味吸附剂,能够有效吸附制备无醛刨花板时所用基材中的气味物质分子,降低无醛刨花板的气味等级,提高其性能,扩大其推广应用

本领域技术人员理解,所述多官能度异氰酸酯为本领域中制备粘合剂体系的常用物质。在一种实施方式中,所述多官能度异氰酸酯为芳香族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯和芳脂族多异氰酸酯中的任一种或多种的组合。

异氰酸酯是指结构中含有异氰酸酯(-NCO)基团的化合物,可作为胶黏剂使用。多官能度异氰酸酯根据异氰酸酯基团与碳原子连接的结构特点,分为芳香族多异氰酸酯(比如甲苯二异氰酸酯,即TDI)、脂肪族多异氰酸酯(比如六亚甲基二异氰酸酯,即HDI)和芳脂族多异氰酸酯 (即在芳基和多个异氰酸酯基之间嵌有脂肪烃基,脂肪烃基常为多亚甲基,如苯二亚甲基二异氰酸酯,即XDI)三大类,这三大类均可应用于本发明中。其中,芳香族多异氰酸酯,比如甲苯二异氰酸酯(TDI),二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)及聚合二苯基甲烷二异氰酸酯(学名为多亚甲基多苯基多异氰酸酯,又称为聚合MDI或PMDI)等,价格相对低廉。因此,在一种优选实施方式中,所述多官能度异氰酸酯优选芳香族多异氰酸酯,进一步优选甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的任一种或多种的组合。

其中,多亚甲基多苯基多异氰酸酯(即聚合MDI或PMDI)是一种不同官能度的多异氰酸酯的混合物,其结构式如下式所示:

其中n=0的二苯基甲烷二异氰酸酯(即MDI)占混合物的40wt%左右,且MDI结构以4,4’-MDI为主,可能含有少量的2,4’-MDI异构体。 PMDI中其余的成分为3-5官能度的低聚合度多异氰酸酯。不管MDI中两种结构的比例如何调整,只要-NCO含量在30-34wt%范围内的PMDI,均可应用于本发明中。PMDI平均分子量为320-420,平均官能度为2.5- 3.0,25℃下粘度约为150-250cP。在一种优选实施方式中,所述多官能度异氰酸酯为官能度为2.6-2.8、25℃下粘度为150-250cP的多亚甲基多苯基多异氰酸酯。

以PMDI或TDI或MDI或其组合物为基础的改性产品,包括但不限于聚醚改性和聚酯改性,只要-NCO含量在20-34wt%范围内的改性产品,也均可作为本发明中的原料多官能度异氰酸酯应用于本发明中。

为实现本发明的第四个目的,还提供一种前述粘合剂体系在制备低气味无醛刨花板中的用途。

为实现本发明的第五个目的,采用以下的技术方案:

一种利用前述粘合剂体系制备低气味无醛刨花板的制法,包括以下步骤:

(1)将所述粘合剂体系中的所述气味吸附剂与表层基材按照质量比为(0.01-0.05):1(比如0.02:1、0.03:1和0.04:1),混合均匀,得表层混合物料;

(2)边搅拌边向步骤(1)所得的表层混合物料中喷涂所述粘合剂体系中的所述多官能度异氰酸酯,至混合均匀,得到预处理表层基材;

(3)将所述粘合剂体系中的所述气味吸附剂与芯层基材按照质量比为(0.01-0.05):1混合均匀,得芯层混合物料;

(4)边搅拌边向步骤(3)所得的芯层混合物料中喷涂所述粘合剂体系中的所述多官能度异氰酸酯,至混合均匀,得到预处理芯层基材;

(5)将步骤(2)所得的预处理表层基材和步骤(4)所得的预处理芯层基材按照表层-芯层-表层依次进行铺装得到板坯,所得板坯依次经预压和热压工序,获得低气味无醛刨花板。

本领域技术人员理解,所述步骤(1)和(3)中,所述混合可以采用本领域常用的混合方式进行,在一种实施方式中,所述混合是采用机械搅拌进行混合。

本领域技术人员理解,获得预处理表层基材时,也可以将所述气味吸附剂与表层基材混合的同时,边搅拌边向其中喷涂所述多官能度异氰酸酯,至三者混合均匀,得到预处理表层基材;获得预处理芯层基材时,也可以将所述气味吸附剂与芯层基材混合的同时,边搅拌边向其中喷涂所述多官能度异氰酸酯,至三者混合均匀,得到预处理芯层基材。

优选地,在所获得的低气味无醛刨花板中,所述表层基材和所述芯层基材的质量比为(0.4-1):1,比如0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1和0.9:1。

优选地,所述步骤(1)中,所述表层基材为木质刨花和/或非木质植物纤维刨花,优选木质刨花;所述步骤(3)中,所述芯层基材为木质刨花和/或非木质植物纤维刨花,优选木质刨花。

本领域技术人员理解,所述木质刨花包括由杨木、松木、桉木等常规木材中的任一种或多种加工而得到的刨花;所述非木质植物纤维刨花包括由稻草、麦秸秆、芦苇、棉杆、麻杆、玉米秸秆和蔗渣等非木质植物纤维中的任一种或多种加工而得到的刨花;本领域技术人员可以理解,由木材得到木质刨花的加工方式包括粉碎、刨片和削片等;由非木质植物纤维得到非木质植物纤维刨花的加工方式包括切断、分选(即取出叶和髓芯) 和破碎打磨等。

优选地,所述步骤(1)中,所述表层基材的含水率为16-20wt%,比如17wt%、18wt%和19wt%,粒径为0.1-1mm,比如0.2mm、0.3mm、 0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm和0.9mm;所述步骤(3) 中,所述芯层基材的含水率为2-5wt%,比如3wt%和4wt%,粒径>1mm,比如2mm、8mm和15mm。

优选地,所述步骤(2)中,所述多官能度异氰酸酯的喷涂量为所述表层基材的3-4.5wt%,比如3.5wt%和4wt%;所述步骤(4)中,所述多官能度异氰酸酯的喷涂量为所述芯层基材的2.5-3.5wt%,比如3wt%。

本领域技术人员理解,所述步骤(2)和(4)中,喷涂方式为本领域常用的喷涂方式,比如旋转雾化喷涂、高压雾化喷涂和空气喷涂中的一种或多种的组合。

本领域技术人员理解,所述步骤(5)中,热压是在热压机中进行;板坯在进入热压机前,需要对先进行预压,使板坯结构相对紧密,维持一定的厚度,然后再进入热压机,并在一定的温度和压力作用下进行热压处理,使板坯被快速压缩、粘合剂固化,刨花之间形成良好结合,板坯被热压成具有一定密度和厚度的板材。热压温度为200-230℃,比如210℃和220℃;在热压过程中,为了使板坯中过量的水分从板坯边缘排出、防止爆板,热压过程分两段式进行,即,高压段压力为2-2.5MPa,低压段压力为0.7-1.2MPa;热压时间根据板材厚度一般可以控制为6-8s/mm,其中高压段热压时间约占1/3,低压段热压时间约占2/3。

为实现本发明的第六个目的,还提供一种根据前述制法制得的低气味无醛刨花板。本领域技术人员理解,所述低气味无醛刨花板在制备时所用的粘合剂体系为前述的粘合剂体系,其中的气味吸附剂为前述的气味吸附剂。

本发明的“目数”是泰勒标准筛制的目数。

本发明的有益效果在于:

(1)本发明的气味吸附剂,具有核壳结构,一方面容易储存,在储存过程中,壳层材料能够保护核层材料不受污染,防止储存过程中其实际吸附能力下降,延长其储存时间;另外,由于在核层材料的外部包裹上壳层材料形成了核壳结构,因此能够提高气味吸附剂的粒径,从而在将其用于制备低气味无醛刨花板中时,能够有效防止其沉降,有助于提高其分布均匀性,提高其对基材(刨花)中气味物质分子的吸附能力,进而提高其对所制得无醛刨花板的气味消除效果;而优选使用热熔胶作为壳层材料与气味吸附剂形成核壳结构,在后续制备低气味无醛刨花板时,既能保证气味吸附剂的易于添加性和良好的吸附能力,又提高了气味无醛刨花板的物理力学性能;

(2)本发明气味吸附剂的制法,工艺简单易操作,且通过对核层材料进行辉光等离子体辐照处理以活化,从而有效增加其表面极性基团数量,提高其对极性气味物质分子的吸附能力;通过壳层材料对改性核层材料的包裹,使其形成核壳结构,延长所制得气味吸附剂的储存时间;

(3)本发明的降低无醛刨花板气味的粘合剂体系,通过利用前述的气味吸附剂,能够有效吸附制备无醛刨花板时所用基材中的气味物质分子,降低无醛刨花板的气味等级,提高其性能,扩大其推广应用;

(4)本发明的粘合剂体系能够应用于制备低气味无醛刨花板,且能够降低无醛刨花板的气味等级,提高无醛刨花板的品质,获得低气味无醛刨花板;

(5)本发明的低气味无醛刨花板的制法,工艺简单,易操作;且其降低无醛刨花板气味的解决方案不需要对生产工艺做出较大改动,不会对板材性能造成负面影响;

(6)本发明的低气味无醛刨花板,气味等级较低,性能好,品质好,提高普通民众对无醛刨花板的接受程度,有助于扩大推广应用。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明技术方案及其效果做进一步说明。以下实施例仅用于说明本发明的内容,并不用于限制本发明的保护范围。应用本发明的构思对本发明进行的简单改变都在本发明要求保护的范围内。

以下实施例和对比例中用到的原料来源如下:

1、多官能度异氰酸酯

多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PMDI):官能度约2.7,在25℃下粘度为180-250cP,-NCO含量为30.5-32wt%,万华化学集团股份有限公司;

甲苯二异氰酸酯(TDI):2,4-体含量为67±2wt%,4,4-体含量为33±2 wt%,凝固点为6-8℃,在25℃下粘度为3cP,-NCO含量为48wt%,博苏化学有限公司(匈牙利);

2、表层基材/芯层基材

基材1:桉木表层刨花,含水率为20wt%,粒径为0.2-0.7mm,河北汇银木业公司;

基材2:麦秸秆表层刨花,含水率为16wt%,粒径为0.1-0.8mm,万华禾香板业(荆门)有限责任公司;

基材3:桉木芯层刨花,含水率为2wt%,粒径为1-12mm,河北汇银木业公司;

基材4:芦苇芯层刨花,含水率为5wt%,粒径为2-15mm,盘锦积葭生态板业有限公司;

3、壳层材料

58号半精炼石蜡,熔点为58℃,石家庄骏赛化工科技有限公司;

EVA热熔胶,DuPont Elvax 40W,熔点为47℃,东莞市正祺塑胶原料有限公司;

EVA热熔胶,DuPont Elvax 150,熔点为63℃,东莞市正祺塑胶原料有限公司;

EVA热熔胶,TAISOX EVA 7350M,熔点为84℃,台湾地区台塑工业股份有限公司;

POE热熔胶,陶氏8003,软化点为63℃,上海启瑞塑胶有限公司;

4、核层材料

MXene二维晶体,Ti3C2,200目,北京鼎盛兄弟科技有限公司;

MXene二维晶体,Ti3C2,60目,北京鼎盛兄弟科技有限公司;

MXene二维晶体,Ti2N,200目,北京北科新材科技有限公司;

MXene二维晶体,Nb2C,270目,北京北科新材科技有限公司;

MXene二维晶体,V2C,325目,北京北科新材科技有限公司;

活性炭,ZZ-700,200目,溧阳市江南活性炭厂;

活性炭,ZZ-767,200目,溧阳市江南活性炭厂;

13X硅铝酸盐分子筛,200目,上海有新分子筛有限公司。

测试方法如下:

板材力学性能测试:根据《GBT 17657-2013人造板及饰面人造板理化性能试验方法》测试板材内结合强度、弹性模量、静曲模量;

板材气味等级评价:根据《Q-SFYJJ 15-2015家居材料气味检测方法及技术要求》进行板材气味等级评价;

板材TVOC释放量测试:根据《HJ 571-2010环境标志产品技术要求人造板及其制品》测试板材TVOC释放量。

实施例1(S1)制备气味吸附剂A1

(1)在相对湿度为40%的环境中,将粒径为200目的MXene二维晶体Ti3C2(核层材料)平铺于托盘上,平铺厚度为1mm;然后调节电极高度使其位于所得平铺MXene二维晶体Ti3C2的上方1cm处,对其进行空气氛辉光等离子体辐照处理以活化,得到改性核层材料;其中,辐照电压为120V、辐照电流为1.0A、辐照时间为2min;

(2)对EVA热熔胶-DuPont Elvax 40W(壳层材料)加热至57℃进行熔化,待其完全融化后,以1:1的质量比向其中加入步骤(1)得到的改性核层材料(按照壳层材料与核层材料的质量比计),并以600r/min的速率搅拌至混合均匀,得到核壳结构前驱体;

(3)将步骤(2)得到的核壳结构前驱体采用压力为5bar的压缩空气进行喷雾冷却,筛分得到粒径为50-60目的具有核壳结构的气味吸附剂A1。

实施例2-8(S2-8)制备气味吸附剂A2-8

按照实施例1的方法制备气味吸附剂A2-8,原料及其用量、工艺条件见表1。

表1 S1-8中原料及其用量、工艺条件

实施例9-16(S9-16)制备低气味无醛刨花板B1-8

(1)将粘合剂体系中的气味吸附剂与表层基材混合均匀,得表层混合物料;

(2)边搅拌边向步骤(1)所得的表层混合物料中喷涂粘合剂体系中的多官能度异氰酸酯,至混合均匀,得到预处理表层基材;

(3)将粘合剂体系中的气味吸附剂与芯层基材混合均匀,得芯层混合物料;

(4)边搅拌边向步骤(3)所得的芯层混合物料中喷涂粘合剂体系中的多官能度异氰酸酯,至混合均匀,得到预处理芯层基材;

(5)将步骤(2)所得的预处理表层基材和步骤(4)所得的预处理芯层基材按照表层-芯层-表层依次进行铺装得到板坯,所得板坯依次经预压和热压工序,获得低气味无醛刨花板B1-8。

表2 S9-16中原料及其用量、工艺条件

对比例1-7(D1-7)制备气味吸附剂A1’-2’及无醛刨花板B1’-7’

对比例1(D1)

除不添加气味吸附剂外,其余均与实施例9相同,获得无醛刨花板 B1’。

对比例2(D2)

步骤(1)和(3)中,均仅使用200目Ti3C2作气味吸附剂,且用量均为5g,其余均与实施例9相同,获得无醛刨花板B2’。

对比例3(D3)

步骤(1)和(3)中,均仅使用200目ZZ-700作气味吸附剂,且用量均为25g,其余均与实施例14相同,获得无醛刨花板B3’。

对比例4(D4)

步骤(1)和(3)中,均仅使用60目Ti3C2作气味吸附剂,且用量均为5g,其余均与实施例9相同,获得无醛刨花板B4’。

对比例5(D5)

仅将环境相对湿度改为30%,其余均与实施例1相同,获得气味吸附剂A1’;

仅将步骤(1)和(3)中的气味吸附剂改为A1’,其余均与实施例9 相同,获得无醛刨花板B5’。

对比例6(D6)

仅将步骤(1)和(3)中的气味吸附剂改为对比例5所得的A1’,且用量均为7.5g,其余均与实施例9相同,获得无醛刨花板B6’。

对比例7(D7)

仅将环境相对湿度改为80%,其余均与实施例1相同,获得气味吸附剂A2’;

仅将步骤(1)和(3)中的气味吸附剂改为A2’,且用量均为10g,其余均与实施例9相同,获得无醛刨花板B7’。

实施例9-16中所得低气味无醛刨花板B1-8中,板材力学性能、气味等级、TVOC释放量测试结果见表3;对比例1-7中所得无醛刨花板B1’- 7’中,板材力学性能、气味等级、TVOC释放量测试结果见表4。

表3 B1-8的板材力学性能、气味等级、TVOC释放量测试结果

表4 B1’-7’的板材力学性能、气味等级、TVOC释放量测试结果

实施例9与对比例1结果表明,加入核壳结构的气味吸附剂可以有效降低板材气味等级和TVOC释放量。

实施例9与对比例2和对比例4,以及实施例14与对比例3的结果比较表明,对二维材料(MXene二维晶体)或多孔材料进行空气氛辉光等离子体辐照并构筑核壳结构所得的气味吸附剂,相对于未进行空气氛辉光等离子体辐照并构筑核壳结构的气味吸附剂,其吸附性能显著提高。

实施例9与对比例5-7的结果比较表明,相对湿度对核层材料采用空气氛辉光等离子体辐照提高所得气味吸附剂的吸附能力影响显著,在相对湿度为40-70%范围内对核层材料进行空气氛辉光等离子体辐照处理时,所得气味吸附剂的吸附能力具有较大幅度的提高。

实施例9-13与实施例14-16的结果比较表明,MXene二维晶体对无醛刨花板的气味吸附能力优于活性炭和分子筛,且用量显著降低。

实施例9与实施例13的结果比较表明,使用EVA热熔胶可进一步提高所得无醛刨花板的结合强度。

综合上述实施例与对比例的结果比较表明,加入本发明的具有核壳结构的气味吸附剂不仅可以有效降低板材气味等级和TVOC释放量,还可以提高板材力学性能。

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