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木质素无醛胶黏剂在实木复合地板生产中研究与应用




2021-01-29         


据中国林产工业协会地板专业委员会不完全统计,2019年我国木竹地板总销量约42 460万㎡,其中实木复合地板销量约12 700万㎡,同比增长5.75%。实木复合地板销量保持强有力的增长速度,反映了国内木质地板市场的变化以及国民消费水平的升级。与此同时实木复合地板行业竞争也日趋激烈,各大企业都在寻求变革,以期获得更大的市场份额。其中,环保、健康、安全、无醛添加一直是行业努力追求发展的方向。

 

采用“三醛胶”生产的人造板及其制品所带来的甲醛污染问题成为了当今家居装饰建材行业的一大痛点。为了解决“甲醛”污染这一痛点问题,行业一直致力于无醛添加产品的研发。自201851日《无醛人造板及其制品》团体标准发布以来,无醛产品有了标准可依,为人造板及其制品升级为无醛化产品提供了明确的方向。圣象集团一直致力于绿色产业链发展,始终走绿色、环保、健康产品路线。近年来,圣象着重研发无醛添加实木复合地板,历时1年半,通过对关键技术难题的研究、工业化应用技术的攻关,最终攻克无醛产品在生产上的技术难题,成功向市场推出无醛添加实木复合地板。

 

本文以多层实木复合地板为研究对象,主要以栎木、柞木、桦木、水曲柳及黑胡桃等珍贵树种单板进行贴面装饰,以木质素无醛胶黏剂为贴面胶,探讨木质素无醛胶黏剂的贴面应用情况,测试地板坯料浸渍剥离性能,为实木复合地板采用木质素无醛胶黏剂贴面工业化生产提供技术支撑。

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材料和方法

1.1 材料

胶黏剂:木质素无醛胶黏剂ECCA,为棕褐色,其主要成分为木质素。

基材:厚度13.8 mm桉木和榉木复合基材,底面覆贴0.6 mm厚榉木,采用木质素无醛胶黏剂。基材各项性能满足LY/T 17382008《实木复合地板用胶合板》相关指标,其中甲醛释放量为0.005 mg/m3(1 m3气候箱法)。

单板:贴面采用厚度1.2 mm栎木、柞木、桦木、水曲柳和黑胡桃单板。

1.2 胶黏剂复配

在贴面使用前,将胶黏剂与工业面粉复配,用于增稠、提高其黏度。按设定的比例(原胶∶面粉=31),加入到搅拌釜中搅拌至均匀。

1.3 单板贴面

参照现有的多层实木复合地板贴面方法进行贴面试验,按照设定的涂布量(110 g/㎡、130 g/㎡和150 g/㎡)进行施胶,然后冷压(时间30 min40 min50 min)、热压(时间150 s200 s250 s)。

1.4 性能测试方法

浸渍剥离性能是评定胶结强度和胶层耐水性的重要指标之一。因此,本试验主要以浸渍剥离性能为测试指标,评定贴面多层实木复合地板的性能。按GB/T 181032013《实木复合地板》要求,对试件进行检测。将试件先放置在(70±3)℃的热水中浸渍2 h,试件应全部浸没在水中,然后将试件取出放置于(60±3)℃的烘箱中干燥3 h,最后取出试件观测试件胶层有无剥离现象,并按GB/T 181032013进行判定。

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结果与讨论

2.1 涂布量对浸渍剥离性能的影响

 

胶黏剂的涂布量是影响胶合性能主要参数之一,涂布量太低容易造成施胶不均,局部缺胶或者粘结性能太差,从而导致浸渍剥离不合格;涂布量太高则会直接引起成本过高,同时也会造成资源的浪费。本文设定110130150 g/3种不同的涂布量,对不同涂布量的胶合性能进行研究。

从表1中可以看出,在冷压单位压力1.0 MPa、时间30 min;热压温度120125 ℃、单位压力0.8 MPa、时间200 s条件下,栎木、柞木、水曲柳、桦木和黑胡桃5种材质的单板在110130150 g/3种不同的涂布量条件下,浸渍剥离结果均合格。然而在生产过程中,由于110 g/㎡涂布量较低,会造成基材局部缺胶的现象。一旦出现该现象,工人需用手涂胶或再次返工涂胶,则会影响生产效率。因此,在保证质量的前提下,同时也为了不影响生产效率,对于1.2 mm厚单板的贴面涂布量以130 g/㎡较为适宜。


 2.2 冷压时间对浸渍剥离性能的影响

 

实木复合地板贴面生产中,冷压的效果将直接影响到后续热压以及成品的合格率。目前,行业采用三聚氰胺改性脲醛树脂贴1.2 mm厚单板生产时,冷压时间一般在3060 min。根据木质素无醛胶的性质以及生产效率等问题,本试验采用30 min40 min50 min 3个梯度进行研究,观测冷压结束后表面贴的单板是否已与基材粘合,是否出现翘起现象。

 

选用柞木和桦木2种材质单板贴面进行研究,从表2 中可以看出,冷压时间为30 min40 min50 min时,表面覆贴的单板均无翘起现象。从试验现场观测,在1.0 MPa30 min冷压时间下,表面的单板均与基材粘结在一起,冷压效果较好,满足实际生产要求。因此,考虑到实际生产效率,冷压时间以30 min较为适宜。


2.3 热压时间对浸渍剥离性能的影响


由于木质素无醛胶黏剂必须在高温条件下才能固化,所以冷压之后须经过热压,在温度、时间和压力的作用下,表面单板才能与基材粘贴在一起。根据该木质素无醛胶黏剂的性质,需在120125 ℃条件下才能固化,本试验以热压时间为变量,对贴面效果进行研究。

 

采用130 g/㎡的涂布量,冷压参数以及热压温度和压力均一致,研究150 s200 s250 s的热压时间对浸渍剥离的影响,结果如表3所示。当热压时间为150 s时,表面贴1.2 mm厚度的栎木、水曲柳和桦木单板时,浸渍剥离存在不合格现象。而热压时间在200 s250 s时,表面贴栎木等5种常见材质的单板浸渍剥离均合格,满足GB/T 181032013指标要求。考虑到实际生产效率等因素,热压时间以200 s比较适合工业化批量生产。


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结论

对多层实木复合地板贴面采用木质素无醛胶黏剂生产工艺进行了研究,主要从涂布量、冷压时间和热压时间3个方面进行探索。通过试验,得出以下结论:1)贴1.2 mm厚度的栎木、柞木、水曲柳、桦木和黑胡桃等常见材质单板时,涂布量以130 g/㎡较为适宜;2)冷热压工艺:冷压时间30 min,热压时间200 s3ECCA型号木质素无醛胶黏剂能够稳定用于多层实木复合地板的栎木、柞木、水曲柳、桦木和黑胡桃等常见树种单板贴面。

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