一种耐腐蚀性高韧性胶合板的制备方法

技术领域

本发明涉及一种耐腐蚀性高韧性胶合板的制备方法。尤其，涉及一种耐腐蚀性、高韧性、高性能胶合板的制备方法。

背景技术

木材是人类赖以生存的可再生的木质材料，但是其易被腐朽、开裂、抗菌性差等缺陷使木材的利用率大大下降。为了增强木材的力学性能及各项性能，通常会采用磁控溅射或者涂层的方式在木材表面制备含金属的复合膜，从而对木材进行金属掺杂改性，提高木材的耐腐蚀性能。但是此过程工艺繁琐，且金属消耗过多，如何简单，有效用金属有机物对木材进行改性从而提高木材的耐腐蚀性是本发明的研究重点。

在对木材进行增韧的过程中，通常会采用在粘合剂中添加改性树脂来增强木材的韧性，但是添加了改性树脂的粘合剂粘合强度会下降，使得粘合剂不能很好的黏附在木材原料上，需要向体系中添加合适的增稠剂来改善此类现象，所以如何简介，有效的通过改善工艺方式在木材改性液中添加有效成分来提高胶合板的韧性是本发明的研究重点。

胶粘液作为胶粘板中的重要的工艺原料，在设计胶粘液的配方原料时，会添加多种助剂，如乳化剂、润湿剂、分散剂等，这些表面活性剂使得体系的表面张力显著降低，容易产生并稳定体系中的起泡，而气泡的存在会对胶粘板的生产和性能产生负面影响，所以添加关键的消泡剂的能够赋予胶粘液良好的消泡性并与胶粘液形成良好的相容体系，从而增加胶粘液的粘结强度也是本发明的研究重点。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种耐腐蚀性高韧性胶合板的制备方法。

具体制备工艺流程如下:

(1)将木材于95-115℃干燥24h得绝干木材；

(2)将6-10份的三叔丁氧基氢化铝锂、3-5份的硅酸钠、3-5份的氢氧化钠、0.1-0.3份硫酸镁、2-4份的2-二乙氨基氯乙烷盐酸盐、0.1-0.3份的丙二醇苯醚醋酸酯、0.1-0.3份的二乙基三胺五乙酸、3-6份的过氧化氢、4-7份的聚乙烯醇、3-5份的聚乙二醇、60-80份的去离子水在150-200r/min转速下搅拌均匀25-40min使其混合均匀制得改性浸渍液；

(3)将木材与改性浸渍液按照质量比为1：10-15，并在温度为75-85℃的条件下蒸煮30-40min得到改性木板。

(4)将改性木材用去离子水清洗多次，再分别放入无水乙醇与无水丙酮质量比为1：1的混合溶液中脱水1-2h，重复2-5次；然后在140-160℃的环境进行烘干，直至含水率达到9％-15％。

(5)将30-40份聚乙烯醇颗粒、15-30份聚对苯二甲酸丁二酯树脂、15-30三聚氰胺甲醛树脂不饱和聚酯树脂、2-5份烷基苯磺酸钠乳化剂、4-6份三聚磷酸钠、50-60份的去离子水，在60-80℃水浴中加热混合，以60-70r/min的搅拌速度搅拌30-40min至完全溶解，加入2-5份二氟甲基硫乙酸消泡剂，保持40-50℃水浴加热以80-100r/min的搅拌速度搅拌25-30min，冷却至室温，即得胶粘液。

(6)将干燥后的改性木材单板利用输送机构转移到涂胶机构中，利用涂胶机构将胶粘液涂抹在木材板上，胶黏液的涂胶量为180-200g/m

本发明的有益效果：

(1)本发明采用的三叔丁氧基氢化铝锂，2-二乙氨基氯乙烷盐酸盐作为木材的改性剂能够很好的提高木材原料的耐腐蚀性和韧性；三叔丁氧基氢化铝锂作为良好的还原剂，可以将木材中的木质素和糖类物质还原为稳定的碳氢化合物，避免了木材易也被氧化，腐蚀的缺点；三叔丁氧基氢化铝锂中的铝锂离子能够与木材中的纤维素发生反应，形成一种稳定的络合物，这种稳定的络合物填充在木材细胞壁之间形成一层保护膜，从而提高了木材的耐腐蚀性能。

(2)2-二乙氨基氯乙烷盐酸盐中的由于其良好的成键能力，其对木材的溶胀效果远大于水，当2-二乙氨基氯乙烷盐酸盐作用于木材时，可以断开羟基间的氢键，并可进入纤维素结晶区，使得铝锂金属大分子可以在受到拉伸或压缩时流动，增加了各物质之间的连接性，从而大大增加了木材的韧性。

(3)丙二醇苯醚醋酸酯脂肪醇磷酸脂作为既具有水溶性，又具有油溶性，其易于吸附于固体颗粒表面，使凝聚的固体颗粒湿润，起到润滑的作用；丙二醇苯醚醋酸酯作为成膜助剂，添加到木材浸渍液中，能够对三叔丁氧基氢化铝锂与2-二乙氨基氯乙烷盐酸盐形成的混合物起润滑的作用，其作用仅仅发生在粒子表面，尚未渗透进入其内部，不会导致分子结构的破坏，从而形成体系稳定的混合物；丙二醇苯醚醋酸酯加入到木材的浸渍液中能够提高体系的相容性、适应性，使得反应更加完全，提高添加剂与木材之间的粘结性，从而提高木材整体的各项性能。

(4)氟甲基硫乙酸作为消泡剂，通过接入低表面张力的氟元素，易与胶液中的聚合物形成“有机-无机”交联网络结构，从而赋予胶粘液良好的消泡性、抑泡能力；氟甲基硫乙酸能与胶粘液中的聚对苯二甲酸丁二酯成氢键，进而增加了体系的相容性，增加了胶液的粘结强度。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。

本发明实施例所使用的原料或化学试剂，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。

实施例1

其中木材原料为加拿大云杉木，规格为38×89mm，具体步骤如下:

(1)将木材于105℃干燥24h得绝干木材；

(2)将8份的三叔丁氧基氢化铝锂、4份的硅酸钠、4份的氢氧化钠、0.2份硫酸镁、3份的2-二乙氨基氯乙烷盐酸盐、0.2份的丙二醇苯醚醋酸酯、0.2份的二乙基三胺五乙酸、5份的过氧化氢、6份的聚乙烯醇、4份的聚乙二醇、70份的去离子水在180r/min转速下搅拌均匀35min使其混合均匀制得改性浸渍液；

(3)将木材与改性浸渍液按照质量比为1：12，并在温度为80℃的条件下蒸煮35min得到改性木板。

(4)将改性木材用去离子水清洗多次，再分别放入无水乙醇与无水丙酮质量比为1：1的混合溶液中脱水1.5h，重复3次；然后在150℃的环境进行烘干，直至含水率达到11％。

(5)将35份聚乙烯醇颗粒、25份聚对苯二甲酸丁二酯树脂、23三聚氰胺甲醛树脂不饱和聚酯树脂、3份烷基苯磺酸钠乳化剂、5份三聚磷酸钠、55份的去离子水，在70℃水浴中加热混合，以65r/min的搅拌速度搅拌35min至完全溶解，加入4份二氟甲基硫乙酸消泡剂，保持45℃水浴加热以90r/min的搅拌速度搅拌28min，冷却至室温，即得胶粘液。

(6)将干燥后的改性木材单板利用输送机构转移到涂胶机构中，利用涂胶机构将胶粘液涂抹在木材板上，胶黏液的涂胶量为190g/m

实施例2

(1)将木材于95℃干燥24h得绝干木材；

(2)将10份的三叔丁氧基氢化铝锂、5份的硅酸钠、3份的氢氧化钠、0.1份硫酸镁、4份的2-二乙氨基氯乙烷盐酸盐、0.3份的丙二醇苯醚醋酸酯、0.1份的二乙基三胺五乙酸、3份的过氧化氢、7份的聚乙烯醇、3份的聚乙二醇、60份的去离子水在150r/min转速下搅拌均匀40min使其混合均匀制得改性浸渍液；

(3)将木材与改性浸渍液按照质量比为1：15，并在温度为75℃的条件下蒸煮40min得到改性木板。

(4)将改性木材用去离子水清洗多次，再分别放入无水乙醇与无水丙酮质量比为1：1的混合溶液中脱水2h，重复2次；然后在160℃的环境进行烘干，直至含水率达到9％。

(5)将30份聚乙烯醇颗粒、30份聚对苯二甲酸丁二酯树脂、15三聚氰胺甲醛树脂不饱和聚酯树脂、5份烷基苯磺酸钠乳化剂、4份三聚磷酸钠、50份的去离子水，在60℃水浴中加热混合，以70r/min的搅拌速度搅拌30min至完全溶解，加入5份二氟甲基硫乙酸消泡剂，保持40℃水浴加热以100r/min的搅拌速度搅拌30min，冷却至室温，即得胶粘液。

(6)将干燥后的改性木材单板利用输送机构转移到涂胶机构中，利用涂胶机构将胶粘液涂抹在木材板上，胶黏液的涂胶量为200g/m

实施例3

(1)将木材于115℃干燥24h得绝干木材；

(2)将6份的三叔丁氧基氢化铝锂、3份的硅酸钠、5份的氢氧化钠、0.3份硫酸镁、2份的2-二乙氨基氯乙烷盐酸盐、0.1份的丙二醇苯醚醋酸酯、0.3份的二乙基三胺五乙酸、6份的过氧化氢、4份的聚乙烯醇、5份的聚乙二醇、80份的去离子水在200r/min转速下搅拌均匀25min使其混合均匀制得改性浸渍液；

(3)将木材与改性浸渍液按照质量比为1：10，并在温度为85℃的条件下蒸煮30min得到改性木板。

(4)将改性木材用去离子水清洗多次，再分别放入无水乙醇与无水丙酮质量比为1：1的混合溶液中脱水1h，重复5次；然后在140℃的环境进行烘干，直至含水率达到15％。

(5)将40份聚乙烯醇颗粒、15份聚对苯二甲酸丁二酯树脂、30三聚氰胺甲醛树脂不饱和聚酯树脂、2份烷基苯磺酸钠乳化剂、6份三聚磷酸钠、60份的去离子水，在80℃水浴中加热混合，以60r/min的搅拌速度搅拌40min至完全溶解，加入2份二氟甲基硫乙酸消泡剂，保持50℃水浴加热以80r/min的搅拌速度搅拌25min，冷却至室温，即得胶粘液。

(6)将干燥后的改性木材单板利用输送机构转移到涂胶机构中，利用涂胶机构将胶粘液涂抹在木材板上，胶黏液的涂胶量为180g/m

对比例1

其中木材原料为加拿大花旗松，规格为38×89mm，具体步骤如下:

本对比例与实施例1的不同点在于，所述步骤(2)中的三叔丁氧基氢化铝锂为硫酸镍，其余实施方式同实施例1。

对比例2

其中木材原料为加拿大花旗松，规格为38×89mm，具体步骤如下:

本对比例与实施例1的不同点在于，所述步骤(2)中的三叔丁氧基氢化铝锂为硫酸铜，其余实施方式同实施例1。

对比例3

其中木材原料为加拿大花旗松，规格为38×89mm，具体步骤如下:

本对比例与实施例1的不同点在于，所述步骤(2)中的2-二乙氨基氯乙烷盐酸盐改为木材胶合剂的增强剂：端羧基液体丁腈橡胶，具体实施工艺如下：

(1)将木材于105℃干燥24h得绝干木材；

(2)将8份的三叔丁氧基氢化铝锂、4份的硅酸钠、4份的氢氧化钠、0.2份硫酸镁、、0.2份的丙二醇苯醚醋酸酯、0.2份的二乙基三胺五乙酸、5份的过氧化氢、6份的聚乙烯醇、4份的聚乙二醇、70份的去离子水在180r/min转速下搅拌均匀35min使其混合均匀制得改性浸渍液；

(3)将木材与改性浸渍液按照质量比为1：12，并在温度为80℃的条件下蒸煮35min得到改性木板。

(4)将改性木材用去离子水清洗多次，再分别放入无水乙醇与无水丙酮质量比为1：1的混合溶液中脱水1.5h，重复3次；然后在150℃的环境进行烘干，直至含水率达到11％。

(5)将35份聚乙烯醇颗粒、25份聚对苯二甲酸丁二酯树脂、23三聚氰胺甲醛树脂不饱和聚酯树脂、8份的端羧基液体丁腈橡胶、3份烷基苯磺酸钠乳化剂、5份三聚磷酸钠、55份的去离子水，在70℃水浴中加热混合，以65r/min的搅拌速度搅拌35min至完全溶解，加入4份二氟甲基硫乙酸消泡剂，保持45℃水浴加热以90r/min的搅拌速度搅拌28min，冷却至室温，即得胶粘液。

(6)将干燥后的改性木材单板利用输送机构转移到涂胶机构中，利用涂胶机构将胶粘液涂抹在木材板上，胶黏液的涂胶量为190g/m

对比例4

其中木材原料为加拿大花旗松，规格为38×89mm，具体步骤如下:

本对比例与实施例1的不同点在于，所述步骤(2)中的2-二乙氨基氯乙烷盐酸盐改为木材胶合剂的增强剂：甲苯二异氰酸酯，具体实施工艺如下：

(1)将木材于105℃干燥24h得绝干木材；

(2)将8份的三叔丁氧基氢化铝锂、4份的硅酸钠、4份的氢氧化钠、0.2份硫酸镁、、0.2份的丙二醇苯醚醋酸酯、0.2份的二乙基三胺五乙酸、5份的过氧化氢、6份的聚乙烯醇、4份的聚乙二醇、70份的去离子水在180r/min转速下搅拌均匀35min使其混合均匀制得改性浸渍液；

(3)将木材与改性浸渍液按照质量比为1：12，并在温度为80℃的条件下蒸煮35min得到改性木板。

(4)将改性木材用去离子水清洗多次，再分别放入无水乙醇与无水丙酮质量比为1：1的混合溶液中脱水1.5h，重复3次；然后在150℃的环境进行烘干，直至含水率达到11％。

(5)将35份聚乙烯醇颗粒、25份聚对苯二甲酸丁二酯树脂、23三聚氰胺甲醛树脂不饱和聚酯树脂、8份的甲苯二异氰酸酯、3份烷基苯磺酸钠乳化剂、5份三聚磷酸钠、55份的去离子水，在70℃水浴中加热混合，以65r/min的搅拌速度搅拌35min至完全溶解，加入4份二氟甲基硫乙酸消泡剂，保持45℃水浴加热以90r/min的搅拌速度搅拌28min，冷却至室温，即得胶粘液。

(6)将干燥后的改性木材单板利用输送机构转移到涂胶机构中，利用涂胶机构将胶粘液涂抹在木材板上，胶黏液的涂胶量为190g/m

对比例5

其中木材原料为加拿大花旗松，规格为38×89mm，具体步骤如下:

本对比例与实施例1的不同点在于，所述步骤(2)中的丙二醇苯醚醋酸酯为十二碳醇脂，其余实施方式同实施例1。

对比例6

其中木材原料为加拿大花旗松，规格为38×89mm，具体步骤如下:

本对比例与实施例1的不同点在于，所述步骤(2)中的丙二醇苯醚醋酸酯为己二醇丁醚醋酸酯，其余实施方式同实施例1。

对比例7

其中木材原料为加拿大花旗松，规格为38×89mm，具体步骤如下:

本对比例与实施例1的不同点在于，所述步骤(5)中的二氟甲基硫乙酸为聚二甲基硅氧烷，其余实施方式同实施例1。

对比例8

其中木材原料为加拿大花旗松，规格为38×89mm，具体步骤如下:

本对比例与实施例1的不同点在于，所述步骤(5)中的二氟甲基硫乙酸为琥珀酸酯，其余实施方式同实施例1。

性能测试：

(1)根据GB/T22102-2008《防腐木材》国家标准的测试方法，测量防腐剂边材透入率，其中标准的防腐剂边材透入率％≥90。

(2)测试韧性：按GB/T 1940-2009进行冲击韧性测试。

(3)对胶合板进行胶合强度性能测试，参考GB/T17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》。

对实施例1-3、对比例1-8制备的胶合板，改性木材进行耐腐蚀性，冲击韧性和胶合强度测试，具体测试结果见表1：

表1性能结果测试