CN109251697A - 多功能天然矿物填料、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种多功能天然矿物填料、制备方法及其应用，其制备方法包括：将天然矿物用pH剂调节pH至5.5‑9.5，干燥粉碎，得到天然矿物粉末；将所述的天然矿物粉末与高分子增黏剂复配，得到多功能天然矿物填料。本发明的多功能天然矿物填料原料易得、成本低廉、制备方法简单，具有优异的分散性、吸附性和化学稳定性，可以替代目前使用较多的面粉，减少粮食的消耗，降低人造板制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种化工技术领域，特别是涉及一种多功能天然矿物填料、制备方法及其应用。
背景技术
随着我国建筑业以及家具业的高速发展，人造板胶黏剂的需求日益增加。如何制备出性能优良的环保胶黏剂是研究重点。常见的甲醛系树脂胶黏剂存在甲醛释放的问题，严重危害人类健康。但因其性能优越，被广泛应用于人造板制造。常用的胶黏剂在制备人造板时通常会混入一定比例的填料。常见的填料有面粉、豆粉以及木粉等。面粉可以减少胶液过度渗透，增加初粘性。但是大量使用面粉，会消耗粮食资源，使人造板制造业发展不可持续。且使用面粉为填料制备的胶黏剂易产生霉变，影响使用。豆粉因含有蛋白质，能与树脂胶黏剂产生交联，增加胶接强度，但是价格昂贵。木粉可以在胶黏剂固化时与甲醛反应增加胶合强度，但是与树脂胶黏剂混合后粘度增大，施胶性能差、预压性能差。
天然矿物是自然界中大量存在的环保原料，尤其以硅、镁两种元素为骨架结合的矿物。这些矿物因其多孔，有较大的比表面积，使其表面拥有较多的反应活性中心以及吸附中心。天然矿物无毒无味、绝热阻燃、天然无污染，可以用来制备胶黏剂填料。目前，发明较多的矿物粉填料主要为多种矿物粉与助剂复配制得。为了使产品效果更佳，往往会添加很多助剂，复杂繁琐。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种新型的多功能天然矿物填料、制备方法及其应用，所要解决的技术问题是使其具有优异的分散性、吸附性和化学稳定性，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种多功能天然矿物填料的制备方法，其包括：
将天然矿物用pH剂调节pH至5.5-9.5，干燥粉碎，得到天然矿物粉末；
将所述的天然矿物粉末与高分子增黏剂复配，得到多功能天然矿物填料。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的多功能天然矿物填料的制备方法，其中所述的天然矿物为海泡石、凹凸棒石、滑石、蛇纹石、橄榄石、透辉石和膨润土中的至少一种。
优选的，前述的多功能天然矿物填料的制备方法，其中所述的pH剂为盐酸、醋酸、氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种。
优选的，前述的多功能天然矿物填料的制备方法，其中所述的天然矿物粉末的粒径为80-300目。
优选的，前述的多功能天然矿物填料的制备方法，其中所述的高分子增粘剂为丙烯丁酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和聚丙烯酸钠中的至少一种；
所述的高分子增黏剂和天然矿物粉末的质量比为3-10：100。
优选的，前述的多功能天然矿物填料的制备方法，其中所述的多功能天然矿物填料还包括固化剂，所述的固化剂为氯化铵；
所述的固化剂和天然矿物粉末的质量比为0-2：100。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种多功能天然矿物填料，由前述的方法制备而得；所述的多功能天然矿物填料，以重量份数计，其包括：
天然矿物粉末：100份；
高分子增黏剂：3-10份；
固化剂：0-2份。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种多功能天然矿物填料的应用，将前述的多功能天然矿物填料用于制备木材用树脂胶黏剂；所述的木材用树脂胶黏剂包括多功能天然矿物填料和树脂胶黏剂。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的多功能天然矿物填料的应用，其中所述的多功能天然矿物填料和树脂胶黏剂的质量比为15-30：100。
优选的，前述的多功能天然矿物填料的应用，其中所述的树脂胶黏剂为甲醛系树脂。
借由上述技术方案，本发明多功能天然矿物填料、制备方法及其应用至少具有下列优点：
1)本发明用天然矿物为原料，与高分子增粘剂、固化剂复配制备多功能天然矿物填料。本发明的多功能天然矿物填料料易得、成本低廉、制备工艺简单，具有优异的分散性、吸附性和化学稳定性。替代了目前市面上常用的面粉、豆粉、木粉等填料，减少了粮食的使用，并降低了人造板制造成本，实现人造板制造业的可持续发展。
2)天然矿物主要来源广泛，其多孔结构能吸附游离甲醛等有害气体。本身无毒无味、绝热阻燃、天然无污染，是制备胶黏剂的良好填料。天然矿物的多孔结构可以有效吸附游离甲醛等有害物质，降低人造板甲醛释放量。同时，天然矿物可以增加人造板胶合强度，并使其具有隔热防火等优良性能。
3)本发明多功能天然矿物填料可以调节树脂的粘度，提高树脂胶黏剂的预压性能，防止透胶及缺胶情况的发生。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的多功能天然矿物填料、制备方法及其应用其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
本发明的一个实施例提出的一种多功能天然矿物填料的制备方法，其包括：
将天然矿物用pH剂调节pH至5.5-9.5，干燥粉碎，得到天然矿物粉末；
将所述的天然矿物粉末与高分子增黏剂复配，得到多功能天然矿物填料。
优选的，天然矿物为海泡石、凹凸棒石、滑石、蛇纹石、橄榄石、透辉石和膨润土中的至少一种。
优选的，pH剂为盐酸、醋酸、氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种。
优选的，天然矿物粉末的粒径为80-300目。
优选的，高分子增粘剂为丙烯丁酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和聚丙烯酸钠中的至少一种；所述的高分子增黏剂和天然矿物粉末的质量比为3-10：100。
优选的，多功能天然矿物填料还包括固化剂，所述的固化剂为氯化铵；
所述的固化剂和天然矿物粉末的质量比为0-2：100。
本发明的另一实施例提出一种多功能天然矿物填料，由前述的方法制备而得。多功能天然矿物填料，以重量份数计，其包括：
天然矿物粉末：100份；
高分子增黏剂：3-10份；
固化剂：0-2份。
本发明的另一实施例提出一种多功能天然矿物填料的应用，将前述的多功能天然矿物填料用于制备木材用树脂胶黏剂；所述的木材用树脂胶黏剂包括多功能天然矿物填料和树脂胶黏剂。
优选的，多功能天然矿物填料和树脂胶黏剂的质量比为15-30：100。
优选的，树脂胶黏剂为甲醛系树脂。
本发明的另一实施例提出一种人造板，包括前述的树脂胶黏剂。
实施例1
本发明的一个实施例提出的一种多功能天然矿物填料的制备方法，其包括：
将海泡石用盐酸调节pH至6.5，干燥粉碎至200目，得到海泡石粉末；
将100份海泡石粉末与3份聚丙烯酰胺、0.01份NH4Cl均匀混合，得到多功能天然矿物填料。
本发明的另一实施例提出一种多功能天然矿物填料，由实施例1的方法制备而得。
本发明的另一实施例提出一种木材用树脂胶黏剂，以重量份数计，其包括：
实施例1的多功能天然矿物填料：20份；
脲醛树脂：100份；其中脲醛树脂为市售E1级普通树脂，pH为7.43，粘度为143.4mPa·s，固体含量为52.12％。
本发明的另一实施例提出一种人造板，将实施例1的木材用树脂胶黏剂调胶后采用辊涂对芯板进行涂胶，得到三层杨木人造板，其中三层杨木人造板单板上胶量为280-316g/m2，热压温度为130℃，热压压力为1MPa，热压时间为60s/mm。
将实施例1的人造板室温放置5-7天后检测。实施例1的人造板的胶合强度按GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》进行测定；甲醛释放量按GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中规定的干燥器法进行检测，测试结果如表1所示。
实施例2
本发明的一个实施例提出的一种多功能天然矿物填料的制备方法，其包括：
将凹凸棒石用醋酸调节pH至7.0，干燥粉碎至250目，得到凹凸棒石粉末；
将100份凹凸棒石粉末与10份聚乙烯醇、0.015份NH4Cl均匀混合，得到多功能天然矿物填料。
本发明的另一实施例提出一种多功能天然矿物填料，由实施例2的方法制备而得。
本发明的另一实施例提出一种木材用树脂胶黏剂，以重量份数计，其包括：
实施例2的多功能天然矿物填料：25份；
脲醛树脂：100份；其中脲醛树脂为市售E1级普通树脂，pH为7.43，粘度为143.4mPa·s，固体含量为52.12％。
本发明的另一实施例提出一种人造板，将实施例2的木材用树脂胶黏剂调胶后采用辊涂对芯板进行涂胶，得到三层杨木人造板，其中三层杨木人造板单板上胶量为280-316g/m2，热压温度为130℃，热压压力为1MPa，热压时间为60s/mm。
将实施例2的人造板室温放置5-7天后检测。实施例2的人造板的胶合强度按GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》进行测定；甲醛释放量按GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中规定的干燥器法进行检测，测试结果如表1所示。
实施例3
本发明的一个实施例提出的一种多功能天然矿物填料的制备方法，其包括：
将膨润土用醋酸调节pH至7.0，干燥粉碎至100目，得到膨润土粉末；
将100份膨润土粉末与4份聚丙烯酰胺、0.01份NH4Cl均匀混合，得到多功能天然矿物填料。
本发明的另一实施例提出一种多功能天然矿物填料，由实施例3的方法制备而得。
本发明的另一实施例提出一种木材用树脂胶黏剂，以重量份数计，其包括：
实施例3的多功能天然矿物填料：30份；
脲醛树脂：100份；其中脲醛树脂为市售E1级普通树脂，pH为7.43，粘度为143.4mPa·s，固体含量为52.12％。
本发明的另一实施例提出一种人造板，将实施例3的木材用树脂胶黏剂调胶后采用辊涂对芯板进行涂胶，得到三层杨木人造板，其中三层杨木人造板单板上胶量为280-316g/m2，热压温度为130℃，热压压力为1MPa，热压时间为60s/mm。
将实施例3的人造板室温放置5-7天后检测。实施例3的人造板的胶合强度按GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》进行测定；甲醛释放量按GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中规定的干燥器法进行检测，测试结果如表1所示。
实施例4
本发明的一个实施例提出的一种多功能天然矿物填料的制备方法，其包括：
将滑石用氢氧化钠调节pH至9.0，干燥粉碎至250目，得到滑石粉末；
将100份滑石粉末与3份聚丙烯酰胺均匀混合，得到多功能天然矿物填料。
本发明的另一实施例提出一种多功能天然矿物填料，由实施例4的方法制备而得。
本发明的另一实施例提出一种木材用树脂胶黏剂，以重量份数计，其包括：
实施例4的多功能天然矿物填料：20份；
酚醛树脂：100份；其中酚醛树脂为市售E1级普通树脂，pH为11.83，粘度为43.8mPa·s，固体含量为46.37％。
本发明的另一实施例提出一种人造板，将实施例4的木材用树脂胶黏剂调胶后采用辊涂对芯板进行涂胶，得到三层杨木人造板，其中三层杨木人造板单板上胶量为280-316g/m2，热压温度为130℃，热压压力为1MPa，热压时间为60s/mm。
将实施例4的人造板室温放置5-7天后检测。实施例4的人造板的胶合强度按GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》进行测定；甲醛释放量按GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中规定的干燥器法进行检测，测试结果如表1所示。
实施例5
本发明的一个实施例提出的一种多功能天然矿物填料的制备方法，其包括：
将海泡石用氢氧化钾调节pH至9.5，干燥粉碎至200目，得到海泡石粉末；
将100份海泡石粉末与10份聚乙烯醇均匀混合，得到多功能天然矿物填料。
本发明的另一实施例提出一种多功能天然矿物填料，由实施例5的方法制备而得。
本发明的另一实施例提出一种木材用树脂胶黏剂，以重量份数计，其包括：
实施例5的多功能天然矿物填料：25份；
酚醛树脂：100份；其中酚醛树脂为市售E1级普通树脂，pH为11.83，粘度为43.8mPa·s，固体含量为46.37％。
本发明的另一实施例提出一种人造板，将实施例5的木材用树脂胶黏剂调胶后采用辊涂对芯板进行涂胶，得到三层杨木人造板，其中三层杨木人造板单板上胶量为280-316g/m2，热压温度为130℃，热压压力为1MPa，热压时间为60s/mm。
将实施例5的人造板室温放置5-7天后检测。实施例5的人造板的胶合强度按GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》进行测定；甲醛释放量按GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中规定的干燥器法进行检测，测试结果如表1所示。
对比例1
本发明的一个对比例提出一种填料，为普通面粉。
本发明的另一对比例提出一种木材用树脂胶黏剂，以重量份数计，其包括：
对比例1的填料：20份；
脲醛树脂：100份；其中脲醛树脂为市售E1级普通树脂，pH为7.43，粘度为143.4mPa·s，固体含量为52.12％。
本发明的另一对比例提出一种人造板，将对比例1的木材用树脂胶黏剂调胶后采用辊涂对芯板进行涂胶，得到三层杨木人造板，其中三层杨木人造板单板上胶量为280-316g/m2，热压温度为130℃，热压压力为1MPa，热压时间为60s/mm。
将对比例1的人造板室温放置5-7天后检测。对比例1的人造板的胶合强度按GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》进行测定；甲醛释放量按GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中规定的干燥器法进行检测，测试结果如表1所示。
对比例2
本发明的一个对比例提出一种填料，为普通面粉。
本发明的另一对比例提出一种木材用树脂胶黏剂，以重量份数计，其包括：
对比例2的填料：20份；
酚醛树脂：100份；其中酚醛树脂为市售E1级普通树脂，pH为11.83，粘度为43.8mPa·s，固体含量为46.37％。
本发明的另一对比例提出一种人造板，将对比例2的木材用树脂胶黏剂调胶后采用辊涂对芯板进行涂胶，得到三层杨木人造板，其中三层杨木人造板单板上胶量为280-316g/m2，热压温度为130℃，热压压力为1MPa，热压时间为60s/mm。
将对比例2的人造板室温放置5-7天后检测。对比例2的人造板的胶合强度按GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》进行测定；甲醛释放量按GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中规定的干燥器法进行检测，测试结果如表1所示。
表1实施例1-5级对比例1-2的人造板的性能
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种多功能天然矿物填料的制备方法，其特征在于，其包括：
将天然矿物用pH剂调节pH至5.5-9.5，干燥粉碎，得到天然矿物粉末；
将所述的天然矿物粉末与高分子增黏剂复配，得到多功能天然矿物填料。
2.根据权利要求1所述的多功能天然矿物填料的制备方法，其特征在于，所述的天然矿物为海泡石、凹凸棒石、滑石、蛇纹石、橄榄石、透辉石和膨润土中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的多功能天然矿物填料的制备方法，其特征在于，所述的pH剂为盐酸、醋酸、氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的多功能天然矿物填料的制备方法，其特征在于，所述的天然矿物粉末的粒径为80-300目。
5.根据权利要求1所述的多功能天然矿物填料的制备方法，其特征在于，所述的高分子增粘剂为丙烯丁酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和聚丙烯酸钠中的至少一种；
所述的高分子增黏剂和天然矿物粉末的质量比为3-10：100。
6.根据权利要求1所述的多功能天然矿物填料的制备方法，其特征在于，所述的多功能天然矿物填料还包括固化剂，所述的固化剂为氯化铵；
所述的固化剂和天然矿物粉末的质量比为0-2：100。
7.一种多功能天然矿物填料，其特征在于，由权利要求1-6任一项所述的方法制备而得；所述的多功能天然矿物填料，以重量份数计，其包括：
天然矿物粉末：100份；
高分子增黏剂：3-10份；
固化剂：0-2份。
8.一种多功能天然矿物填料的应用，其特征在于，将权利要求7的多功能天然矿物填料用于制备木材用树脂胶黏剂；所述的木材用树脂胶黏剂包括多功能天然矿物填料和树脂胶黏剂。
9.根据权利要求8所述的多功能天然矿物填料的应用，其特征在于，所述的多功能天然矿物填料和树脂胶黏剂的质量比为15-30：100。
10.根据权利要求8所述的多功能天然矿物填料的应用，其特征在于，所述的树脂胶黏剂为甲醛系树脂。
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