环保防水高强度的人造板及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种环保防水高强度的人造板及其制造方法，所述的人造板包括基板，按质量百分数计，所述的基板的原料组成包括：20‑80％的植物颗粒，80‑20％的高分子聚合物。本发明专利技术采用高分子聚合物取代现有技术中使用的甲醛胶，将植物颗粒直接与高分子聚合物熔融加工成基板；其中，植物颗粒提供了基板所需的力学性能和轻量化性能，而高分子聚合物则提供了基板所需的防水性和防霉防蛀性能，既无毒环保，还可以回收再利用；高温熔融后再冷却定型保证了高分子聚合物对植物颗粒的黏接强度，亦省略了传统的木材熏蒸除菌除虫工艺，简化了制作步骤，降低了制作成本。

Environmental protection, waterproof and high strength wood-based panel and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
环保防水高强度的人造板及其制造方法
本专利技术属于人造板
，具体涉及一种环保防水高强度的人造板及其制造方法。
技术介绍
由于全球环保理念的高涨和木材资源的缺乏，最初应用于家居环境中(如木门、橱柜、地板等)的优质实木逐渐发展为合成用实木(杂木)复合、指接或多层实木复合；但随着需求量的迅猛提高，这些实木替代品仍无法满足需求。因此，人造板逐渐在家居环境中得到广泛的应用。人造板材种类繁多，常用的有刨花板、密度纤维板、细木工板、胶合板，以及防火板等装饰型的人造板。其中，胶合板、刨花板和密度纤维板是主要的人造板产品，在市场份额中占比八成以上，其延伸产品和深加工产品达上百种，在日常生活中的运用最为广泛。三种主要人造板的性能存在较大差别，其中，胶合板对原材料要求最高，成本最为昂贵；刨花板对原材料要求最低，恰好可以消耗次小薪材，但是对粘合剂要求最高，板材强度也较低；不同的性能和特点使得胶合板、密度纤维板和刨花板的优缺点各异，适用于不用的场景。近十多年来，业内逐步用速生林(桉，杨，松，杉树及其他杂木)的等外料(小直径，异形材)、木材加工的边角料(树枝，杈，树芯等等)，通过削片、磨粉、然后和胶水(尿素+甲醛，苯酚+甲醛或三聚氰胺+甲醛，后续统一简称为甲醛胶)复合热压，生产低成本的木质基板，如密度纤维板，刨花板。这些板材成本低，方便标准化大量产，已占据人造板的绝大部分市场份额，每年的生产量数千万吨，体积达到1.23亿立方米。但这些产品也存在固有的环保问题，比如：(1)甲醛胶中的游离甲醛有毒性，有致畸风险，被世界卫生组织列为一类致癌(最高级别)，这就使得采用甲醛胶生产的板材十分不环保；(2)甲醛胶人造板还存在生产工艺路线复杂，能耗高的问题，如密度纤维板的生产工艺包括：木材去皮，削片，沸水蒸煮，热盘磨成纤维，旋风分离，施蜡，布纤，初压成坯，施胶(胶水需要另外的工序，用尿素和甲醛聚聚合)，高压成型，分切，包装运输；(3)甲醛胶易吸水，在潮湿环境下基板容易吸水变形，进而发生发霉虫蛀现象；(4)甲醛胶为热固性，质地偏硬，在将板材加工成家具的锯、刨工序中，板材容易开裂、破碎，用螺钉紧固时握钉力弱；(5)上述的甲醛胶均为热固性塑料，生产及使用中产生的边角料废弃物无法粉碎后重新投入生产设备再使用。目前市场迫切需要无毒环保、防水、高强度、节能高效的新一代装饰建材产品。
技术实现思路
本申请的专利技术目的是提供一种环保防水高强度的人造板及其制造方法。为实现上述专利技术目的，本申请的技术方案如下：本专利技术一种环保防水高强度的人造板，包括基板，按质量百分数计，所述的基板的原料组成包括：10-90％的植物颗粒，90-10％的高分子聚合物。本专利技术采用高分子聚合物取代现有技术中使用的甲醛胶，将植物颗粒直接与高分子聚合物熔融加工成基板；其中，植物颗粒提供了基板所需的力学性能和轻量化性能，而高分子聚合物则提供了基板所需的防水性和防霉防蛀性能，既无毒环保，还可以回收再利用；高温熔融后再冷却定型保证了高分子聚合物对植物颗粒的黏接强度，亦省略了传统的木材熏蒸除菌除虫工艺，简化了制作步骤，降低了制作成本。本专利技术对植物颗粒的来源没有特别要求，只要确保植物颗粒能够提供足够的木质素、半纤维素或纤维素中的至少一种即可。植物颗粒可以来源于树木、竹木、灌木和草本植物的一种或几种，可以是植物的茎、叶、皮、芯；树木、竹木、灌木或草本植物可以是新鲜的，也可以是砍伐后放置一段时间的，也可以是废弃的，还可以是已经制成其它用途的成品或半成品回收再利用的；较为常用的植物颗粒有木颗粒、竹颗粒、灌木颗粒和植物秸秆制成的颗粒。不同来源的植物颗粒中，不仅木质素、半纤维素或纤维素的含量不同，为了确保不同批次的基板具有基本相同的性质，可以将不同来源的植物颗粒混合使用，以获得稳定的制品性能；也可以在测定植物颗粒中各组分的含量后，也采用额外添加木质素、半纤维素或纤维素(木质素、半纤维素或纤维素的含量需要达到0.5％-30％)的方法来确保制品性能的稳定；为考虑成本，优选添加工业级木质素、工业级半纤维素或工业级纤维素。作为优选，在上述的环保防水高强度的人造板中，按质量百分数计，所述的基板的原料组成包括：40％-60％的植物颗粒，60％-40％的高分子聚合物。在上述的环保防水高强度的人造板中，所述的植物颗粒的粒径为0.05mm-15mm。优选为0.1mm-10mm，进一步优选为0.2mm-5mm。颗粒过小的粉状植物材料，会使植物颗粒失去本身的机械强度。为了避免植物颗粒含水率过大而影响基板的防霉防蛀性能，在上述的环保防水高强度的人造板中，所述的植物颗粒的含水率为0.5％-35％；优选为2％-20％，进一步优选为3％-15％。由于植物颗粒中的纤维素、木质素和半纤维素均含亲水的羟基或羟甲基，所以，植物颗粒内适当保留一定的含水量，其水分在后续熔融挤出过程中可以起到类似增塑剂的作用，若含水率过低，反而不利于于后续的加工。为达到上述的含水率要求，可以采用自然干燥、热风烘干、除湿干燥、真空干燥或加热干燥等方法对植物颗粒进行干燥处理。在上述的环保防水高强度的人造板中，所述的植物颗粒为将原始植物颗粒置于120℃-350℃、0.1MPa-10MPa下处理0.05h-0.5h获得的再生植物颗粒。高温高压处理能够使植物颗粒中的木质素熔化，熔化后的木质素能够与纤维素和半纤维素发生黏结，从而改善植物颗粒的力学强度。在上述的环保防水高强度的人造板中，所述的高分子聚合物可以为热塑性高分子聚合物。在上述的环保防水高强度的人造板中，所述的热塑性线性高分子聚合物为聚烯烃、聚酯、聚苯乙烯，聚酰胺、聚丙烯酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚碳酸酯、聚氨酯、聚苯醚和聚甲醛中的至少一种。在聚酯中，常规的聚酯(PET)是由两种单体原料，即：对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)，经酯化反应及缩聚反应后获得的；由于常规的PET属于结晶性材料，其光学性能(透光率/雾度HAZE)会随着结晶度的增加而下降；为改善其光学性能，常加入分子结构较为不规整的二元酸(Acid)或二元醇(Gelycol)共聚，来降低其结晶趋向，以获得较为透明的制品。其中经邻苯二甲酸(IPA)+PTA+EG共聚获得的聚酯常称为APET，经1，4环己烷二醇CHDM+PTA+EG共聚获得的聚酯常称为PETG，经新戊二醇NPG+PTA+EG共聚获得的聚酯也可称为PETG或PETN；异山梨醇(Isosorbide)因其结构不规整且带有环状结构，作为聚酯的组分之一添加时可以提高聚酯的耐温性，故常将经Isosorbide+PTA+EG共聚获得的聚酯称为耐高温PETG。本专利技术中，所述的聚酯可以是PET，也可以是APET，PETG，PETN或耐高温PETG。在上述的环保防水高强度的人造板中，所述的热塑性高分子聚合物为为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对萘二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保防水高强度的人造板，包括基板，其特征在于，按质量百分数计，所述的基板的原料组成包括：10％-90％的植物颗粒，90％-10％的高分子聚合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种环保防水高强度的人造板，包括基板，其特征在于，按质量百分数计，所述的基板的原料组成包括：10％-90％的植物颗粒，90％-10％的高分子聚合物。


2.如权利要求1所述的环保防水高强度的人造板，其特征在于，所述的植物颗粒的粒径为0.05mm-15mm。


3.如权利要求1所述的环保防水高强度的人造板，其特征在于，所述的植物颗粒的含水率为0.5％-35％。


4.如权利要求1所述的环保防水高强度的人造板，其特征在于，所述的植物颗粒为将原始植物颗粒置于120℃-350℃、0.1MPa-10MPa下处理0.05h-0.5h获得的再生植物颗粒。


5.如权利要求1-4中任意一项所述的环保防水高强度的人造板，其特征在于，所述的高分子聚合物为热塑性高分子聚合物。


6.如权利要求5所述的环保防水高强度的人造板，其特征在于，所述的热塑性高分子聚合物为聚烯烃、聚酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚丙烯酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚碳酸酯、聚氨酯、聚苯醚和聚甲醛中的至少一种。


7.如权利要求6所述的环保防水高强度的人造板，其特征在于，所述的热塑性高分子聚合物包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对萘二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、尼龙6、尼龙66、尼龙46、尼龙1010、尼龙4T、尼龙9T、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。


8.如权利要求5所述的环保防水高强度的人造板，其特征在于，所述的热塑性线性高分子聚合物的表面接枝有极性基团和能与羟基反应生成共价键的官能团中的至少一种。


9.如权利要求5所述的环保防水高强度的人造板，其特征在于，按质量百分数计，基板的原料组成还包括：0.1％-30％的相容剂或弹性体中的至少一种。


10.如权利要求9所述的环保防水高强度的人造板，其特征在于，所述的相容剂包括PE-g-ST、PP-g-ST、ABS-g-MAH、PE-g-MAH和PP-G-MAH中的至少一种。


11.如权利要求9所述的环保防水高强度的人造板，其特征在于，所述的弹性体为乙烯-丙烯共聚树脂、丙烯/1-丁烯共聚树脂、乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物、三元乙丙橡胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琦，
申请(专利权)人：嘉兴市集美新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33