一种功能型重组材的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种家具板材，尤其涉及一种功能型重组材。
【背景技术】
[0002] 随着全球气候变暖的问题日益凸显，极端恶劣气候频发，以"低排放、低污染、低能 耗"为主题的低碳经济越来越被人们认可和推崇。在这样的背景条件下，木业利用其与生倶 来的"绿色"、"环保"、"清洁"的特性，在发展低碳经济、应对气候变化中，正发挥着日益重要 的作用。木材及木制品有很好的固碳效果。只要不腐烂、不燃烧，木材及木制品的固碳功能 就会长期、稳定的持续下去。有些固碳时间可达几十年、几百年。因此，增加木材使用，并尽 量延长木材及木制品的使用寿命，对降低能耗、增加减排具有重要意义。据测算，森林每生 产1吨木材，平均可固定二氧化碳1470kg，释放氧气1070kg。
[0003] 木材是四大建筑材料中唯一可再生的天然资源。世界森林持续减少，据联合国粮 农组织对世界森林资源统计，2010年世界森林面积约为40亿hm2,而1990年的评估结果约 40.8亿hm2。从年变化看，1990~2010年世界森林面积总计每年约减少400万hm2。保护天然 林，培育人工速生林，是维护生态平衡最好的措施，并且满足人们对木材的需求，世界范围 内环境保护措施越来越多，协调经济发展和环境保护之间的关系成为各国关注的主要议 题。
[0004] 随着森林资源的日益减少，人工速生材的应用量越来越大，而随着天然珍贵树种 木材的日益减少，通过对速生材进行深加工，使其具备珍贵树种的特征，从而替代之，减少 珍贵树种木材的消耗，已成为木材加工业可持续发展的新课题。重组装饰材(行业俗称"科 技木"）就是这一新课题的重要成果之一。科技木是以人工速生材为原料，在其制造过程中， 没有破坏木材的微观结构和固有属性，完全保留了天然木材隔热、绝缘、调温、调湿等所有 的天然属性，克服了人工速生材众多天然缺陷，可实现木材的高值利用，引领行业的技术创 新达到行业的可持续发展。
[0005] 重组装饰材最早起源于20世纪30年代的英国、意大利，主要是利用原木直接开发 出刨切薄木。60年代，意大利和英国相继研究开发了以普通树种旋切单板为原料，经过单板 漂白、染色，按一定方式顺纹组坯湿粘冷压制成木方，刨切制得人造薄木。70年代初，意大利 Alpi、IPir和日本松下电工等公司实现了科技木的工业化生产，并设有科技木的研究开发 中心，专门从事科技木生产工艺技术的研究开发。80年代初，中国开始进入科技木行业。近 三十年，意大利和日本主要围绕科技木的制造装备和产品的功能化进行了大量的研究和产 业化开发。科技木从最初单一的装饰薄木拓展到科技木锯材、复合地板、防火板、户外木结 构制品，直至各种工艺品、生活用品和文体用品。科技木作为一种可再生的新型环保材料， 已渗透到人们生活的各个领域。
[0006] 我国对重组装饰材的研发始于20世纪80年代。1980年初，维德集团开始进行科技 木的研究与开发，上海木材工业研究所和上海家具研究所等单位试制仿红木径向纹理人造 薄木，1987年又试制弦向纹理和异型纹理染色的人造薄木，并以小批量投放市场。1988年， 中国林业科学院木材工业研究所研制湿冷胶压制木方。1996年南京林业大学、中国林科院 等共同研究人造装饰单板生产技术，试制了不同纹理、不同颜色的人造薄木。
[0007] 当前，功能化是重组装饰材的发展重要方向。CN103171014B (2015-4-15)公开了 一种科技木的制备方法，然而该科技木甲醛释放量偏高，染色药剂难渗透、易流失、不耐候、 与水性胶粘剂相容性差、漂染过程环境污染较严重；因阻燃剂严重干扰染色剂的发色和染 色单板界面胶合，该科技木未做阻燃处理，其功能性还有待改进。
[0008]
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是提供一种能够解决以上问题的功能型重组材。
[0010] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的： 一种功能型重组材，其特征在于其制备工艺包括以下步骤： (1) 通过旋切或刨切制成毛坯单板，并将毛坯单板剪切成所需尺寸，得A单板； (2) 将A单板在生物质纳米纤维素增溶剂、阻燃剂和酸性染料组成的三元复配溶液中进 行浸泡增韧阻燃染色处理，获得B单板； (3) 在改性MUF胶黏剂中加入甲醛分解粉剂，并搅拌均匀，对上述B单板进行布胶，得C单 板； 所述改性MUF胶黏剂的制备方法为： A. 按重量份称重质量浓度为36.5-37.4wt%的甲醛水溶液100份、质量浓度为30-50wt% 的碱性物质溶液0.1-0.5份和0.3-0.6份端氨基超支化聚合物PAMAM，投入反应釜，开启搅 拌； B. 按重量份添加1 _4份六氯环三磷腈，升温至50-55 °C，自行升温至75-85 °C时，添加35-55份三聚氰胺，继续升温至90-95°C，反应得初步缩聚物； C. 在上述初步缩聚物中添加40-45份三聚氰胺，并加入0.6-0.9份对甲苯磺酰胺，得到 第二缩聚物； D. 将第二缩聚物降温至70-75°C时添加20-30份尿素，继续反应8-12min，降温至30-50 °(：时出胶； (4) 将C单板组坯并进行冷压处理，制得D木方； (5) 在D木方上复合热压透明耐磨表层胶膜纸层;所述透明耐磨表层胶膜纸层为透明耐 磨表层纸浸渍在包含电气石粉和AL203的氨基甲醛树脂胶液中形成的胶膜纸层；电气石负 离子粉的粒度大于500目，在盖革.米勒区负离子计数量大于3000ions/ CC。
[0011] 本发明通过界面调控设计、生物质纳米技术和协效复配工艺，有效解决阻燃剂、染 色剂、胶粘剂的多元化匹配问题，实现重组装饰材制造技术的"一材多能"。本发明通过研究 重组装饰材的光敏、温敏、湿敏特性和传统染料的变色机理、阻燃理论，开发出高牢度三元 复配燃料和改性MUF胶黏剂，研究协同浸渍阻燃处理新工艺，创制耐候型和高效阻燃抑烟重 组装饰材。本发明的重组装饰材甲醛和V0C释放量低，甲醛净化效率达到75%以上，甲醛净化 效果持久性大于60%;染色药剂渗透功能好、不易流失、耐候、与水性胶粘剂相容性较好，且 采用生物环保染料，大大减小了污染。并在改性MUF胶黏剂中增加阻燃功能，使改性MUF胶黏 剂、三元复配溶液具有良好的匹配协同增效性。
[0012]本发明采用对甲苯磺酰胺、端氨基超支化聚合物PAMAM改性，分次分阶段加入尿 素、三聚氰胺和甲醛，多次投料，使制备过程中的改性MUF树脂胶的中间体含量最大，从而可 以提高板材强度、耐磨性和使用寿命;利用端氨基超支化聚合物PAMAM分子内的大量活性官 能团和其结构的高度支化特性来改性MUF树脂，使树脂的性能增强，稳定性提高，游离甲醛 释放量得到有效控制;采用本发明改性MUF胶黏剂处理的科技木甲醛释放量小于0.2mg/L， 达到日本☆☆标准； 同时，本发明以尿素、三聚氰胺、甲醛为基体，利用六氯环三磷腈中磷氯键的活泼性，氯 很容易被取代，通过取代反应制得系列磷腈化合物(见反应式一），如与尿素发生亲核取代 反应，再加入基体中参与缩聚反应，从而引入磷腈基团（见反应式二）。磷腈基团为六元环， 相当稳定，以P、N交替双键排列，以环状或线性结构存在，由于磷、氮之间有较好的协同作 用，即磷具有类似偏磷酸的吸热作用，氮具有惰性气体稀释氧气的作用，从而使本发明的改 性MUF胶黏剂具有较好的耐高温和阻燃效果，发烟及有毒气体少，具有环境友好型阻燃作 用。
反应式二 更优选地，所述改性MUF胶黏剂的制备方法步骤A中的碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、 氢氧化钙、氢氧化钡或氨水。
[0014]作为优选，所述步骤(3)中的甲醛分解粉剂包括甲壳素、纳米硅片和电气石粉;所 述电气石粉占所述甲醛分解粉剂质量的〇_5wt% 本发明所用的甲醛分解有效成分为氨基高分子等生物质材料、纳米材料和电气石粉， 无毒无害，生产环境健康。采用本发明甲醛分解胶粉剂处理后的板材，具有表面吸附甲醛并 分解之功能，净化空气，提高环境质量指标。甲醛净化效率达到75%以上，甲醛净化效果持久 性大于60%。
[0015] 作为优选，所述步骤(2)中的三元复配溶液由生物质纳米纤维增溶剂、阻燃剂和酸 性双偶氮染料化合物溶液按照质量比1:25-40:100-300复配而成； 所述生物质纳米纤维增溶剂的配置:按重量份将竹叶黄酮1-3份，β-环糊精薄荷油微粉 0.5-0.8份，以及纳米粒径的二氧化硅3-6份和/或氢氧化铝2-5份加入到由纤维素酶4-7重 量份和微晶纤维素80-150重量份组成的纤维素胶体悬浮液中，然后加入3-氯-羟丙基三乙 基氯化铵0.5-1.8份，在60-80°C搅拌反应18-30min制得。
[0016] 本发明三元复配溶液由生物质纳米纤维增溶剂和染料构成，其表面含有丰富的羟 羧基，与木纤维能够紧密地结合，提高染料分子在木材中的结合力。本发明三元复配溶液中 还含有竹叶黄酮和环糊精薄荷油微粉，与染料具有很好的耦合作用，由于竹叶中含有的 大量黄酮类化合物如酚酸类化合物、蒽醌类化合物、萜类内酯和生物碱等都具有较强的杀 菌抑菌作用，具有很高的应用价值;环糊精薄荷油微粉则具有良好的保健作用和宜人的 香味，从而使本发明的复配染料还同时具有良好的杀菌抑菌效果，增加使用寿命，同时还具 有宜人的香味，使染料绿色环保。
[0017] 更优选地，所述β-环糊精薄荷油微粉的制备方法为：在20-30 °C下，将β_环糊精和 薄荷油按质量比8-15:40-65混合，薄荷油以分子的形态嵌入到β-环糊精内腔，形成包合物 形态的β-环糊精薄荷油微粉； 所述竹叶黄酮的提取方法为:选择德清莫干山六年生以上竹子的下部分的干叶，粉碎 成0.5-0.8mm的竹叶细粉;用质量分数为75-85%的甲醇溶液溶解并超声28-35min，然后再加 75-85wt%的甲醇溶液溶解后过滤，取滤液作为柱层析的待分离液。
[0018] 更优选地，所述步骤(2)中的所述酸性染料为双偶氮化合物：
其中， Ml、M2彼此独立为氢或碱金属； R1为氢、C1-C4烷基或卤素； R2为氢； X为卤素； Y 为-CH=CH2〇