一种负离子功能板材及其制备方法与流程

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1.本发明属于木材加工技术领域。本发明是利用负离子材料生产具有负离子释放功能的板材，其可广泛用于家具板材以及室内装饰板材等方面。

背景技术：

2.随着消费者环境与健康意识的增强，负离子板材及其制品越来越多地应用于室内装饰装修领域，将负离子材料应用于人造板上对改善人们的生活环境具有重要意义。负离子具有促进血液循环、增强身体免疫力、缓解身心疲劳和抑菌杀菌的作用，负离子还能与室内的有害气体发生反应，有效减轻装修污染，起到空气净化的作用。负离子功能板材及其制品是通过将能释放负离子的天然矿石、无机氧化物粉体、稀土复合盐、石墨烯等，添加到板材、涂料、胶粘剂中制备而成，具有杀菌、抗菌、自清洁、防紫外线、光催化等功能。目前，负离子功能板材主要存在着负离子材料易凝聚、分散性能差、与胶粘剂相容性难和负离子释放量低的问题，另外有些负离子功能板材在再次加工和运输、使用过程中造成负离子材料的损坏，进而影响产品的高效释放负离子功能和稳定性。
3.中国发明专利cn103909550“一种负离子功能保健型板材及其制造方法”，包括基材层和表板层，两者之间通过含有电气石负离子粉的胶黏剂层胶合而成，其中胶黏剂与电气石负离子粉的质量比例为100：(3～20)，该方法是采用电气石负离子粉且对表板层装饰单板的厚度要求为0.15～1mm。发明专利cn109913102a“一种负离子板材的制备方法”，通过将麦饭石、氧化锆和稀土制备成组合物a，多羟基羧酸酯与不饱和聚酯制备成预涂料b，进而两者混合得到涂料组合物c。并将其涂覆于处理干净的板材表面而得到负离子板材。该方法是将负离子材料和涂料混合后涂覆于板材表面，而在板材二次加工和后期运输、使用过程中容易引起表面破坏，造成负离子材料减少，进而影响其负离子释放功能；另外由于负离子材料会有一定的颜涂覆表面后会影响板材的表观质量。中国发明专利cn113024888a“一种负离子板材添加剂及其应用、一种聚氯乙烯负离子板材及其制备方法和应用”，通过控制负离子板材添加剂：六环石、竹炭和竹纤维的三种组分的质量配比，使三者叠加后的负离子板材添加剂制备而成聚氯乙烯负离子板材。

技术实现要素：

4.为了克服已有技术的不足，本发明提供了一种负离子功能板材及其制备方法，先制备均匀、稳定分散的负离子溶液，然后在与胶粘剂共混，解决了负离子材料易凝聚、分散性能差、与胶粘剂相容性难和产品负离子释放量低的问题，降低了负离子粒子之间的相互作用力，提高了其负离子释放功能；通过在板材上、下表层板与芯层板之间施加可释放负离子的胶粘剂，确保产品的负离子释放功能的稳定性和高效性，易于产品后期加工和使用。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种负离子功能板材，包括上表层板、下表层板和芯层板，上表层板位于芯层板上表面，所述下表层板位于芯层板的下表面，所述负离子功能板材还包括可释放负离子的胶
层，所述芯层板的上表面和下表面均设置所述可释放负离子的胶层。
7.一种负离子功能板材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
8.1)制备均匀、稳定分散的负离子溶液，过程如下：
9.负离子溶液由下列质量份数的成份配制而成：水100份；负离子材料0.5～20份；表面活性剂0.1～10份；分散剂1～10份；稳定剂0.1～10份；ph调节剂0.1～6份；
10.所述负离子溶液的制取通过以下步骤实现：按质量份数称取原料，将负离子材料加入水中搅拌，搅拌均匀后加入表面活性剂、分散剂、稳定剂和ph调节剂，再搅拌10～30min，得到均匀、稳定分散的负离子溶液；
11.2)制备可释放负离子的胶粘剂，过程如下：
12.可释放负离子的胶粘剂由下列质量份数的成份配制而成：胶粘剂100份；负离子溶液6～20份；固化剂1～5份；改性剂0.6～3份；填料5～20份。
13.所述可释放负离子的胶粘剂制备通过以下步骤实现：按质量份数称取原料，将负离子溶液和胶粘剂共混搅拌，搅拌均匀后加入改性剂、固化剂、填料，再搅拌均匀，得到可释放负离子的胶粘剂；
14.3)制备负离子功能板材，以单板或芯层板为原料，经涂胶、组坯、陈化、热压工序制成，过程如下：
15.将干燥好的单板或芯层板表面涂饰可释放负离子的胶粘剂，涂胶量80～160g/m2；将涂胶后单板或芯层板根据产品类型进行组坯，组坯后陈化，陈化时间为10～120min，陈化后热压，热压压力为0.5～3mpa，热压时间3～20min，热压温度90～150℃。
16.进一步，所述步骤3)中，所述上、下表层板为单板，芯层板为木质人造板；在上、下表层板与芯层板之间施加可释放负离子的胶粘剂，确保产品的负离子释放功能的稳定性和高效性，易于产品后期加工和使用。
17.优选的，所述木质人造板包括单板、细木工板芯板、纤维板或刨花板。
18.更进一步，所述步骤1)中，所述负离子材料为：符合安全环保标准的六环石负离子粉、电气石负离子粉、石墨烯的一种或两种及以上混合物。
19.所述步骤1)中，所述表面活性剂为：脂肪酸甘油酯、聚氧代乙烯壬基苯基醚、聚乙烯毗咯烷酮、木质素磺酸钠、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、硬脂酸或聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物。
20.所述步骤1)中，所述分散剂为：聚羧酸盐、聚乙二醇、3-氨丙基三乙氧基硅烷、聚丙烯酰胺或纤维素纳米晶体。
21.所述步骤1)中，所述稳定剂为：十六烷基三甲基溴化铵或十二烷基磺酸钠。
22.所述步骤1)中，所述ph调节剂为：盐酸、柠檬酸、乙酸或碳酸氢钠。
23.再进一步，所述步骤2)中，所述胶粘剂为脲醛胶、三聚氰胺改性脲醛胶、酚醛胶或无醛植物胶。
24.所述步骤2)中，所述固化剂为所述固化剂为硫酸、盐酸、丙二酸、氯化铵、磷酸铵、硫酸铵、柠檬酸、间苯二酚或碳酸钠。
25.所述步骤2)中，所述改性剂为氨水、可溶性纤维素、甲基纤维素、羟甲基纤维素、间苯二酚或栲胶。
26.所述步骤2)中，所述填料为面粉、大豆粉、可溶性纤维素、淀粉、滑石粉、矿石粉、木
粉或果壳粉。
27.本发明的方案，先制备均匀、稳定分散的负离子溶液，然后在与胶粘剂共混，解决了负离子材料易凝聚、分散性能差、与胶粘剂相容性难和产品负离子释放量低的问题，降低了负离子粒子之间的相互作用力，提高了其负离子释放功能；通过在板材上、下表层板与芯层板之间施加可释放负离子的胶粘剂，确保产品的负离子释放功能的稳定性和高效性，易于产品后期加工和使用。
28.本发明的有益效果主要表现在：提高负离子释放功能。
附图说明
29.图1是负离子功能板材的结构示意图。
30.其中，1上表层板，2芯层板，3下表层板，4可释放负离子的胶层。
具体实施方式
31.下面结合附图对本发明作进一步描述。
32.实施例1
33.参照图1，一种负离子功能板材，包括上表层板1、下表层板3和芯层板2，上表层板1位于芯层板2上表面，所述下表层板3位于芯层板2的下表面，所述负离子功能板材还包括可释放负离子的胶层4，所述芯层板2的上表面和下表面均设置所述可释放负离子的胶层4。
34.实施例2
35.参照图1，一种负离子功能胶合板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
36.①
制备均匀、稳定分散的负离子溶液，过程如下：
37.负离子溶液由下列质量份数的成份配制而成：水100份；负离子材料0.5份；表面活性剂0.1份；分散剂1份；稳定剂0.1份；ph调节剂0.1份；
38.所述负离子溶液的制取通过以下步骤实现：
39.按质量份数称取原料，将负离子材料烯加入水中搅拌，搅拌均匀后加入表面活性剂、分散剂、稳定剂和ph调节剂，再搅拌10～30min，得到均匀、稳定分散的负离子溶液；
40.所述负离子材料为：符合安全环保标准的六环石负离子粉、电气石负离子粉、石墨烯的一种或多种混合物。
41.所述表面活性剂为：脂肪酸甘油酯、聚氧代乙烯壬基苯基醚、聚乙烯毗咯烷酮、木质素磺酸钠、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、硬脂酸或聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物。
42.所述分散剂为：聚羧酸盐、聚乙二醇、3-氨丙基三乙氧基硅烷或聚丙烯酰胺、纤维素纳米晶体等。
43.所述稳定剂：十六烷基三甲基溴化铵或二烷基磺酸钠等。
44.所述ph调节剂：盐酸、柠檬酸、乙酸或碳酸氢钠等。
45.②
制备可释放负离子的胶粘剂，过程如下：
46.可释放负离子的胶粘剂由下列质量份数的成份配制而成：胶粘剂100份；负离子溶液6份；固化剂1份；改性剂0.6份；填料5份。
47.所述可释放负离子的胶粘剂制备通过以下步骤实现：
48.按质量份数称取原料，将负离子溶液和胶粘剂共混搅拌，搅拌均匀后加入改性剂、固化剂、填料，再搅拌均匀，得到可释放负离子的胶粘剂。
49.所述胶粘剂为脲醛胶、三聚氰胺改性脲醛胶、酚醛胶或无醛植物胶等。
50.所述固化剂为硫酸、盐酸、丙二酸、氯化铵、磷酸铵、硫酸铵、柠檬酸、间苯二酚或碳酸钠。
51.所述改性剂为氨水、可溶性纤维素、甲基纤维素、羟甲基纤维素、间苯二酚或栲胶。
52.所述填料为面粉、大豆粉、可溶性纤维素、淀粉、滑石粉、矿石粉、木粉或果壳粉。
53.③
制备负离子功能板材，以单板为原料，经涂胶、组坯、陈化、热压等工序制成，过程如下：
54.将上、下表层单板与芯层单板之间的表面涂饰可释放负离子的胶粘剂，涂胶量80g/m2。将涂胶后单板根据产品类型进行组坯，组坯后陈化时间120min，陈化后热压压力0.5mpa，热压时间3min，热压温度90℃。
55.所述上、下表层板和芯层板均为单板。
56.实施例3
57.参照图1，一种负离子功能细木工板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
58.①
制备均匀、稳定分散的负离子溶液，过程如下：
59.负离子溶液由下列质量份数的成份配制而成：水100份；负离子材料20份；表面活性剂10份；分散剂10份；稳定剂10份；ph调节剂6份；
60.所述负离子溶液的制取通过以下步骤实现：
61.按质量份数称取原料，将负离子材料加入水中搅拌，搅拌均匀后加入表面活性剂、分散剂、稳定剂和ph调节剂，再搅拌10～30min，得到均匀、稳定分散的负离子溶液。
62.所述负离子材料为：符合安全环保标准的六环石负离子粉、电气石负离子粉、石墨烯的一种或多种混合物。
63.所述表面活性剂为：脂肪酸甘油酯、聚氧代乙烯壬基苯基醚、聚乙烯毗咯烷酮、木质素磺酸钠、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、硬脂酸为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物。
64.所述分散剂为：聚羧酸盐、聚乙二醇、3-氨丙基三乙氧基硅烷、聚丙烯酰胺、纤维素纳米晶体等。
65.所述稳定剂为：十六烷基三甲基溴化铵或十二烷基磺酸钠等。
66.所述ph调节剂为：盐酸、柠檬酸、乙酸或碳酸氢钠等。
67.②
制备可释放负离子的胶粘剂，过程如下：
68.可释放负离子的胶粘剂由下列质量份数的成份配制而成：胶粘剂100份；负离子溶液20份；固化剂5份；改性剂3份；填料20份。
69.所述可释放负离子的胶粘剂制备通过以下步骤实现：
70.按质量份数称取原料，将负离子溶液和胶粘剂共混搅拌，搅拌均匀后加入改性剂、固化剂、填料，再搅拌均匀，得到可释放负离子的胶粘剂。
71.所述胶粘剂为脲醛胶、三聚氰胺改性脲醛胶、酚醛胶或无醛植物胶等。
72.所述固化剂为硫酸、盐酸、丙二酸、氯化铵、磷酸铵、硫酸铵、柠檬酸、间苯二酚或碳酸钠。
73.所述改性剂为氨水、可溶性纤维素、甲基纤维素、羟甲基纤维素、间苯二酚或栲胶。
74.所述填料为面粉、大豆粉、可溶性纤维素、淀粉、滑石粉、矿石粉、木粉或果壳粉。
75.③
制备负离子功能板材，以单板和细木工板基材为原料，经涂胶、组坯、陈化、热压等工序制成，过程如下：
76.将上、下表层单板与芯层细木工板基材之间的表面涂饰可释放负离子的胶粘剂，涂胶量100g/m2。将涂胶后单板根据产品类型进行组坯，组坯后陈化时间90min，陈化后热压压力2mpa，热压时间15min，热压温度120℃。
77.所述上、下表层板均为单板，芯层板为细木工板基材。
78.实施例4
79.参照图1，一种负离子功能细木工板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
80.①
制备均匀、稳定分散的负离子溶液，过程如下：
81.负离子溶液由下列质量份数的成份配制而成：水100份；负离子材料10份；表面活性剂5份；分散剂5份；稳定剂5份；ph调节剂3份；
82.所述负离子溶液的制取通过以下步骤实现：
83.按质量份数称取原料，将负离子材料加入水中搅拌，搅拌均匀后加入表面活性剂、分散剂、稳定剂和ph调节剂，再搅拌10～30min，得到均匀、稳定分散的负离子溶液。
84.所述负离子材料为：符合安全环保标准的六环石负离子粉、电气石负离子粉、石墨烯的一种或多种混合物。
85.所述表面活性剂为：脂肪酸甘油酯、聚氧代乙烯壬基苯基醚、聚乙烯毗咯烷酮、木质素磺酸钠、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、硬脂酸或聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物。
86.所述分散剂为：聚羧酸盐、聚乙二醇、3-氨丙基三乙氧基硅烷、聚丙烯酰胺或纤维素纳米晶体等。
87.所述稳定剂为：十六烷基三甲基溴化铵或十二烷基磺酸钠等。
88.所述ph调节剂为：盐酸、柠檬酸、乙酸或碳酸氢钠等。
89.②
制备可释放负离子的胶粘剂，过程如下：
90.可释放负离子的胶粘剂由下列质量份数的成份配制而成：胶粘剂100份；负离子溶液13份；固化剂3份；改性剂1.8份；填料12份。
91.所述可释放负离子的胶粘剂制备通过以下步骤实现：
92.按质量份数称取原料，将负离子溶液和胶粘剂共混搅拌，搅拌均匀后加入改性剂、固化剂、填料，再搅拌均匀，得到可释放负离子的胶粘剂。
93.所述胶粘剂为脲醛胶、三聚氰胺改性脲醛胶、酚醛胶或无醛植物胶等；
94.所述固化剂为硫酸、盐酸、丙二酸、氯化铵、磷酸铵、硫酸铵、柠檬酸、间苯二酚或碳酸钠。
95.所述改性剂为氨水、可溶性纤维素、甲基纤维素、羟甲基纤维素、间苯二酚或栲胶。
96.所述填料为面粉、大豆粉、可溶性纤维素、淀粉、滑石粉、矿石粉、木粉或果壳粉。
97.③
制备负离子功能板材，以单板和细木工板基材为原料，经涂胶、组坯、陈化、热压等工序制成，过程如下：
98.将上、下表层单板与芯层细木工板基材之间的表面涂饰可释放负离子的胶粘剂，
涂胶量160g/m2。将涂胶后单板根据产品类型进行组坯，组坯后陈化时间10min，陈化后热压压力3mpa，热压时间20min，热压温度150℃。
99.所述上、下表层板均为单板，芯层板为细木工板基材。

技术特征：

1.一种负离子功能板材，包括上表层板、下表层板和芯层板，上表层板位于芯层板上表面，所述下表层板位于芯层板的下表面，其特征在于，所述负离子功能板材还包括可释放负离子的胶层，所述芯层板的上表面和下表面均设置所述可释放负离子的胶层。2.如权利要求1所述的负离子功能板材的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：1)制备均匀、稳定分散的负离子溶液，过程如下：负离子溶液由下列质量份数的成份配制而成：水100份；负离子材料0.5～20份；表面活性剂0.1～10份；分散剂1～10份；稳定剂0.1～10份；ph调节剂0.1～6份；所述负离子溶液的制取通过以下步骤实现：按质量份数称取原料，将负离子材料加入水中搅拌，搅拌均匀后加入表面活性剂、分散剂、稳定剂和ph调节剂，再搅拌10～30min，得到均匀、稳定分散的负离子溶液；2)制备可释放负离子的胶粘剂，过程如下：可释放负离子的胶粘剂由下列质量份数的成份配制而成：胶粘剂100份；负离子溶液6～20份；固化剂1～5份；改性剂0.6～3份；填料5～20份。所述可释放负离子的胶粘剂制备通过以下步骤实现：按质量份数称取原料，将负离子溶液和胶粘剂共混搅拌，搅拌均匀后加入改性剂、固化剂、填料，再搅拌均匀，得到可释放负离子的胶粘剂；3)制备负离子功能板材，以单板或芯层板为原料，经涂胶、组坯、陈化、热压工序制成，过程如下：将干燥好的单板或芯层板表面涂饰可释放负离子的胶粘剂，涂胶量80～160g/m2；将涂胶后单板或芯层板根据产品类型进行组坯，组坯后陈化，陈化时间为10～120min，陈化后热压，热压压力为0.5～3mpa，热压时间3～20min，热压温度90～150℃。3.如权利要求2所述的一种负离子功能板材的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，所述上表层板、下表层板为单板，芯层板为木质人造板；在上表层板、下表层板与芯层板之间施加可释放负离子的胶粘剂，确保产品的负离子释放功能的稳定性和高效性，易于产品后期加工和使用。4.如权利要求3所述的一种负离子功能板材的制备方法，其特征在于，所述木质人造板包括单板、细木工板芯板、纤维板或刨花板。5.如权利要求2～4之一所述的一种负离子功能板材的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述负离子材料为：符合安全环保标准的六环石负离子粉、电气石负离子粉、石墨烯的一种或两种及以上混合物。6.如权利要求2～4之一所述的一种负离子功能板材的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述表面活性剂为：脂肪酸甘油酯、聚氧代乙烯壬基苯基醚、聚乙烯毗咯烷酮、木质素磺酸钠、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、硬脂酸或聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物。7.如权利要求2～4所述的一种负离子功能板材的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述分散剂为：聚羧酸盐、聚乙二醇、3-氨丙基三乙氧基硅烷、聚丙烯酰胺或纤维素纳米晶体。8.如权利要求2～4所述的一种负离子功能板材的制备方法，其特征在于，所述步骤1)
中，所述稳定剂为：十六烷基三甲基溴化铵或十二烷基磺酸钠。9.如权利要求2～4所述的一种负离子功能板材的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述ph调节剂为：盐酸、柠檬酸、乙酸或碳酸氢钠。10.如权利要求2～4之一所述的一种负离子功能板材的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述胶粘剂为脲醛胶、三聚氰胺改性脲醛胶、酚醛胶或无醛植物胶；所述固化剂为硫酸、盐酸、丙二酸、氯化铵、磷酸铵、硫酸铵、柠檬酸、间苯二酚或碳酸钠；所述改性剂为氨水、可溶性纤维素、甲基纤维素、羟甲基纤维素、间苯二酚或栲胶。所述填料为面粉、大豆粉、可溶性纤维素、淀粉、滑石粉、矿石粉、木粉或果壳粉。

技术总结

一种负离子功能板材，包括上表层板、下表层板和芯层板，上表层板位于芯层板上表面，所述下表层板位于芯层板的下表面，所述负离子功能板材还包括可释放负离子的胶层，所述芯层板的上表面和下表面均设置所述可释放负离子的胶层。以及提供一种负离子功能板材的制备方法，先制备均匀、稳定分散的负离子溶液，然后在与胶粘剂共混，解决了负离子材料易凝聚、分散性能差、与胶粘剂相容性难和产品负离子释放量低的问题，降低了负离子粒子之间的相互作用力，提高了其负离子释放功能；通过在板材上、下表层板与芯层板之间施加可释放负离子的胶粘剂，确保产品的负离子释放功能的稳定性和高效性，易于产品后期加工和使用。易于产品后期加工和使用。易于产品后期加工和使用。