本發(fā)明屬于家居床上用品加工技術(shù)領域，具體涉及一種生物質(zhì)合成樹脂及其利用生物質(zhì)合成樹脂作為膠粘劑生產(chǎn)椰棕床墊的方法。
背景技術(shù)：
目前，在棕床墊加工生產(chǎn)中采用的主要原料為山棕和椰棕。山棕主要生長于我國西南地區(qū)，經(jīng)過多年生長后的棕纖維才適合床墊的制作，每棵棕每年只能收割數(shù)片棕片和棕板，經(jīng)過數(shù)道復雜預處理工序后的纖維材料才能作為棕床墊原料。椰棕是以椰殼為原料，提取其中的纖維絲作為棕床墊原料。山棕具有纖維長、耐蟲蛀、強度高、韌性較好等優(yōu)點，可以采用編織和膠粘等方法來加工棕床墊。椰棕纖維較短、含糖量較高、韌性較差，在制作棕床墊時只能采用膠粘的工藝。
由于山棕原料短缺、市場上對棕床墊的需求量大等原因，規(guī)?；淖卮矇|生產(chǎn)廠家多采用東南亞和我國海南地區(qū)出產(chǎn)的較為廉價的椰棕作為生產(chǎn)原料。生產(chǎn)工藝包括先將椰棕初步編織成簾子，再進行噴膠和平板熱壓成型等步驟。在膠粘劑的選擇上，除了高檔的軟棕床墊采用天然乳膠作為膠粘劑，大多數(shù)棕床墊在制作過程中大量使用合成樹脂作為膠粘劑。
脲醛樹脂由于具有粘度低、纖維附著性好、固化溫度低、固化時間短等工藝特性，在造紙、紡織到木材加工等多個工業(yè)領域得到廣泛應用。脲醛樹脂適宜進行噴射施膠和熱壓時間短的工藝優(yōu)點在棕床墊生產(chǎn)加工中得到充分開發(fā)利用，從而成為最適宜用來粘接椰棕床墊的合成膠粘劑，也是目前在椰棕床墊加工中使用量最大的膠粘劑。
脲醛樹脂的主要缺點體現(xiàn)在環(huán)保方面。為了保證粘接強度，在實際生產(chǎn)中往往采用摩爾比較大的脲醛樹脂，導致膠粘劑中游離甲醛含量超標。脲醛樹脂在固化過程中形成的羥甲基和醚鍵，隨著膠層的老化容易發(fā)生斷裂，從而不斷釋放出游離甲醛。近年來多次出現(xiàn)國產(chǎn)中低端棕床墊檢出產(chǎn)品中游離甲醛釋放量遠超國家標準的情況。
棕床墊在城市居民的家居用品中日益普及，產(chǎn)品品質(zhì)與睡眠安全質(zhì)量密切相關。人們在睡眠時身體的抵抗能力下降，容易受到空氣中游離甲醛等家裝污染物的影響。隨著近年來國家標準中環(huán)保指標的提高和人們健康意識的普及，家裝污染受到全社會的廣泛關注。在椰棕床墊加工中采用無公害膠粘劑取代脲醛樹脂已經(jīng)成為關系到棕床墊產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重大課題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種生物質(zhì)合成樹脂及其利用生物質(zhì)合成樹脂作為膠粘劑生產(chǎn)椰棕床墊的方法。本發(fā)明是以基礎生物質(zhì)為原料制備的生物質(zhì)合成樹脂膠粘劑，其本身基本不含甲醛和有機揮發(fā)物，避免了在使用過程中對人體健康造成的危害。
為了解決上述問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：
本發(fā)明提供一種生物質(zhì)合成樹脂，所述生物質(zhì)合成樹脂是通過以下方法制備而成：
a、以重量份表示，所述生物質(zhì)合成樹脂由原料蛋白粉40～60份，變性淀粉30～40份和改性纖維素5～10份組成；
或者，以重量份表示，所述生物質(zhì)合成樹脂由原料蛋白粉40～60份，變性淀粉20～30份，植物多糖5～15份和改性纖維素5～10份組成；
b、將6～30重量份的擴鏈劑配制成質(zhì)量百分濃度為3～25%的水溶液；
c、在步驟b所得的水溶液中加入按照步驟a所述的生物質(zhì)合成樹脂原料配比比例配制的各種原料，然后在常溫條件下反應30～60分鐘；
d、將步驟c所得的常溫反應產(chǎn)物加熱至50～90℃，在此溫度條件下反應30～60分鐘；反應完成后，所得反應物降至30～40℃；
e、在步驟d所得反應產(chǎn)物中加入交聯(lián)劑5～10重量份、増黏劑0.1～0.5重量份和無機填料5～10重量份，攪拌反應30～60分鐘，得到產(chǎn)品生物質(zhì)合成樹脂。
根據(jù)上述的生物質(zhì)合成樹脂，步驟a中所述蛋白粉為脫脂大豆蛋白粉、脫脂花生粉、脫脂棉籽粉、菜籽餅粕粉、豌豆蛋白粉、小麥蛋白粉和干酪素粉中的至少一種；所述蛋白粉中蛋白質(zhì)含量≥50wt%，粒度要求150目篩網(wǎng)通過率大于95%。
根據(jù)上述的生物質(zhì)合成樹脂，步驟a中所述變性淀粉為氧化小麥淀粉、氧化玉米淀粉、氧化木薯淀粉、酯化馬鈴薯淀粉、酯化玉米淀粉、酯化木薯淀粉、接枝玉米淀粉、交聯(lián)玉米淀粉和氧化交聯(lián)復合改性玉米淀粉中的至少一種。
根據(jù)上述的生物質(zhì)合成樹脂，步驟a中所述植物多糖為大豆多糖、阿拉伯樹膠、瓜兒豆膠、魔芋甘露聚糖和果膠中的至少一種。
根據(jù)上述的生物質(zhì)合成樹脂，步驟a中所述改性纖維素為纖維素硫酸酯、醋酸丁酯纖維素、纖維素黃原酸酯、羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、乙基纖維素和羧甲基纖維素中的至少一種。
根據(jù)上述的生物質(zhì)合成樹脂，步驟b中所述擴鏈劑為尿素、硫脲、十二烷基硫酸鈉、乙二硫醇、1，3-丙二硫醇、十二烷基苯磺酸鈉、N-丁基硫代磷酰三胺、苯基磷酰二胺和丙二醇中的至少一種。
根據(jù)上述的生物質(zhì)合成樹脂，步驟e中所述交聯(lián)劑為丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、硫酸鋁、乙酸鋅、聚酰胺環(huán)氧氯丙烷、硼酸和鉀明礬中的至少一種；所述増黏劑為丙烯酸改性松香酯乳液、萜烯樹脂乳液、水性丙烯酸酯乳液、水性環(huán)氧樹脂乳液和端羧基液體丁腈橡膠乳液中的至少一種；所述無機填料為蒙脫土、膨潤土、高嶺土和凹凸棒土中的至少一種。
另外，提供一種利用上述生物質(zhì)合成樹脂作為膠粘劑生產(chǎn)椰棕床墊的方法，所述生產(chǎn)方法包括以下步驟：
a、首先將成捆的椰棕經(jīng)過開松機和給棉機處理，處理后得到椰棕纖維原料，將得到的椰棕纖維通過椰絲纖維梳理機進行梳理，梳理后的椰棕纖維采用鋪網(wǎng)機編成簾子，備用；
b、以上述制備的生物質(zhì)合成樹脂作為膠粘劑，采用噴霧施膠系統(tǒng)對步驟a得到的椰棕簾子表面進行施膠和折疊；折疊達到床墊設計厚度后，定長切斷，該步驟反復進行，直至組成一定厚度的椰棕坯料；
c、將步驟b得到的椰棕坯料送入冷壓機進行預壓成型，預壓時間為0.5～1小時；
d、將步驟c預壓成型的坯料分層進入多層平板熱壓機中進行熱壓定型，熱壓溫度為120～140℃，熱壓時間為60～70s/mm；
e、熱壓定型后的棕墊再經(jīng)過裁邊、包裹外墊和縫制常規(guī)工序處理后，制成成品椰棕床墊。
根據(jù)上述的生產(chǎn)椰棕床墊的方法，步驟b中所述采用噴霧施膠系統(tǒng)對步驟a得到的椰棕簾子表面進行施膠和折疊，施膠過程中控制生物質(zhì)合成樹脂膠粘劑的施膠量為340～380g/m2。
本發(fā)明的積極有益效果：
1、以本發(fā)明產(chǎn)品生物質(zhì)合成樹脂作為椰棕纖維棕床墊制備過程中的膠粘劑，在降低粘度、提高固含量、提高膠合性能等方面均有明顯改善。目前，現(xiàn)有大豆基膠黏劑粘度多在10000～50000mPa.s，固含量在40%以下，所以不能直接進行噴霧施膠。而本發(fā)明制備的生物質(zhì)樹脂膠黏劑粘度小于1000mPa.s，固含量達到45～55%，噴射于椰棕纖維表面時粘接性能好、冷壓強度和膠合強度高，能達到國標GB/T 26706-2011《軟體家具棕纖維彈性床墊》中規(guī)定的芯料物理性能。
2、本發(fā)明在不改變原有椰棕床墊總體生產(chǎn)工藝布局的基礎上，只需添加個別輔助設備就可實現(xiàn)在棕床墊生產(chǎn)中的順利施膠，即順利采用噴霧施膠系統(tǒng)將本發(fā)明產(chǎn)品生物質(zhì)合成樹脂膠粘劑應用到椰棕床墊的生產(chǎn)過程中。
3、以本發(fā)明產(chǎn)品生物質(zhì)合成樹脂作為膠粘劑生產(chǎn)的棕床墊中沒有游離甲醛和其他揮發(fā)性有機物的危害，使生物基樹脂成為替代脲醛樹脂的理想膠黏劑。
具體實施方式：
以下結(jié)合實施例進一步闡述本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。
實施例1：
本發(fā)明生物質(zhì)合成樹脂，該生物質(zhì)合成樹脂是通過以下方法制備而成：
a、以重量份表示，所述生物質(zhì)合成樹脂由原料30份脫脂大豆蛋白粉、20份豌豆蛋白粉、35份氧化玉米淀粉和8份纖維素硫酸酯組成；
b、稱取尿素10重量份和N-丁基硫代磷酰三胺0.1重量份溶于100重量份水中，配制成擴鏈劑溶液；
c、在步驟b配制得到的擴鏈劑溶液中攪拌加入按照步驟a所述的生物質(zhì)合成樹脂配比比例配制的各種原料，然后在常溫條件下攪拌反應40分鐘；
d、將步驟c所得的常溫反應產(chǎn)物加熱至60℃，在此溫度條件下反應50分鐘；反應完成后，所得反應物降至35℃；
e、在步驟d所得反應產(chǎn)物中加入6重量份丙烯酰胺、0.4重量份丙烯酸改性松香酯乳液和10重量份膨潤土，攪拌反應35分鐘，得到產(chǎn)品生物質(zhì)合成樹脂。
實施例2：
本發(fā)明生物質(zhì)合成樹脂，該生物質(zhì)合成樹脂是通過以下方法制備而成：
a、以重量份表示，所述生物質(zhì)合成樹脂由原料30份脫脂花生粉、30份菜籽餅粕粉、20份酯化馬鈴薯淀粉、20份酯化玉米淀粉和10份纖維素黃原酸酯組成；
b、稱取硫脲15重量份溶于100重量份水中，配制成擴鏈劑溶液；
c、在步驟b配制得到的擴鏈劑溶液中攪拌加入按照步驟a所述的生物質(zhì)合成樹脂配比比例配制的各種原料，然后在常溫條件下攪拌反應35分鐘；
d、將步驟c所得的常溫反應產(chǎn)物加熱至80℃，在此溫度條件下反應30分鐘；反應完成后，所得反應物降至30℃；
e、在步驟d所得反應產(chǎn)物中加入10重量份聚酰胺環(huán)氧氯丙烷、0.5重量份水性環(huán)氧樹脂乳液和5重量份凹凸棒土，攪拌反應40分鐘，得到產(chǎn)品生物質(zhì)合成樹脂。
實施例3：
本發(fā)明生物質(zhì)合成樹脂，該生物質(zhì)合成樹脂是通過以下方法制備而成：
a、以重量份表示，所述生物質(zhì)合成樹脂由原料25份脫脂棉籽粉、10份小麥蛋白粉、5份干酪素粉、35份酯化木薯淀粉和5份羥丙基甲基纖維素組成；
b、稱取十二烷基硫酸鈉6重量份溶于100重量份水中，配制成擴鏈劑溶液；
c、在步驟b配制得到的擴鏈劑溶液中攪拌加入按照步驟a所述的生物質(zhì)合成樹脂配比比例配制的各種原料，然后在常溫條件下攪拌反應50分鐘；
d、將步驟c所得的常溫反應產(chǎn)物加熱至85℃，在此溫度條件下反應35分鐘；反應完成后，所得反應物降至40℃；
e、在步驟d所得反應產(chǎn)物中加入5重量份硼酸、0.3重量份水性丙烯酸酯乳液和8重量份蒙脫土，攪拌反應30分鐘，得到產(chǎn)品生物質(zhì)合成樹脂。
實施例4：
本發(fā)明生物質(zhì)合成樹脂，該生物質(zhì)合成樹脂是通過以下方法制備而成：
a、以重量份表示，所述生物質(zhì)合成樹脂由原料30份脫脂大豆蛋白粉、20份脫脂花生粉、30份酯化馬鈴薯淀粉、5份阿拉伯樹膠粉和10份纖維素黃原酸酯組成；
b、稱取十二烷基苯磺酸鈉6重量份溶于100重量份水中，配制成擴鏈劑溶液；
c、在步驟b配制得到的擴鏈劑溶液中攪拌加入按照步驟a所述的生物質(zhì)合成樹脂配比比例配制的各種原料，然后在常溫條件下攪拌反應60分鐘；
d、將步驟c所得的常溫反應產(chǎn)物加熱至75℃，在此溫度條件下反應30分鐘；反應完成后，所得反應物降至30℃；
e、在步驟d所得反應產(chǎn)物中加入5重量份乙酸鋅、0.4重量份丙烯酸改性松香酯乳液和7重量份高嶺土，攪拌反應40分鐘，得到產(chǎn)品生物質(zhì)合成樹脂。
實施例5：
本發(fā)明生物質(zhì)合成樹脂，該生物質(zhì)合成樹脂是通過以下方法制備而成：
a、以重量份表示，所述生物質(zhì)合成樹脂由原料25份脫脂大豆蛋白粉、20份小麥蛋白粉、25份酯化玉米淀粉、10份大豆多糖和6份羧甲基纖維素組成；
b、稱取乙二硫醇8重量份溶于100重量份水中，配制成擴鏈劑溶液；
c、在步驟b配制得到的擴鏈劑溶液中攪拌加入按照步驟a所述的生物質(zhì)合成樹脂配比比例配制的各種原料，然后在常溫條件下攪拌反應45分鐘；
d、將步驟c所得的常溫反應產(chǎn)物加熱至80℃，在此溫度條件下反應35分鐘；反應完成后，所得反應物降至30℃；
e、在步驟d所得反應產(chǎn)物中加入7重量份丙烯酸丁酯、0.3重量份水性丙烯酸酯乳液和9重量份膨潤土，攪拌反應50分鐘，得到產(chǎn)品生物質(zhì)合成樹脂。
實施例6：
本發(fā)明利用實施例1所述生物質(zhì)合成樹脂作為膠粘劑生產(chǎn)椰棕床墊的方法，該生產(chǎn)方法的詳細步驟如下：
a、首先將成捆的椰棕經(jīng)過開松機和給棉機處理，處理后得到椰棕纖維原料，將得到的椰棕纖維通過椰絲纖維梳理機進行梳理，梳理后的椰棕纖維采用鋪網(wǎng)機編成簾子，備用；
b、以實施例1制備的生物質(zhì)合成樹脂作為膠粘劑，采用噴霧施膠系統(tǒng)對步驟a得到的椰棕簾子表面進行施膠和折疊（施膠過程中控制生物質(zhì)合成樹脂膠粘劑的施膠量為350g/m2）；折疊達到床墊設計厚度后，定長切斷，該步驟反復進行，直至組成一定厚度的椰棕坯料；
c、將步驟b得到的椰棕坯料送入冷壓機進行預壓成型，預壓時間為0.5小時；
d、將步驟c預壓成型的坯料分層進入多層平板熱壓機中進行熱壓定型，熱壓溫度為125℃，熱壓時間為65s/mm；
e、熱壓定型后的棕墊再經(jīng)過裁邊、包裹外墊和縫制常規(guī)工序處理后，制成成品椰棕床墊。
實施例7：
本發(fā)明利用實施例2所述生物質(zhì)合成樹脂作為膠粘劑生產(chǎn)椰棕床墊的方法，該生產(chǎn)方法的詳細步驟與實施例6基本相同，不同之處在于：
步驟b中：施膠過程中控制生物質(zhì)合成樹脂膠粘劑的施膠量為360g/m2；
步驟c中：預壓時間為1.0小時；
步驟d中：熱壓溫度為120℃，熱壓時間為70s/mm。
實施例8：
本發(fā)明利用實施例3所述生物質(zhì)合成樹脂作為膠粘劑生產(chǎn)椰棕床墊的方法，該生產(chǎn)方法的詳細步驟與實施例6基本相同，不同之處在于：
步驟b中：施膠過程中控制生物質(zhì)合成樹脂膠粘劑的施膠量為340g/m2；
步驟c中：預壓時間為0.6小時；
步驟d中：熱壓溫度為140℃，熱壓時間為60s/mm。
實施例9：
本發(fā)明利用實施例4所述生物質(zhì)合成樹脂作為膠粘劑生產(chǎn)椰棕床墊的方法，該生產(chǎn)方法的詳細步驟與實施例6基本相同，不同之處在于：
步驟b中：施膠過程中控制生物質(zhì)合成樹脂膠粘劑的施膠量為370g/m2；
步驟c中：預壓時間為0.5小時；
步驟d中：熱壓溫度為130℃，熱壓時間為65s/mm。
實施例10：
本發(fā)明利用實施例5所述生物質(zhì)合成樹脂作為膠粘劑生產(chǎn)椰棕床墊的方法，該生產(chǎn)方法的詳細步驟與實施例6基本相同，不同之處在于：
步驟b中：施膠過程中控制生物質(zhì)合成樹脂膠粘劑的施膠量為355g/m2；
步驟c中：預壓時間為0.8小時；
步驟d中：熱壓溫度為125℃，熱壓時間為70s/mm。
對本發(fā)明實施例6-10所生產(chǎn)的椰棕床墊進行了詳見的性能檢測，檢測數(shù)據(jù)詳見表1。
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