中国报告大厅网讯,在当前消费升级的大背景下,室内空间木质产品的功能化需求日益凸显。实木地板行业作为家居装饰的重要组成部分,消费者对其功能性和品质的要求也在不断提高。释香型木质产品因其独特的释香功能和高附加值,近年来备受市场青睐。在此趋势下,开发具有长效稳定缓释特性的芳香型地板产品成为木家居材料领域的重要研究方向。本研究聚焦于释香型实木复合地板的制备技术及其性能表现,旨在为2025年实木地板行业技术发展提供新的思路和参考。
《2025-2030年全球及中国实木地板行业市场现状调研及发展前景分析报告》指出,制备释香型实木地板,需选用多种关键材料。檀香精油,作为核心释香成分,纯度达 100%,来源为白檀精油。壁材方面,三聚氰胺甲醛(MF)树脂预聚体的固体含量为 60%,β - 环糊精为分析纯。涂料选用丙烯酸类涂料,室温下黏度为 404.83 mPa・s。此外,还涉及苯乙烯 - 马来酸酐共聚物、乙酸、氢氧化钠和质量分数 99.7% 的乙醇等分析纯试剂。实木地板基材选用栎木三层实木复合地板,规格为 910 mm×125 mm×12 mm 。这些材料的特性对最终产品的性能起着决定性作用。
为确保制备过程的精确性,采用了一系列专业设备与仪器。HR - 25D 高剪切均质乳化机用于物料的混合乳化;场发射扫描电镜用于观察微观形貌;DHG - 9145A 型鼓风干燥箱用于干燥处理;傅里叶变换红外光谱分析仪用于分析化学成分;pH 值检测仪用于监测反应体系酸碱度;数字式黏度计用于测试涂料黏度。精准的设备配置为制备高质量的释香型实木地板提供了有力保障。
采用改进的共沉淀法制备 β - 环糊精檀香精油微胶囊(β -CD - MC)乳液。在 50℃且磁力搅拌的条件下,将 6 g β -CD 粉末溶解于去离子水中,制成体积分数为 6% 的 β -CD 溶液。将一定量檀香精油按质量比 1∶3 溶于无水乙醇,搅拌混合后缓慢滴入 β -CD 溶液,进行 3 h 的包埋反应。反应结束,乳液自然冷却至室温,放入 4℃冰箱保存 24 h 备用,此时乳液固体含量约 8% 。该工艺确保了微胶囊的形成与稳定性。
制备三聚氰胺甲醛树脂檀香精油微胶囊(MF - MC)乳液,首先要配制 SMA 溶液。在圆底烧瓶中加入 150 g 去离子水,升温至 90℃并保持磁力搅拌,将 4.5 g SMA 粉末缓慢倒入,搅拌均匀后,加入适量 10% 体积分数的 NaOH 溶液调节体系 pH 值至 9 - 10,持续搅拌至溶液澄清,得到淡黄色透明的 SMA 溶液,最后调节 pH 值至中性备用。接着制备 MF - MC 乳液,将 150 g SMA 溶液置于烧杯,加入檀香精油搅拌均匀后高速剪切乳化,得到白色乳液。将乳液转入圆底烧瓶,滴加适量 10% 质量分数的乙酸调节 pH 值,再逐滴加入 MF 预聚体,50℃水浴磁力搅拌,随后升温至 75℃继续反应 1.5 h。反应结束冷却至室温,得到固体含量约 11% 的 MF - MC 乳液备用。复杂的制备流程保证了微胶囊的性能。
将 β -CD - MC 乳液、MF - MC 乳液按涂料质量的 5%、10%、15%、20%、25% 的比例进行混合搅拌,制备微胶囊涂料。不同的添加比例会对涂料的性能产生不同影响,为后续地板性能研究提供多样样本。
在企业地板涂饰线进行释香实木复合地板试样制备。对素板进行六底二面的涂饰工艺处理,在最后两道面漆工艺中加入微胶囊涂料进行 UV 固化,从而在地板表面形成释香涂层,制得释香实木复合地板。以未添加微胶囊涂料的地板为对照组,添加 β -CD - MC 的地板记为 β -CDMC 释香型地板,添加 MF - MC 的地板记为 MFMC 释香型地板,每种按微胶囊乳液添加量制作 5 块地板,以便进行对比研究。
室温下,利用数字式黏度计测试微胶囊涂料黏度,各微胶囊涂料样品测试 3 次取平均值。随着两种精油微胶囊乳液添加比例增大,微胶囊涂料的黏度值明显上升。β -CD - MC 乳液添加量从 15% 增加到 20% 时,涂料黏度从 1909.40 mPa・s 提升到 2817.57 mPa・s;MF - MC 涂料的黏度在 MF - MC 乳液添加量由 10% 增至 15% 时急剧上升,从 1936.47 mPa・s 上升到 3526.13 mPa・s 。MF - MC 涂料整体黏度更高,考虑实际生产,β -CD - MC 乳液最佳添加比例为 20%,MF - MC 乳液最佳添加比例为 15%。
采用 SEM 观察檀香精油微胶囊、微胶囊涂层样品的微观形貌。将干燥样品粘贴在导电胶带上,置于离蒸发源 10 - 15 cm 处的样品台,经真空喷镀法旋转喷金(3 kV,60 s)后在 SEM 下观察。β -CD - MC 呈不规则菱形结构,形状大小均匀,质地紧密,添加量为 20% 时涂层表面平整但有轻微结块;MF - MC 呈光滑球形,外壳完整,添加量为 15% 时涂层表面平整,几乎无球状微胶囊分布。SEM 结果表明两种微胶囊经 60℃鼓风干燥后囊壁结构稳定,与涂料相容性良好。
将檀香精油微胶囊、涂料、涂层样品和 KBr 以 1∶100 的比例混合研磨、压片,波数扫描范围 4000 - 400 cm⁻¹,光谱仪分辨率 4 cm⁻¹,信噪比 50000∶1,扫描 32 次。添加微胶囊的涂料固化后,β -CD 涂层和 MF - MC 涂层均未出现新的特征峰,说明微胶囊与涂料在混合和 UV 固化过程中未发生化学反应,对涂料本身性能影响不大。
参考人工嗅闻直测法评分,将地板样品分别置于 60℃鼓风和室温通风条件下,由不少于 3 人的嗅闻人员每天在固定地点评价地板香气缓释性能并记录得分取平均值。随着 β -CD - MC 乳液添加量增大,地板香气释放初始浓度升高,整体呈现先快后慢的释香趋势。在 60℃鼓风条件下,β -CD - MC 乳液添加量为 20% 和 25% 的样品加热释香 104 h 后香气基本消失;室温通风条件下,添加量为 20% 和 25% 的地板经 24 周释香后鼻贴板嗅闻香气仍较明显。MF - MC 释香型地板在室温通风条件下缓释性能整体优于 β -CD - MC 释香型地板,且 MF - MC 在一定程度上延缓檀香精油挥发,香气缓释更持久。
依据 GB/T 18103 - 2022《实木复合地板》,测试释香地板的漆膜附着力、漆膜表面耐磨、表面耐污染和漆膜硬度,每个试件重复 3 次取平均值。添加两种微胶囊的释香地板的各项理化性能均满足国家标准要求,且与对照地板差别不大,证明在涂料中添加释香微胶囊,采用表面涂饰制备释香实木复合地板的方式可行。
本研究通过在丙烯酸类涂料中添加 β - 环糊精檀香精油微胶囊乳液和三聚氰胺甲醛树脂檀香精油微胶囊乳液,成功制备出释香型实木复合地板。确定了 β -CD - MC 乳液和 MF - MC 乳液的最佳添加量分别为 20% 和 15%,在此比例下微胶囊与涂料相容性良好。SEM 和 FTIR 分析表明微胶囊对涂料性能影响小。释香性能测试显示,β -CD - MC - 20% 和 MF - MC - 15% 地板在 60℃高温下分别持续鼓风 96 h 和 104 h 仍有香气,室温通风条件下香气保留时间超 24 周。地板的主要理化性能满足国家标准要求。该研究为实木地板行业在功能性产品开发方面提供了重要的技术参考,有望推动实木地板行业向更具功能性和市场竞争力的方向发展。
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