功能型木质复合材料及其制造方法.pdf

本发明提出一种功能型木质复合材料制备方法，可以免去刨花板、碎料板或纤维板生产过程中的砂光工序，将刨花板、碎料板或纤维板生产中的预固化层进行充分利用，减少木质单元的损失，降低生产成本，有效解决刨花板、碎料板或纤维板表面密度小、硬度低、耐磨性差、功能单一等缺陷。其步骤：a、对热压后未砂光的刨花板、碎料板或纤维板板坯的上下表面进行真空除尘；b、对板坯上下表面分别淋涂功能型胶粘剂并对施胶面预干燥；c、把预干好的板材放在冷压机上进行压平，使得板材的表面密度达到1.0g/cm3以上；d、对压平后板材的上下表面喷涂功能型胶粘剂，使树脂完全充盈于板材表面，e、将经二次施胶后的板材放入热压机中热压成型。

权利要求书
1.  一种功能型木质复合材料的制造方法，其特征是：它包括下述步骤：a、对热压后未砂光的刨花板、碎料板或纤维板板坯的上下表面进行真空除尘；b、对板坯上下表面分别淋涂功能型胶粘剂并对施胶面预干燥；c、把预干好的板材放在冷压机上进行压平，使得板材的表面密度达到1.0g/cm3以上；d、对压平后板材的上下表面喷涂功能型胶粘剂，使树脂完全充盈于板材表面，e、将经二次施胶后的板材放入热压机中热压成型。

2.  如权利要求1所述的功能型木质复合材料的制造方法，其特征是：功能型胶粘剂是指远红外抗菌抑菌胶粘剂，该远红外抗菌抑菌胶粘剂是将远红外粉放入低分子量树脂中搅拌均匀而制得，远红外粉与低分子量树脂的重量比1:10-20。

3.  如权利要求2所述的功能型木质复合材料的制造方法，其特征是：低分子量树脂是指脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂及其改性树脂中一种；远红外粉的粒径在120目以上，其组成和重量百分比为：SiO2（20-25%）、Al2O3（27-29%）、ZnO（14-18%）、TiO2（20-25%）、MgO(0-4%)、Zr2O3（0-12%）和稀土（2-3%）。

4.  如权利要求1所述的功能型木质复合材料的制造方法，其特征是：步骤a中真空除尘时，吸尘系统的负压为-10kPa～-20kPa。

5.  如权利要求1所述的功能型木质复合材料的制造方法，其特征是：步骤b中预干燥时，将板坯放入干燥机中在温度80-120℃下对施胶面进行干燥，使板坯表面手触时稍稍粘手。

6.  如权利要求1所述的功能型木质复合材料的制造方法，其特征是：步骤b中，对板坯上表面或下表面的施胶量为300～420g/m2。

7.  如权利要求1所述的功能型木质复合材料的制造方法，其特征是：步骤e中，热压机的上下压板均为抛光钢板，热压压力为0.8～1.5MPa，温度为 110～180℃，时间为10～40s/mm。

8.  如权利要求1所述的功能型木质复合材料的制造方法，其特征是：步骤d中，板材的上表面或者下表面施胶量为 100-200g/m2。

9.  功能型木质复合材料，其是按照权利要求1-8任一所述的功能型木质复合材料的制造方法制备而成。

说明书功能型木质复合材料及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种新型木质功能材料及其制造方法，尤其涉及一种具有远红外抗菌抑菌功能的木质复合材料及其制造方法，属于人造板制造领域。
背景技术
刨花板、碎料板、纤维板是利用速生木材或稻麦秸秆等为主要原料，通过备料、热磨、施加脲醛树脂胶、干燥、铺装、预压、热压、冷却、砂光等工艺制造出来的人造板。使用脲醛树脂胶生产这类人造板时，板坯经热压后其表层往往程度不同地出现“预固化层”。预固化层的形成机理是：在板坯送入热压板之间，上下压板尚未完成闭合升压过程时，板坯表层木质单元（纤维、碎料、刨花等）已接受到来自热压板的热量，温度急剧升高；当板坯表层温度升至脲醛树脂胶固化温度时，施于表面的脲醛树脂胶即开始固化，固化过程很快（仅1～2s）；由于板坯表层木质单元（纤维、碎料、刨花等）对热传导很敏感，尚未受到热压工作压力时，其木质单元上的脲醛树脂胶已固化，而板坯进入正式热压过程后表层木质单元尽管受到热压工作压力，但此时已无法形成粘合，粘合过程只在板坯内层进行。
板面预固化层问题是世界范围内的技术难题，在使用脲醛树脂胶、采用传导加热方式热压机生产的刨花板、碎料板、纤维板中，预固化层是不可避免的，通常板坯两面预固化层厚度约为3～4mm。预固化层造成板材表面松软，木质单元易剥落，只有通过砂光，除掉板面的预固化层，才能使粘合良好的密实层呈现在板面。把本应形成材积的这一部分变成了砂光粉，致使企业难以生产中薄型板，否则砂光损失所占的比例更大。同时，砂光后的板材，由于自身的外观、强度、尺寸稳定性和耐久性等存在较大的变异性，因此，这类板材通常需要经过二次加工后才能满足作为包装、建筑、家具、地板和装饰等材料的质量要求。
发明内容
本发明针对刨花板、碎料板或纤维板表面预固化层带来的难题，提出一种功能型木质复合材料制备方法，该方法可以免去刨花板、碎料板或纤维板生产过程中的砂光工序，将刨花板、碎料板或纤维板生产中的预固化层进行充分利用，减少木质单元的损失，直接生产出具有远红外抗菌抑菌等功能的高附加值人造板产品，同时可以降低生产成本，有效解决刨花板、碎料板或纤维板表面密度小、硬度低、耐磨性差、功能单一等缺陷。
该功能型木质复合材料的制造方法，包括下述步骤：a、对热压后未砂光的刨花板、碎料板或纤维板板坯的上下表面进行真空除尘；b、对板坯上下表面分别淋涂功能型胶粘剂并对施胶面预干燥；c、把预干好的板材放在冷压机上进行压平，使得板材的表面密度达到1.0g/cm3以上；d、对压平后板材的上下表面喷涂功能型胶粘剂，使树脂完全充盈于板材表面，e、将经二次施胶后的板材放入热压机中热压成型。
本发明的有益效果：通过表面预压将预干好的板材放在冷压机上进行压平，将胶粘剂与预固化层中的木质单元压实，使其牢固地粘附于板材表面上，冷压机的上、下压板均为抛光钢板。冷压机的压力根据表面密度的要求进行选择，确保表面密度达到1.0g/cm3以上。通过定型热压将经二次施胶后的板材放入热压机中按厚度规要求进行定尺寸热压使胶粘剂固化，形成表面硬度层。热压机中的上下压板均为抛光钢板，以保证复合材料两面的平整光滑。厚度规尺寸按市场要求的板材厚度进行定制，热压压力以压至厚度规为限，热压时间和温度取决于所涂的胶粘剂种类。一般为，热压压力0.8～1.5MPa，热压温度 110～180℃，热压时间10～40s/mm。该方法可以免去纤维板、碎料板或刨花板生产过程中的砂光工序，将刨花板、碎料板或纤维板生产中的预固化层进行充分利用，减少木质单元的损失，同时可以降低生产成本，有效解决刨花板、碎料板或纤维板表面密度小、硬度低、耐磨性差等缺陷。
上述的功能型木质复合材料的制造方法，功能型胶粘剂是指远红外抗菌抑菌胶粘剂，该远红外抗菌抑菌胶粘剂是将远红外粉放入低分子量树脂中搅拌均匀而制得，远红外粉与低分子量树脂的重量比1:10-20；优选，低分子量树脂是指脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂及其改性树脂中一种；远红外粉的粒径在120目以上，其组成和重量百分比为：SiO2（20-25%）、Al2O3（27-29%）、ZnO（14-18%）、TiO2（20-25%）、MgO(0-4%)、Zr2O3（0-12%）和稀土（2-3%）。远红外粉选用市场上成熟的配方材料，低分子量树脂选用脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂及其改性树脂等市场成熟产品，容易取得，价格适中。
上述的功能型木质复合材料的制造方法，步骤a中真空除尘时，吸尘系统的负压为-10kPa～-20kPa。采用高真空除尘吸附，确保除尘彻底。
上述的功能型木质复合材料的制造方法，步骤b中预干燥时，将板坯放入干燥机中在温度80-120℃下对施胶面进行干燥，使板坯表面手触时稍稍粘手。
上述的功能型木质复合材料的制造方法，步骤b中，对板坯上表面或下表面的施胶量为300～420g/m2。
上述的功能型木质复合材料的制造方法，步骤e中，热压机的上下压板均为抛光钢板，热压压力为0.8～1.5MPa，温度为 110～180℃，时间为10～40s/mm。
上述的功能型木质复合材料的制造方法，步骤d中，板材的上表面或者下表面施胶量为 100-200g/m2。使树脂完全充盈于板材表面。
上述的功能型木质复合材料的制造方法，板坯为经过热压裁切后未砂光的刨花板、碎料板或纤维板，长2.44m，宽1.22m，厚度尺寸为5mm-30mm。
本发明同时提供了一种表面密度≥1.0g/cm3，表面耐磨性能达到6000转以上，生产成本低，法向远红外发射率60-90%，能够抑制并杀灭板材表面滋生的多种有害细菌的功能型木质复合材料。
本发明所述的功能型木质复合材料，其是按照上述的功能型木质复合材料的制造方法制备而成。
附图说明
图1为本发明的制备功能型木质复合材料的工艺流程图；
图2为板坯淋胶示意图；
图3为功能型木质复合材料的产品截面示意图。
图中，1为功能型胶粘剂，2为淋胶机示意图，3为未砂光的人造板板坯，4为板坯表面预固化层，5为功能型胶粘剂层。
具体实施方式
以下结合实施例及附图进一步说明本发明的具体特征及技术手段。
实施例1
将热压后的表面具有预固化层4的厚度为5mm的纤维板板坯，裁切后长宽尺寸为2.44m*1.22m的板坯3，通过高负压系统对板坯上下两个表面进行真空吸附除尘（吸尘系统的负压为-15kPa）。把选择好的粒径在120目的远红外粉（22wt% SiO2、27wt% Al2O3、16wt%ZnO、20wt%TiO2、2wt%MgO、10wt%Zr2O3和3wt%稀土），按质量百分比1:10的比例混入浸渍用三聚氰胺甲醛树脂中，搅拌均匀后制成功能型胶粘剂1。参见图2，采用淋胶机2将功能型胶粘剂1淋涂于板坯3第一表面（即上表面）（施胶量为 300g/m2）；送入温度为80-100℃的干燥机中进行预干燥，使经淋胶的板坯上表面手触时稍稍粘手；采用相同方法，将板坯翻转进行第二面（即下表面）淋涂、预干燥，使经淋胶的板材第二面（即下表面）手触时稍稍粘手。将预干好的板材放在上、下压板均为抛光钢板的冷压机上进行压平，使得板材表面密度达到1.0g/cm3。对板材上下两个表面再次均匀喷涂改性胶粘剂（施胶量为140g/m2），使树脂完全充盈于板材表面；喷涂好后将板坯放入热压机中使胶粘剂固化，热压机中的上下压板均为抛光钢板，采用2mm的厚度规进行定尺寸热压，热压温度为180℃，热压时间为100s（20s/mm*5mm）。热压结束后的纤维板材料即可进行质量检验、分等、包装储存等，制备成具有抗菌抑菌功能的纤维板，参见图3所示，它包括具有预固化层4的纤维板板坯3，在纤维板板坯3的上、下表面具有功能型胶粘剂层5，功能型胶粘剂层5覆盖预固化层4，并且功能型胶粘剂浸入预固化层4中。
该方法所生产的纤维板，表面密度达1.0g/cm3，表面耐磨性能达到6000转以上，法向远红外发射率可达65%，其它各项物理力学性均满足相应国家标准，可用做家装贴面材料、包装材料等。
实施例2
将热压后的表面具有预固化层4的厚度为16mm的纤维板板坯，裁切后长宽尺寸为2.44m*1.22m的板坯3，通过高负压系统对板坯上下两个表面进行真空吸附除尘（吸尘系统的负压为-20kPa）。把选择好的粒径在140目的远红外粉（20wt% SiO2、29wt% Al2O3、14wt%ZnO、23wt%TiO2、4wt%MgO、7wt%Zr2O3和3wt%稀土），按质量百分比1:15的比例混入浸渍用三聚氰胺甲醛树脂中，搅拌均匀后制成功能型胶粘剂1。参见图2，采用淋胶机2将功能型胶粘剂1淋涂于板坯3第一表面（即上表面）（施胶量为 300g/m2）；送入温度为80-100℃的干燥机中进行预干燥，使经淋胶的板坯上表面手触时稍稍粘手；采用相同方法，将板坯翻转进行第二面（即下表面）淋涂、预干燥，使经淋胶的板材第二面（即下表面）手触时稍稍粘手。将预干好的板材放在上、下压板均为抛光钢板的冷压机上进行压平，使得板材表面密度达到1.2g/cm3。对板坯上下两个表面再次均匀喷涂功能型胶粘剂（施胶量为180g/m2），使树脂完全充盈于板材表面；喷涂好后将板坯放入热压机中使胶粘剂固化，热压机中的上下压板均为抛光钢板，采用12mm的厚度规进行定尺寸热压，热压温度为180℃，热压时间为25s/m。热压结束后的纤维板材料即可进行质量检验、分等、包装储存等，制备成具有远红外抗菌抑菌功能的纤维板，参见图3所示，它包括具有预固化层4的纤维板板坯3，在纤维板板坯3的上、下表面具有功能型胶粘剂层5，功能型胶粘剂层5覆盖预固化层4，并且功能型胶粘剂浸入预固化层4中。
该方法所生产的纤维板，表面密度达1.2g/cm3，表面耐磨性能达到8000转以上，法向远红外发射率可达79%，其它各项物理力学性均满足相应国家标准，可用做家装材料、强化地板基材等。
实施例3
将热压后的表面具有预固化层4的厚度为30mm的碎料板板坯，裁切后长宽尺寸为2.44m*1.22m的板坯3，通过高负压系统对板坯上下两个表面进行真空吸附除尘（吸尘系统的负压为-20kPa）。把选择好的粒径在120目的远红外粉（25wt% SiO2、29wt% Al2O3、18wt%ZnO、25wt%TiO2和3wt%稀土），按质量百分比1:20的比例混入低分子量的三聚氰胺甲醛树脂中，搅拌均匀后制成功能型胶粘剂1。参见图2，采用淋胶机2将功能型胶粘剂1淋涂于板坯3第一表面（即上表面）（施胶量为 420g/m2）；送入温度为80-100℃的干燥机中进行预干燥，使经淋胶的板坯上表面手触时稍稍粘手；采用相同方法，将板坯翻转进行第二面（即下表面）淋涂、预干燥，使经淋胶的板材第二面（即下表面）手触时稍稍粘手。将预干好的板材放在上、下压板均为抛光钢板的冷压机上进行压平，使得板材表面密度达到1.0g/cm3。对板材上下两个表面再次均匀喷涂功能型胶粘剂（施胶量为200g/m2），使树脂完全充盈于板材表面；喷涂好后将板坯放入热压机中使胶粘剂固化，热压机中的上下压板均为抛光钢板，采用26mm的厚度规进行定尺寸热压，热压温度为180℃，热压时间为30s/m。热压结束后的碎料板材料即可进行质量检验、分等、包装储存等，制备成具有远红外抗菌抑菌功能的碎料板，参见图3所示，它包括具有预固化层4的碎料板板坯3，在碎料板板坯3的上、下表面具有功能型胶粘剂层5，功能型胶粘剂层5覆盖预固化层4，并且功能型胶粘剂浸入预固化层4中。
该方法所生产的碎料板，表面密度达1.5g/cm3，表面耐磨性能达到9000转以上，法向远红外发射率可达90%，其它各项物理力学性均满足相应国家标准。可用做家装台面和家具桌面等。
简而言之，本发明的制造方法是：将热压裁切后未砂光的刨花板、碎料板、纤维板毛坯板料（长宽尺寸为2.44m*1.22m，厚度尺寸为5mm-30mm），通过高负压系统对板坯上下两个表面进行真空吸附除尘（吸尘系统的负压为-10kPa～-20kPa）。通过淋胶机将混有远红外粉的低分子量树脂（脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂或他们的改性树脂）淋涂于板坯第一表面（即上表面）（施胶量为 300-420g/m2）；送入干燥机中进行预干燥，使经淋胶的板坯上表面手触时稍稍粘手；翻转板坯进行第二面（即下表面）淋涂、预干燥，使经淋胶的板材第二面（即下表面）手触时稍稍粘手；将预干好的板材放在冷压机上进行压平，将胶粘剂与预固化层中的纤维压实。冷压压力根据表面密度的要求进行选择，确保表面密度达到1.0g/cm3以上。冷压机的上、下压板均为抛光钢板。对板材上下两个表面再次均匀喷涂改性胶粘剂（施胶量为 100-200g/m2），使树脂完全充盈于板材表面；喷涂好后将板材放入热压机中按照厚度规要求进行定尺寸热压使胶粘剂固化（厚度规尺寸为市场要求的板材厚度，热压温度为 110～180℃，热压时间为10～40s/mm），热压机中的上下压板均为抛光钢板，以保证复合材料两面的平整光滑。热压结束后的刨花板、纤维板即可进行质量检验、分等、包装和储存等，制备成具有远红外抗菌抑菌功能的刨花板、碎料板、纤维板。
采用上述方法可以免去刨花板、碎料板、纤维板生产过程中的砂光工序，将人造板生产中的预固化层进行充分利用，减少木质单元的损失，直接生产出的具有抗菌抑菌功能的人造板产品，同时可以降低生产成本，有效解决刨花板、碎料板、纤维板表面密度小、硬度低、耐磨性差、功能单一等缺陷，可广泛应用于包装、建筑、家具、地板等对人造板材料有较高要求的场合。
由于原刨花板、碎料板、纤维板板坯无须进行砂削加工，工艺及设备简单，不需要对原生产线主要工序进行调整，只需将原生产线中的成本较高的砂光工序去除，添加除尘、淋胶、冷压、热压等工序即可。用该方法制造的人造板，其表面密度可达到1.0g/cm3以上，采用AE辐射计测试的法向远红外发射率可提高至60-90%，能够抑制并杀灭板材表面滋生的多种有害细菌，而且板材具有较高的表面硬度、表面耐磨性能和耐水性能等性能。该制备方法及制得的产品可大大改善木质材料的综合使用性能，降低生产成本，提高木质复合材料的技术含量与附加值。