CN103433982B - 交错层压板材加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明的交错层压板材加工方法包括层板准备、复合改性剂配置、表层层板改性增强、层板指接、层板施胶、组坯、压制、后期加工。表层层板改性增强工艺包括将表层层板放入密闭的压力罐中进行抽真空处理，对处理后的层板再进行压缩增强；组坯、压制工艺中将改性增强的层板置于表层按照相邻层板的纹理方向互相垂直的方式进行组坯，组坯后放入压机中冷压成型，同时加以侧向压力。本发明方法不仅可以利用国内速生木材生产交错层压板材，而且生产的交错层压板材性能优良，产品的主要力学性能指标能达到并超过国内外同类产品的性能指标，同时赋予其阻燃和抗菌的多功能性，扩大了速生木材的利用范围，促进了国内木结构建筑向安全、优质的高层建筑发展。

Description

交错层压板材加工方法

技术领域

本发明涉及的一种交错层压板材的制造工艺方法，属于木质人造板制造工艺技术领域。

背景技术

与钢筋混凝土等建筑形式相比，木结构建筑具有节能、环保、木材可再生、抗震性能好等优点。在北美、欧洲、日本等国家，木结构建筑，特别是民用住宅，应用十分广泛。我国古代木结构建筑历史悠久并别具一格，20世纪70年代后，由于木材资源问题，国内木结构建筑被迫处于停滞状态。自从我国成为世贸组织成员国后，木材进口量连年上升，加拿大等国家向国内大力推广新型木结构建筑，并逐步取得政府和企业认可。经过十几年的发展，国内木结构建筑的市场、研究和企业都得到了快速发展。

目前,国外采用一种新型的木质板材——交错层压板材（Cross Laminated Timber, CLT）作为屋盖、墙体和楼盖建造中层（6-8层）和高层（8层以上）木结构建筑。2013年2月，奥地利研究人员利用这种交错层压板材建成了目前世界上最高的木结构建筑，层数为10层，高32.17米。这种交错层压板材是一种把木质板材（常见厚度20-50mm）按其纹理方向互相垂直组坯并用胶粘剂在一定压力下连接而成的多层（至少三层）重型建筑用板材。这种材料和结构特性使得交错层压板材克服了木材本身的一些缺点——如横纹方向上较高的收缩率和较低的强度，具有高刚度、良好的塑性和低耗能性等优点。

然而，目前国内木结构规范规定轻型木结构建筑最高层数仅为3层，这极大地限制了木结构建筑在国内的发展。原因主要有两大方面，其一是国内现代木结构建筑的设计、施工技术较落后；其二是由于国内大量的速生木材资源——如速生杨木，由于力学性能差，变异性大等原因，现在仅仅用来生产装饰板材，未能用于木结构建筑中，导致国内木结构建筑主要利用国外木材，造价较高。国内学者普遍认为从长远角度出发，发展木结构要立足于利用和开发本国资源丰富的速生木材。

另一方面，建筑材料及室内装饰材料除了基本的力学和装饰性能外，阻燃性和抗菌性也直接关系到人们的生命安全和身体健康。发展多功能性的建筑材料——如具有阻燃、抗菌性能的交错层压板材，具有重要的意义。

发明内容

技术问题：提供一种利用国内速生木材，生产阻燃、抗菌的交错层压板材的方法，促进国内木结构建筑向安全、优质的高层建筑发展。

技术方案：本发明提供的一种交错层压板材加工方法，包括以下步骤，

（1）层板准备；

（2）复合改性剂配置：将低分子酚醛树脂胶黏剂、粉末状的纳米银离子抗菌剂和pH值为10-11磷—氮系阻燃剂按100：（0.5-5）：（5-20）的重量比混合均匀；

（3）表层层板改性增强：将表层层板放入密闭的压力罐中，对密闭压力罐中抽真空处理，真空度0.05-0.09MPa，保持2-6小时；再对密闭压力罐进行加压处理，压力0.4-1.5MPa，保持2-6小时；再对密闭压力罐抽真空处理，真空度0.05-0.09MPa；对加压浸渍处理后的层板再进行压缩增强处理，将层板放置于温度60-100℃的普通热压机中，压制时间2-8小时，控制层板最终含水率为9-15%，层板厚度压缩率0-50%；

（4）层板指接；

（5）层板施胶：层板宽面刨光后2-10小时内进行宽面涂胶，单面涂胶量为180-250g/m²，胶黏剂为结构用胶黏剂；

（6）组坯、压制：按照相邻层板的纹理方向互相垂直的方式进行组坯，并且将改性增强的层板置于表层，组坯后放入压机中冷压成型，冷压压力0.8-1.5MPa，侧向压力大小为0.3-0.5MPa，时间 2-6小时，周围环境温度19℃以上；

（7）后期加工。

在所述的层板施胶步骤中，结构用胶黏剂优选酚醛间苯二酚胶黏剂或者聚氨酯胶黏剂。

有益效果：本发明提供的交错层压板材加工方法，不仅可以利用国内速生木材生产交错层压板材，而且生产的交错层压板材性能优良，产品的主要力学性能指标能达到并超过国内外同类产品的性能指标，同时赋予其阻燃和抗菌的性能，扩大了速生木材的利用范围，促进了国内木结构建筑向安全、优质的高层建筑发展。

具体实施方式

实施例

工艺步骤一：层板准备

选择含水率为12%，厚度40 mm的速生杨木板材，去除锯材缺陷部分，包括木节、虫眼和翘曲部分，对锯材进行四面刨光加工。

工艺步骤二：复合改性剂配置

将低分子酚醛树脂胶黏剂，粉末状的纳米银离子抗菌剂和pH值11磷—氮系阻燃剂按重量比100：1：15的比例混合均匀。

工艺步骤三：表层层板改性增强

将表层层板放入密闭的压力罐中，对密闭压力罐中抽真空处理，真空度0.09MPa，保持4小时，复合改性剂在压力差作用下被吸入密封压力罐中；再对密闭压力罐进行加压处理，压力1.0MPa，保持4小时，复合改性剂在压力作用下被浸渍入表层层板中；为排出板表层多余的复合改性剂，再对密闭压力罐抽真空处理，真空度0.09MPa。将加压浸渍处理后的层板再进行压缩增强处理。压缩增强工艺为将层板放置于温度60℃的普通热压机中，压制时间6小时，控制层板最终含水率为12%，层板厚度压缩率30%，压力用厚度规控制。

工艺步骤四：层板指接

采用铣齿设备对层板长度方向的端部进行铣齿，指形接头的参数为，指接边坡度1/10，指长20 mm，指端宽度为0.4 mm。层板铣齿后，2小时内进行接长，指形接头涂胶采用聚氨酯胶黏剂双面涂胶，指形接头均匀布涂胶，指接胶合压力为2MPa，胶合温度为室温22℃，接头加压胶合时间5秒。层板指接后，在室温22℃环境中养护24小时后，对层板宽面进行刨光加工。

工艺步骤五：层板施胶

层板宽面刨光后2小时内进行宽面涂胶。涂胶量为单面涂胶220g/m²，胶黏剂为聚氨酯胶黏剂。

工艺步骤六：组坯、压制

层板单面涂胶后，按照相邻层纹理方向互相垂直的方式进行组坯，并且将改性增强的层板置于表层。组坯后，放入压机中冷压成型。冷压工艺为，压力1.5MPa，时间 4小时，周围环境温度22℃。为提高产品力学性能，同时在板坯长边方向增加侧向压力，压力大小为0.3-0.5MPa。

工艺步骤七：后期加工

将压制成型的交错层压板材根据用途，进行四面刨光、砂光等后期加工。最终产品总层数3层，长度2100mm，宽度1000mm，厚度77mm。

下表是以国内速生杨木为原料、采用本专利方法加工的交错层压板材与以国外优良木材（花旗松）为原料、采用现有技术加工的交错层压板材的产品性能的比较。

注：板厚77mm，层数3层。

Claims (2)

1.一种交错层压板材加工方法，其特征在于它包括以下步骤，

（1）层板准备；

（2）复合改性剂配置：将低分子酚醛树脂胶黏剂、粉末状的纳米银离子抗菌剂和pH值为10-11磷—氮系阻燃剂按100：（0.5-5）：（5-20）的重量比混合均匀；

（3）表层层板改性增强：将表层层板放入密闭的压力罐中，对密闭压力罐中抽真空处理，真空度0.05-0.09MPa，保持2-6小时；再对密闭压力罐进行加压处理，压力0.4-1.5MPa，保持2-6小时；再对密闭压力罐抽真空处理，真空度0.05-0.09MPa；对加压浸渍处理后的层板再进行压缩增强处理，将层板放置于温度60-100℃的普通热压机中，压制时间2-8小时，控制层板最终含水率为9-15%，层板厚度压缩率0-50%；

（4）层板指接；

（5）层板施胶：层板宽面刨光后2-10小时内进行宽面涂胶，单面涂胶量为180-250g/m²，胶黏剂为结构用胶黏剂；

（6）组坯、压制：按照相邻层板的纹理方向互相垂直的方式进行组坯，并且将改性增强的层板置于表层，组坯后放入压机中冷压成型，冷压压力0.8-1.5MPa，侧向压力大小为0.3-0.5MPa，时间 2-6小时，周围环境温度19℃以上；

（7）后期加工。

2.如权利要求1所述的交错层压板材加工方法，其特征在于所述的层板施胶步骤中结构用胶黏剂为酚醛间苯二酚胶黏剂或者聚氨酯胶黏剂。