CN104790635B - 一种耐磨防水阻燃木质地板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐磨防水阻燃木质地板，该耐磨防水阻燃木质地板是是以速生材弦切单板、优质阔叶材刨切薄木、无机阻燃层为主要原料，并通过改性无机阻燃胶黏冷压胶合而成。其制备方法中采用无机胶黏剂和植物纤维制备无机阻燃层；采用无机胶黏制备单板增强层；采用改性无机胶黏剂将无机阻燃层、单板增强层、优质刨切薄木和平衡单板组坯、冷压形成地板板坯，然后通过养生、纵横裁边、双面砂光、双端铣和UV漆处理，得到耐磨防水阻燃木质地板。本发明的耐磨防水阻燃木质地板完全具有天然实木地板等同的装饰效果、无甲醛释放危害，具有耐磨、防水、阻燃功能，且天然林木材的使用量极小，具有很好的生态和环保效益。
Description
技术领域
本发明涉及木材工业中的地面装饰材料领域，具体为一种具备耐磨、防水、阻燃性能的木质地板以及该种木质地板的制备方法。
背景技术
随着科学技术的进步和人民生活水平的不断提高，人们对地面装饰材料的要求也越来越高。在室内装修过程中，不论是客厅、卧室、书房，还是卫生间和阳台，都或多或少采用到地面装饰材料，这种地面装饰材料有木质地板、地板砖、地毯、天然石材或者人造石材等多种选择，其中，木质地板由于具有弹性好、纹理天然美观、具有调节室内微环境的温度、湿度等独特优点而受到广大消费者的亲睐。
而木质地板可以分为整体实木地板、三层实木复合地板、多层实木复合地板及强化复合木地板四种类型，但是都存在着各自的优点、缺陷以及应用过程中的局限性：
整体实木地板采用全天然的木材制造，无甲醛释放的危害，但其价格较高，且基本采用天然林木材制造，对生态不友好；
三层实木复合地板制造中，采用优质天然林木材做面板，速生人工林木材做芯板和底层材料，在一定程度上节约了天然林优质木材的使用；
多层实木复合地板中仅有很薄的表层为天然林优质木材，其余材料来源于速生材的胶合板，能对天然林起到较好的保护作用，但其缺点是该地板不同程度地存在甲醛释放的危害；
强化复合木地板由装饰纸、平衡纸、耐磨纸和高密度纤维板构成，具有制造成本低、装饰效果好、材料来源广泛等优点，但其不具有实木的质感，且在使用过程中存在游离甲醛释放的危害。
基于上述四种类型的实木地板的优缺点，如何在最大程度满足消费者需求的同时，尽量少用或者不用优质天然林木材是木材科技工作着需要面对和解决的重要课题，有必要制备出一种新型木质地板，使其具备优秀装饰效果以及物理性能的同时，能有效减少无甲醛释放危害，并能有效阻燃、防水，具有很好的生态和环保效益。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种耐磨防水阻燃木质地板及其制备方法，这种利用这种制备方法制备的木质地板为一种具有耐磨、防水和阻燃功能的木质复合地板，且在其制造和使用过程消耗天然林木材少、无人工游离甲醛释放，可用于解决上述技术背景的领域内技术缺陷。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种耐磨防水阻燃木质地板，为复合多层板结构，其中间的基层为单板增强层，且在单板增强层的上、下两个面上分别通过由环氧树脂改性处理无机胶黏剂粘接无机阻燃层，其中，所述无机阻燃层采用无机胶黏剂和植物纤维经混合、冷压、干燥处理制成，而单板增强层由速生木材弦切成的速生材单板进行涂胶、组坯处理制成，另外，所述下层无机阻燃层的外侧成型有一层由速生木材弦切成的速生材单板，而在上层无机阻燃层的外侧则成型有一层由阔叶木材刨切制成并经过纳米三氧化二铝、纳米二氧化硅以及醋酸乙烯酯配制成的浸渍液浸渍处理的装饰耐磨防水层薄木。
其具体制备方法包括以下步骤：
（1）制备无机阻燃层：以无机胶黏剂和植物纤维作为原料制备无机阻燃层，其制备过程如下：先将植物秸秆粉碎成植物纤维并对其进行干燥筛选处理，再将无机胶黏剂与干燥筛选好的植物纤维送入周期式搅拌机，然后将搅拌均匀后的混合料倒入预制尺寸规格的铺装框内均匀铺装，铺装厚度为6-10 mm，然后将板坯冷压养护处理后送入隧道式干燥机中进行干燥处理，干燥处理完成后采用宽带砂光机对此无机阻燃层进行双面砂光处理，使无机阻燃层表面平整。
（2）制备单板增强层：选取厚度为0.5-1.2mm的速生木材进行弦切处理制成为速生材单板，并采用涂胶机对此速生材单板进行涂胶处理，单面涂胶量为280-400g/m2，并将奇数层的涂胶单板组坯为成型的单板增强层，单板增强层的总厚度为8-13mm，将单板增强层放置在冷压机中进行冷压处理，冷压压力为1.0-2.5MPa，冷压时间为24-36h，冷压结束后，将单板增强层堆放在干燥室中进行养护处理，然后采用宽带砂光机对单板增强层进行双面砂光处理，使单板增强层表面平整。
（3）涂胶与组坯：采用环氧树脂对无机胶黏剂进行改性处理，环氧树脂的添加比例为无机胶黏剂总量的1-5%，将环氧树脂和无机胶黏剂均匀混合后，用涂胶机涂布在单板增强层的上、下表面，单面涂胶量为280-400g/m2，然后，在单板增强层的上、下表面胶层上分别成型一层无机阻燃层，且在下表面的无机阻燃层外侧还通过无机无机胶黏剂成型有一层步骤（2）中制备的0.5-0.8mm的速生材单板。
（4）冷压成型与养护：将步骤（3）中的板坯放置在配备有锁模夹具的冷压机中进行冷压处理，冷压压力为0.9-2.4MPa，冷压30-50s后锁紧夹具，开启冷压机，将板坯连同锁模夹具一同置于养护室内中进行养护处理，然后将板坯连同锁模夹具一起置于冷压机中进行解模，取出固化后的板坯。
（5）制备装饰耐磨防水层薄木：将厚度为0.3-0.8mm的阔叶木材刨切成装饰薄木，并按照50-70份纳米三氧化二铝、20-30份纳米二氧化硅，10-20份醋酸乙烯酯的质量份配制浸渍液，将装饰薄木在此浸渍液中完全浸渍制得装饰耐磨防水层薄木。
（6）贴面处理：利用占无机胶黏剂质量的5%的环氧树脂对无机胶黏剂进行改性处理，同时加入5-10份纳米三氧化二铝、2-4份十二烷基磺酸钠、2-4份OP-10、1-4份分散剂制成贴面胶，将贴面胶涂布在板坯的无机阻燃层表面，单面涂胶量为180-300g/m2；将耐磨防水层层薄木敷贴在涂胶板坯的表面，将复合板坯放置在配备有锁模夹具的冷压机中进行冷压处理，冷压压力为0.7-1.9MPa，冷压30-50s后锁紧夹具，开启冷压机，将板坯连同锁模夹具一同置于养护室内中进行养护处理，再将板坯连同锁模夹具一起置于冷压机中进行解模，取出固化后的板坯。
（7）机械加工与油漆处理：将上述板坯按照多层实木复合地板的工序进行纵横裁边、双面砂光、双端铣和UV漆处理，制得耐磨防水阻燃木质地板。
在本发明中，所述无机胶黏剂的组成成分及其具体成份的质量份配比为：氧化镁20-30份、氯化镁20-30份、水30-60 份、聚磷酸铵5-10份、磷酸三钠2-6 份、偶联剂1-5份、酒石酸0.1-1份，在容器中搅拌均匀制得。
在本发明中，通过不同预制尺寸和规格的所述铺装框能加工得到不同尺寸和规格的耐磨防水阻燃木质地板。
在本发明中，所述周期式搅拌机在步骤（1）中的搅拌工作时间优选为4min。
在本发明中，所述步骤（1）中干燥处理时，隧道式干燥机的干燥温度优选为40-80℃，并以将板坯干燥后的含水率控制在10%-15%为准。
在本发明中，所述步骤（2）中采用的速生木材包括但不限于杨木、松木、桉木。
在本发明中，所述步骤（2）中进行养护处理时，干燥室中的养护温度控制在30-50℃，养护时间控制在16-24h，且在养护时每层板坯之间用厚度为25mm、宽度为30mm的木质隔条隔开，隔条之间的间隔为20-50cm。
在本发明中，所述步骤（4）过程中，养护室内养护温度设定为30-50℃，养护24-36h，且在养护室内养护完成后还需要在室温下养护12-24h。
在本发明中，所述步骤（6）过程中，养护处理的养护温度设定为30-50℃，养护12-24h，且在养护室内养护完成后再在室温下养护6-8h。
在本发明中，步骤（6）的冷压压力低于步骤（4）中的冷压压力至少0.1MPa，步骤（4）中的冷压压力低于步骤（2）中的冷压压力至少0.1MPa。
有益效果：本发明克服了现有木质地板消耗优质天然林木材较多，或者是释放毒游离甲醛，且防水、阻燃特性较差的缺陷，具备优质天然阔叶林木材使用量少、无人工游离甲醛释放，且兼具防水、阻燃功能等特点，除了能全面代替普通实木地板外，耐磨防水阻燃木质地板还能在室外及室内湿度较大的环境中使用（如厨房、洗漱间、厕所等地），极大地扩展了该类木质地板的使用范围，降低了相关费用成本。
附图说明
图1为本发明的结构爆炸示意图。
其中：1、装饰耐磨防水层薄木；2、上层无机阻燃层；3、单板增强层；4、下层无机阻燃层；5、速生材单板。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例一：
在实施例一中，耐磨防水阻燃木质地板为多层复合结构，其结构如图1所示，自上而下依次为装饰耐磨防水层薄木1、上层无机阻燃层2、单板增强层3、下层无机阻燃层4、速生材单板5。且此耐磨防水阻燃木质地板的内结合强度为0.75MPa，阻燃等级达到A2级，耐湿热尺寸稳定性长度方向为0.37%、宽度方向为1.05%。
其具体制备步骤可表述为：
（1）制备无机阻燃层：采用无机胶黏剂（质量份配比为：氧化镁:氯化镁:水:聚磷酸铵:磷酸三钠:偶联剂:酒石酸=25:25:38:6:3:2.4:0.6）和细碎后的植物纤维制备无机阻燃层，制备过程如下：先将植物秸秆粉碎为植物纤维，再将配置好的无机胶黏剂和干燥筛选好的植物纤维送入周期式搅拌机，充分搅拌4min，将搅拌均匀的混合料倒入自制的铺装框内的垫板上，使纤维均匀地分布，无机阻燃层的铺装厚度为8mm，将板坯冷压养护处理后送入隧道式干燥机中进行干燥处理，干燥温度为50℃，干燥终了含水率为12%既得无机阻燃层；然后采用宽带砂光机对无机阻燃层进行双面砂光处理，使无机阻燃层表面平整。
（2）制备单板增强层：选取厚度为1.0mm的速生材杨木单板，采用涂胶机对单板进行涂胶处理，单面涂胶量为320g/m2，将9层涂胶单板组坯；将板坯放置在冷压机中进行冷压处理，冷压压力为2.0MPa，冷压时间为30h；冷压结束后，将板坯堆放在干燥室中进行养护处理，养护时每层板坯之间用厚度为25mm、宽度为30mm的木质隔条隔开，隔条之间的间隔为30cm；养护温度控制在40℃，养护时间为20h，即制得单板增强层；采用宽带砂光机对单板增强层进行双面砂光处理，使单板增强层表面平整。
（3）涂胶与组坯：采用环氧树脂对无机胶黏剂进行改性处理，环氧树脂的添加比例为3%，将环氧树脂和无机胶黏剂均匀混合后，用涂胶机涂布在单板增强层的上下表面，单面涂胶量为320g/m2；选用厚度为0.6mm、含水率为11%的速生杨木单板，用涂胶机涂布在单板的上表面，单面涂胶量为320g/m2；将无机阻燃层、双面涂胶单板增强层和涂胶单板按照图1方式组坯，组坯时，自上而下依次为上层无机阻燃层2、单板增强层3、下层无机阻燃层4以及速生材单板5。
（4）冷压成型与养护：将板坯放置在配备有锁模夹具的冷压机中进行冷压处理，冷压压力为1.8MPa，冷压40s后锁紧夹具，开启冷压机，将板坯连同锁模夹具一同置于养护室内中进行养护处理，养护温度设定为40℃，养护30h，再在室温下养护16h，再将板坯连同锁模夹具一起置于冷压机中进行解模，取出固化后的板坯。
（5）制备装饰耐磨防水层薄木：将60份纳米三氧化二铝、22份纳米二氧化硅、18份醋酸乙烯酯混合制备成浸渍液，将厚度为0.6mm的黑胡桃木刨切薄木进行浸渍操作得到装饰耐磨防水层薄木。
（6）贴面处理：利用占无机胶黏剂质量的5%的环氧树脂对无机胶黏剂进行改性处理，同时加入6份纳米三氧化二铝、3份十二烷基磺酸钠、2份OP-10、3份分散剂制成贴面胶，将贴面胶涂布在板坯的无机阻燃层表面，单面涂胶量为280g/m2，而黑胡桃木刨切薄木制成的装饰耐磨防水层薄木敷贴在步骤（4）中处理的板坯的贴面胶的上表面，然后将复合板坯放置在配备有锁模夹具的冷压机中进行冷压处理，冷压压力为1.6MPa，冷压40s后锁紧夹具，开启冷压机，将板坯连同锁模夹具一同置于养护室内中进行养护处理，养护温度设定为40℃，养护20h，再在室温下养护7h，再将板坯连同锁模夹具一起置于冷压机中进行解模，取出固化后的板坯。
（7）机械加工与油漆处理：将上述板坯按照多层实木复合地板的工序进行纵横裁边、双面砂光、双端铣和UV漆处理，制得耐磨防水阻燃木质地板。
实施例2：
在实施例二中，耐磨防水阻燃木质地板为多层复合结构，其结构如图1所示，自上而下依次为装饰耐磨防水层薄木1、上层无机阻燃层2、单板增强层3、下层无机阻燃层4、速生材单板5。且此耐磨防水阻燃木质地板的内结合强度为0.80MPa，阻燃等级达到A2-B1级，耐湿热尺寸稳定性长度方向为0.35%、宽度方向为0.97%。
其具体制备步骤如下：
（1）制备无机阻燃层：采用无机胶黏剂（质量份配比为：氧化镁:氯化镁:水:聚磷酸铵:磷酸三钠:偶联剂:酒石酸=28:28:32:6.5:4:1.2:0.3）和植物纤维制备无机阻燃层，制备过程如下：先将植物秸秆粉碎，再将配置好的无机胶黏剂和干燥筛选好的植物纤维送入周期式搅拌机，充分搅拌4min，将搅拌均匀的混合料倒入自制的铺装框内的垫板上，使纤维均匀地分布，无机阻燃层的铺装厚度分别为8mm和6mm，将板坯冷压养护处理后送入隧道式干燥机中进行干燥处理，干燥温度为60℃，干燥终了含水率为11%；采用宽带砂光机对无机阻燃层进行双面砂光处理，使无机阻燃层表面平整。
（2）制备单板增强层：选取厚度为0.8mm的速生桉木单板，采用涂胶机对单板进行涂胶处理，单面涂胶量为350g/m2，将11层涂胶单板组坯；将板坯放置在冷压机中进行冷压处理，冷压压力为2.2MPa，冷压时间为35h；冷压结束后，将板坯堆放在干燥室中进行养护处理，养护时每层板坯之间用厚度为25mm、宽度为30mm的木质隔条隔开，隔条之间的间隔为25cm；养护温度控制在45℃，养护时间为18h；采用宽带砂光机对单板增强层进行双面砂光处理，使单板增强层表面平整。
（3）涂胶与组坯：采用环氧树脂对无机胶黏剂进行改性处理，环氧树脂的添加比例为4%，将环氧树脂和无机胶黏剂均匀混合后，用涂胶机涂布在单板增强层的上下表面，单面涂胶量为350g/m2；选用厚度为0.7mm、含水率为12%的速生桉木单板，用涂胶机涂布在单板的上表面，单面涂胶量为350g/m2；将2种不同厚度的无机阻燃层（8mm厚的在上，6mm厚的在下）、双面涂胶单板增强层和涂胶单板按照图1方式组坯，组坯时，自上而下依次为上层无机阻燃层2、单板增强层3、下层无机阻燃层4以及速生材单板5，涂有胶黏剂的木单板一侧面向6mm厚的无机阻燃层。
（4）冷压成型与养护：将板坯放置在配备有锁模夹具的冷压机中进行冷压处理，冷压压力为2.0MPa，冷压45s后锁紧夹具，开启冷压机，将板坯连同锁模夹具一同置于养护室内中进行养护处理，养护温度设定为45℃，养护35h，再在室温下养护20h，再将板坯连同锁模夹具一起置于冷压机中进行解模，取出固化后的板坯。
（5）制备装饰耐磨防水层薄木：将65份纳米三氧化二铝、20份纳米二氧化硅、15份醋酸乙烯酯混合制备成浸渍液，将厚度为0.7mm的红橡刨切薄木进行浸渍操作得到装饰耐磨防水层薄木。
（6）贴面处理：利用占无机胶黏剂质量的4%的环氧树脂对无机胶黏剂进行改性处理，同时加入8份纳米三氧化二铝、2份十二烷基磺酸钠、2份OP-10、4份分散剂制成贴面胶，将贴面胶涂布在板坯的无机阻燃层表面，单面涂胶量为300g/m2，而红橡刨切薄木制成的装饰耐磨防水层薄木敷贴在步骤（4）中处理的板坯的上表面的贴面胶表层，将复合板坯放置在配备有锁模夹具的冷压机中进行冷压处理，冷压压力为1.8MPa，冷压45s后锁紧夹具，开启冷压机，将板坯连同锁模夹具一同置于养护室内中进行养护处理，养护温度设定为45℃，养护22h，再在室温下养护7.5h，再将板坯连同锁模夹具一起置于冷压机中进行解模，取出固化后的板坯。
（7）机械加工与油漆处理：将上述板坯按照多层实木复合地板的工序进行纵横裁边、双面砂光、双端铣和UV漆处理，制得耐磨防水阻燃木质地板。
本发明的实施例一以及实施例二采用无机胶合技术，借鉴胶合板、多层实木复合地板的制备方法，生产出具有阻燃、防水、耐磨功能，并完全没有人工甲醛释放的耐磨防水阻燃木质地板。采用本技术制造的木质复合地板，既完全具有天然实木地板相同的装饰效果、无甲醛释放危害，具有耐磨、防水、阻燃功能，且天然林木材的使用量极小，因而具有很好的生态和环保效益。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种耐磨防水阻燃木质地板的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
（1）制备无机阻燃层：以无机胶黏剂和植物纤维作为原料制备无机阻燃层，先将植物秸秆粉碎成植物纤维并对其进行干燥筛选处理，再将无机胶黏剂与干燥筛选好的植物纤维送入周期式搅拌机，然后将搅拌均匀后的混合料倒入预制尺寸规格的铺装框内均匀铺装，铺装厚度为6-10 mm，然后将板坯冷压养护处理后送入隧道式干燥机中进行干燥处理，干燥处理完成后采用宽带砂光机对此无机阻燃层进行双面砂光处理，使无机阻燃层表面平整；
（2）制备单板增强层：选取厚度为0.5-1.2mm的速生木材进行弦切处理制成为速生材单板，并采用涂胶机对此速生材单板进行涂胶处理，单面涂胶量为280-400g/m2，并将奇数层的涂胶单板组坯为成型的单板增强层，单板增强层的总厚度为8-13mm，将单板增强层放置在冷压机中进行冷压处理，冷压压力为1.0-2.5MPa，冷压时间为24-36h，冷压结束后，将单板增强层堆放在干燥室中进行养护处理，然后采用宽带砂光机对单板增强层进行双面砂光处理，使单板增强层表面平整；
（3）涂胶与组坯：采用环氧树脂对无机胶黏剂进行改性处理，环氧树脂的添加比例为无机胶黏剂总量的1-5%，将环氧树脂和无机胶黏剂均匀混合后，用涂胶机涂布在单板增强层的上、下表面，单面涂胶量为280-400g/m2，然后，在单板增强层的上、下表面胶层上分别成型一层无机阻燃层，且在下表面的无机阻燃层外侧还通过无机无机胶黏剂成型有一层步骤（2）中制备的0.5-0.8mm的速生材单板；
（4）冷压成型与养护：将步骤（3）中的板坯放置在配备有锁模夹具的冷压机中进行冷压处理，冷压压力为0.9-2.4MPa，冷压30-50s后锁紧夹具，开启冷压机，将板坯连同锁模夹具一同置于养护室内中进行养护处理，然后将板坯连同锁模夹具一起置于冷压机中进行解模，取出固化后的板坯；
（5）制备装饰耐磨防水层薄木：将厚度为0.3-0.8mm的阔叶木材刨切成装饰薄木，并按照50-70份纳米三氧化二铝、20-30份纳米二氧化硅，10-20份醋酸乙烯酯的质量份配制浸渍液，将装饰薄木在此浸渍液中完全浸渍制得装饰耐磨防水层薄木；
（6）贴面处理：利用占无机胶黏剂质量的5%的环氧树脂对无机胶黏剂进行改性处理，同时加入5-10份纳米三氧化二铝、2-4份十二烷基磺酸钠、2-4份OP-10、1-4份分散剂制成贴面胶，将贴面胶涂布在板坯的无机阻燃层表面，单面涂胶量为180-300g/m2；将耐磨防水层层薄木敷贴在涂胶板坯的表面，将复合板坯放置在配备有锁模夹具的冷压机中进行冷压处理，冷压压力为0.7-1.9MPa，冷压30-50s后锁紧夹具，开启冷压机，将板坯连同锁模夹具一同置于养护室内中进行养护处理，再将板坯连同锁模夹具一起置于冷压机中进行解模，取出固化后的板坯；
（7）机械加工与油漆处理：将上述板坯按照多层实木复合地板的工序进行纵横裁边、双面砂光、双端铣和UV漆处理，制得耐磨防水阻燃木质地板。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨防水阻燃木质地板的制备方法，其特征在于，所述周期式搅拌机在步骤（1）中的搅拌工作时间为4min。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨防水阻燃木质地板的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中干燥处理时，隧道式干燥机的干燥温度为40-80℃，并以将板坯干燥后的含水率控制在10%-15%为准。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨防水阻燃木质地板的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中采用的速生木材为杨木、松木、桉木。
5.根据权利要求1所述的一种耐磨防水阻燃木质地板的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中进行养护处理时，干燥室中的养护温度控制在30-50℃，养护时间控制在16-24h，且在养护时每层板坯之间用厚度为25mm、宽度为30mm的木质隔条隔开，隔条之间的间隔为20-50cm。
6.根据权利要求1所述的一种耐磨防水阻燃木质地板的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）过程中，养护室内养护温度设定为30-50℃，养护24-36h，且在养护室内养护完成后还需要在室温下养护12-24h。
7.根据权利要求1所述的一种耐磨防水阻燃木质地板的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）过程中，养护处理的养护温度设定为30-50℃，养护12-24h，且在养护室内养护完成后再在室温下养护6-8h。
8.根据权利要求1所述的一种耐磨防水阻燃木质地板的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）的冷压压力低于步骤（4）中的冷压压力至少0.1MPa，步骤（4）中的冷压压力低于步骤（2）中的冷压压力至少0.1MPa。
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