CN107521187A - 一种高耐候性能复合装饰材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高耐候性能复合装饰材料，包括套层和芯层，所述套层是由组合件拼接而成，所述套层内部设有芯层，所述芯层是由依次交错设置的第一芯板和第二芯板组成，所述第一芯板为沙木芯板，所述第二芯板为梗木芯板，所述套层与芯层通过胶黏剂组合连接。本发明具有结构简单、耐候性好、防腐性能好、可调节温度的特点。

Description

一种高耐候性能复合装饰材料
技术领域
本发明属于木基复合材料技术领域，具体涉及一种高耐候性能复合装饰材料。
背景技术
当前我国经济正在快速发展，但是原木产量却逐年降低导致木材供需缺口越来越大。因此，寻找一种新产品来缓解供需矛盾成为当务之急。我国的速生材资源丰富，蓄积量大，目前仍有大量的速生富产林资源有待合理高效地开发利用。重组木是以低质速生小径材和间伐材为原料，经碾搓加工分离成横向不断裂、纵向松散而又交错相连的帘片状木束，后经干
燥、施胶、铺装、热压等工序重新组合加工出来的新型人造实体木材。对重组木这种材料的利用既能节约成本，又能有效地保护森林资源，还能缓解供需矛盾，对可持续发展的意义重大。
重组木的强度和性能与木材最为接近，它的诞生对人造板行业有着深远的影响。其特点在于能把人工速生的间伐材、小径材重组成性能优良的建筑材料。重组材的纵向纤维使它仍具有顺纤维方向的强度，木材缺陷由于重组的作用已经排除，因此提升了材料的品质，提高了原料利用率。
重组木的思想首先是由澳大利亚研究人员JD Coleman于1973年提出的，他在分析其它材料时萌发了帘片式木束加工的设想，即不打乱纤维的排列方向、保留木材基本特性进而重新组合成新的产品。澳大利亚林业科学院认可了Coleman的设想，并开始着重研究。他们首先申请了重组木专利，然后对重组木的生产工艺与设备进行了全面详细的研究并成功研制出重组木的制造设备，该设备于1986年投产使用。但是在生产过程中遇到的主要问题是:①材料在进行干燥处理时含水率很难控制在合理范围之内，由于实际生产的材料含水率差异很大造成重组木在进行热压时密度分布不均；②由于重组木是将原料碾压后在纵向上进行铺装，这种铺装方式会产生这样一个问题，即虽然重组材的纵向强度较原材料有了一定的提升，但横向强度却下降明显，从而使产品容易有横向翘曲的现象发生；③重组木采用的胶合材料是单宁胶，生产的产品观感色泽差且表面粗糙，再加工又会使成本提高。
各国研究人员从实际生产中吸取了经验和教训，重组木研究并没有停止而是积极投入了更多的研究，学者们对许多速生材制造重组木可行性进行了探索研究，为重组木工业化生产提供更为广阔的空间。尤其值得一提的是日本木材学会会长大雄干章等利用木束的特殊形态研制了重组木复合刨花板。该刨花板有效地解决了重组木的横向翘曲问题。
目前通常在建筑中使用的木质材料，主要应用于室内，因其若应用于室外普遍存在如下缺点：1、长期经阳光照射容易褪色，耐候性差； 2、使用寿命短，需要每年在木板外刷一层防护油，维护费用高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种高耐候性能复合装饰材料，其具有结构简单、耐候性好、防腐性能好、可调节温度的特点。
本发明的技术方案为：一种高耐候性能复合装饰材料，包括套层和芯层，所述套层是由组合件拼接而成，所述套层内部设有芯层，所述芯层是由依次交错设置的第一芯板和第二芯板组成，所述第一芯板为沙木芯板，所述第二芯板为梗木芯板，所述套层与芯层通过胶黏剂组合连接。特别的，所述第一芯板、第二芯板可通过任一现有技术对木材原材料或加工下脚料加工制备获得。
进一步的，所述第一芯板的外部套设有经编缓冲层，所述经编缓冲层内部对称设有缓冲部件。
进一步的，所述第二芯板的外部套设有纬编缓冲层，所述纬编缓冲层表面设有涂层。
特别的，所述经编缓冲层采用水溶性维纶长丝纤维层。所述经编缓冲层可通过任一现有经编技术实现。
进一步的，所述第一芯板的平均密度为0.4 g/cm3＜ρ＜0.6 g/cm3。
进一步的，所述第二芯板的平均密度为0.6 g/cm3≤ρ＜0.7 g/cm3。
本发明通过高密度板与低密度板的结合，可有效控制材料的重量，同时保证本发明的强度，提高本发明的综合性能。
进一步的，所述缓冲部件是由依次设置的缓冲单元组成，所述缓冲单元是由对称设置的第一缓冲部和第二缓冲部组成。本发明的缓冲部件可通过第一缓冲部实现芯板间的纵向作用力的缓冲，通过第二缓冲部件实现来自横向的作用力的缓冲，保证本发明的稳定性。本发明采用的缓冲部件为现有技术中任一具有缓冲功能的材料制备获得。
进一步的，所述纬编缓冲层的结构为竹纤维缓冲层，竹纤维的单丝直径8-13μm。本发明中，采用的纬编缓冲层的结构为为每2 横列衬2 根衬纬纱的缓冲层，编织图如图7所示。通过纬编缓冲层的设置，可实现缓冲透气，但是不透湿的功能,能够调节室内环境的温度。本发明中，采用竹纤维具有许多其他纤维无法比拟的优点，如有良好的透气性、居纤维之首的瞬间吸水性、较强的耐磨性和良好的染色性等特性，同时又具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线功能，且被称为会呼吸的纤维。
对本发明的纬编缓冲层进行力学性能测试，研究表面，在横向拉伸时的应力应变曲线呈现近似线性，斜向和纵向拉伸曲线在初始阶段接近线性，随着应变增大，曲线呈非线性，纵向拉伸具有明显的屈服现象。沿横列方向的拉伸断裂强度和模量最高，斜向次之，沿纵行方向最低；拉伸应变沿横列方向最小，斜向居中，沿纵行方向最大；拉伸性能各向异性明显，本发明的纬编缓冲层的强度和模量高。
进一步的，所述涂层为水性聚胺基甲酸酯树酯涂层。本发明采用的水性聚胺基甲酸酯树酯涂层是聚四甲基醚二醇（Polytetramethylene ether glycol；PTMG）及异佛尔酮二异氰酸酯（Isophorone diisocyanate；IPDI）为原料，二羟甲基丙酸（Dimethylolpropionic acid；DMPA）为乳化剂，三乙胺（Triethylamine；TEA）为中和剂，乙二胺（Ethylenediamine；EDA）为链延长剂合成水性聚胺基甲酸酯树脂（Waterbornepolyurethaneresins；WPU），由于其多功能性以及对织物极佳的粘附性、成膜性和强度，可被广泛推广使用。在不破坏材料透气性能的情况下，涂层的加入使得材料压缩载荷—位移曲线的斜率增大，承载能力得到大幅提高，弹性模量有所提高，缓冲系数降低，缓冲效率提高，同时具有防腐的功能。所述涂层通过采用手糊成型工艺设置于所述纬编缓冲层。
所述手糊成型工艺为现有技术，一般工艺为在模具上涂刷含有固化剂的树脂混合物，再在其上铺贴一层按要求剪裁好的纤维织物，用刷子、压辊或刮刀压挤织物，使其均匀浸胶并排除气泡后，再涂刷树脂混合物和铺贴第二层纤维织物，反复上述过程直至达到所需厚度为止。然后，在一定压力作用下加热固化成型（热压成型）或者利用树脂体系固化时放出的热量固化成型（冷压成型），最后脱模得到复合材料制品。
进一步的，所述套层为不锈钢套层。本发明中采用不锈钢套层可在保证本发明的强度的同时，可有效减轻本发明的重量，同时提高其耐候性能。
本发明的第一芯板与第二芯板可通过经编缓冲层与纬编缓冲层之间的过盈配合实现定位连接，然后再通过套层的组合件拼接形成稳定的外部结构，并对形成完成最终的限位。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的局部结构示意图；
图3为本发明的局部结构示意图；
图4为本发明的局部结构示意图；
图5为本发明的局部结构示意图；
图6为本发明的局部结构示意图；
图7为本发明的局部结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高耐候性能复合装饰材料，包括套层2和芯层1，所述套层2是由组合件拼接而成，所述套层2内部设有芯层1，所述芯层1是由依次交错设置的第一芯板11和第二芯板12组成，所述第一芯板11为沙木芯板，所述第二芯板12为梗木芯板，所述套层2与芯层1通过胶黏剂组合连接。
进一步的，所述第一芯板11的外部套设有经编缓冲层13，所述经编缓冲层13内部对称设有缓冲部件15。
进一步的，所述第二芯板12的外部套设有纬编缓冲层14，所述纬编缓冲层14表面设有涂层（未标注）。
特别的，所述经编缓冲层13采用水溶性维纶长丝纤维层。
进一步的，所述第一芯板11的平均密度为0.4 g/cm3。
进一步的，所述第二芯板12的平均密度为0.6 g/cm3。
本发明通过高密度板与低密度板的结合，可有效控制材料的重量，同时保证本发明的强度，提高本发明的综合性能。
进一步的，所述缓冲部件15是由依次设置的缓冲单元组成，所述缓冲单元是由对称设置的第一缓冲部151和第二缓冲部152组成。本发明的缓冲部件15可通过第一缓冲部151实现芯板间的纵向作用力的缓冲，通过第二缓冲部152件15实现来自横向的作用力的缓冲，保证本发明的稳定性。本发明采用的缓冲部件15为现有技术中任一具有缓冲功能的材料制备获得。
进一步的，所述纬编缓冲层的结构为竹纤维缓冲层，竹纤维的单丝直径8μm。本发明中，采用的纬编缓冲层的结构为为每2 横列衬2 根衬纬纱的缓冲层，编织图如图7所示。通过纬编缓冲层的设置，可实现缓冲透气，但是不透湿的功能,能够调节室内环境的温度。本发明中，采用竹纤维具有许多其他纤维无法比拟的优点，如有良好的透气性、居纤维之首的瞬间吸水性、较强的耐磨性和良好的染色性等特性，同时又具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线功能，且被称为会呼吸的纤维。
对本发明的纬编缓冲层14进行力学性能测试，研究表面，在横向拉伸时的应力应变曲线呈现近似线性，斜向和纵向拉伸曲线在初始阶段接近线性，随着应变增大，曲线呈非线性，纵向拉伸具有明显的屈服现象。沿横列方向的拉伸断裂强度和模量最高，斜向次之，沿纵行方向最低；拉伸应变沿横列方向最小，斜向居中，沿纵行方向最大；拉伸性能各向异性明显，本发明的纬编缓冲层14的强度和模量高。
进一步的，所述涂层（未标注）为水性聚胺基甲酸酯树酯涂层。本发明采用的水性聚胺基甲酸酯树酯涂层是聚四甲基醚二醇（Polytetramethylene ether glycol；PTMG）及异佛尔酮二异氰酸酯（Isophorone diisocyanate；IPDI）为原料，二羟甲基丙酸（Dimethylolpropionic acid；DMPA）为乳化剂，三乙胺（Triethylamine；TEA）为中和剂，乙二胺（Ethylenediamine；EDA）为链延长剂合成水性聚胺基甲酸酯树脂（Waterbornepolyurethaneresins；WPU），由于其多功能性以及对织物极佳的粘附性、成膜性和强度，可被广泛推广使用。在不破坏材料透气性能的情况下，涂层的加入使得材料压缩载荷—位移曲线的斜率增大，承载能力得到大幅提高，弹性模量有所提高，缓冲系数降低，缓冲效率提高，同时具有防腐的功能。所述涂层通过采用手糊成型工艺设置于所述纬编缓冲层。
所述手糊成型工艺为现有技术，一般工艺为在模具上涂刷含有固化剂的树脂混合物，再在其上铺贴一层按要求剪裁好的纤维织物，用刷子、压辊或刮刀压挤织物，使其均匀浸胶并排除气泡后，再涂刷树脂混合物和铺贴第二层纤维织物，反复上述过程直至达到所需厚度为止。然后，在一定压力作用下加热固化成型（热压成型）或者利用树脂体系固化时放出的热量固化成型（冷压成型），最后脱模得到复合材料制品。
进一步的，所述套层2为不锈钢套层2。本发明中采用不锈钢套层2可在保证本发明的强度的同时，可有效减轻本发明的重量，同时提高其耐候性能。
本发明的第一芯板11与第二芯板12可通过经编缓冲层13与纬编缓冲层14之间的过盈配合实现定位连接，然后再通过套层2的组合件拼接形成稳定的外部结构，并对形成完成最终的限位。
实施例2
一种高耐候性能复合装饰材料，包括套层2和芯层1，所述套层2是由组合件拼接而成，所述套层2内部设有芯层1，所述芯层1是由依次交错设置的第一芯板11和第二芯板12组成，所述第一芯板11为沙木芯板，所述第二芯板12为梗木芯板，所述套层2与芯层1通过胶黏剂组合连接。
进一步的，所述第一芯板11的外部套设有经编缓冲层13，所述经编缓冲层13内部对称设有缓冲部件15。
进一步的，所述第二芯板12的外部套设有纬编缓冲层14，所述纬编缓冲层14表面设有涂层。
特别的，所述经编缓冲层13采用水溶性维纶长丝纤维层。
进一步的，所述第一芯板11的平均密度为0.6 g/cm3。
进一步的，所述第二芯板12的平均密度为0.7 g/cm3。
本发明通过高密度板与低密度板的结合，可有效控制材料的重量，同时保证本发明的强度，提高本发明的综合性能。
进一步的，所述缓冲部件15是由依次设置的缓冲单元组成，所述缓冲单元是由对称设置的第一缓冲部151和第二缓冲部152组成。
进一步的，所述纬编缓冲层14的结构为竹纤维缓冲层，竹纤维的单丝直径13μm。
进一步的，所述涂层为水性聚胺基甲酸酯树酯涂层。
进一步的，所述套层2为不锈钢套层2。本发明的第一芯板11与第二芯板12可通过经编缓冲层13与纬编缓冲层14之间的过盈配合实现定位连接，然后再通过套层2的组合件拼接形成稳定的外部结构，并对形成完成最终的限位。
实施例3
一种高耐候性能复合装饰材料，包括套层2和芯层1，所述套层2是由组合件拼接而成，所述套层2内部设有芯层1，所述芯层1是由依次交错设置的第一芯板11和第二芯板12组成，所述第一芯板11为沙木芯板，所述第二芯板12为梗木芯板，所述套层2与芯层1通过胶黏剂组合连接。
进一步的，所述第一芯板11的外部套设有经编缓冲层13，所述经编缓冲层13内部对称设有缓冲部件15。
进一步的，所述第二芯板12的外部套设有纬编缓冲层14，所述纬编缓冲层14表面设有涂层。
特别的，所述经编缓冲层13采用水溶性维纶长丝纤维层。
进一步的，所述第一芯板11的平均密度为0.5 g/cm3。
进一步的，所述第二芯板12的平均密度为0.65 g/cm3。
本发明通过高密度板与低密度板的结合，可有效控制材料的重量，同时保证本发明的强度，提高本发明的综合性能。
进一步的，所述缓冲部件15是由依次设置的缓冲单元组成，所述缓冲单元是由对称设置的第一缓冲部151和第二缓冲部152组成。
进一步的，所述纬编缓冲层14的结构为竹纤维缓冲层，竹纤维的单丝直径10μm。
进一步的，所述涂层为水性聚胺基甲酸酯树酯涂层。
进一步的，所述套层2为不锈钢套层2。本发明的第一芯板11与第二芯板12可通过经编缓冲层13与纬编缓冲层14之间的过盈配合实现定位连接，然后再通过套层2的组合件拼接形成稳定的外部结构，并对形成完成最终的限位。
实施例4
一种高耐候性能复合装饰材料，包括套层2和芯层1，所述套层2是由组合件拼接而成，所述套层2内部设有芯层1，所述芯层1是由依次交错设置的第一芯板11和第二芯板12组成，所述第一芯板11为沙木芯板，所述第二芯板12为梗木芯板，所述套层2与芯层1通过胶黏剂组合连接。
进一步的，所述第一芯板11的外部套设有经编缓冲层13，所述经编缓冲层13内部对称设有缓冲部件15。
进一步的，所述第二芯板12的外部套设有纬编缓冲层14，所述纬编缓冲层14表面设有涂层。
特别的，所述经编缓冲层13采用水溶性维纶长丝纤维层。
进一步的，所述第一芯板11的平均密度为0.45g/cm3。
进一步的，所述第二芯板12的平均密度为0.55 g/cm3。
本发明通过高密度板与低密度板的结合，可有效控制材料的重量，同时保证本发明的强度，提高本发明的综合性能。
进一步的，所述缓冲部件15是由依次设置的缓冲单元组成，所述缓冲单元是由对称设置的第一缓冲部151和第二缓冲部152组成。
进一步的，所述纬编缓冲层14的结构为竹纤维缓冲层，竹纤维的单丝直径9μm。
进一步的，所述涂层为水性聚胺基甲酸酯树酯涂层。
进一步的，所述套层2为不锈钢套层2。本发明的第一芯板11与第二芯板12可通过经编缓冲层13与纬编缓冲层14之间的过盈配合实现定位连接，然后再通过套层2的组合件拼接形成稳定的外部结构，并对形成完成最终的限位。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过任一现有技术实现。

Claims (9)

1.一种高耐候性能复合装饰材料，其特征在于，包括套层和芯层，所述套层是由组合件拼接而成，所述套层内部设有芯层，所述芯层是由依次交错设置的第一芯板和第二芯板组成，所述第一芯板为沙木芯板，所述第二芯板为梗木芯板，所述套层与芯层通过胶黏剂组合连接。
2.根据权利要求1所述的高耐候性能复合装饰材料，其特征在于，所述第一芯板的外部套设有经编缓冲层，所述经编缓冲层内部对称设有缓冲部件。
3.根据权利要求1所述的高耐候性能复合装饰材料，其特征在于，所述第二芯板的外部套设有纬编缓冲层，所述纬编缓冲层表面设有涂层。
4.根据权利要求1所述的高耐候性能复合装饰材料，其特征在于，所述第一芯板的平均密度为0.4 g/cm3＜ρ＜0.6 g/cm3。
5.根据权利要求1所述的高耐候性能复合装饰材料，其特征在于，所述第二芯板的平均密度为0.6 g/cm3≤ρ＜0.7 g/cm3。
6.根据权利要求2所述的高耐候性能复合装饰材料，其特征在于，所述缓冲部件是由依次设置的缓冲单元组成，所述缓冲单元是由对称设置的第一缓冲部和第二缓冲部组成。
7.根据权利要求3所述的高耐候性能复合装饰材料，其特征在于，所述纬编缓冲层的结构为竹纤维缓冲层，竹纤维的单丝直径8-13μm。
8.根据权利要求3所述的高耐候性能复合装饰材料，其特征在于，所述涂层为水性聚胺基甲酸酯树酯涂层。
9.根据权利要求1所述的高耐候性能复合装饰材料，其特征在于，所述套层为不锈钢套层。
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