CN110901187B - 一种杨木单板贴面隔音复合板材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种杨木单板贴面隔音复合板材及其制备方法，属于复合板材技术领域，本发明提供的杨木单板贴面隔音复合板材，包括：聚氨酯软泡层，粘结在所述聚氨酯软泡层两侧的杨木单板层，所述聚氨酯软泡层的基体为聚氨酯软泡板，所述聚氨酯软泡板的内部浸渍有木纤维和无机胶黏剂；本发明通过在聚氨酯软泡板内部浸渍木纤维和无机胶粘剂，提高了复合板材的耐火性能和隔音效果。

Description

一种杨木单板贴面隔音复合板材及其制备方法
技术领域
本发明属于复合板材领域，尤其涉及一种杨木单板贴面隔音复合板材及其制备方法。
背景技术
木质无机复合材由有机木质材料和无机胶凝成分通过一定的复合工艺制备而成，具有有机/无机双重特性，可广泛应用于家具、门板、室内外装修、墙体材料等领域。但是，木质无机复合材料材质密实，隔音效果较差，影响了其应用效果。为了降低成本，通过在木质无机复合板材中引入多孔结构，既可以减轻板材重量，减少木材原料的使用量，同时多孔结构还能够提高板材的吸音性能。
而杨木作为一种速生丰产树种，它具有适应性广、年生长期长、生产速度快等特点，我国南方及北方均有广泛的种植，资源较为丰富，价格低廉。但由于杨木纤维结构疏松、材质相对较差，易燃，其在用于制备复合板材时的隔音效果和防火性能并不能满足需求。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种杨木单板贴面隔音复合板材及其制备方法。本发明提供的杨木单板贴面隔音复合板材隔音效果得到显著提高，具有优异的防火性能。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明提供了一种杨木单板贴面隔音复合板材，包括：
聚氨酯软泡层，
粘结在所述聚氨酯软泡层两侧的杨木单板层，
所述聚氨酯软泡层的基体为聚氨酯软泡板，所述聚氨酯软泡板的内部浸渍有木纤维和无机胶黏剂。
优选地，所述聚氨酯软泡层与所述杨木单板层之间通过胶液进行粘结。
优选地，所述胶液包括脲醛树脂胶和碳酸钙粉。
本发明还提供了一种杨木单板贴面隔音复合板材的制备方法，包括以下步骤：
将无机胶黏剂、木纤维和水混合后得到木纤维无机浆料；
将聚氨酯软泡板浸渍在木纤维无机浆料中反复挤压后，进行冷压处理得到聚氨酯软泡层；
将杨木单板层粘结在聚氨酯软泡层两侧，进行热压处理得到杨木单板贴面隔音复合板材。
优选地，所述木纤维无机浆料的粘度为250～300MPa·s。
优选地，所述无机胶黏剂与木纤维的重量比为50～60:50～40。
优选地，所述粘结用胶液由脲醛树脂胶与碳酸钙粉按100：10～15的质量比配制而成。
优选地，所述冷压处理的压力为0.5～0.8MPa，所述冷压处理的时间为20～30s。
优选地，所述冷压结束后，还包括自然养护处理。
优选地，所述热压处理的压力为0.5～0.8MPa，所述热压处理的温度为140～150℃，所述热压处理的时间为20～30min。
本发明提供了一种杨木单板贴面隔音复合板材，包括：聚氨酯软泡层，粘结在所述聚氨酯软泡层两侧的杨木单板层，所述聚氨酯软泡层的基体为聚氨酯软泡板，所述聚氨酯软泡板的内部浸渍有木纤维和无机胶黏剂。本发明通过在聚氨酯软泡板内部浸渍木纤维和无机胶粘剂，利用无机胶黏剂将木质素粘结在聚氨酯软泡板的疏松孔隙中，固化后能够形成具有较高硬度的聚氨酯软泡板层，不仅保证了复合板材具有足够的强度，而且粘结固化后的木质素交叉分布在软泡板内部，能够降低软泡板自身的孔隙率，减少了空气的流通，起到阻隔氧气以及声波传输的作用，进而提高复合板材的耐火性能和隔音效果。实验结果表明，本发明提供的复合板材的阻燃性能达到B1级，隔音性能达到35～39分贝，胶合强度达到0.56～0.64MPa。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明制备的杨木单板贴面隔音复合板材的结构示意图；
图中，1-杨木单板层，2-聚氨酯软泡层，3-杨木单板层。
具体实施方式
本发明提供了一种杨木单板贴面隔音复合板材，包括：
聚氨酯软泡层，
粘结在所述聚氨酯软泡层两侧的杨木单板层，
所述聚氨酯软泡层的基体为聚氨酯软泡板，所述聚氨酯软泡板的内部浸渍有木纤维和无机胶黏剂。
本发明提供了杨木单板贴面隔音复合板材如图1所示，包括：聚氨酯软泡层2，粘结在所述聚氨酯软泡层2两侧的杨木单板层1和3。
在本发明中，所述聚氨酯软泡层与杨木单板层之间优选通过胶液进行粘结；所述胶液的涂覆量优选为250～300g/m2。在本发明中，胶液粘结的方式能够更好的固定杨木单板层与聚氨酯软泡层，防止因挤压而发生位移变化。
在本发明中，所述胶液优选包括脲醛树脂和碳酸钙粉，所述脲醛树脂与碳酸钙粉的重量比优选为100:10～15。在本发明中，所述脲醛树脂胶优选为胶合板E0级；在本发明中，所述碳酸钙粉的粒径优选为80～200目，更优选为100～150目。本发明在胶液中添加碳酸钙粉不仅能够调节胶液的粘度，保证板材的粘合程度，提高其胶合强度，同时还能利用碳酸钙粉缓解脲醛树脂易燃的缺陷，进一步提高板材的防火性能。碳酸钙粉作为无机成分与脲醛树脂胶进行复配使用具有较高的相容性，不仅提高了胶黏剂粘稠度和杨木单板涂胶均匀性，同时改善了木质无机复合材料胶合界面，使木质无机复合材料胶合强度提高35％以上。
本发明对于所述杨木单板层、聚氨酯软泡层的具体尺寸没有特殊的限定，以实际需求进行尺寸选择即可。在本发明中，所述聚氨酯软泡层的厚度优选为5～200，更优选为10～50；在本发明中，所述杨木单板层的厚度优选为1～10mm，更优选为2～5mm。本发明采用的杨木板无腐朽、虫眼等瑕疵，优选采用锯切方式得到形状和表面均匀的杨木板，锯切的杨木单板能够更好的呈现杨木独特的纹理和色泽，提升装饰效果。
本发明还提供了一种杨木单板贴面隔音复合板材的制备方法，包括以下步骤：
将无机胶黏剂、木纤维和水混合后得到木纤维无机浆料；
将聚氨酯软泡板浸渍在所述木纤维无机浆料中反复挤压后，进行冷压处理，得到聚氨酯软泡层；
将杨木单板层粘结在所述聚氨酯软泡层两侧，进行热压处理，得到所述杨木单板贴面隔音复合板材。
本发明将无机胶黏剂、木纤维和水混合后得到木纤维无机浆料。
本发明对所述混合的方式没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合方式即可；在本发明中，所述混合优选在搅拌条件下进行。
在本发明中，所述无机胶黏剂与木纤维重量比优选为50～60:50～40，更优选为55：45；本发明对于水的用量没有特殊要求，以其粘度为基准进行适应性添加；在本发明中，无机胶黏剂和木纤维的配比选择可以保证热压过程中无机胶黏剂将木纤维进行高强度粘结。
在本发明中，所述木纤维优选包括杨木纤维、桉木纤维和松木纤维中的一种或多种。在本发明中，所述木纤维的粒径大小优选为60～80目，更优选为70目；在本发明中，木纤维是木材加工剩余物，其本身利用价值比较低，应用到木质无机复合板材后，由于木纤维本身具有较高的韧性，通过浸渍的方式填充至聚氨酯软泡板中，能够增强板层强度，同时提升了木材加工剩余物附加值。
在本发明中，所述无机胶黏剂优选为中国专利号201510026689.X中秸秆纤维板用无机胶黏剂；在本发明中，无机胶粘剂的作用是为了将木纤维粘结在聚氨酯软泡板中，提高其粘结稳固性的同时起到填充效果。
在本发明中，所述木纤维无机浆料的粘度优选为250～300MPa·s，更优选为260～280MPa·s。在本发明中，高粘度的木纤维无机浆料能够提高后续聚氨酯软泡板的浸渍效果，提高其上浆效率和上浆后木纤维的稳固性，进而提高复合板材的强度。
得到木纤维无机浆料后，本发明将聚氨酯软泡板浸渍在所述木纤维无机浆料中反复挤压后，进行冷压处理，得到聚氨酯软泡层。
本发明对所述浸渍、挤压和冷压的方式没有特殊限定，采用本领域常规工艺即可。在本发明中，所述反复挤压的时间优选为2～5min，所述反复挤压的目的是为了使浆料浸渍聚氨酯软泡板更均匀。
在本发明中，所述冷压优选在冷压机中进行。在本发明中，所述冷压处理的压力优选为0.5～0.8MPa，更优选为0.6～0.7MPa；在本发明中，所述冷压处理的时间优选为20～30s，更优选为15s。
冷压结束后，本发明优选对冷压后得产物进行自然养护处理，本发明对于自然养护的方式没有特殊限定，采用本领域常规工艺即可。在本发明中，所述自然养护的天数优选为12～14天，目的是为了让其自然冷却干燥，降低水分至含水率为9～12％，减少水分过高对粘结效果和强度的不良影响。
得到聚氨酯软泡层后，本发明将杨木单板层粘结在所述聚氨酯软泡层两侧，进行热压处理，得到杨木单板贴面隔音复合板材。
在本发明中，所述聚氨酯软泡层与杨木单板层之间优选通过胶液进行粘结，所述胶液的优选方案如前所述，在此不再复述。
本发明对于所述热压的工艺没有特殊限定，选择本领域常规的热压工艺即可。在本发明实施例中，所述热压优选在热压机中进行，所述热压优选包括如下步骤：将杨木单板设置在两侧、聚氨酯软泡层在中的夹芯机构组坯，送入热压机中进行热压。
在本发明中，所述热压处理的压力优选为0.5～0.8MPa，更优选为0.6～0.7MPa；在本发明中，所述热压处理的温度优选为140～150℃，更优选为145℃；在本发明中，所述热压处理的时间优选为20～30min，更优选为25min。
下面结合实施例对本发明提供的杨木单板贴面木质无机复合板材及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
本发明对于复合板材进行性能检测的方法如下：
1)胶合强度：GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》；
2)隔音性能：GB/T 8485-2008《建筑门窗空气声隔声性能分级及检测方法》；
3)阻燃性能：GB/T 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》。
实施例1
1)将无机胶黏剂与60目的木纤维、水混合搅拌，调制粘度为300MPa·s木纤维无机浆料，无机胶黏剂与木纤维重量比为50:50。
2)将聚氨酯软泡板浸渍在木纤维无机浆料中反复挤压，使木纤维无机浆料充分浸润到内部，然后将聚氨酯软泡板捞出晾干明水，送入压力为0.5MPa的冷压机冷压20s，取出自然养护12d，得到聚氨酯软泡层。
3)将胶合板用E0级脲醛树脂胶与100目碳酸钙粉按照100:10的重量比混合，调制胶液；通过单面涂胶机将胶液涂覆在5mm锯切杨木板一个表面，涂覆量为250g/m2；按照杨木单板在两边、聚氨酯软泡层在中的夹芯机构组坯，送入热压机在压力为0.5MPa、温度为140℃的条件下热压25min，得到杨木单板贴面隔音复合板材。
对比例1
杨木单板普通复合板材制备工艺：
1)将胶合板用E0级脲醛树脂胶与工业面粉按照100:10的重量比混合，调制胶液。
2)通过单面涂胶机将胶液涂覆在5mm锯切杨木板一个表面，涂覆量为250g/m2；按照涂胶5mm杨木单板在两边、没有涂胶的7mm杨木单板在中的夹芯机构组坯，送入热压机在压力为0.5MPa、温度为140℃的条件下热压25min，得到杨木单板复合板材。
表1为本发明实施例1和对比例1的复合板材的性能检测结果
性能检测 隔音性能(分贝) 胶合强度(MPa) 阻燃性能(等级)
实施例1 39 0.56 B1
对比例1 15 0.41 B2
实施例2
1)将无机胶黏剂与70目的木纤维、水混合搅拌，调制粘度为270MPa·s木纤维无机浆料，无机胶黏剂与木纤维重量比为55:45。
2)将聚氨酯软泡板浸渍在木纤维无机浆料中反复挤压，使木纤维无机浆料充分浸润到内部，然后将聚氨酯软泡板捞出晾干明水，送入压力为0.6MPa的冷压机冷压25s，取出自然养护14d得到聚氨酯软泡层。
3)将胶合板用E0级脲醛树脂胶与150目碳酸钙粉按照100:12的重量比混合，调制胶液。通过单面涂胶机将胶液涂覆在5mm锯切杨木板一个表面，涂覆量为280g/m2；按照杨木单板在两边、聚氨酯软泡层在中的夹芯机构组坯，送入热压机在压力为0.6MPa、温度为150℃的条件下热压20min，得到杨木单板贴面隔音复合板材。
对比例2
杨木单板普通复合板材制备工艺：
1)将胶合板用E0级脲醛树脂胶与工业面粉按照100:12的重量比混合，调制胶液。
2)通过单面涂胶机将胶液涂覆在5mm锯切杨木板一个表面，涂覆量为280g/m2；按照涂胶5mm杨木单板在两边、没有涂胶的7mm杨木单板在中的夹芯机构组坯，送入热压机在压力为0.6MPa、温度为150℃的条件下热压20min，得到杨木单板普通复合板材。
表2为本发明实施例2和对比例2的复合板材的性能检测结果
性能检测 隔音性能(分贝) 胶合强度(MPa) 阻燃性能(等级)
实施例2 37 0.6 B1(难燃级)
对比例2 15 0.43 B2(可燃级)
实施例3
1)将无机胶黏剂与80目的木纤维、水混合搅拌，调制粘度为250MPa·s木纤维无机浆料，无机胶黏剂与木纤维重量比为60:40；
2)将聚氨酯软泡板浸渍在木纤维无机浆料中反复挤压，使木纤维无机浆料充分浸润到内部。然后将聚氨酯软泡板捞出晾干明水，送入压力为0.8MPa的冷压机冷压20s，取出自然养护14d得到聚氨酯软泡层；
3)将胶合板用E0级脲醛树脂胶与200目碳酸钙粉按照100:15的重量比混合，调制胶液。通过单面涂胶机将胶液涂覆在6mm锯切杨木板一个表面，涂覆量为300g/m2；按照杨木单板在两边、聚氨酯软泡层在中的夹芯机构组坯，送入热压机在压力为0.8MPa、温度为150℃的条件下热压25min，得到杨木单板贴面隔音复合板材。
对比例3
杨木单板普通复合板材制备工艺
1)将胶合板用E0级脲醛树脂胶与工业面粉按照100:15的重量比混合，调制胶液。
2)通过单面涂胶机将胶液涂覆在5mm锯切杨木板一个表面，涂覆量为300g/m2；按照涂胶6mm杨木单板在两边、没有涂胶的7mm杨木单板在中的夹芯机构组坯，送入热压机在压力为0.8MPa、温度为150℃的条件下热压25min，得到杨木单板普通复合板材。
表3为本发明实施例3和对比例3的复合板材的性能检测结果
隔音性能(分贝) 胶合强度(MPa) 阻燃性能(等级)
实施例3 35 0.64 B1(难燃级)
对比例3 15 0.47 B2(可燃级)
由表1～3中数据可以看出，本发明制备得到的复合板材的胶合强度达到0.56～0.64MPa，高于杨木单板普通复合板材的0.41～0.47MPa，胶合强度得到显著提升。
由表1～3中数据可以看出，本发明制备得到的复合板材隔音性能达到35～38分贝，根据《建筑门窗空气声隔声性能分级及检测方法》，该板材的隔音性能达到4级，而对比例隔音等级未达到1级，隔音效果较差，说明本发明复合板材的隔音性能得到显著提高。
由表1～3中数据可以看出，本发明制备得到的复合板材的阻燃等级达到B1难燃级，相较于杨木单板普通复合板材的B2级，耐火性能得到显著提高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种杨木单板贴面隔音复合板材，其特征在于，包括：
聚氨酯软泡层，
粘结在所述聚氨酯软泡层两侧的杨木单板层，
所述聚氨酯软泡层的基体为聚氨酯软泡板，所述聚氨酯软泡板的内部浸渍有木纤维和无机胶黏剂；
所述聚氨酯软泡层的制备方法为：将聚氨酯软泡板浸渍在木纤维无机浆料中反复挤压后，进行冷压处理，得到聚氨酯软泡层；
所述木纤维无机浆料由无机胶黏剂、木纤维和水混合后得到；
所述木纤维的粒径为60～80目；所述无机胶黏剂与木纤维重量比为50～60:50～40。
2.根据权利要求1所述的复合板材，其特征在于，所述聚氨酯软泡层与所述杨木单板层之间通过胶液进行粘结。
3.根据权利要求2所述的复合板材，其特征在于，所述胶液包括脲醛树脂胶和碳酸钙粉。
4.权利要求1～3任一项所述复合板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将无机胶黏剂、木纤维和水混合后得到木纤维无机浆料；
将聚氨酯软泡板浸渍在所述木纤维无机浆料中反复挤压后，进行冷压处理，得到聚氨酯软泡层；
将杨木单板层粘结在所述聚氨酯软泡层两侧，进行热压处理，得到所述杨木单板贴面隔音复合板材。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述木纤维无机浆料的粘度为250～300MPa·s。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述无机胶黏剂与木纤维的重量比为50～60:50～40。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述粘结用胶液由脲醛树脂胶与碳酸钙粉按100：10～15的质量比配制而成。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述冷压处理的压力为0.5～0.8MPa，所述冷压处理的时间为20～30s。
9.根据权利要求4或8所述的制备方法，其特征在于，所述冷压处理结束后，还包括自然养护处理。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述热压处理的压力为0.5～0.8MPa，所述热压处理的温度为140～150℃，所述热压处理的时间为20～30min。
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