CN114407144A - 一种超稳定结构生态板材 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生态板材技术领域，公开了一种超稳定结构生态板材，包括LVL高频拼接芯材、机拼整芯及面板，所述LVL高频拼接板、机拼整芯板及面板从下向上依次分布，且LVL高频拼接芯材与机拼整芯之间以及机拼整芯与面板之间均粘合有胶黏剂。本发明由LVL高频拼接芯材、机拼整芯及面板组成，其中LVL高频拼接芯材通过原木旋切、干燥浸渍、高频拼接、涂胶、铺板冷压和热压固化成型，制备的生态板材具有优异的静曲强度、弹性模量和剪切强度，同时绝干体积干缩率和厚度吸水膨胀率，刚性强、硬度大，不容易发生变形、弯曲、开裂等现象，甲醛含量低，对人体伤害较小，氧指数大，为极难燃材料，阻燃性能好，在热压的过程中颜色未出现明显变化，最终的产品美观、大方。

Description

一种超稳定结构生态板材

技术领域

本发明涉及生态板材技术领域，具体是一种超稳定结构生态板材。

背景技术

LVL材料可将原木的疤节、裂痕等缺陷分散、错开，LVL从而大大降低了对强度的影响，使其质量稳定、强度均匀、材料变异性小，LVL是替代实木较理想的结构材料，且尺寸可随意调整，不受原木形状和缺陷的影响，因此得到了广泛的应用。

中国专利公开了LVL结构木皮UV饰面新型装饰板及其制作方法（公告号CN110815984A），该专利技术以LVL实木单板为基材，通过采用特殊生产工艺在LVL基材上贴木皮加工制成，具有木材的韧性，在抗冲击、抗压、抗拉和抗断性能上表现出色，无静电、无放射性、无毒、无放射性、绝缘、隔音、耐撞击、防潮性好，表面晶莹剔透、光鲜明亮，综合性能好，机械强度高，但是在高强度的环境中使用，变形较大，稳定性不佳阻燃效果不好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超稳定结构生态板材，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种超稳定结构生态板材，包括LVL高频拼接芯材、机拼整芯及面板，所述LVL高频拼接板、机拼整芯板及面板从下向上依次分布，且LVL高频拼接芯材与机拼整芯之间以及机拼整芯与面板之间均粘合有胶黏剂，所述LVL高频拼接板的制备方法包括以下步骤：

S1、原木旋切：将原木旋切成厚度为1.2～3mm的单板，每旋切3～4片取一次样品，检测单板的厚度、裂缝长度以及裂隙率，其中要求裂隙率的设定值＜53%，平均裂隙长度的设定值＜5.7cm/条；

S2、干燥浸渍：将旋切成好的单板，经过晾晒后，再通过110°～120°的烘干机整平烘干，单板水分含水率控制在8%～10%，将烘干后单板放置在真空罐中减压处理，然后将阻燃剂和染料依次加入到真空罐中加压处理；

S3、高频拼接：将浸渍后的单板清洗干净，再烘干整平，在（100±3）℃的恒温箱干燥内，按生产产品的要求通过高频拼接机拼接成一定的长度的单板；

S4、涂胶：将烘干整平斜接后的单板经过涂胶机涂刷胶黏剂，涂胶量200g/m²，并放置10～14h；

S5、铺板冷压：按产品要求将涂好胶的单板按纹理方向相同、松紧面一致贴合成设定的层数，通过冷压机预压成层积板；冷压压力1.2～1.6MPa，冷压时间10～15min/mm，陈化时间4h；

S6、热压固化：将冷压成型的层积板，放入热压机中进行热压，胶黏剂受热固化成型为层积材，在温度为（25±5）℃、湿度为（65%+5%）的环境中放置48h后裁边，热压温度180～190℃，热压时间0.8～1.2min/mm，热压压力0.8～1.8MPa，压缩率18%～20%。

作为本发明进一步的方案：所述机拼整芯板是通过拼接机将6～10块原木板材拼接而成，原木板材拼接处涂刷有胶黏剂，所述面板可以采用三聚氰胺饰面板或实木皮饰面板。

作为本发明再进一步的方案：所述S1步骤中原木旋切使得的旋切切削角16°～19°、刀具后角12°～15°、单板压榨率8%～10%。

作为本发明再进一步的方案：所述S2步骤中减压处理的真空度80～90KPa，处理时间15～20min；加压处理的压力0.6～0.8MPa，处理时间为20min，阻燃剂的浓度10%～12%，染料浓度0.2%～0.3%。

作为本发明再进一步的方案：所述S4步骤中的胶黏剂由改性酚醛树脂、苯乙醛、正硅酸乙酯、没食子酸丙酯、对苯二胺、三乙醇胺、醋酸乙酯、无水乙醇和NaOH组成；其中改性酚醛树脂、苯乙醛、正硅酸乙酯、没食子酸丙酯、对苯二胺、三乙醇胺、醋酸乙酯、无水乙醇的摩尔比为（15～18）: （8～10）:（3～3.5）：（0.25～0.3）: （5～6）:（0.25～0.3）:（55～60）:（6～7）。

作为本发明再进一步的方案：所述胶黏剂的制备方法包括以下步骤：

S41、将55～66份醋酸乙酯加入到反应釜中，再依次向反应釜中加入（8～10）苯乙醛、（5～6）对苯二胺，并搅拌使其充分溶解；

S42、将（6～7）份无水乙醇加入混合罐中，再向混合罐中加入（0.25～0.3）份没食子酸丙酯，使其充分溶解，得到混合液；

S43、将S42步骤中得到的混合液加入到S41步骤中的反应釜中，再依次加入15～18份改性酚醛树脂、3～3.5份正硅酸乙酯和0.25～0.3份三乙醇胺，混合搅拌均匀后，再加入NaOH，调节PH值即可。

作为本发明再进一步的方案：所述S4步骤中的胶黏剂的固含量50%～55%，PH值7～8，粘度15～17s。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明由LVL高频拼接芯材、机拼整芯及面板组成，其中LVL高频拼接芯材通过原木旋切、干燥浸渍、高频拼接、涂胶、铺板冷压和热压固化成型，制备的生态板材具有优异的静曲强度、弹性模量和剪切强度，同时绝干体积干缩率和厚度吸水膨胀率，刚性强、硬度大，不容易发生变形、弯曲、开裂等现象，甲醛含量低，对人体伤害较小，氧指数大，为极难燃材料，阻燃性能好，在热压的过程中颜色未出现明显变化，最终的产品美观、大方。

具体实施方式

本发明实施例中，一种超稳定结构生态板材，包括LVL高频拼接芯材、机拼整芯及面板，LVL高频拼接板、机拼整芯板及面板从下向上依次分布，且LVL高频拼接芯材与机拼整芯之间以及机拼整芯与面板之间均粘合有胶黏剂，LVL高频拼接板的制备方法包括以下步骤：

S1、原木旋切：将原木旋切成厚度为1.2～3mm的单板，每旋切3～4片取一次样品，检测单板的厚度、裂缝长度以及裂隙率，其中要求裂隙率的设定值＜53%，平均裂隙长度的设定值＜5.7cm/条，当超过设定值时，及时调整，检查原因；

S2、干燥浸渍：将旋切成好的单板，经过晾晒后，再通过110°～120°的烘干机整平烘干，单板水分含水率控制在8%～10%，将烘干后单板放置在真空罐中减压处理，然后将阻燃剂和染料依次加入到真空罐中加压处理；

S3、高频拼接：将浸渍后的单板清洗干净，再烘干整平，在（100±3）℃的恒温箱干燥内，按生产产品的要求通过高频拼接机拼接成一定的长度的单板；

S4、涂胶：将烘干整平斜接后的单板经过涂胶机涂刷胶黏剂，涂胶量200g/m²，并放置10～14h；

S5、铺板冷压：按产品要求将涂好胶的单板按纹理方向相同、松紧面一致贴合成设定的层数，通过冷压机预压成层积板；冷压压力1.2～1.6MPa，冷压时间10～15min/mm，陈化时间4h；

S6、热压固化：将冷压成型的层积板，放入热压机中进行热压，胶黏剂受热固化成型为层积材，在温度为（25±5）℃、湿度为（65%+5%）的环境中放置48h后裁边，热压温度180～190℃，热压时间0.8～1.2min/mm，热压压力0.8～1.8MPa，压缩率18%～20%。

优选的，机拼整芯板是通过拼接机将6～10块原木板材拼接而成，原木板材拼接处涂刷有胶黏剂，面板可以采用三聚氰胺饰面板或实木皮饰面板。

优选的，S1步骤中原木旋切使得的旋切切削角16°～19°、刀具后角12°～15°、单板压榨率8%～10%。

优选的，S2步骤中减压处理的真空度80～90KPa，处理时间15～20min；加压处理的压力0.6～0.8MPa，处理时间为20min，阻燃剂的浓度10%～12%，染料浓度0.2%～0.3%。

优选的，S4步骤中的胶黏剂由改性酚醛树脂、苯乙醛、正硅酸乙酯、没食子酸丙酯、对苯二胺、三乙醇胺、醋酸乙酯、无水乙醇和NaOH组成；其中改性酚醛树脂、苯乙醛、正硅酸乙酯、没食子酸丙酯、对苯二胺、三乙醇胺、醋酸乙酯、无水乙醇的摩尔比为（15～18）: （8～10）:（3～3.5）：（0.25～0.3）: （5～6）:（0.25～0.3）:（55～60）:（6～7）。

优选的，胶黏剂的制备方法包括以下步骤：

S41、将55～66份醋酸乙酯加入到反应釜中，再依次向反应釜中加入（8～10）苯乙醛、（5～6）对苯二胺，并搅拌使其充分溶解；

S42、将（6～7）份无水乙醇加入混合罐中，再向混合罐中加入（0.25～0.3）份没食子酸丙酯，使其充分溶解，得到混合液；

S43、将S42步骤中得到的混合液加入到S41步骤中的反应釜中，再依次加入15～18份改性酚醛树脂、3～3.5份正硅酸乙酯和0.25～0.3份三乙醇胺，混合搅拌均匀后，再加入NaOH，调节PH值即可。

优选的，S4步骤中的胶黏剂的固含量50%～55%，PH值7～8，粘度15～17s。

为了更好地说明本发明的技术效果，通过下述试验进行阐述：

采用本发明制备的板材作为实施例，采用专利网公开的LVL结构木皮UV饰面新型装饰板及其制作方法（公开日：2020-02-21 公开号：CN110815984A）制备的板材作为对比例一，采用普通锯材作为对比例二，采用常规方法生产的胶合板作为对比例三；

选用同一批次的大叶杨树，胸径180～220mm，气干密度0.35g/cm³，树龄12～15年，分别采用实施例和对比例一、对比例二和对比例三方法加工出的板材，选取四种板材的厚度均相等，裁切试样，样品的长度厚为100×100×10mm；

一、采用GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中的方法对实施例、对比例一、对比例二和对比例三的板材分别进行静曲强度（单位：MPa）、弹性模量（单位：MPa）、剪切强度（单位：MPa）、绝干体积干缩率（单位：100%）和厚度吸水膨胀率（单位：100%）进行测试，并且把测试结果记录到下表1中；

表1：实施例和对比例一、对比例二和对比例三的强度、吸水性能分析表

项目名称	静曲强度	弹性模量	剪切强度	绝干体积干缩率	厚度吸水膨胀率
						实施例	27.6	1.71×10<sup>4</sup>	1.75	2.97%	1.05%
对比例一	22.64	1.53×10<sup>4</sup>	1.69	3.21%	1.27%
						对比例二	12.6	1.12×10<sup>4</sup>	0.665	5.26%	2.94%
对比例三	14	1.05×10<sup>4</sup>	1.01	4.89%	2.01%

从表1可以得出：实施例和对比例一中板材的静曲强度、弹性模量和剪切强度均显著高于对比例二和对比例三中板材的静曲强度、弹性模量和剪切强度，其中，实施例中板材的静曲强度、弹性模量和剪切强度高于对比例一中板材的静曲强度、弹性模量和剪切强度；实施例和对比例一中板材的绝干体积干缩率和厚度吸水膨胀率均显著低于对比例二和对比例三中板材的绝干体积干缩率和厚度吸水膨胀率，其中，实施例中板材的绝干体积干缩率和厚度吸水膨胀率低于对比例一中绝干体积干缩率和厚度吸水膨胀率；进而可以得出：本发明制备的生态板材具有优异的静曲强度、弹性模量和剪切强度，同时绝干体积干缩率和厚度吸水膨胀率，刚性强、硬度大，不容易发生变形、弯曲、开裂等现象。

二、根据GB18580-2017《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》采用的方法和标准对对实施例、对比例一、对比例二和对比例三的板材中甲醛含量（单位：mg/m³）进行测试，同时测量氧指数和观察表面颜色，并记录下表2中；

表2：实施例和对比例一、对比例二和对比例三的甲醛、阻燃性能和颜色分析表

项目名称	甲醛浓度	氧指数	颜色
				实施例	0.032	31%	颜色均匀、稳定，在热压的过程中颜色未出现明显变化
对比例一	0.081	27%	颜色较均匀，在热压的过程中颜色出现较小变化
				对比例二	0.092	16%	颜色均匀、稳定
对比例三	0.111	24%	颜色不太均匀，在热压的过程中颜色为出现一定变化

从表2可以得出：实施例和对比例一中板材的甲醛浓度均显著低于对比例二和对比例三中板材的甲醛浓度，其中，实施例中板材的甲醛浓度低于对比例一中板材的甲醛浓度；实施例和对比例一中板材的氧指数均显著高于对比例二和对比例三中板材的氧指数，其中，实施例中板材的氧指数高于对比例一中板材的氧指数，实施例为极难燃材料，对比例一和对比例三为难燃材料，对比例二为易燃材料，实施例和对比例一中板材在热压的过程中，颜色基本不发生变化，而对比例三中板材在热压的过程中，颜色出现一定变化；进而可以得出：本发明制备的生态板材具有甲醛含量低，对人体伤害较小，氧指数大，为极难燃材料，阻燃性能好，在热压的过程中颜色未出现明显变化，最终的产品美观、大方。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种超稳定结构生态板材，包括LVL高频拼接芯材、机拼整芯及面板，其特征在于，所述LVL高频拼接板、机拼整芯板及面板从下向上依次分布，且LVL高频拼接芯材与机拼整芯之间以及机拼整芯与面板之间均粘合有胶黏剂，所述LVL高频拼接板的制备方法包括以下步骤：

S1、原木旋切：将原木旋切成厚度为1.2～3mm的单板，每旋切3～4片取一次样品，检测单板的厚度、裂缝长度以及裂隙率，其中要求裂隙率的设定值＜53%，平均裂隙长度的设定值＜5.7cm/条

S2、干燥浸渍：将旋切成好的单板，经过晾晒后，再通过110°～120°的烘干机整平烘干，单板水分含水率控制在8%～10%，将烘干后单板放置在真空罐中减压处理，然后将阻燃剂和染料依次加入到真空罐中加压处理；

S3、高频拼接：将浸渍后的单板清洗干净，再烘干整平，在（100±3）℃的恒温箱干燥内，按生产产品的要求通过高频拼接机拼接成一定的长度的单板；

S4、涂胶：将烘干整平斜接后的单板经过涂胶机涂刷胶黏剂，涂胶量200g/m²，并放置10～14h；

S5、铺板冷压：按产品要求将涂好胶的单板按纹理方向相同、松紧面一致贴合成设定的层数，通过冷压机预压成层积板；冷压压力1.2～1.6MPa，冷压时间10～15min/mm，陈化时间4h；

S6、热压固化：将冷压成型的层积板，放入热压机中进行热压，胶黏剂受热固化成型为层积材，在温度为（25±5）℃、湿度为（65%+5%）的环境中放置48h后裁边，热压温度180～190℃，热压时间0.8～1.2min/mm，热压压力0.8～1.8MPa，压缩率18%～20%。

2.根据权利要求1所述的一种超稳定结构生态板材，其特征在于，所述机拼整芯板是通过拼接机将6～10块原木板材拼接而成，原木板材拼接处涂刷有胶黏剂，所述面板可以采用三聚氰胺饰面板或实木皮饰面板。

3.根据权利要求1所述的一种超稳定结构生态板材，其特征在于，所述S1步骤中原木旋切使得的旋切切削角16°～19°、刀具后角12°～15°、单板压榨率8%～10%。

4.根据权利要求1所述的一种超稳定结构生态板材，其特征在于，所述S2步骤中减压处理的真空度80～90KPa，处理时间15～20min；加压处理的压力0.6～0.8MPa，处理时间为20min，阻燃剂的浓度10%～12%，染料浓度0.2%～0.3%。

5.根据权利要求1所述的一种超稳定结构生态板材，其特征在于，所述S4步骤中的胶黏剂由改性酚醛树脂、苯乙醛、正硅酸乙酯、没食子酸丙酯、对苯二胺、三乙醇胺、醋酸乙酯、无水乙醇和NaOH组成；其中改性酚醛树脂、苯乙醛、正硅酸乙酯、没食子酸丙酯、对苯二胺、三乙醇胺、醋酸乙酯、无水乙醇的摩尔比为（15～18）: （8～10）:（3～3.5）：（0.25～0.3）: （5～6）:（0.25～0.3）:（55～60）:（6～7）。

6.根据权利要求5所述的一种超稳定结构生态板材，其特征在于，所述胶黏剂的制备方法包括以下步骤：

S41、将55～66份醋酸乙酯加入到反应釜中，再依次向反应釜中加入（8～10）苯乙醛、（5～6）对苯二胺，并搅拌使其充分溶解；

S42、将（6～7）份无水乙醇加入混合罐中，再向混合罐中加入（0.25～0.3）份没食子酸丙酯，使其充分溶解，得到混合液；

S43、将S42步骤中得到的混合液加入到S41步骤中的反应釜中，再依次加入15～18份改性酚醛树脂、3～3.5份正硅酸乙酯和0.25～0.3份三乙醇胺，混合搅拌均匀后，再加入NaOH，调节PH值即可。

7.根据权利要求1所述的一种超稳定结构生态板材，其特征在于，所述S4步骤中的胶黏剂的固含量50%～55%，PH值7～8，粘度15～17s。