CN114536485A - 一种新型结构复合板材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种新型结构复合板材及制备方法，所述的复合板材为九层结构，复合板材的第一层、第三层、第五层、第七层和第九层为木质细料层，复合板材的第二层、第四层、第六层、第八层为木质单板层；制备方法如下：第九层木质细料铺装→第八层木质单板铺装→第七层木质细料铺装→第六层木质单板铺装→第五层木质细料铺装→第四层木质单板铺装→第三层木质细料铺装→第二层木质单板铺装→第一层木质细料铺装→预压→热压→修边→降温冷却→砂光→锯边→分等检验→成品。本发明的方法操作简便，生产出的新型结构复合板材具有高强度、高耐水、高平整度，无醛、无酚、无毒等特点，是生态板行业及可饰面板材行业更新替代产品，也是比实木更好的板材。
Description
技术领域
本发明涉及人造板制造技术领域，具体涉及一种新型结构复合板材及其制备方法。
背景技术
我国是世界的人造板生产、消费大国；但目前我国人造板95％以上仍以脲醛胶、酚醛胶为主要胶粘剂，导致板材含致毒性物质“甲醛”，不环保。此外，目前的板材还存在不同环境下会开裂，易变形、再加工性能不好等问题，限制了板材的使用宽泛性。
专利申请CN109421111A公开了一种可饰面实木定向结构板及制造方法，包括芯层和上、下表层，上、下表层为木质细料或木质纤维，芯层为实木定向结构板，即芯层为定向刨花板。上、下表层与芯层经过热压或冷压成为可饰面实木定向结构板。上述可饰面实木定向结构板，由于上、下表层与芯层并无强链接的胶层，存在着粘结部位强度低，极易开裂、分层等质量问题。
专利申请CN101332614公开一种平整面木质定向结构刨花板及其制造方法，该申请涉及一种改进的木质定向结构刨花板及其制作工艺。其使用“三醛胶”与木质物料胶合，带来产品含醛、含苯酚等致癌物质成分，产品不环保，而且在实际生产中，刨花铺装排列杂乱，造成孔洞、树皮、霉变木片、特厚木条等得不到修补，影响可饰面刨花板的品质，成本也较高。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种新型结构复合板材及其制造方法，该方法操作简便，降低生产成本，生产出的新型结构复合板材具有高强度、高耐水、高平整度，无醛、无酚、无毒等特点，是生态板行业及可饰面板材行业更新替代产品，也是比实木更好的板材。
本发明所采用的技术方案是：提供一种新型结构复合板材，所述的复合板材为九层结构，其中木质细料层共五层，木质单板层共四层，木质细料层为胶粘剂和木质细料刨花的混合层，木质单板层的上下表面均涂有水性无醛胶粘剂，复合板材的第一层、第三层、第五层、第七层和第九层为木质细料层，复合板材的第二层、第四层、第六层、第八层为木质单板层；
所述复合板材的制备方法如下：第九层木质细料铺装→第八层木质单板铺装→第七层木质细料铺装→第六层木质单板铺装→第五层木质细料铺装→第四层木质单板铺装→第三层木质细料铺装→第二层木质单板铺装→第一层木质细料铺装→预压→热压→修边→降温冷却→砂光→锯边→分等检验→成品；
所述的木质细料刨花是由木材刨片产生的刨花经过干燥、筛选、打磨筛选得到，或是由锯糠经过干燥、分选、打磨、再分选得到，或指上述刨花和锯糠的混合；以上干燥的温度为150℃-280℃，干燥后刨花或锯糠的含水率为0％-5％；
木质细料铺装步骤中，铺装量为0.3kg/m2-4.5kg/m2,铺装厚度为2mm-20mm；木质单板所涂的水性无醛胶粘剂的涂胶量为40g-150g/m2；
所述预压步骤中，预压压力为0.1MPa-5.0MPa，预压后第一层、第九层木质细料的厚度为0.5mm-5mm；且预压后第一层厚度和第九层厚度偏差≤0.3％；其余各层的木质细料的厚度为0.8mm-3mm；
所述热压步骤中，热压温度为160℃-255℃，热压压力0.1-6.0MPa，生产速度150mm/s-650mm/s；
所述的修边步骤是对热压成型后的板坯进行长度和宽度方向的预处理，刮除复合板材成型后形成的突出芯层边缘。
作为本技术方案的优选，木质细料刨花的质量要求为过筛网尺寸≤1.50mm×1.50mm，≥0.10mm×0.10mm；其中，第一层和第九层的木质细料刨花用量的70％-80％，其质量要求过筛网尺寸≤1.20mm×1.20mm。
作为本技术方案的优选，所述木质细料层的胶粘剂添加量为木质细料刨花绝干重量的5％-40％；其它辅助剂的添加占木质细料刨花绝干重量的比例为：防水剂0.03％-3.8％，防霉剂、固化剂、液体染料累计占木质细料刨花绝干重量0.01％-4.5％；拌胶后，木质细料刨花的含水率≤12％，第一层与第九层含水率的偏差≤0.3％，第七层、第五层、第三层的木质细料刨花的含水率≤8％。
作为本技术方案的优选，所述木质单板层的长为2470mm-2860mm，宽为1240mm-1290mm，厚为0.1mm-3mm，含水率≤8％。
作为本技术方案的优选，所述木质单板涂胶时所使用的水性无醛胶粘剂为双组份水性聚氨酯、大豆蛋白胶粘剂中的一种或两种与固化剂、填料、颜料的混合，水性无醛胶粘剂用量为0.8kg-1.8kg，固化剂、填料、颜料添加量为总量的0.1-0.5％。
作为本技术方案的优选，所述胶粘剂为人造板无醛或有醛胶粘剂；无醛胶粘剂为异氰酸脂胶粘剂、大豆蛋白胶粘剂、聚酰胺树脂中的一种或二种组合；有醛胶粘剂为脲醛树脂胶粘剂、酚醛胶粘剂、三聚氰胺改性脲醛胶粘剂中的一种或二种组合。
本发明的有益效果如下：
1.本发明以水性无醛胶粘剂及其辅助添加剂与木质细料混合，构成第九层、第七层、第五层、第三层、第一层；用木质单板作为第八层、第六层、第四层、第二层；木质细料与木质单板层之间，利用双组份水性聚氨酯、大豆蛋白无醛胶粘剂进行胶合链接，采用上述技术方案制造的结构新型复合板材达到人造板环保等级中国内外最高的标准等级：无醛级；符合GB/T39600-2021,ENF级，甲醛释放量≤0.025mg/m3；TVOC≤50μg/m3限量值远低于GT/T35601-2017《绿色产品评价人造板和木质地板》要求，是最高端的绿色环保复合板材。
2.本技术方案使用的双组分水性聚氨酯与MDI、PMDI相比，生产应用过程中，无需使用脱模剂、增稠剂；成本低，更环保，生产过程对环境、对生产人员无不良影响。
3.产品具有高平整度、高耐水、高强度、等性能特点，解决普通胶合板、细木工板不能装饰三聚氰胺纸、PVC、烤漆等装饰材料问题；解决普通胶合板、木工板产品附加值低、质量差的问题；解决可饰面定向刨花板生产设备投资大、工艺流程复杂、生产成本高、静曲强度低、上、下表层与芯层胶合强度低，易开裂分层、上、下表层与芯层因应力作用产生易变形等问题；
4.本发明彻底解决了传统生态板在北方地区使用，普遍存在的不耐干热，装饰材料易龟裂、变形等质量问题。
5.本发明所使用的双组分水性聚氨酯，具有优良的粘结强度、极强的耐水性能且无醛无苯无毒环保，本发明的复合板材的木质细料层应用此双组分水性聚氨酯进行胶合，获得极强的板表面结合强度、高耐水性能、高平整度等特性。本发明以水性无醛胶替代脲醛胶，解决了传统生态板在生产及使用过程中出现的甲醛、苯酚等污染问题。
6.本发明创造性的在木质细料与木质单板之间应用了无醛级双组分胶粘剂，既极大的提升木质细料与木质单板之间的结合强度，解决了细料与单板结合部位强度低，易开裂分层问题，避免了单板孔洞、拼接离缝、重叠等质量问题带来的二次加工性能与质量问题。
附图说明
图1为本发明的新型结构复合板材的结构示意图。
具体实施方式
结合本发明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整描述。所描述的实施例仅为发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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利的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示，本发明提供的一种新型结构复合板材，结构为九层结构，其中木质细料层共五层，木质单板层共四层，木质细料层为胶粘剂和木质细料刨花的混合层，木质单板层的上下表面均涂有水性无醛胶粘剂，复合板材的第一层、第三层、第五层、第七层和第九层为木质细料层，复合板材的第二层、第四层、第六层、第八层为木质单板层。
本发明复合板材制备的方法流程如下：第九层木质细料铺装→第八层木质单板铺装→第七层木质细料铺装→第六层木质单板铺装→第五层木质细料铺装→第四层木质单板铺装→第三层木质细料铺装→第二层木质单板铺装→第一层木质细料铺装→预压→热压→修边→降温冷却→砂光→锯边→分等检验→成品。
(1)木质细料刨花的制备：木质细料刨花是由木材刨片产生的刨花经过干燥、筛选、打磨筛选得到，或是由锯糠经过干燥、分选、打磨、再分选得到，或指上述刨花和锯糠的混合，以上干燥温度为200℃-250℃，干燥后刨花或锯糠的含水率为0％-3％；控制木质细料刨花质量：过筛网尺寸：≤1.50mm×1.50mm,≥0.10mm×0.10mm；其中，第一层和第九层的木质细料刨花用量的70％-80％，其质量要求过筛网尺寸：≤1.20mm×1.20mm；
(2)木质细料刨花拌胶：对经筛分、打磨、分选合格的木质细料刨花，进行拌胶。第一层和第九层的木质细料刨花同时进行拌胶，木质细料刨花采用胶粘剂的添加量为木质细料刨花绝干重量的20％-40％；其它辅助剂的添加占木质细料刨花绝干重量的比例为：防水剂0.03％-3.8％，防霉剂、固化剂、液体染料累计占木质细料刨花绝干重量0.01％-4.5％；拌胶后，木质细料刨花的含水率≤12％，且第一层的木质细料刨花与第九层的木质细料刨花含水率的偏差≤0.3％，第七层、第五层、第三层木质细料刨花的含水率≤8％。胶粘剂为人造板无醛胶粘剂；无醛胶粘剂包括异氰酸脂胶粘剂、大豆蛋白胶粘剂、聚酰胺树脂中的一种或二种组合；(3)木质细料刨花铺装、木质单板铺装：木质细料刨花铺装步骤中，铺装量为0.3kg/m2-4.5kg/m2,铺装厚度为2mm-20mm，木质单板所涂的水性无醛胶粘剂的涂胶量为40g-150g/m2，木质单板涂胶时所使用的水性无醛胶粘剂为双组份水性聚氨酯、大豆蛋白胶粘剂中的一种或两种与固化剂、填料、颜料的混合，水性无醛胶粘剂用量为0.8kg-1.8kg/层，固化剂、填料、颜料添加量为总量的0.1-0.5％。
(4)预压：预压压力为0.1MPa-5.0MPa，预压后第一层、第九层木质细料的厚度为0.5mm-5mm；且预压后第一层厚度和第九层厚度偏差≤0.3％，其余各层的木质细料的厚度为0.8mm-3mm。
(5)热压：热压温度为160℃-255℃，热压压力0.1-6.0MPa，生产速度150mm/s-650mm/s。
(6)修边：修边是对热压成型后的板坯进行长度和宽度方向的预处理，刮除复合板材成型后形成的突出芯层边缘。
(7)冷却及养生：新型复合板材经修边后，首先在翻板冷却架上进行凉板冷却，凉板时间：15分钟-35分钟；通过卫星小车或其它运输方式将板材运输至半成品仓库存放，让板材温度继续自然下降及板材含水率逐渐趋于平衡，养生时间：24小时-48小时；
(8)砂光、锯切：养生结束后，将新型复合板材进行表层砂光，经粗砂-细砂-精砂等工序进行砂光，根据板材上、下表面的预固化层厚度并结合板材表面质量标准要求的厚度及精度等，定制削砂量，控制砂光质量，完成上、下表层砂光，上、下表层削砂量为：0.2mm-0.7mm；完成砂光后，根据客户要求的复合板材尺寸要求并结合新型板材标准尺寸及幅面，对板材的长度及宽度在线进行锯切，制造完成新型复合板材成品。
(9)分等检验。新型复合板材先经在线分选设备进行外观质量分选，分选合格的产品继续根据复合板材企业质量标准，从成品外观质量、内在物理、力学、化学性能指标等进行质量检验及其根据检验结果，对不同质量等级的成品，进行质量等级检验，并将不同质量等级的成品分类、标识。
(10)包装入库。经质量检验、分选、分级后，最后进行不同质量等级产品包装、打包、入库。不合格产品，不进行包装，按不合格产品管理要求，另行处理。
根据本实施例制得的新型复合板材，按《GB/T 17657-2013人造板理化性能实验方法》对常用的5种不同厚度的新型复合板材进行检测，检测结果均优于《GB/T9846-2015普通胶合板》、《GB/T4798-2015刨花板》、《GB/T39600-2021人造板及其制品甲醛释放量分级》。检测结果如表1、表2所示。
表1
表2尺寸偏差要求
实施例二
如图1所示，本发明提供的一种新型结构复合板材，结构为九层结构，其中木质细料层共五层，木质单板层共四层，木质细料层为胶粘剂和木质细料刨花的混合层，木质单板层的上下表面均涂有水性无醛胶粘剂，复合板材的第一层、第三层、第五层、第七层和第九层为木质细料层，复合板材的第二层、第四层、第六层、第八层为木质单板层。
本发明复合板材制备的方法流程如下：第九层木质细料铺装→第八层木质单板铺装→第七层木质细料铺装→第六层木质单板铺装→第五层木质细料铺装→第四层木质单板铺装→第三层木质细料铺装→第二层木质单板铺装→第一层木质细料铺装→预压→热压→修边→降温冷却→砂光→锯边→分等检验→成品。
(1)木质细料刨花的制备：木质细料刨花是由木材刨片产生的刨花经过干燥、筛选、打磨筛选得到，或是由锯糠经过干燥、分选、打磨、再分选得到，或指上述刨花和锯糠的混合，以上干燥温度为150℃-280℃，干燥后刨花或锯糠的含水率为0％-5％；控制木质细料刨花质量：过筛网尺寸：≤1.50mm×1.50mm,≥0.10mm×0.10mm；其中，第一层和第九层的木质细料刨花用量的70％-80％，其质量要求过筛网尺寸：≤1.20mm×1.20mm；
(2)木质细料刨花拌胶：对经筛分、打磨、分选合格的木质细料刨花，进行拌胶。第一层和第九层的木质细料刨花同时进行拌胶，木质细料刨花采用胶粘剂的添加量为木质细料刨花绝干重量的5％-40％；其它辅助剂的添加占木质细料刨花绝干重量的比例为：防水剂0.03％-3.8％，防霉剂、固化剂、液体染料累计占木质细料刨花绝干重量0.01％-4.5％；拌胶后，木质细料刨花的含水率≤12％，且第一层的木质细料刨花与第九层的木质细料刨花含水率的偏差≤0.3％，第七层、第五层、第三层木质细料刨花的含水率≤8％。胶粘剂为人造板有醛胶粘剂；有醛胶粘剂为脲醛树脂胶粘剂、酚醛胶粘剂、三聚氰胺改性脲醛胶粘剂中的一种或二种组合。
(3)木质细料刨花铺装、木质单板铺装：木质细料刨花铺装步骤中，铺装量为0.3kg/m2-4.5kg/m2,铺装厚度为2mm-20mm，木质单板所涂的水性无醛胶粘剂的涂胶量为40g-150g/m2，木质单板涂胶时所使用的水性无醛胶粘剂为双组份水性聚氨酯、大豆蛋白胶粘剂中的一种或两种与固化剂、填料、颜料的混合，水性无醛胶粘剂用量为0.8kg-1.8kg/层，固化剂、填料、颜料添加量为总量的0.1-0.5％。
(4)预压：预压压力为0.1MPa-5.0MPa，预压后第一层、第九层木质细料的厚度为0.5mm-5mm；且预压后第一层厚度和第九层厚度偏差≤0.3％，其余各层的木质细料的厚度为0.8mm-3mm。
(5)热压：热压温度为160℃-255℃，热压压力0.1-6.0MPa，生产速度150mm/s-650mm/s。
(6)修边：修边是对热压成型后的板坯进行长度和宽度方向的预处理，刮除复合板材成型后形成的突出芯层边缘。
(7)冷却及养生：新型复合板材经修边后，首先在翻板冷却架上进行凉板冷却，凉板时间：15分钟-35分钟；通过卫星小车或其它运输方式将板材运输至半成品仓库存放，让板材温度继续自然下降及板材含水率逐渐趋于平衡，养生时间：24小时-48小时；
(8)砂光、锯切：养生结束后，将新型复合板材进行表层砂光，经粗砂-细砂-精砂等工序进行砂光，根据板材上、下表面的预固化层厚度并结合板材表面质量标准要求的厚度及精度等，定制削砂量，控制砂光质量，完成上、下表层砂光，上、下表层削砂量为：0.2mm-0.7mm；完成砂光后，根据客户要求的复合板材尺寸要求并结合新型板材标准尺寸及幅面，对板材的长度及宽度在线进行锯切，制造完成新型复合板材成品。
(9)分等检验。新型复合板材先经在线分选设备进行外观质量分选，分选合格的产品继续根据复合板材企业质量标准，从成品外观质量、内在物理、力学、化学性能指标等进行质量检验及其根据检验结果，对不同质量等级的成品，进行质量等级检验，并将不同质量等级的成品分类、标识。
(10)包装入库。经质量检验、分选、分级后，最后进行不同质量等级产品包装、打包、入库。不合格产品，不进行包装，按不合格产品管理要求，另行处理。
根据本实施例制得的新型复合板材，按《GB/T 17657-2013人造板理化性能实验方法》对常用的5种不同厚度的新型复合板材进行检测，检测结果均优于《GB/T9846-2015普通胶合板》、《GB/T4798-2015刨花板》、《GB/T39600-2021人造板及其制品甲醛释放量分级》。检测结果如表1、表2所示。
表1
表2尺寸偏差要求
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、赞同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种新型结构复合板材，其特征在于，所述的复合板材为九层结构，其中木质细料层共五层，木质单板层共四层，木质细料层为胶粘剂和木质细料刨花的混合层，木质单板层的上下表面均涂有水性无醛胶粘剂，复合板材的第一层、第三层、第五层、第七层和第九层为木质细料层，复合板材的第二层、第四层、第六层、第八层为木质单板层；
所述复合板材的制备方法如下：第九层木质细料铺装→第八层木质单板铺装→第七层木质细料铺装→第六层木质单板铺装→第五层木质细料铺装→第四层木质单板铺装→第三层木质细料铺装→第二层木质单板铺装→第一层木质细料铺装→预压→热压→修边→降温冷却→砂光→锯边→分等检验→成品；
所述的木质细料刨花是由木材刨片产生的刨花经过干燥、筛选、打磨筛选得到，或是由锯糠经过干燥、分选、打磨、再分选得到，或指上述刨花和锯糠的混合；以上干燥的温度为150℃-280℃，干燥后刨花或锯糠的含水率为0%-5%；
木质细料铺装步骤中，铺装量为0.3kg/m2-4.5kg/m2 ,铺装厚度为2mm-20mm；木质单板所涂的水性无醛胶粘剂的涂胶量为40g-150g/m2；
所述预压步骤中，预压压力为0.1MPa-5.0MPa，预压后第一层、第九层木质细料的厚度为0.5mm-5mm；且预压后第一层厚度和第九层厚度偏差≤0.3%；其余各层的木质细料的厚度为0.8mm-3mm；
所述热压步骤中，热压温度为160℃-255℃，热压压力0.1-6.0MPa，生产速度150mm/s-650mm/s；
所述的修边步骤是对热压成型后的板坯进行长度和宽度方向的预处理，刮除复合板材成型后形成的突出芯层边缘。
2.根据权利要求1所述的新型结构复合板材，其特征在于，木质细料刨花的质量要求为过筛网尺寸≤1.50mm×1.50mm，≥0.10mm×0.10mm；其中，第一层和第九层的木质细料刨花用量的70%-80%，其质量要求过筛网尺寸≤1.20mm×1.20mm。
3.根据权利要求1所述的新型结构复合板材，其特征在于，所述木质细料层的胶粘剂添加量为木质细料刨花绝干重量的5%-40%；其它辅助剂的添加占木质细料刨花绝干重量的比例为：防水剂0.03%-3.8%，防霉剂、固化剂、液体染料累计占木质细料刨花绝干重量0.01%-4.5%；拌胶后，木质细料刨花的含水率≤12%，第一层与第九层含水率的偏差≤0.3%，第七层、第五层、第三层的木质细料刨花的含水率≤8%。
4.根据权利要求1所述的新型结构复合板材，其特征在于，所述木质单板层的长为2470mm-2860mm，宽为1240mm-1290mm，厚为0.1mm-3mm，含水率≤8%。
5.根据权利要求1所述的新型结构复合板材，其特征在于，所述木质单板涂胶时所使用的水性无醛胶粘剂为双组份水性聚氨酯、大豆蛋白胶粘剂中的一种或两种与固化剂、填料、颜料的混合，水性无醛胶粘剂用量为0.8kg-1.8kg，固化剂、填料、颜料添加量为总量的0.1-0.5%。
6.根据权利要求1所述的新型结构复合板材，其特征在于，所述胶粘剂为人造板无醛或有醛胶粘剂；无醛胶粘剂为异氰酸脂胶粘剂、大豆蛋白胶粘剂、聚酰胺树脂中的一种或二种组合；有醛胶粘剂为脲醛树脂胶粘剂、酚醛胶粘剂、三聚氰胺改性脲醛胶粘剂中的一种或二种组合。
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