CN103692502A - 用作装饰型材基材的无纺布增强型单板层积材的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用作装饰型材基材的无纺布增强型单板层积材的制造方法，采用单板和无纺布作为原料，经处理后组坯至需要的厚度，通过热压机进行热压制成单板层积材，作为装饰型材基材。本发明制备的单板层积材基材具有优良的物理力学性能，降低了生产成本、提高产品的科技含量和附加值，有效利用了现有的木材资源和中小径速生材单板，同时提高了生产效率，而且其物理力学性能优良，产品环保达到E1级要求，可出口欧美及东南亚国家，具有显著的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种用作装饰型材基材的无纺布增强型单板层积材的制造方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展木材供需矛盾日益突出，大经级、硬阔叶材资源的相对匮乏。再加上其他类型人造板材生产设备和技术相对落后，使得木材综合利用率低下，木材浪费严重，在一定程度上制了人造板工业的发展。如何高效利用现有木材资源，提高产品的科技含量和附加值，是亟待解决的问题。包括木质装饰型材在内的装饰木材因其优良特性，已越来越受到人们的青睐，在装饰装修中占有举足轻重的地位。近年来，房地产的快速发展极大的带动了我国装饰装修行业的发展，为木质装饰型材带来了巨大的市场空间。长期以来，人们对大经级天然林杉木的大量采伐，杉木供材趋向于中小径化，较大程度地影响了杉木在装饰用材中的应用。因此，探索解决杉木的供求矛盾问题，提高木材的综合利用率，提高科技含量，提高产品附加值，将胶合板材用于装饰型材的生产应用中，对林产加工业的发展具有重要的理论意义和实际应用价值。单板层积材是多层整幅（或经拼接）单板按顺纹为主组坯胶合而成的板材，有近似于实体木材性能的人造板，有效提高了速生材桉木、杨木加工产品的附加值，提升产品的档次，拓宽其使用领域。目前现行国家标准GB/T20214-2006将单板层积材分为非结构用单板层积材与结构用单板层积材，对于非结构用单板层积材中未提及具体力学性能的要求，作为装饰型基材的实际应用中难以使用要求。若以结构用单板层积材用于装饰型材的基材，导致大材小用带来制造成本高的缺点。由于速生材的快速生长导致其结构疏松、密度低、强度差，所制得的装饰型材用单板层积材存在着强度低、刚度差、易变形等问题，不利于产品的使用，生产工艺急需得到改进。
无纺布是由定向的或随机的纤维经撑列形成纤网结构，然后采用机械、热粘或化学等方法加固而成，具有柔韧、质轻、无毒、低廉、环保等特点，能较好的克服因板材质量增大而增加运输成本的问题，而且可以较好的起到增强基材的物理力学强度，在木材工业生产中应用前景良好。
在传统的单板层积材生产工艺基础上，本发明采用了无纺布增强单板层积材的力学性能比未处理的提高达15~45%，不仅提高了小径级速生材的综合利用率，进一步拓宽杨木、桉木速生材的使用范围，提升产品的档次。用无纺布增强单板层积材作为装饰型材基材使用，有利于改变传统的以实木为基材的生产方式，既节约大量的杉木资源，又避免了以桉木或杨木单板生产的非结构用单板层积材作为装饰型材基材使用时变形、开裂等缺陷的产生，有利于促进装饰型材的可持续发展。可见，采用无纺布增强单板层积材在装饰型材的生产应用中具有广阔的市场前景，具有显著经济与社会效益。
公开号为“CN202627407U”的发明公开了一种金属无纺布复合板的制备方法，以金属材料为表层，高分子胶膜为芯层，无纺布为底层，经高温辊压成型。其中使用的无纺布组坯时无纺布位于表层，主要是便于所制板材与外墙墙面粘贴，且未提及到所采用的无纺布是用于增强板材物理力学性能。
公开号为“CN102152564A”的发明公开了一种合成树脂浸渍薄木饰面人造板的制备方法，以薄木单板、牛皮纸或无纺布、热固性合成树脂、人造板为原料，经特殊工艺压制成平板人造板、模压门面板及模压异型的板材。但是，其未提及无纺布的作用，更无增强板材物理力学性能的作用。
发明内容
本发明的目的是针对现有装饰型材用单板层积材的产品物理力学性能较差，表层涂料易开裂的问题，提供一种无纺布增强型单板层积材的制造方法，本发明制造的无纺布增强单板层积材，具有优良的物理力学性能，特别适合用作装饰型材的基材，不仅降低生产成本、操作简单，能提高木材综合利用率和生产效率，而且其物理力学性能优于全木材单板层积材的指标，无纺布增强型单板层积材的成功实施具有显著的经济效益和社会效益。
本发明是通过以下技术方案实施的：
一种用作装饰型材基材的无纺布增强型单板层积材的制造方法：以单板、无纺布为原料，单板经涂胶处理、无纺布经偶联剂处理后，组坯至需要的厚度，然后经过热压工艺制得无纺布增强型单板层积材。
所述的单板为桉木单板、杨木单板中的一种或两种。
所述的无纺布为丙纶、氯纶、涤纶中的一种或多种。
所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂的一种或多种。
所述的用作装饰型材基材的无纺布增强型单板层积材的制造方法，包括以下步骤：
（1）将桉木单板或杨木单板干燥至含水率为8~10%；
（2）选取厚度为1.2~1.6mm的单板作为表板，厚度为1.8~2.8mm的单板为芯板；
（3）将无纺布上下表面采用偶联剂处理，偶联剂用量为无纺布重量的0.5~1.5%；
（4）用脲醛树脂胶黏剂对表板的单面进行涂胶，涂胶量为110~180 g/m2，用脲醛树脂胶黏剂对芯板的双面进行涂胶，涂胶量为240~330 g/m2；
（5）将涂胶单板陈化10~20min；
（6）将表板作为第一层（面板），涂胶面加入无纺布，再依次加入芯板、无纺布，按顺纹组坯至需要的厚度，最后加入另一层表板（背板），表板未涂胶面朝外，得到板坯；
（7）将板坯进行预压处理，时间为20~30min，压力为0.8~1.1 MPa；
（8）将经步骤（7）处理的板坯移至热压机进行热压，热压温度100~135℃，热压压力为1.2~1.6MPa，热压时间为0.8~1.3min/mm；热压完成后降压卸板得到无纺布增强型用单板层积材。
本发明还可以通过如下措施完善：①通过采用其他速生材的单板进行生产，可进一步拓宽原料来源。②通过采用表面改性处理能达到与木材有良好界面相容性的无纺布，可减化生产中对无纺布的表面处理工艺或可降低无纺布的使用层数。③通过酚醛树脂、异氰酸酯胶等其他胶黏剂替代脲醛树脂胶进行生产，可进一步提升物理力学性能。
本发明的显著优点在于：
（1）本发明所制得的无纺布增强单板层积材，是一种物理力学性能优良、低碳环保的木质复合材料，将现有的胶合板生产线稍加改造即可实现产业化生产。
（2）本发明所制得的无纺布增强单板层积材，以由9层单板与8层无纺布复合而成且厚度为21mm的产品为例，其具体性能指标：含水率6~14%，试件同一层胶层的任一边胶线剥离长度＜该边胶线长度的1/3；甲醛释放量＜1.2mg/L，静曲强度≥20.8MPa，弹性模量≥7200 MPa，特别适合作为装饰型材基材或需有一定承载要求但又未达到结构使用要求的场合使用。
具体实施方式
实施例1
1）将旋切桉木单板干燥至含水率为8%；2）取厚度为1.3mm单板作为表板，厚度为2.6mm单板为芯板；3）取定量为40 g/m2的PP无纺布；4）无纺布上下表面通过采用钛酸酯偶联剂处理，偶联剂用量为无纺布质量份数的0.5%；5）表板用脲醛树脂胶（UF）进行涂胶，对表板的松面单面涂胶量为130g/m2；取经步骤2）的芯板用脲醛树脂胶（UF）进行涂胶，双面涂胶量为280 g/m2，涂胶单板进行陈化15min；6）取涂胶单板进行顺纹组坯，同时相邻单板间加入经步骤4）处理的无纺布；组成板坯的表板紧面朝外；7）板坯进行预压处理，时间为20min，压力为1.1MPa；8）取步骤7）的板坯移至热压机进行热压，热压温度115℃，在1.3MPa压力下热压时间为1.3min/mm；热压完成后降压卸板得到无纺布增强型用单板层积材。
实施例2
1） 将旋切杨木单板干燥至含水率为8%；2）取经步骤1）的厚度为1.6mm单板作为表板，厚度为2.5mm单板为芯板；3）取定量为25 g/m2的PP无纺布；4）取步骤3）无纺布上下表面通过采用铝酸酯偶联剂处理，偶联剂用量为无纺布质量份数的0.5%；5）取经步骤2）的表板用脲醛树脂胶（UF）进行涂胶，对表板的松面单面涂胶量为150g/m2；取经步骤2）的芯板用脲醛树脂胶（UF）进行涂胶，双面涂胶量为260 g/m2，涂胶单板进行陈化20min；6）取经步骤5）的单板进行顺纹组坯，同时相邻单板间加入经步骤4）的无纺布；组成板坯的表板紧面朝外；7）取步骤6）的板坯进行预压处理，时间为20min，压力为1.1 MPa；8）将板坯移至热压机进行热压，热压温度135℃，在1.3MPa压力下热压时间为1.2min/mm；热压完成后降压卸板得到无纺布增强型用单板层积材。
实施例3
1）将旋切桉木单板干燥至含水率为8%；2）取经步骤1）的厚度为1.3mm单板作为表板，厚度为2.6mm单板为芯板；3）取定量为25 g/m2的PET无纺布；4）取步骤3）无纺布上下表面通过采用硅烷偶联剂处理，偶联剂用量为无纺布质量份数的0.5%；5）取经步骤2）的表板用脲醛树脂胶（UF）进行涂胶，对表板的松面单面涂胶量为180g/m2；取经步骤2）的芯板用脲醛树脂胶（UF）进行涂胶，双面涂胶量为300 g/m2，涂胶单板进行陈化15min；6）取经步骤5）的单板进行顺纹组坯，同时相邻单板间加入经步骤4）的无纺布；组成板坯的表板紧面朝外；7）取步骤6）的板坯进行预压处理，时间为30min，压力为0.8 MPa；8）取步骤7）的板坯移至热压机进行热压，热压温度120℃，在1.3MPa压力下热压时间为1.2min/mm；热压完成后降压卸板得到无纺布增强型用单板层积材。
实施例4
1）将旋切桉木单板干燥至含水率为9%；2）取经步骤1）的厚度为1.6mm单板作为表板，厚度为2.6mm单板为芯板；3）取定量为35 g/m2的PVC无纺布；4）取步骤3）无纺布上下表面通过采用硅烷偶联剂处理，偶联剂用量为无纺布质量份数的1.2%；5）取经步骤2）的表板用脲醛树脂胶（UF）进行涂胶，对表板的松面单面涂胶量为130g/m2；取经步骤2）的芯板用脲醛树脂胶（UF）进行涂胶，双面涂胶量为330 g/m2，涂胶单板进行陈化10min；6）取经步骤5）的单板进行顺纹组坯，同时相邻单板间加入经步骤4）的无纺布；组成板坯的表板紧面朝外；7）取步骤6）的板坯进行预压处理，时间为25min，压力为1.0 MPa；8）取步骤7）的板坯移至热压机进行热压，热压温度125℃，在1.3MPa压力下热压时间为1.2min/mm；热压完成后降压卸板得到无纺布增强型用单板层积材。
实施例5
1）将旋切桉木单板干燥至含水率为10%；2）取经步骤1）的厚度为1.5mm单板作为表板，厚度为2.6mm单板为芯板；3）取定量为30 g/m2的PVC无纺布；4）取步骤3）无纺布上下表面通过采用铝酸酯偶联剂处理，偶联剂用量为无纺布质量份数的1.1%；5）取经步骤2）的表板用脲醛树脂胶（UF）进行涂胶，对表板的松面单面涂胶量为140g/m2；取经步骤2）的芯板用脲醛树脂胶（UF）进行涂胶，双面涂胶量为280 g/m2，涂胶单板进行陈化15min；6）取经步骤5）的单板进行顺纹组坯，同时相邻单板间加入经步骤4）的无纺布；组成板坯的表板紧面朝外；7）取步骤6）的板坯进行预压处理，时间为20min，压力为1.1MPa；8）取步骤7）的板坯移至热压机进行热压，热压温度135℃，在1.2MPa压力下热压时间为1.6min/mm；热压完成后降压卸板得到无纺布增强型用单板层积材。（0.8不在权利要求给的范围1.2-1.6Mpa内）
实施例6
1）将旋切杨木单板干燥至含水率为9%；2）取经步骤1）的厚度为1.4mm单板作为表板，厚度为2.8mm单板为芯板；3）取定量为45 g/m2的PET无纺布；4）取步骤3）无纺布上下表面通过采用铝酸酯偶联剂处理，偶联剂用量为无纺布质量份数的0.9%；5）取经步骤2）的表板用脲醛树脂胶（UF）进行涂胶，对表板的松面单面涂胶量为180g/m2；取经步骤2）的芯板用脲醛树脂胶（UF）进行涂胶，双面涂胶量为280 g/m2，涂胶单板进行陈化15min；6）取经步骤5）的单板进行顺纹组坯，同时相邻单板间加入经步骤4）的无纺布；组成板坯的表板紧面朝外；7）取步骤6）的板坯进行预压处理，时间为20min，压力为1.1MPa；8）取步骤7）的板坯移至热压机进行热压，热压温度100℃，在1.3MPa压力下热压时间为1.3min/mm；热压完成后降压卸板得到无纺布增强型用单板层积材。（1.6 min/mm也不在范围内）
实施例7
1）将旋切桉木单板干燥至含水率为9%；2）取经步骤1）的厚度为1.5mm单板作为表板，厚度为2.5mm单板为芯板；3）取定量为45 g/m2的PP无纺布；4）取步骤3）无纺布上下表面通过采用铝酸酯偶联剂处理，偶联剂用量为无纺布质量份数的0.9%；5）取经步骤2）的表板用脲醛树脂胶（UF）进行涂胶，对表板的松面单面涂胶量为130g/m2；取经步骤2）的芯板用脲醛树脂胶（UF）进行涂胶，双面涂胶量为280 g/m2，涂胶单板进行陈化15min；6）取经步骤5）的单板进行顺纹组坯，同时相邻单板间加入经步骤4）的无纺布；组成板坯的表板紧面朝外；7）取步骤6）的板坯进行预压处理，时间为20min，压力为1.1MPa；8）取步骤7）的板坯移至热压机进行热压，热压温度125℃，在1.6MPa压力下热压时间为0.8min/mm；热压完成后降压卸板得到无纺布增强型用单板层积材。
实施例8
1）将旋切桉木单板和杨木单板干燥至含水率为9%；2）取经步骤1）的厚度为1.3mm杨单板作为表板，厚度为2.6mm桉木单板为芯板；3）取定量为50 g/m2的PVC无纺布；4）取步骤3）无纺布上下表面通过采用硅烷偶联剂处理，偶联剂用量为无纺布质量份数的1.1%；5）取经步骤2）的表板用脲醛树脂胶（UF）进行涂胶，对表板的松面单面涂胶量为110g/m2；取经步骤2）的芯板用脲醛树脂胶（UF）进行涂胶，双面涂胶量为240 g/m2，涂胶单板进行陈化12min；6）取经步骤5）的单板进行顺纹组坯，同时相邻单板间加入经步骤4）的无纺布；组成板坯的表板紧面朝外；7）取步骤6）的板坯进行预压处理，时间为20min，压力为1.1MPa；8）取步骤7）的板坯移至热压机进行热压，热压温度125℃，在1.2MPa压力下热压时间为1.3min/mm；热压完成后降压卸板得到无纺布增强型用单板层积材。
实施例9
1）将旋切桉木单板和杨木单板干燥至含水率为9%；2）取经步骤1）的厚度为1.6mm杨单板作为表板，厚度为2.7mm桉木单板为芯板；3）取定量为35 g/m2的PVC无纺布；4）取步骤3）无纺布上下表面通过采用钛酸偶联剂处理，偶联剂用量为无纺布质量份数的1.5%；5）取经步骤2）的表板用脲醛树脂胶（UF）进行涂胶，对表板的松面单面涂胶量为150g/m2；取经步骤2）的芯板用脲醛树脂胶（UF）进行涂胶，双面涂胶量为290 g/m2，涂胶单板进行陈化12min；6）取经步骤5）的单板进行顺纹组坯，同时相邻单板间加入经步骤4）的无纺布；组成板坯的表板紧面朝外；7）取步骤6）的板坯进行预压处理，时间为25min，压力为1.1MPa；8）取步骤7）的板坯移至热压机进行热压，热压温度115℃，在1.3MPa压力下热压时间为1.3min/mm；热压完成后降压卸板得到无纺布增强型用单板层积材。
实施例10
1）将旋切桉木单板和杨木单板干燥至含水率为9%；2）取经步骤1）的厚度为1.3mm杨单板作为表板，厚度为2.8mm桉木单板为芯板；3）取定量为30 g/m2的PP无纺布；4）取步骤3）无纺布上下表面通过采用钛酸偶联剂处理，偶联剂用量为无纺布质量份数的0.8%；5）取经步骤2）的表板用脲醛树脂胶（UF）进行涂胶，对表板的松面单面涂胶量为145g/m2；取经步骤2）的芯板用脲醛树脂胶（UF）进行涂胶，双面涂胶量为310 g/m2，涂胶单板进行陈化18min；6）取经步骤5）的单板进行顺纹组坯，同时相邻单板间加入经步骤4）的无纺布；组成板坯的表板紧面朝外；7）取步骤6）的板坯进行预压处理，时间为30min，压力为1.1MPa；8）取步骤7）的板坯移至热压机进行热压，热压温度105℃，在1.2MPa压力下热压时间为1.2min/mm；热压完成后降压卸板得到无纺布增强型用单板层积材。
需要说明的是：1）本发明采用的是以杨木、桉木单板为原料，为了拓宽原料范围，可以采用其他原木单板为原料通过添加无纺布的复合组坯方式进行生产无纺布增强型单板层积材。2）本发明采用丙纶（PP，聚丙烯）无纺布、氯纶（PVC，聚氯乙烯）无纺布、涤纶（PET，聚酯）无纺布，是市场上主要无纺布，同时强度较好。其他成分的无纺布同样适用。3）采用酚醛树脂胶、异氰酸酯胶等其他胶黏剂替代脲醛树脂胶生产无纺布增强型单板层积材产品的物理力学性能有所提高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (5)
1.一种用作装饰型材基材的无纺布增强型单板层积材的制造方法，其特征在于：以单板、无纺布为原料，单板经涂胶处理、无纺布经偶联剂处理后，组坯，然后经过热压工艺制得无纺布增强型单板层积材。
2.根据权利要求1所述的用作装饰型材基材的无纺布增强型单板层积材的制造方法，其特征在于：所述的单板为桉木单板、杨木单板中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的用作装饰型材基材的无纺布增强型单板层积材的制造方法，其特征在于：所述的无纺布为丙纶、氯纶、涤纶中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的用作装饰型材基材的无纺布增强型单板层积材的制造方法，其特征在于：所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的用作装饰型材基材的无纺布增强型单板层积材的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将桉木单板或杨木单板干燥至含水率为8~10%；
（2）选取厚度为1.2~1.6mm的单板作为表板，厚度为1.8~2.8mm的单板为芯板；
（3）将无纺布上下表面采用偶联剂处理，偶联剂用量为无纺布重量的0.5~1.5%；
（4）用脲醛树脂胶黏剂对表板的单面进行涂胶，涂胶量为110~180 g/m2，用脲醛树脂胶黏剂对芯板的双面进行涂胶，涂胶量为240~330 g/m2；
（5）将涂胶单板陈化10~20min；
（6）将表板作为第一层，涂胶面加入无纺布，再依次加入芯板、无纺布，按顺纹组坯至需要的厚度，最后加入表板，表板未涂胶面朝外，得到板坯；
（7）将板坯进行预压处理，时间为20~30min，压力为0.8~1.1 MPa；
（8）将经步骤（7）处理的板坯移至热压机进行热压，热压温度100~135℃，热压压力为1.2~1.6MPa，热压时间为0.8~1.3min/mm；热压完成后降压卸板得到无纺布增强型用单板层积材。
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