CN112092117B - 一种交叉网格定向轻质板的制备方法 - Google Patents

一种交叉网格定向轻质板的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种交叉网格定向轻质板的制备方法，步骤为(1)纵剖：将桉木单板切割成单板条；(2)涂胶：称取胶粘剂与单板条，改性胶粘剂，在单板条上涂抹改性后的胶粘剂；(3)铺装：用整张桉木单板作为下层，将双面涂胶的单板条从左至右平行等距排列在下层之上，作为Ⅰ层，再在Ⅰ层之上从前至后平行等距排列双面涂胶的单板条，作为Ⅱ层，继续以此相互垂直方式排列单板条，将此相互垂直方式排列的单板条总层作为中层，最后再将整张桉木单板放在中层之上作为上层，得到板坯；(4)热压，即得交叉网格定向轻质板。本发明通过调控单板条交叉排列的空隙大小、单板条层数、热压参数及板材厚度能够得到密度和力学性能更优并符合轻质板要求的板材。

Description

一种交叉网格定向轻质板的制备方法
技术领域
本发明涉及一种轻质板的制备方法，特别涉及一种交叉网格定向轻质板的制备方法。
背景技术
轻质板材，顾名思义就是质量相对于普通板而言质量比较轻而且强度达到使用标准的一种板材。轻质人造板在制造上节省了原材料，成本相对下降，使用价位也会降低，这些使得轻型人造板成为一种涉及趋势。减轻板材质量可以为消费者以及批发零售商的运输、装配带来很多便利，减轻运输成本，这是支持者们的观点。但是，轻质人造板虽然有上述优点，人造板厂商却不愿意为此改变其厂里原有的生产工艺。而且，因为是新品种人造板，市场对他的认可度也很低，家具零售商也不会因为一种新产品去支付额外的费用，所以在轻质人造板推行困难。
近年来，很多国家、地区都面临着木材资源短缺的困难处境，材料成本上升幅度大大提升，并且这一现象在短时间内不会得到很好的改善，木材加工业的增长速度相对于以往有所降低。许多企事业单位综合考虑资源及成本问题，纷纷开始研究轻质人造板，研发轻质人造板已逐渐成为热点问题，此外，目前常见的轻质人造板大多是在原有工艺上加以改进，使板材在质量上得以降低，在结构上设计轻质板这一方面的研究还是非常欠缺，发展新型轻质板不仅可以有效利用木材资源，还能满足不同行业领域对板材的要求。因此，目前亟需一种新的能够提高定向轻质板性能的新型人造板制备工艺，制备出一种质量相对于常规板材较轻，强度符合要求的新型人造板，以期优化其物理力学性能。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明针对上述技术问题，发明一种交叉网格定向轻质板的制备方法，旨在得到一种制备过程简洁、成本低、所得定向轻质板力学性能好制备方法。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种交叉网格定向轻质板的制备方法，包含以下操作步骤：
(1)纵剖：将桉木单板切割成单板条，单板条尺寸为长度40cm-120cm、宽度1.0cm-3.0cm、厚度0.8cm-2.5mm；
(2)涂胶：按一定量称取胶粘剂与步骤(1)中所得单板条，改性胶粘剂，在单板条双面上均匀涂抹改性后的胶粘剂；
(3)铺装：使用整张桉木单板作为下层，将步骤(2)中双面涂胶的单板条从左至右平行等距排列在下层之上，作为Ⅰ层，再在Ⅰ层之上从前至后平行等距排列双面涂胶的单板条，作为Ⅱ层，Ⅰ层、Ⅱ层形成交叉网格结构，继续以此相互垂直方式排列单板条，所述的等距距离为1-5cm，共排列9-15层(包含Ⅰ层、Ⅱ层)，将此相互垂直方式排列的单板条总层作为中层，最后再将整张桉木单板放在中层之上作为上层，得到板坯，所得板坯厚度为10mm-15mm；
(4)热压：将步骤(3)所得板胚进行热压，保压时间为10-20min，压力为1.0-2.0Mpa，热压温度为120-150℃，即得交叉网格定向轻质板；
其中，当步骤(1)中单板条宽度为2cm时，步骤(3)中等距的距离为4cm、共排列12层，所得板坯厚度为10mm；
当步骤(1)中单板条宽度为1cm时，步骤(3)中等距的距离为2cm、共排列9层，所得板坯厚度为10mm；
当步骤(1)中单板条宽度为3cm时，步骤(3)中等距的距离为3cm、共排列15层，所得板坯厚度为12mm；
其中，当步骤(1)中单板条宽度为2cm时，步骤(3)中等距的距离为4cm、共排列9层，所得板坯厚度为12mm；
当步骤(1)中单板条宽度为2cm时，步骤(3)中等距的距离为3cm、共排列15层，所得板坯厚度为10mm；
当步骤(1)中单板条宽度为3cm时，步骤(3)中等距的距离为4cm、共排列12层，所得板坯厚度为10mm；
当步骤(1)中单板条宽度为3cm时，步骤(3)中等距的距离为2cm、共排列15层，所得板坯厚度为12mm。
优选的是，步骤(1)中所述的单板条宽度为2.0cm。
优选的是，步骤(2)中按照胶粘剂与步骤(1)中所得单板条成质量比0.15:1取胶粘剂和单板条。
优选的是，步骤(2)中添加面粉改性胶粘剂，所述的面粉为高筋面粉，添加量为胶粘剂质量的25％，施胶量为改性后胶粘剂的使用量为单板条质量的15％；所述的胶粘剂为脲醛胶粘剂。
优选的是，步骤(4)中所述的保压时间为15min，压力为1.5Mpa，热压温度为125℃。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明方法通过将桉木单板切割成固定宽度的单板条，进行双面涂胶并交叉排列制成板材的中层，同时上、下层复合桉木单板进行热压制成具有空隙结构的轻质板材，得到交叉网格定向轻质板；本发明通过调控单板条交叉排列的空隙大小、单板条层数、热压参数及板材厚度能够得到密度和力学性能更优并符合轻质板要求的板材，展现出较强的应用前景。
附图说明
图1是本发明方法工艺示意图。
图2是本发明方法所得板坯试件。
图3是不同因素对本发明方法制备所得交叉网格定向轻质板密度的影响。
图4是不同因素对本发明方法制备所得交叉网格定向轻质板弹性模量的影响。
图5是不同因素对本发明方法制备所得交叉网格定向轻质板静曲强度的影响。
图6是不同因素对本发明方法制备所得交叉网格定向轻质板内结合强度的影响。
图7是不同因素对本发明方法制备所得交叉网格定向轻质板吸水膨胀率的影响。
具体实施方式
下面结合附图具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。实施例中采用的原料、实际若无特殊说明，皆为市售所得。
实施例1
一种交叉网格定向轻质板的制备方法，操作步骤如下：
(1)纵剖：将桉木单板利用精密推台锯切割成单板条，单板条尺寸为长度42cm、宽度1.0cm、厚度1mm；
(2)涂胶：按照步骤(1)中所得单板条与脲醛胶粘剂成质量比1:0.15称取单板条和脲醛胶粘剂，添加脲醛胶粘剂质量25％的高筋面粉改性脲醛胶粘剂，将改性后的脲醛胶粘剂倒入手动滚胶机中，将步骤(1)所得单板条分批次整齐铺在托盘中，用滚胶机轻轻地在铺好的单板条上碾过，使单板条双面上的胶粘剂涂布均匀，施胶量为改性后脲醛胶粘剂的使用量为单板条质量的15％；
(3)铺装：使用整张桉木单板作为下层，将步骤(2)中双面涂胶的单板条从左至右平行等距排列在下层之上，单板条间距为2cm，作为Ⅰ层，再在Ⅰ层之上从前至后平行等距排列双面涂胶的单板条，单板条间距为2cm，作为Ⅱ层，Ⅰ层、Ⅱ层形成交叉网格结构，继续以此相互垂直方式排列单板条，共排列9层(包含Ⅰ层、Ⅱ层)，将此相互垂直方式排列的单板条总层作为中层，最后再将整张桉木单板放在中层之上作为上层，得到板坯，所得板坯厚度为10mm，上层、下层规格大小为42cm×42cm；
(4)热压：将步骤(3)所得板胚放入实验用热压机中进行热压，得到10mm的板坯，保压时间为15min，压力为1.5Mpa，热压温度为125℃，即得交叉网格定向轻质板。
板胚陈放：步骤(4)中热压完毕后取出所得板坯陈放5天，留待检测。
实施例2
一种交叉网格定向轻质板的制备方法，包含以下操作步骤：
(1)纵剖：将桉木单板利用精密推台锯切割成单板条，单板条尺寸为长度40cm、宽度3.0cm、厚度0.8mm；
(2)涂胶：按照步骤(1)中所得单板条与脲醛胶粘剂成质量比1:0.15称取单板条和脲醛胶粘剂，添加脲醛胶粘剂质量25％的高筋面粉改性脲醛胶粘剂，将改性后的脲醛胶粘剂倒入手动滚胶机中，将步骤(1)所得单板条分批次整齐铺在托盘中，用滚胶机轻轻地在铺好的单板条上碾过，使单板条双面上的脲醛胶粘剂涂布均匀，施胶量为改性后脲醛胶粘剂的使用量为单板条质量的15％；
(3)铺装：使用整张桉木单板作为下层，将步骤(2)中双面涂胶的单板条从左至右平行等距排列在下层之上，单板条间距为3cm，作为Ⅰ层，再在Ⅰ层之上从前至后平行等距排列双面涂胶的单板条，单板条间距为3cm，作为Ⅱ层，Ⅰ层、Ⅱ层形成交叉网格结构，继续以此相互垂直方式排列单板条，共排列15层(包含Ⅰ层、Ⅱ层)，将此相互垂直方式排列的单板条总层作为中层，最后再将整张桉木单板放在中层之上作为上层，得到板坯，所得板坯厚度为12mm，上层、下层规格大小为42cm×42cm；
(4)热压：将步骤(3)所得板胚放入实验用热压机中进行热压，得到12mm的板坯，保压时间为10min，压力为1.0Mpa，热压温度为150℃，即得交叉网格定向轻质板。
板胚陈放：步骤(4)中热压完毕后取出所得板坯陈放3天，留待检测。
实施例3
一种交叉网格定向轻质板的制备方法，具体操作步骤如下：
(1)纵剖：将桉木单板利用精密推台锯切割成单板条，单板条尺寸为长度120cm、宽度2.0cm、厚度2.5mm；
(2)涂胶：按照步骤(1)中所得单板条与脲醛胶粘剂成质量比1:0.15称取单板条和脲醛胶粘剂，添加脲醛胶粘剂质量25％的高筋面粉改性脲醛胶粘剂，将改性后的脲醛胶粘剂倒入手动滚胶机中，将步骤(1)所得单板条分批次整齐铺在托盘中，用滚胶机轻轻地在铺好的单板条上碾过，使单板条上的脲醛胶粘剂涂布均匀，施胶量为改性后脲醛胶粘剂的使用量为单板条质量的15％；
(3)铺装：使用整张桉木单板作为下层，将步骤(2)中双面涂胶的单板条从左至右平行等距排列在下层之上，单板条间距为4cm，作为Ⅰ层，再在Ⅰ层之上从前至后平行等距排列双面涂胶的单板条，单板条间距为4cm，作为Ⅱ层，Ⅰ层、Ⅱ层形成交叉网格结构，继续以此相互垂直方式排列单板条，共排列12层(包含Ⅰ层、Ⅱ层)，将此相互垂直方式排列的单板条总层作为中层，最后再将整张桉木单板放在中层之上作为上层，得到板坯，所得板坯厚度为10mm，上层、下层规格大小为42cm×42cm；
(4)热压：将步骤(3)所得板胚放入实验用热压机中进行热压，得到10mm的板坯，保压时间为15min，压力为1.5Mpa，热压温度为125℃，即得交叉网格定向轻质板。
板胚陈放：步骤(4)中热压完毕后取出所得板坯陈放2-5天，留待检测。
实施例4
一种交叉网格定向轻质板的制备方法，具体操作步骤如下：
(1)纵剖：将桉木单板利用精密推台锯切割成单板条，单板条尺寸为长度120cm、宽度2.0cm、厚度2.5mm；
(2)涂胶：按照步骤(1)中所得单板条与脲醛胶粘剂成质量比1:0.15称取单板条和脲醛胶粘剂，添加脲醛胶粘剂质量25％的高筋面粉改性脲醛胶粘剂，将改性后的脲醛胶粘剂倒入手动滚胶机中，将步骤(1)所得单板条分批次整齐铺在托盘中，用滚胶机轻轻地在铺好的单板条上碾过，使单板条上的脲醛胶粘剂涂布均匀，施胶量为改性后脲醛胶粘剂的使用量为单板条质量的15％；
(3)铺装：使用整张桉木单板作为下层，将步骤(2)中双面涂胶的单板条从左至右平行等距排列在下层之上，单板条间距为4cm，作为Ⅰ层，再在Ⅰ层之上从前至后平行等距排列双面涂胶的单板条，单板条间距为4cm，作为Ⅱ层，Ⅰ层、Ⅱ层形成交叉网格结构，继续以此相互垂直方式排列单板条，共排列9层(包含Ⅰ层、Ⅱ层)，将此相互垂直方式排列的单板条总层作为中层，最后再将整张桉木单板放在中层之上作为上层，得到板坯，所得板坯厚度为12mm，上层、下层规格大小为42cm×42cm；
(4)热压：将步骤(3)所得板胚放入实验用热压机中进行热压，得到10mm的板坯，保压时间为15min，压力为1.5Mpa，热压温度为125℃，即得交叉网格定向轻质板。
板胚陈放：步骤(4)中热压完毕后取出所得板坯陈放2-5天，留待检测。检测：
根据实施例1的制备方法，按照表1中的相应数据调整各参数，其余操作与实施例1完全相同制备定向轻质板(表1中编号为1的为实施例1)。
表1
Figure BDA0002655947790000071
Figure BDA0002655947790000081
对制备所得定向轻质板的静曲强度、弹性模量、内结合强度、密度、吸水厚度膨胀率进行检测，结果如表2所示(表2中编号为1的为实施例1所得数据，因数据较多，实施例2-4所得板材各项物理力学性能均符合LY/T1580-2010《定向刨花板》中关于OSB/1型的要求，表2中就不放实施例2-4的数据)，表2所得数据做极差分析，得出图3-7：
表2
Figure BDA0002655947790000082
Figure BDA0002655947790000091
图3表明在上面9组实验中各组交叉网格定向轻质板的密度比较：其中，实验序号为1、6、8的是厚度为10mm的交叉网格定向轻质板；实验序号为、4、9的是厚度为12mm的板材，实验序号为3、5、7的是厚度为15mm得到板材，从上图3可以明显看出，15mm的厚度板材密度最小，质量最轻；其次是12mm的板材，密度最大的是厚度为10mm的板材。可以初步得出：厚度越小的板材，单板条被压缩的越紧密，密度越大。另一方面，单板条的层数越多，而单板厚度越小，单板条之间贴合得越紧密，密度也就越大，单板条的间隔越小，密度也随着变小。
图4表明，弹性模量随着单板条的宽度增加而增加，在单板条层数范围内先下降后上升，9层和12层的板材弹性模量相差不是很大，可能是实验组内单板条层数间接影响了弹性模量；弹性模量随着板材厚度和单板条间隔的增加而递减，分析原因可能是单板条越宽在板材内留下的空隙越小，弹性模量也就增加，板材厚度越大，单板条之间没有被压得很紧密导致弹性模量的下降；单板条间隔越大，板材内的空隙越大，弹性模量相应减小。
图5表明，静曲强度随着单板宽度的增加而增加，可能是单板条宽度间接影响了板材内部空隙的大小，当单板条层数的增加先呈下降的趋势从18.57下降到28.61，后又上升。静曲强度随着单板条间隔的增大先下降后上升，在单板条间隔为2cm时，静曲强度达到了26.87：静曲强度随着板材厚度的增加而递减，分析原因可能是板材内部的单板条没有被压实，贴合不紧密，从而导致了静曲强度的下降。根据标准LY/T 1580-2010《定向刨花板标准》中干燥状态下非承载板的力学性能要求6-10mm的板材静曲强度应大于22，10-18mm的板材静曲强度应大于20，编号2-5以及编号7所得板材并未达标。
图6表明，内结合强度在单板条宽度为3cm时最低只有0.23，在1-2cm范围内随着宽度的增加内结合强度也增加，分析原因可能为内结合强度与板材内的材料的接触面积有关，但是宽度为3cm是内结合强度最低，造成的原因可能是实验过程中施胶不均匀；内结合强度随着单板条层数的增加而呈现逐渐降低的现象，分析原因可能是由于单板条层数增加而使得单板的厚度也增加而由于有厚度规的作用，使得板材在热压过程中，热量没有充分传递到整块板，从而内结合强度下降；内结合强度在板材厚度范围内先上升在下降，分析原因可能为板材厚度为15mm时，有些单板条层数勉强超过厚度规的尺寸，单板条在热压时没有被充分压紧，导致了内结合强度的降低；内结合强度在单板条间隔范围内先下降后上升，在间隔2cm时最低，只有0.61MPa，分析原因可能是由于试件大小内，裁剪试件时，只有一小部分单板条包含在内，所以内结合强度很小。
图7表明，吸水厚度膨胀率随着单板条层数的增加而增加，从9层的74％稳步上升到92％，在单板条宽度和单板条间隔因素方面都是先上升后下降，在2cm单板条宽度和3cm单板条间隔时出现最高值114％、103％。板厚的吸水厚度膨胀率从最大降到最低后又上升。LY/T 1580-2010标准中规定10mm～18mm厚度范围内板材的24h吸水厚度膨胀率应大于15％，所有条件下的轻质板均达到标准。吸水厚度膨胀率远超于标准，分析原因可能是单板条施胶不均匀以及热压过程中层数太多板材过后热压时间短导致热量没有传递透彻，导致各单板条之间的没有足够的胶合强度固定，所以板材膨胀严重，变形严重。
实验结果表明：影响桉木单板条交错轻质板的最主要因素是单板条宽度和单板条层数，其次是单板条的间隔。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (5)

1.一种交叉网格定向轻质板的制备方法，其特征在于，包含以下操作步骤：
(1)纵剖：将桉木单板切割成单板条，单板条尺寸为长度40cm-120cm、宽度1.0cm-3.0cm、厚度0.8cm-2.5mm；
(2)涂胶：按一定量称取胶粘剂与步骤(1)中所得单板条，改性胶粘剂，在单板条双面上涂抹改性后的胶粘剂；
(3)铺装：使用整张桉木单板作为下层，将步骤(2)中双面涂胶的单板条从左至右平行等距排列在下层之上，作为Ⅰ层，再在Ⅰ层之上从前至后平行等距排列双面涂胶的单板条，作为Ⅱ层，继续以此相互垂直方式排列单板条，所述的等距距离为1-5cm，共排列9-15层，将此相互垂直方式排列的单板条总层作为中层，最后再将整张桉木单板放在中层之上作为上层，得到板坯，所得板坯厚度为10mm-15mm；
(4)热压：将步骤(3)所得板胚进行热压，保压时间为10-20min，压力为1.0-2.0Mpa，热压温度为120-150℃，即得交叉网格定向轻质板；
其中，当步骤(1)中单板条宽度为2cm时，步骤(3)中等距的距离为4cm、共排列12层，所得板坯厚度为10mm；
当步骤(1)中单板条宽度为1cm时，步骤(3)中等距的距离为2cm、共排列9层，所得板坯厚度为10mm；
当步骤(1)中单板条宽度为3cm时，步骤(3)中等距的距离为3cm、共排列15层，所得板坯厚度为12mm；
其中，当步骤(1)中单板条宽度为2cm时，步骤(3)中等距的距离为4cm、共排列9层，所得板坯厚度为12mm；
当步骤(1)中单板条宽度为2cm时，步骤(3)中等距的距离为3cm、共排列15层，所得板坯厚度为10mm；
当步骤(1)中单板条宽度为3cm时，步骤(3)中等距的距离为4cm、共排列12层，所得板坯厚度为10mm；
当步骤(1)中单板条宽度为3cm时，步骤(3)中等距的距离为2cm、共排列15层，所得板坯厚度为12mm。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的单板条宽度为2.0cm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中按照胶粘剂与步骤(1)中所得单板条成质量比0.15:1取胶粘剂和单板条。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中添加面粉改性胶粘剂，所述的面粉为高筋面粉，添加量为胶粘剂质量的25％，施胶量为改性后胶粘剂的使用量为单板条质量的15％；所述的胶粘剂为脲醛胶粘剂。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述的保压时间为15min，压力为1.5Mpa，热压温度为125℃。
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Citations (11)

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