CN117445125A - 木质复合材料的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于本发明属于木质复合材料领域，具体而言，涉及一种木质复合材料的加工方法。本发明公开了一种木质复合材料的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.预处理：对基材表面进行喷砂预处理；S2.组坯：将基材与其他材料进行组坯，得到预复合材料；S3.胶合或贴面：通过加压的方式对预复合材料进行胶合处理或者使用其他材料对基材进行贴面处理；其中，所述基材为木质人造板。本发明的有益效果在于提供了一种对基材进行预处理，以提高基材与其他材料进行胶合处理所得产品的胶合强度和耐久性，并减少使用其他材料对基材进行贴面处理所得产品的缺陷的木质复合材料的加工方法。
Description
技术领域
本发明属于木质复合材料领域，具体而言，涉及一种木质复合材料的加工方法。
背景技术
木质复合材料(Wood-basedcomposites)是以木材(其各种形态，包括纤维、单板和刨花等)为基体材料再加上其他的增强材料或功能材料复合而成的具有承受一定载荷的或具有某些特定性能的复合材料。
木质人造板是木质复合材料常见的基材，木质人造板是利用木材，木质纤维、木质碎料或其他植物纤维为原料，用机械方法将其分解成不同的单元，经干燥、施胶、铺装、预压、热压、锯边、砂光等一系列工序加工而成的板材。木质人造板的主要品种有单板、胶合板、细木工板、纤维板和刨花板等，是室内装饰和家具中使用最多的材料之一。
现有的木质人造板，特别是纤维板、普通刨花板、定向刨花板等微小颗粒通过热固性胶粘剂热压后形成的木质复合板材，在木质人造板与木质人造板之间或者木质人造板与实木、三聚氰胺浸渍纸胶合或者贴面的时候，由于高温热处理以及热固性树脂的疏水阻隔作用，木质人造板的胶合性能和贴面性能都受到很大程度的影响。在胶合方面表现为胶粘剂的渗透性降低，胶合产品的耐久性能较难得到提升，在贴面方面则表现为贴面产品缺陷发生的概率较大。所以如果能开发出一种能够改善木质人造板的胶合性能，或者提升木质人造板的贴面性能的工艺方法具有重要意义。
中国专利文献(一)CN201525061U公开了一种由纤维板或刨花板为面层，与定向结构板或木质单板为基层进行复合后经热一次性热压成型的胶合板；中国专利文献(二)CN201811623115.0公开了一种刨花板贴面工艺，包括以下步骤：将刨花板素板进行砂光，然后按照铝箔面板-胶黏剂-刨花板素板-胶黏剂-铝箔面板的顺序铺膜组坯，接着用热压机进行热压，冷却后即得到贴面后的刨花板。上述技术方案中均未公开如何改善木质人造板的胶合性能和贴面性能。
发明内容
1.要解决的技术问题：
现有技术中，木质人造板的胶合性能和贴面性能较差，胶合工艺生产的胶合产品的胶合强度较低、耐久性能不高，贴面工艺生产的贴面产品的缺陷较多。
2.技术方案
为了解决上述技术问题，第一方面，本发明提供了一种木质复合材料的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.预处理：对基材表面进行喷砂预处理；
S2.组坯：将基材与其他材料进行组坯，得到预复合材料；
S3.胶合或贴面：通过加压的方式对预复合材料进行胶合处理或者使用其他材料对基材进行贴面处理；
其中，基材为木质人造板。
进一步的，其他材料为实木、木质人造板、浸渍纸中的一种。
进一步的，步骤S1.中，喷砂预处理所用的喷砂磨料材质为钢砂、钢丸、钢丝切丸、棕刚玉、白刚玉、黑刚玉、锆刚玉、铬刚玉、绿碳化硅、黑碳化硅、玻璃砂、石英砂、核桃砂和树脂砂中的一种。
进一步的，步骤S1.中，喷砂预处理所用的喷砂磨料材质为白刚玉。
进一步的，步骤S1.中，喷砂预处理的喷砂压力为0.3-0.7MPa。
进一步的，步骤S1.中，喷砂预处理的喷砂压力为0.7MPa。
进一步的，步骤S1.中，喷砂预处理所使用的喷砂喷嘴与基材表面的距离为4-10cm。
进一步的，步骤S1.中，喷砂预处理中的喷砂速度为0.5-1.0m/min；其中，喷砂速度是指喷嘴出口的喷砂磨料喷射的速度。
进一步的，步骤S1.中，喷砂预处理的喷砂方向为垂直于基材表面。
进一步的，步骤S1.中，喷砂预处理结束的标准为基材表面被磨掉40～60微米的厚度。
进一步的，步骤S1.中，喷砂预处理结束的标准为基材表面被磨掉50微米的厚度。
进一步的，步骤S3.中，在真空条件下，通过加压的方式对预复合材料进行胶合处理或者使用其他材料对基材进行贴面处理。
进一步的，真空条件的真空度为不高于-0.095MPa。
进一步的，加压条件为压力大于等于1Mpa。
进一步的，若步骤S3.中将基材与其他材料进行胶合处理，在步骤S2.中的组坯之前，还需对待组坯的基材或者其他材料进行施胶处理。
进一步的，步骤S3.中，基材与其他材料进行胶合处理或贴面处理的条件为常温条件或者是高温条件。
进一步的，常温条件为15～30℃。
进一步的，常温条件为20℃。
进一步的，高温条件为150～200℃。
进一步的，高温条件为180℃。
进一步的，步骤S3.中，基材与其他材料进行胶合处理或贴面处理的条件为常温条件时，处理时间不少于3小时。
进一步的，步骤S3.中，基材与其他材料进行胶合处理或贴面处理的条件为常温条件时，处理时间不多于5小时。
进一步的，步骤S3.中，基材与其他材料进行胶合处理或贴面处理的条件为高温条件时，处理时间不少于10s。
进一步的，步骤S3.中，基材与其他材料进行胶合处理或贴面处理的条件为高温条件时，处理时间不多于15s。
进一步的，步骤S3.中，基材与其他材料进行胶合处理或贴面处理的条件为常温条件时，压力不低于1Mpa。
进一步的，步骤S3.中，基材与其他材料进行胶合处理或贴面处理的条件为高温条件时，压力不低于2Mpa。
进一步的，步骤S3.中，基材与其他材料进行胶合处理时，加压所使用的垫板为普通抛光钢板。
进一步的，步骤S3.中，基材与其他材料进行贴面处理时，加压所使用的垫板为喷砂处理过的钢板。
进一步的，步骤S3.在真空压机中进行。
3.有益效果
本发明的有益效果在于：提供了一种对基材进行预处理，以提高基材与其他材料进行胶合处理所得产品的胶合强度和耐久性，并减少使用其他材料对基材进行贴面处理所得产品的缺陷的木质复合材料的加工方法。
本发明利用喷砂处理实现了基材的表面纤维疏解、表面软化并提高了胶粘剂渗透性能，再配合真空状态下的加压胶合工序或者是贴面工序，实现胶合产品胶合强度、耐久性的提升，或者实现贴面产品的表面缺陷的减少，解决了现有胶合工艺生产的胶合产品的胶合强度较低，耐久性能不高或者贴面产品的缺陷较多的问题。
具体实施方式
下面将更详细地描述本公开的实施例。应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供实施方式和实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
本具体实施方式中提供了一种木质复合材料的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.预处理：对基材表面进行喷砂预处理；
S2.组坯：将基材与其他材料进行组坯，得到预复合材料；
S3.胶合或贴面：通过加压的方式对预复合材料进行胶合处理或者使用其他材料对基材进行贴面处理；
其中，基材为木质人造板。
进一步的，其他材料为实木、木质人造板、浸渍纸中的一种。
进一步的，步骤S1.中，喷砂预处理所用的喷砂磨料材质为钢砂、钢丸、钢丝切丸、棕刚玉、白刚玉、黑刚玉、锆刚玉、铬刚玉、绿碳化硅、黑碳化硅、玻璃砂、石英砂、核桃砂和树脂砂中的一种。
进一步的，步骤S1.中，喷砂预处理所用的喷砂磨料材质为白刚玉。
采用上述技术方案，由于白刚玉的硬度高从而使得其磨削效率高，同时白刚玉化学性质稳定，由于木材有一定的酸性，所以选择白刚玉作为喷砂磨料的优选，可以减缓喷砂磨料被腐蚀和磨损的速度，延长其使用寿命。
进一步的，步骤S1.中，喷砂预处理的喷砂压力为0.3-0.7MPa。
进一步的，步骤S1.中，喷砂预处理的喷砂压力为0.7MPa。
进一步的，步骤S1.中，喷砂预处理所使用的喷砂喷嘴与基材表面的距离为4-10cm。
进一步的，步骤S1.中，喷砂预处理中的喷砂速度为0.5-1.0m/min；其中，喷砂速度是指喷嘴出口的喷砂磨料喷射的速度。
进一步的，步骤S1.中，喷砂预处理的喷砂方向为垂直于基材表面。
现有技术中，一般对基材表面进行喷砂处理是为了使得基材表面获得一定的清洁度和粗糙度，改善其机械性能，增强抗疲劳性，增加与涂层之间的附着力，延长涂膜的耐久性，有利于涂料的流平和装饰，但尚无将喷砂作为胶合处理或者贴面处理的预处理工艺。
而本发明采用上述技术方案，经过喷砂处理后的基材表面粗糙度增加，提高了胶合产品及贴面产品的胶合强度和耐久性，此外，本发明采用喷砂预处理还提升了基材表面的表面纤维疏解、表面软化和胶粘剂渗透性能，有利于在后续胶合或者贴面处理工艺中提高基材的胶合和贴面性能。
进一步的，步骤S1.中，喷砂预处理结束的标准为基材表面被磨掉40～60微米的厚度。
进一步的，步骤S1.中，喷砂预处理结束的标准为基材表面被磨掉50微米的厚度。
具体来说，步骤S2.组坯是指将待胶合或者贴面的基材和其他材料叠放在一起。
进一步的，步骤S3.中，在真空条件下，通过加压的方式对预复合材料进行胶合处理或者使用其他材料对基材进行贴面处理。
进一步的，真空条件的真空度为不高于-0.095MPa。
进一步的，真空条件的真空度为-0.095MPa。
进一步的，加压条件为压力大于等于1Mpa。
进一步的，若步骤S3.中将基材与其他材料进行胶合处理，在步骤S2.中的组坯之前，还需对待组坯的基材或者其他材料进行施胶处理。
进一步的，步骤S3.中，基材与其他材料进行胶合处理或贴面处理的条件为常温条件或者是高温条件。
进一步的，常温条件为15～30℃。
进一步的，常温条件为20℃。
进一步的，高温条件为150～200℃。
进一步的，高温条件为180℃。
进一步的，步骤S3.中，基材与其他材料进行胶合处理或贴面处理的条件为常温条件时，处理时间不少于3小时。
进一步的，步骤S3.中，基材与其他材料进行胶合处理或贴面处理的条件为常温条件时，处理时间不多于5小时。
进一步的，步骤S3.中，基材与其他材料进行胶合处理或贴面处理的条件为高温条件时，处理时间不少于10s。
进一步的，步骤S3.中，基材与其他材料进行胶合处理或贴面处理的条件为高温条件时，处理时间不多于15s。
进一步的，步骤S3.中，基材与其他材料进行胶合处理或贴面处理的条件为常温条件时，压力不低于1Mpa。
进一步的，步骤S3.中，基材与其他材料进行胶合处理或贴面处理的条件为高温条件时，压力不低于2Mpa。
进一步的，步骤S3.中，基材与其他材料进行胶合处理时，加压所使用的垫板为普通抛光钢板。
进一步的，步骤S3.中，基材与其他材料进行贴面处理时，加压所使用的垫板为喷砂处理过的钢板。
进一步的，步骤S3.在真空压机中进行。
采用上述技术方案，本发明利用喷砂处理实现了基材的表面纤维疏解、表面软化并提高了胶粘剂渗透性能，再配合真空状态下的加压胶合工序或者是贴面工序，实现胶合产品胶合强度、耐久性的提升，或者实现贴面产品的表面缺陷的减少，解决了现有胶合工艺生产的胶合产品胶合强度较低，耐久性能不高或者贴面产品的缺陷较多的问题。
具体实施例
实施例1
首先将待胶合处理的结构用定向刨花板和杉木板材裁切成所需的尺寸，然后进行以下步骤：
(1)对结构用定向刨花板表面进行喷砂预处理；其中，喷砂磨料为白刚玉材质，目数为180目，喷砂压力为0.7Mpa，喷砂方向垂直于结构用定向刨花板表面，喷嘴距离结构用定向刨花板表面10cm，喷砂速度为0.5m/min，直至基材表面被磨掉50微米的厚度。
(2)对经过喷砂预处理的结构用定向刨花板表面进行单组份聚氨酯的施胶，施胶量为200g/m2，然后将施胶后的结构用定向刨花板与锯好的杉木板进行组坯。
(3)将组坯完成的结构用定向刨花板和杉木板放入真空压机中进行冷压，真空度设定为-0.095MPa，温度设定为20℃，整个冷压过程中需保持真空度为-0.095MPa，冷压压力为1Mpa，冷压时间为3小时，冷压垫板为普通抛光钢板，共制得50块胶合产品。
(4)冷压结束后，恢复大气压，卸载压力，取出胶合产品，对胶合产品进行胶层的剪切实验，测得50块胶合产品的干剪切强度平均值为4.8MPa，变异系数平均值为13％。对胶合产品进行真空加压浸渍剥离实验，测得50块胶合产品的剥离率全部满足国家标准，剥离率均小于5％，平均剥离率为2％。
上述剥离率是指，真空加压浸渍剥离实验后的剥离长度占总胶合长度的比例。
实施例2
首先将待贴面处理的纤维板和三聚氰胺浸渍纸裁切成所需的尺寸，然后进行以下步骤：
(1)对纤维板表面进行喷砂预处理；其中，喷砂磨料为白刚玉材质，目数为320目，喷砂压力为0.7Mpa，喷砂方向垂直于纤维板表面，喷嘴距离纤维板表面10cm，喷砂速度为1m/min，直至基材表面被磨掉50微米的厚度。
(2)将经过喷砂预处理的纤维板和三聚氰胺浸渍纸进行组坯。
(3)将组坯完成的三聚氰胺覆盖的纤维板放入真空压机中进行压贴，真空度设定为-0.095MPa，温度设定为180℃，整个压贴过程中需保持真空度为-0.095MPa，压贴压力为2MPa，压贴时间为30s，压贴垫板为喷砂处理过的钢板，共制得50块贴面产品。
(4)压贴结束后，恢复大气压，卸载压力，取出贴面产品，对贴面产品进行表面胶合强度测试，测得50块贴面产品的表面胶合强度平均值为2.3MPa，变异系数平均值为16％。由于干花和湿花所引起的表面缺陷在本具体实施例中的50块贴面产品中未被发现。
上述干花和湿花所引起的表面缺陷解释如下：
干花也称白花，是产品表面存在的不透明片色花斑；湿花也称水迹，是产品表面存在的雾状痕迹。
实施例3
首先将待贴面处理的刨花板和三聚氰胺浸渍纸裁切成所需的尺寸，然后进以下步骤：
(1)对刨花板表面进行喷砂预处理；其中，喷砂磨料为白刚玉材质，目数为320目，喷砂压力为0.7Mpa，喷砂方向垂直于刨花板表面，喷嘴距离刨花板表面4cm，喷砂速度为0.5m/min，直至基材表面被磨掉50微米的厚度。
(2)将经过喷砂预处理的刨花板和三聚氰胺浸渍纸进行组坯。
(3)将组坯完成的三聚氰胺覆盖的刨花板放入真空压机中进行压贴，真空度设定为-0.095MPa，温度设定为180℃，整个压贴过程中需保持真空度为-0.095MPa，压贴压力为2MPa，压贴时间为30s，压贴垫板为喷砂处理过的钢板，共制得50块贴面产品。
(4)压贴结束后，恢复大气压，卸载压力，取出贴面产品，对贴面产品进行表面胶合强度测试，测得50块贴面产品的表面胶合强度平均值为2.1MPa，变异系数平均值为4.7％。由于干花和湿花所引起的表面缺陷在本具体实施例中的50块铁面产品中未被发现。
对比例1
与实施例1相比区别仅在于，对比例1不包括步骤S1.，对胶合产品经过胶层的剪切实验测试，测得其干剪切强度为3.2MPa；变异系数平均值为22％；对胶合产品进行真空加压浸渍剥离实验，测得50块胶合产品的平均剥离率大于5％。
对比例2
与实施例2相比区别仅在于，对比例2不包括步骤S1.，对胶合产品进行表面胶合强度测试，测得其表面胶合强度为1.4MPa；变异系数平均值为28％；胶合产品表面存在10％左右的干花缺陷。
对比例3
与实施例3相比区别仅在于，对比例3不包括步骤S1.，对贴面产品进行表面胶合强度测试，测得50块贴面产品的表面胶合强度平均值为1.4MPa；变异系数平均值为10％。50块贴面产品表面平均存在10％左右的干花缺陷。
值得说明的是，上述实施例1～3以及对比例1～3中的各项性能的检测方法如下：
干剪切强度和真空加压浸渍剥离实验按照GB/T 26899-2022进行测量；
变异系数(Coefficient of Variation，CV)是一个统计参数，是衡量资料中各观测值变异程度的另一个统计量。它是标准差与平均数的比值，用符号CV表示。变异系数的大小可以用来判断数据的离散程度。一般来说，变异系数越大，数据的离散程度越大；变异系数越小，数据的离散程度越小；
表面胶合强度按照GB/T 17657-2022进行测量；
干花和湿花所引起的表面缺陷是肉眼观察表面的缺陷，依据为GB/T 15102-2017。
在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本发明。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本发明的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本发明或本发明和本发明的应用领域。
更具体地，尽管在此已经描述了本发明的示例性实施例，但是本发明并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、例如各个实施例之间的组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。
Claims (9)
1.一种木质复合材料的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.预处理：对基材表面进行喷砂预处理；
S2.组坯：将基材与其他材料进行组坯，得到预复合材料；
S3.胶合或贴面：通过加压的方式对预复合材料进行胶合处理或者使用其他材料对基材进行贴面处理；
其中，所述基材为木质人造板。
2.根据权利要求1所述的一种木质复合材料的加工方法，其特征在于：
所述其他材料为实木、木质人造板、浸渍纸中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种木质复合材料的加工方法，其特征在于：
所述步骤S1.中，喷砂预处理所用的喷砂磨料材质为钢砂、钢丸、钢丝切丸、棕刚玉、白刚玉、黑刚玉、锆刚玉、铬刚玉、绿碳化硅、黑碳化硅、玻璃砂、石英砂、核桃砂和树脂砂中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种木质复合材料的加工方法，其特征在于：
所述步骤S1.中，喷砂预处理的喷砂压力为0.3-0.7MPa。
5.根据权利要求1所述的一种木质复合材料的加工方法，其特征在于：
所述步骤S1.中，喷砂预处理所使用的喷砂喷嘴与基材表面的距离为4-10cm。
6.根据权利要求1所述的一种木质复合材料的加工方法，其特征在于：
所述步骤S1.中，喷砂预处理中的喷砂速度为0.5-1.0m/min；其中，所述喷砂速度是指喷嘴出口的喷砂磨料喷射的速度。
7.根据权利要求1～6任一所述的一种木质复合材料的加工方法，其特征在于：
所述步骤S3.中，在真空条件下，通过加压的方式对预复合材料进行胶合处理或者使用其他材料对基材进行贴面处理。
8.根据权利要求7所述的一种木质复合材料的加工方法，其特征在于：
所述真空条件的真空度为不高于-0.095MPa。
9.根据权利要求7所述的一种木质复合材料的加工方法，其特征在于：
所述加压条件为压力大于等于1Mpa。
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