低密度“三明治”结构的木质复合板材及其制备方法，涉及一种木质复合板材及其制备方法。本发明专利技术是为了解决现有的低密度木质复合板材存在力学强度低、多层结构的木质复合板材制备工艺复杂的技术问题。低密度“三明治”结构的木质复合板材，由单板、低密度木质刨花、可发泡聚苯乙烯、木材胶黏剂和单板热压制成。制备方法：将低密度木质刨花干燥，喷施木材胶黏剂，加入可发泡聚苯乙烯，均匀混合，铺装，形成板胚，并在板胚上表面、下表面各放置一张一面涂施木材胶黏剂的单板，热压，即得。本发明专利技术制得的板材，其密度在0.40g/cm3～0.48g/cm3之间、内结合强度在0.32～0.40MPa之间、静曲强度在35～40MPa、导热系数0.044～0.050W/m.k之间。本发明专利技术属于复合板材制备领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种木质复合板材及其制备方法，具体涉及一种具有良好力学性能的 低密度复合板材及其制备方法。
技术介绍
2013年我国人造板产量高达2. 86亿m3,而我国有限的木材资源难以满足国内生 产对木材的需求，致使每年的木材消耗量缺口在1亿Hl 3以上，并且呈现出逐年上升的趋势， 这使得木材供需矛盾尤其突出。由于人造板的密度与其力学强度成正比，为了确保人造板 的力学性能和使用要求，目前国内外生产的人造板的密度通常在〇. 6~0. 8g/cm3之间，其 木质原料成本占人造板生产成本的60%以上。因此，在保证其主要使用性能满足要求的前 提下，如使人造板的密度降到〇. 5g/cm3以下，将使木材用量减少20~50%，从而能有效节 约木材，缓解我国木材供需矛盾，降低人造板原料成本，并使我国人造板工业保持健康持续 发展。 近年来，人们采用了多种方法，以降低传统人造板的密度。最为常见的方法是将 低密度材料（聚苯乙烯泡沫、珍珠岩等）与木质纤维或木质刨花复合。例如，在公开号为 "CN102020862A"关于"一种轻质木塑复合材料及其制造方法"和公开号为"CN102504557B" 关于"一种低密度木塑复合刨花板及其制造方法"的专利技术专利中，分别描述了利用可发泡聚 苯乙烯（EPS)与木纤维或木质刨花复合制备的密度为0. 35-0. 50g/cm3的木塑复合材料，由 于制备过程中需要使用价格昂贵的硅烷偶联剂，增加成本；同时需要使用较高的热压温度 (140-230°C )，热压温度高不仅增加能耗，还会使发泡聚苯乙烯（其软化点温度为106°C左 右）形成的泡沫粒子在高温下熔融变形乃至塌陷，难以保持低密度泡沫型态，不利于复合 材料的密度减少和力学性能的改善，由此所制备低密度复合材料的力学强度偏低，例如公 开号为"CN102020862A"专利中，制备密度小于0.45g/cm 3的复合板，其内结合强度为最低 仅为0. 15MPa、静曲强度最低仅为5MPa，使其产品的应用范围收到了很大限制。在公开号为 "CN103624859A"中关于"膨胀珍珠岩低密度复合刨花板及其制造方法"的专利技术专利中，描述 的是制备了一种密度为〇. 45-0. 52g/cm3的膨胀珍珠岩复合刨花板，其内结合强度最低仅为 0. 25MPa，静曲强度最低也仅为11. 8MPa，力学强度偏低。 另一种常见制备低密度木质板材的方法是通过结构设计方法实现多层木质结构 的复合。例如，公开号为"CN103846981A"关于"一种轻质复合板材"的专利技术专利中，描述的 由表面装饰层，上夹层，上纤维层，芯层（正六边形蜂窝板），下纤维层和下夹层六部分通过 结构设计制备多层结构复合材料；专利"CN201924778U"关于"复合轻质难燃密度板门板" 的专利技术专利中，描述的由面板、背板和设置在面板与背板之间同向相互间隔排列的芯板、隔 条复合构成的轻质木质复合材料，生产效率低，成本较高。由此可见，常见的通过结构设计 方法制备轻质（低密度）多层木质复合板材的制备工艺过于繁琐。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的低密度木质复合板材存在力学强度低、多层结构 的木质复合板材制备工艺复杂的技术问题，提供一种低密度"三明治"结构的木质复合板材 及其制备方法。 低密度"三明治"结构的木质复合板材，该木质复合板材从上到下由单板、100重量 份低密度木质刨花、0. 5~10重量份可发泡聚苯乙烯、5~20重量份木材胶黏剂和单板热 压制成。 所述低密度木质刨花为密度小于0. 45g/cm3的木材制备的刨花碎料。 所述可发泡聚苯乙烯的粒径小于0. 5mm、发泡比为10~50。 低密度"三明治"结构的木质复合板材制备方法如下： 一、将低密度木质刨花干燥至含水率为2~10% ; 二、在100重量份含水率为2~10%的低密度木质刨花中，喷施5-25重量份木材 胶黏剂后，加入〇. 5~10重量份的可发泡聚苯乙烯，并搅拌均匀混合，得混合物； 三、将步骤二得到的混合物铺装，形成板胚，并在板胚上表面、下表面各放置一张 一面涂施木材胶黏剂的单板，形成"三明治"结构板胚； 四、将"三明治"结构板胚放置在具有厚度规的热压机上，于110~135°C热压，热 压速率为0. 2~0. 5min/mm，即得低密度"三明治"结构的木质复合板材。 上述的低密度木质刨花为采用密度小于0. 45g/cm3木材制备而得到的木材刨花碎 料，常见的有杨木、杉木、桐木。我国具有较大种植面积的速生杨木和杉木，尤其适于制备本 专利技术的低密度"三明治"结构的木质复合板材。 上述的可发泡聚苯乙烯，为一种发泡比为10~50的，在加热条件下能够自行发泡 的形成密度为0. 03~0. 05g/cm3聚苯乙烯泡沫颗粒的聚苯乙烯粒料，为了使聚苯乙烯粒子 能够均勾挂附在施胶后的木质刨花上，避免在刨花底部堆积，其粒径应小于0. 5_，最好选 用粒径在0. 05~0. 3mm的可发泡聚苯乙烯粒子。可发泡聚苯乙烯的用量过少，会使得复合 板材因为填充不足（即压缩率过小）而使力学性能降低；用量过大，使板材内本身强度较低 的聚苯乙烯泡沫含量过高，不利于胶黏剂对木质刨花的胶接，最终虽能有效降低密度、提高 压缩率，但会使复合板材的内结合强度明显降低，甚至在热压时易出现鼓泡问题。因此可发 泡聚苯乙烯的用量以最终复合板总重量的3~7. 5%为最佳，由此既能有效降低板材密度， 又能确保板材的力学性能。 上述的木材胶黏剂可以是异氰酸酯胶黏剂、脲醛树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂等， 但异氰酸酯胶黏剂存在成本高、需要脱模处理、施胶后的刨花不易吸挂可发泡聚苯乙烯粒 子等不足，酚醛树脂则存在热压温度要求高、易使发泡的聚苯乙烯泡沫发生熔融塌缩等不 足，因此最好选用脲醛树脂胶黏剂，具有成本低、施胶后的刨花易铺装成型和易均匀吸挂聚 苯乙烯粒子（因为施胶量较大、施胶后的刨花含水率较高）的优点。 上述在"三明治"结构的木质复合板材上下表面各贴附用单板，为杨木、椴木、柳 桉、桦木等木材旋切得到的单板；对于采用杨木、椴木等密度较小的轻质木材单板，其厚度 以1~2mm为宜，而对于柳桉、桦木等密度较大的木材单板，其厚度以0. 5~Imm为宜，确保 所制备的"三明治"结构的木质复合板材具有较低的密度，同时具有较好的力学强度。 本专利技术的低密度"三明治"结构的木质复合板材，利用含量较少的发泡聚苯乙烯粒 料通过原位发泡填充低密度刨花之间内的空隙，提高了木质刨花的压缩比，由此不仅使得 材料的密度降低，同时确保其内结合强度；通过表面贴附单板，不仅使板材美化，呈现实木 板的外观，还能有效提高木质复合板材的静曲强度。本专利技术制得的低密度"三明治"结构的 木质复合板材，其密度在0. 40g/cm3~0. 48g/cm3之间、内结合强度在0. 32~0. 40MPa之间、 静曲强度在35~40MPa、导热系数0. 044~0. 050W/m. k之间，力学性能上满足国家A类刨 花板二等品力学性能指标，因此，所制备的"三明治"结构木质复合板，不仅可用作吸音板、 保温墙板，还可应用于家具制造和室内装饰的非受力部件。【具体实施方式】 本专利技术技术方案不局限于以下所列举【具体实施方式】，还包括各【具体实施方式】间的 任意组本文档来自技高网...
【技术保护点】
低密度“三明治”结构的木质复合板材，其特征在于该木质复合板材从上到下由单板、100重量份低密度木质刨花、0.5～10重量份可发泡聚苯乙烯、5～20重量份木材胶黏剂和单板热压制成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：白玉梅，高振华，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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