一种表面改性的竹木复合层积材制备工艺

本发明属于人造板，具体涉及一种表面改性的竹木复合层积材制备工艺。

背景技术：

1、目前，人造板的阻燃处理主要采用熔融共混或高压/常压浸渍，其它方法还包括将木材矿化、添加阻燃胶黏剂、水热法、热压处理法、涂覆阻燃涂料等。

2、竹木复合层积材一般采用表层浸渍纸的方法提高材料的阻燃性能，一般的浸渍纸是由无纺布木浆与pe及植物纤维混合而制成，具有超强的吸收力和抗溶解能力，同时也是非常经济的低微粒脱离纸巾。起初用于浸渍胶膜纸的树脂是热固型酚醛树脂，但由于其毒性较大，并且颜色较深，一定程度上影响了板材的装饰性能，随后改用三聚氰胺浸渍纸。三聚氰胺浸渍纸是一种素色原纸或印刷装饰纸经浸渍氨基树脂并干燥到一定程度、具有一定树脂含量和挥发物含量的胶纸，经热压可相互胶合或与人造板基材胶合。

3、现有的浸渍纸与基材之间容易发生分层与鼓泡,且由于浸渍纸比较薄，再贴面过程容易受温度、压力和水蒸气的影响而在表面形成多孔、翘曲、粘板等缺陷，极大降低了浸渍纸的实用性。此外浸渍纸由于环境变化较大,使其收缩张开不一致，容易造成开裂，且通过一次浸渍，容易带动内部的纸张本体，对浸渍纸造成损伤。浸渍纸静置过程中会产生水渍，而水渍会遮盖住木材的天然纹理。

4、基于上述问题，本发明采用为木材单板进行表面阻燃改性的方法，制作了具有阻燃特性的透明表面装饰薄板，以解决浸渍纸带来的问题。

技术实现思路

1、为了克服以上问题，本发明的目的在于提供一种表面改性的竹木复合层积材制备工艺。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种表面改性的竹木复合层积材制备工艺，包括：

4、s1：将胶黏剂刷涂在经砂光机砂光的基材上，再将饰面材料铺在基材表面；

5、s2：将组好的板坯放置于热压机中进行热压；

6、s3：热压结束后，将成型板材放置于恒温恒湿环境中养生后进行裁边，得到透明阻燃饰面的竹木复合层积材。

7、作为一种可能的实施方式，进一步，s1中所述胶黏剂成分按重量份计包括：

8、e-51环氧树脂：95～100份；二乙烯三胺：10～15份；邻苯二甲酸二丁酯：10～15份；填料：5～10份。

9、作为一种可能的实施方式，进一步，s1中所述基材选用人造板，其厚度为16～18mm；所述人造板包括胶合板、密度板；

10、所述饰面材料选用改性透明阻燃饰面材料，其厚度为2～5mm。

11、作为一种可能的实施方式，进一步，所述改性透明阻燃饰面材料的制备方法，包括如下步骤：

12、对木材单板进行脱木素处理，得到待改性的板材；

13、将待改性板材和改性剂溶液同时置于浸渍罐中，抽真空至-0.08～-0.10mpa真空保压20～30min后；再将改性剂溶液吸入浸渍灌中并释放压力；

14、接着用加压设备将罐内压力加至0.4～0.6mpa保持30～40min，然后释放压力，如此循环2～3次；

15、将木材单板从改性剂溶液中取出，并在大气环境下气干，得到改性透明阻燃饰面材料。

16、作为一种可能的实施方式，进一步，所述木材单板的厚度为2～5mm；

17、所述木材单板脱木素处理，具体包括如下步骤：

18、将木材单板放入浓度为15％的过氧乙酸中，水浴加热6h后用去离子水在超声波仪器的超声波振动下清洗干净。

19、作为一种可能的实施方式，进一步，所述改性剂溶液组分包括：植酸：13～16wt％；硅酸钠：8～12wt％；纳米二氧化硅：3～5wt％；氢氧化铝：3～5wt％；余量为去离子水。

20、作为一种可能的实施方式，进一步，所述改性剂溶液的制备方法，包括如下步骤：

21、a)将去离子水与植酸按体积比4～5：1进行混合，得到复配液；

22、b)取硅酸钠、纳米二氧化硅、氢氧化铝进行研磨混合并加入至复配液中，通过磁力搅拌器进行混合得到混合溶液；

23、c)将混合溶液置于磁力搅拌器中进行搅拌混合，搅拌时间为5～30min；搅拌期间向混合溶液中加入氢氧化钠，将溶液ph值调至为4～5。

24、作为一种较优的实施方式，优选的，所述植酸的浓度为50％。

25、作为一种较优的实施方式，优选的，s2中热压温度60～80℃，热压压力为0.6～0.8mpa，热压时间为120～150s/mm。

26、作为一种较优的实施方式，优选的，，s3中养生时间为72h；养生环境的温度为20～25℃，湿度为50％～60％；所述透明阻燃饰面的竹木复合层积材的厚度为18～23mm。

27、本发明以植酸和纳米二氧化硅、硅酸钠、氢氧化铝复合配置的阻燃剂为浸渍液体，对脱木素的木材单板进行改性处理，得到具有阻燃抑烟效果的饰面材料，再与人造板基材进行复合，制备出一种表面改性的竹木复合层积材。

28、植酸作为一种环境友好型、无毒价廉、易得且具有生物亲和性的有机磷酸，但是纯植酸改性材存在抑烟性不佳，炭层热稳定较差，受热以氧化分解，且植酸分子上含有大量的羟基，易溶于水，对木材进行处理后可能会增加木材的吸湿性，且容易流失于环境介质中；由于植酸的电性和结构性质，使其很容易与金属离子螯合，能够有效的降低有害物质的释放。

29、氢氧化铝作为一种用量最大和应用最广的无机阻燃添加剂，不仅能阻燃而且可以防止发烟、不产生有毒气体，与植酸反应生成盐和水。

30、二氧化硅具有较高的耐火耐高温性，在燃烧过程中可以吸收和隔绝热量，减缓火势的蔓延以使木材阻燃性提高，硅酸钠来源广泛，是常见的硅化合物，具有粘度低、粒径小且无毒无害，是一种环保、低成本的无机改性剂，它们互相反应形成凝胶物质，在高温下固着于木材内部孔隙中，可以减弱木材的吸湿性，增强木材的机械性能。

31、相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

32、1)相比于传统的人造板，本发明制备的竹木复合层积材在保护木材本身特有的色泽、机理和性能的同时，解决了传统人造板阻燃效果不佳，胶层老化，长期承载能力差，使用期限不长等问题。

33、2)人造板通过本发明改性后具有额外的一些优点，比如提高耐水性、稳定性，延长使用寿命，扩大人造板的使用范围等优点。本发明中所用改性剂的主要成分来源于植物资源，减少了某些有毒气体的释放，对环境保护和人们的健康具有非常大的积极作用。

34、3)本发明用阻燃改性的透明木材单板做饰面材料，替代原有的浸渍纸，实现部分材料以木竹代塑。

35、4)本发明制得的板材，在使其具有阻燃性能的同时，板材本身所具有的美学特性(例如：木材的色泽、纹理及花纹)不受影响，适用于各种木质材料的表面阻燃性处理。

36、5)本发明中的改性剂溶液对所有的实木(如：针叶材、阔叶材)和竹木复合层积材(如：动车底板、铁路平车地板、车厢底板、集装箱底板、船内结构用材、汽车底梁、风电叶片等)均有效。

37、采用本工艺制备的具有阻燃特性的透明表面装饰薄板的浸渍剥离、表面胶合强度达到gb/t34722-2017《浸渍胶膜纸饰面胶合板和细木工板》要求，阻燃性能满足gb/t8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》b1-c的等级要求，甲醛释放量符合o/yfl0030-2018《木质板材及其制品中甲醛释放限量》要求。