微機(jī)室木塑地板設(shè)計(jì)研究

白 雪，宋魁彥

(東北林業(yè)大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，哈爾濱 150040)

木材是自然界中天然形成的一種綠色可再生的材料，木材獨(dú)特的各向異性的特點(diǎn)使木材具有美麗的紋理，加上木材特有的顏色，使木制品具有很好的自然感、親切感，人們比較愿意生活在木材建造的房屋或者有木材裝飾的房間內(nèi)[1]。但是，隨著對(duì)樹(shù)木的過(guò)度采伐，木材資源日益緊張，合理、高效地利用木材資源顯得尤為重要。近年來(lái)，低碳生活的倡導(dǎo)，促使木材資源的循環(huán)利用。塑料是高分子有機(jī)化合物，大多數(shù)塑料的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易銹蝕，并且具有較好的耐水性、耐沖擊性、耐磨性、著色性，在較低的溫度下即可發(fā)生塑性變形，絕緣性好，導(dǎo)熱性低[2]。由于塑料的大分子鏈結(jié)構(gòu)使其在使用后難以降解，這些固體廢棄物的處理成為當(dāng)今世界的難題，給社會(huì)和環(huán)境保護(hù)帶來(lái)了巨大的壓力。

木塑復(fù)合材料(Wood-plastic composites，縮寫(xiě)WPC)是以木材、竹材、秸稈等纖維材料和熱塑性塑料為主要原料，按照一定比例混合后，經(jīng)高溫成型的一種復(fù)合材料[3]。木塑復(fù)合材料不僅具有木材的親切、柔和感，又具有塑料的耐水、防潮防腐、抗蛀、著色性良好，此外，木塑復(fù)合材料還可以進(jìn)行切割、刨削、鉆孔、打磨等操作，加工性能良好，所以，木塑復(fù)合材料也被認(rèn)為是天然木材的理想替代品。將廢棄的木質(zhì)原料和回收的塑料重新循環(huán)利用，制成具有一定裝飾和實(shí)用效果的木塑復(fù)合材料，用于門(mén)、窗、地板、鋪板、護(hù)欄等建筑材料中，從而實(shí)現(xiàn)資源低碳、環(huán)保、可循環(huán)的高效利用[4-5]。

微機(jī)室中放置著計(jì)算機(jī)等電子器件，對(duì)裝修的要求較高，不僅要考慮個(gè)功能區(qū)域的布線，而且需要進(jìn)行靜電防護(hù)。人體活動(dòng)、微機(jī)室內(nèi)各物件的接觸摩擦、空氣對(duì)流和設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)等產(chǎn)生的靜電不僅會(huì)造成電子計(jì)算機(jī)的誤動(dòng)作或者運(yùn)算錯(cuò)誤，還會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)中的敏感半導(dǎo)體元件產(chǎn)生損壞，影響計(jì)算機(jī)的正常運(yùn)行。為了避免以上靜電的產(chǎn)生，需要讓地板“導(dǎo)電”，這樣就可以讓靜電接地釋放[6-7]。本文從微機(jī)室的設(shè)計(jì)要求出發(fā)，對(duì)用于微機(jī)室的木塑地板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，以期為后續(xù)木塑地板模具的生產(chǎn)，以及木塑地板在微機(jī)室中的大范圍應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1 微機(jī)室地板的設(shè)計(jì)要求

1.1 微機(jī)室地板的形式

活動(dòng)地板是現(xiàn)今微機(jī)室機(jī)房地板構(gòu)造的主要形式，它可以提供一種靈活的微機(jī)房結(jié)構(gòu)，為計(jì)算機(jī)的推廣和應(yīng)用提供便利?；顒?dòng)地板是在基層地面或地板上，加上可調(diào)控高度的支架、桁條及面板。首先，基層地面需要進(jìn)行找平處理，不應(yīng)有明顯的凸起或凹陷，基層地面應(yīng)當(dāng)清潔、無(wú)灰塵，含水率不大于8%[8]；其次，在基層地面上架起支架，呈網(wǎng)格狀，調(diào)整支架的高低確保全室水平；最后，將地板塊拼裝在放置了桁條的支架上，完成地板的安裝。

活動(dòng)地板可以與基層地面或者地板之間形成一定距離的架空空間，在此空間內(nèi)不僅可以鋪設(shè)各種電纜和布設(shè)各種管線，而且還可以通過(guò)設(shè)置通風(fēng)口后，滿足空調(diào)靜風(fēng)送壓等方面的要求。

1.2 微機(jī)室地板的靜電防護(hù)

在微機(jī)室中，與計(jì)算機(jī)使用人員接觸最緊密的地面是將靜電釋放的有效部件。為了避免人體產(chǎn)生過(guò)高的靜電電位，就要使地板的材料具有某一特定的電阻值[7]。當(dāng)材料的電阻大于此電阻值時(shí)，材料本身的導(dǎo)電性能較差，很難將人體的靜電電位降低；另外，為了避免人體低壓觸電的危險(xiǎn)，地板也需要一個(gè)下線電阻值。研究表明，當(dāng)人體的靜電電壓大于1 200 V時(shí)，就可能對(duì)計(jì)算機(jī)的集成電路造成損壞；地板系統(tǒng)的電阻值應(yīng)當(dāng)介于1.0×105～1.0×1010之間[6]。

1.3 微機(jī)室地板材料的性質(zhì)

微機(jī)室中的管線交叉分布置于基層地面與活動(dòng)地板之間，這些都在無(wú)形中埋下了安全隱患，在對(duì)靜電進(jìn)行防護(hù)的同時(shí)，還應(yīng)該要求微機(jī)室地板材料具有較好的防火、防蟲(chóng)、防鼠和耐腐蝕等性能，加強(qiáng)微機(jī)室地板材料的阻燃、防腐處理。

2 用于微機(jī)室的木塑地板設(shè)計(jì)

2.1 微機(jī)室木塑地板的形式

木塑地板的類(lèi)型主要包括以下幾種：

(1)按結(jié)構(gòu)分類(lèi)。木塑地板分為實(shí)心板和空心板。

(2)按連接方式分類(lèi)。木塑地板分為平口板、卡扣板和企口板，如圖1所示。

這些類(lèi)型的木塑地板主要用于室內(nèi)外直接鋪裝，在長(zhǎng)寬上可以做任意改變，但是對(duì)于微機(jī)室用木塑地板，一方面受到活動(dòng)地板支架和木塑生產(chǎn)能力的影響，同時(shí)考慮木塑復(fù)合材料的蠕變特性，不宜將木塑地板的斷面尺寸設(shè)計(jì)得較寬。因此需要將現(xiàn)有形式的木塑地板進(jìn)行拼接，形成符合支架尺寸的組合木塑地板單元，在拼接的過(guò)程中可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠椿ㄔO(shè)計(jì)，使組成的木塑地板單元更具美感；另一方面，約束于現(xiàn)有木塑地板的尺寸，需要將活動(dòng)地板的支架尺寸進(jìn)行調(diào)整，使其協(xié)調(diào)于木塑地板的尺寸。

圖1 木塑地板的主要類(lèi)型

2.2 微機(jī)室木塑地板的靜電防護(hù)

與其他類(lèi)型微機(jī)室用地板相同，木塑地板也應(yīng)當(dāng)做好靜電防護(hù)。在基板的處理上，可以將防靜電劑、金屬粉、碳纖維等材料摻入到木粉和塑料的混合原料中成型，使整體木塑復(fù)合材料具有防靜電作用[9]。此外，利用木塑復(fù)合材料的共擠技術(shù)，在表層木塑原料中加入上述防靜電材料，芯板仍采用常規(guī)木塑復(fù)合材料，擠出雙層核殼復(fù)合結(jié)構(gòu)的木塑地板，這種方法可以減少防靜電材料的加入量，在獲得相同防靜電效果的同時(shí)，有效節(jié)約成本。

為了防靜電和防火的進(jìn)一步需要，可以在木塑地板底板上粘貼一張厚度為0.6～0.7 mm的鍍鋅薄鋼板或鋁箔，不僅可以增加地板的剛度和承載能力，還可以起到防火防潮的作用。在拼接地板的縫隙間，需要用合成導(dǎo)電膠條或?qū)щ娔z黏劑密封。

2.3 微機(jī)室木塑地板的阻燃和防腐

木塑復(fù)合材料自身已經(jīng)具有良好耐水、耐腐蝕、防蟲(chóng)、防鼠等特性。但是，微機(jī)室對(duì)防火的要求較高，木塑復(fù)合材料是將熱塑性的塑料和可燃的木質(zhì)纖維材料熔融復(fù)合而成，屬于可燃性材料。因此，用于微機(jī)室的木塑復(fù)合材料必須進(jìn)行阻燃處理。用于木塑復(fù)合材料的阻燃劑主要包括無(wú)機(jī)填充型[10]、磷氮系阻燃劑[11]、溴系阻燃劑[12]等，可以在制備的過(guò)程中通過(guò)添加上述阻燃劑來(lái)實(shí)現(xiàn)阻燃目的。為了提高木塑復(fù)合材料長(zhǎng)時(shí)間在一定環(huán)境下的防腐性能，可以添加一定量的防腐劑。納米載銀抗菌劑是一種新型的WPC防霉防腐劑，對(duì)木塑復(fù)合材料具有很好的抗菌效果[13]，將其應(yīng)用于微機(jī)室地板，可以增加木塑地板的使用年限。

3 結(jié)束語(yǔ)

微機(jī)室木塑地板在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要綜合考慮微機(jī)室地板的設(shè)計(jì)要求，尤其是微機(jī)室地板的尺寸和結(jié)合形式、靜電防護(hù)和阻燃、防腐等方面的特殊要求。用于微機(jī)室地板的木塑地板可以通過(guò)拼接和拼花或改變支架尺寸的方法使活動(dòng)木塑地板尺寸和支架尺寸相協(xié)調(diào)；通過(guò)在木塑復(fù)合材料或木塑復(fù)合材料表層添加放靜電材料，在底板上粘貼導(dǎo)電金屬板等方法對(duì)木塑地板進(jìn)行靜電防護(hù)，并提出了木塑共擠技術(shù)生產(chǎn)核殼型木塑復(fù)合材料的方法應(yīng)用于防靜電地板的生產(chǎn)；通過(guò)添加無(wú)機(jī)填充型、磷氮系和溴系阻燃劑和納米載銀抗菌防腐劑的方法提高木塑地板的阻燃和耐腐朽性能。

【參 考 文 獻(xiàn)】

[1] 李 堅(jiān).木材科學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2002.

[2] 錢(qián)知勉.塑料特性簡(jiǎn)集(l)[J].塑料通訊，1998(3)：20-24.

[3] 韓 振.PVC基木塑復(fù)合結(jié)皮發(fā)泡地板基材的研究[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)，2010.

[4] 楊冰冰，宋魁彥.木塑型材門(mén)窗設(shè)計(jì)研究[J].森林工程，2013，29(3)：52-54.

[5] 沈凡成，賈潤(rùn)禮.木塑復(fù)合材料的研究進(jìn)展與發(fā)展前景[J].塑料助劑，2010(1)：5-9.

[6] 虞曉明，梁士明.計(jì)算機(jī)房用活動(dòng)地板系統(tǒng)的電阻界限值的確定[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，1989(8)：51-53.

[7] 吳宗漢，沈才康，賈小兵，等.寬量程電阻非線性防靜電地板的研制[J].功能材料，1996，27(1)：67-70.

[8] 許 濤.裝配式防靜電地板施工技術(shù)探討與分析[J].廣州建筑，2004(3)：25-28.

[9] 李京一.計(jì)算機(jī)房防靜電活動(dòng)地板的性能試驗(yàn)研究[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，1989(8)：43-45.

[10] Ayrilmis N，Benthien J T，Thoemen H，et al.Effect of fire retardants on physical，mechanical，and fire properties of flatpressed WPCs[J].European Journal of Wood and Wood Products，2012，70：215-224.

[11] Abu Bakar M B，Mohdlshak Z A，Mat Taib R，et al.Flammability and mechanical properties of wood flour-filled polypropylene composites[J].Journal of Applied Polymer Science，2010，116(5)：2714-2722.

[12] Shark N M，White R H，Mueller S A，et al.Evaluation of various fire retardants for use in wood flour-polyethylene composites[J].Polymer Degradation and Stability，2011，95(9)：1903-1910.

[13] 余旺旺，曹云萍，薛 東，等.納米載銀抗菌劑對(duì)木塑復(fù)合材料的抗菌效果分析[J].塑料科技，2013，41(2)：92-95.