一種新型綠色環(huán)保復(fù)合生態(tài)板的生產(chǎn)工藝及發(fā)展前景

李坤

摘要：在建設(shè)生態(tài)文明社會的時代背景下，研發(fā)綠色環(huán)保且具有防水防潮功能的復(fù)合生態(tài)板成了復(fù)合板生產(chǎn)企業(yè)追求的目標(biāo)，也是未來復(fù)合板制造行業(yè)產(chǎn)品研發(fā)的必然趨勢。本文以柔性木質(zhì)纖維復(fù)合板為例，研究了一種綠色環(huán)保且具有防水防潮功能的復(fù)合生態(tài)板的生產(chǎn)工藝，對未來復(fù)合板發(fā)展的前景進行了展望。未來的復(fù)合生態(tài)板必然向著多功能的方向發(fā)展，將更加環(huán)保，符合生態(tài)環(huán)境建設(shè)的國家戰(zhàn)略目標(biāo)，而且納米技術(shù)在生態(tài)復(fù)合板中會得到更加廣泛的應(yīng)用。抓住未來復(fù)合板發(fā)展的趨勢，提高復(fù)合板的生產(chǎn)工藝，將是復(fù)合板生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：復(fù)合板;綠色環(huán)保;柔性木質(zhì)纖維復(fù)合板;防水防潮

復(fù)合生態(tài)板是近些年出現(xiàn)的一種新型的環(huán)保木制材料，它廣泛應(yīng)用于室內(nèi)裝潢、整體櫥柜、以及室內(nèi)地板等諸多領(lǐng)域。該材料采用先進的卷材生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)過程低碳節(jié)能，沒有甲醛釋放，不會對環(huán)境造成任何污染，符合環(huán)保要求，而且材料經(jīng)濟耐用，裝飾效果十分美觀。因為目前，我國可利用的復(fù)合生態(tài)板生產(chǎn)材料非常有限，對木材資源的使用有一定的生命周期，復(fù)合生態(tài)板的產(chǎn)量比較有限。而且目前市場上的復(fù)合生態(tài)板存在較大的缺陷，比如防潮功能不強，甲醛釋放能力較弱，環(huán)保的優(yōu)勢表現(xiàn)得還不太明顯，不能滿足客戶的需求。因此有必要提高復(fù)合生態(tài)板的生產(chǎn)工藝，研究其發(fā)展前景，為復(fù)合生態(tài)板的發(fā)展提供更加廣闊的發(fā)展空間。

一、復(fù)合生態(tài)板的概念

生態(tài)板是將帶有不同顏色或紋理的紙，放入生態(tài)板樹脂膠粘劑中浸泡，然后干燥固化后，將其鋪裝在刨花板、細木工板等表面，經(jīng)熱壓而成的裝飾板。復(fù)合生態(tài)板是指將生態(tài)板覆在另一塊木板上，中間通過刷膠粘和而成。目前上，市場上的復(fù)合板由很多不同的材質(zhì)制造而成，本文選擇其中優(yōu)勢比較明顯，應(yīng)用比較廣泛的柔性木質(zhì)纖維復(fù)合板作為研究對象。這種復(fù)合生態(tài)板有較高的耐磨性和輕彈性，且綠色環(huán)保，廣泛應(yīng)用于墻面、家具面板和地面，裝飾效果非常好。

二、復(fù)合生態(tài)板的生產(chǎn)工藝

復(fù)合生態(tài)板的制作包括三方面的內(nèi)容，一是甲醛的凈化，以使制作出的復(fù)合板不污染環(huán)境，符合環(huán)保要求;二是柔性木質(zhì)纖維復(fù)合板的制作工藝;三是增加防潮功能，下面進行詳細地分析。

（一）甲醛凈化的制作

甲醛凈化生態(tài)板的生產(chǎn)過程包括兩項內(nèi)容，一是制造甲醛凈化浸漬膠膜紙;二是將甲醛凈化浸漬膜紙壓貼在柔性木質(zhì)纖維復(fù)合板上，使其具有甲醛凈化的功能。其具體制作過程如下：

1、甲醛凈化浸漬膠膜紙的生產(chǎn)

甲醛凈化浸漬膠膜紙生產(chǎn)流程如下圖1所示，首先對裝飾紙進行噴碼，然后經(jīng)過兩次的浸膠和干燥，最后進行檢驗和打包，兩次浸膠的時候都需要進行調(diào)膠的工作。

甲醛凈化浸漬膠膜紙和普通浸漬膠膜紙的區(qū)別的關(guān)鍵是在調(diào)膠和二次浸膠工序中添加甲醛凈化添加劑。甲醛凈化添加劑的主要成分是起凈化作用的甲殼素和納米硅片等天然物質(zhì)，它們會隨著三聚氰胺甲醛樹脂溶液附著在浸漬紙表層，經(jīng)過干燥預(yù)固化后形成甲醛凈化浸漬膠膜紙。

調(diào)膠：首先把一定量的聚氰胺甲醛樹脂溶液注入調(diào)膠罐內(nèi)，然后按比例加入脫模劑、滲透劑、除塵劑等助劑及甲醛凈化添加劑和固化劑，攪拌直到凝固，固化時間冬季5.5分鐘，夏季7分鐘，固化后還要繼續(xù)攪拌一段時間，以確保添加物全部溶解，以備使用。

二次浸膠：將調(diào)制好的膠水分別與膠泵、膠槽、膠水回流系統(tǒng)連接好，根據(jù)復(fù)合板及三聚氰胺甲醛樹脂溶液特性調(diào)整浸膠量、預(yù)固化度等參數(shù)。

浸漬膠膜紙儲存：建立配有空調(diào)的浸漬膠膜紙儲存?zhèn)}庫，倉庫的溫度要在25 ℃以下，濕度低于75%，儲存時間最長為兩個月。

2、甲醛凈化柔性木質(zhì)纖維復(fù)合板

甲醛凈化生態(tài)板的關(guān)鍵工序為調(diào)膠、二次浸膠、甲醛凈化浸漬膠膜紙儲存、貼紙、熱壓。其生產(chǎn)流程如下圖3所示：

貼紙：按需求在基板上雙面覆貼三聚氰胺浸漬膠膜紙，浸漬膠膜紙需完全蓋住基板。

熱壓：采用單面熱壓工藝，一面熱壓完成冷卻后再壓另一面。熱壓工藝為：單位壓力0.6-1.0 MPa，溫度（125 ± 5） ℃，時間8-10分鐘。熱壓后板面要求平整光潔，無干濕花及亮點，無垃圾壓痕等缺陷。

（二）柔性木質(zhì)纖維復(fù)合板的制作

1、原材料的選擇及木質(zhì)纖維的制作

柔性木質(zhì)纖維復(fù)合板的主要原料成分是天然植物纖維，天然植物纖維占到復(fù)合板材料的40%以上。天然纖維的來源植物主要是松木、楊木的小枝椏。原料直徑要在2cm以上，且沒有發(fā)霉，沒有雜質(zhì)。同一批次的原料含水量要均勻，以利于后期較好地控制干燥時間。如果原材料含水量不同，可以采用氣力輸送風(fēng)量，控制原料管道中的干燥時間，以保證其最終的含水量。對于竹材、秸稈類等材料，特別是對木材的處理，要經(jīng)剝皮、去雜后削成木片，尺寸控制在2cm左右，采用鼓式削片機進行強制進料。

2、混合配料

采用破碎機行粗粉碎，經(jīng)熱風(fēng)管道干燥后，木皮含水量為8%-12%。最后，通過使用磨粉機將木皮加工為80-120目的木纖維粉。木纖維粉在預(yù)處理時，可采用高速混料機，將其與樹脂顆粒、石灰石等高速均勻地攪拌混合，在混合的過程中，注意樹脂顆粒是否分布均勻。

3、天然纖維表面的改性處理

因為纖維素纖維很難與聚合物相容，難以形成符合材料，因此在熱塑性樹脂與木纖維粉混合時，可適當(dāng)加用木粉處理劑，以提高兩者的結(jié)合性能。因此，需要在木質(zhì)纖維研磨后進行接技共聚改性處理，達到充分利用纖維的優(yōu)良性能，從而改善其浸潤性。

另外，為了穩(wěn)定基體樹脂聚合物與纖維鍵合，需通過界面偶合改變界面粘合性，減少纖維表面的羥基與自身的吸水性。

4、壓延與覆麻背襯及后處理

待混合料擠出后，需將片材輥壓至厚度均勻、大幅面，采用輥筒壓延機進行輥壓。然后在背面覆麻編織增強網(wǎng)，提高其強度和穩(wěn)定性能。最后在后處理方面，在加工的過程中需要合理控制溫度，冷卻、裁邊等工序需在冷卻后進行，這有利于尺寸的穩(wěn)定與物料的成型。

其流程如下圖1所示：

2、生產(chǎn)設(shè)備

柔性木質(zhì)纖維復(fù)合板的生產(chǎn)主要采用三大系統(tǒng)，在生產(chǎn)中采用的設(shè)備主要有：熱風(fēng)爐、磨粉機及管道干燥器等，另外還有除塵、輸送等相應(yīng)的配套設(shè)備。

在生產(chǎn)過程中主要采用雙螺桿擠出設(shè)備，而控制設(shè)備的參數(shù)設(shè)置是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，特別是對機頭溫度、螺桿轉(zhuǎn)速及機筒溫度的參數(shù)設(shè)置，在設(shè)置過程中，若溫度參數(shù)設(shè)置過低，將會使物料塑化不充分，影響 產(chǎn)品的性能。若相關(guān)參數(shù)設(shè)置的溫度過高，將會分解燒焦木纖維，導(dǎo)致擠出壓力低而不夠密實，大大影響產(chǎn)品的強度和外觀。因此，對溫度控制可采取分段控制、逐步降低的工藝。

若在擠出過程中存在木粉噴出情況，需要進行處理，否則會造成產(chǎn)品成型缺陷。

（三）防潮功能的增加

近年來，具有一定防潮功能的纖維板、刨花板產(chǎn)品在板材市場需求量越來越大，防潮中密度纖維板和刨花板一般用在櫥柜和浴室柜等潮濕室內(nèi)環(huán)境中，防潮高密度纖維板則主要用于制作強化木地板。一般而言，防潮纖維板和刨花板的生產(chǎn)，主要是通過添加防水材料，如熔融石蠟或石蠟乳液等。近年國家環(huán)保要求越來越高，國家強制性標(biāo)準(zhǔn)GB 18580—2017《室內(nèi)裝飾裝修材料 人造板及其制品中甲醛釋放限量》的頒布，對板材甲醛釋放限量提出了更進一步的要求。但隨著板材甲醛釋放量的降低，防水性能控制難度加大，主要原因是實現(xiàn)低醛目標(biāo)最直接有效的方式即降低膠黏劑物質(zhì)的量之比，而物質(zhì)的量之比降低會導(dǎo)致防水性能變差，只有通過加大膠黏劑用量、延長熱壓周期、增加石蠟使用量等措施來保證各項性能達標(biāo)。筆者經(jīng)過大量實驗室小試和幾條中型、大型生產(chǎn)線在線測試，總結(jié)出一種更有效、低成本的環(huán)保防潮纖維板生產(chǎn)工藝，該工藝對環(huán)保防潮刨花板也有一定的借鑒意義。從單項測試數(shù)據(jù)和綜合測試數(shù)據(jù)結(jié)果看，使用三聚氰胺改性脲醛樹脂，在后工序施加環(huán)保促進劑，再配合納米防水劑和石蠟兩種防水材料，這種新的復(fù)合工藝生產(chǎn)的環(huán)保防潮人造板，能夠很大程度上彌補低醛人造板在膠黏劑物質(zhì)的量之比降低方面帶來的不利影響，解決甲醛釋放量和吸水厚度膨脹率這兩個重要指標(biāo)之間的矛盾

三、復(fù)合生態(tài)板的發(fā)展前景展望

柔性木質(zhì)纖維復(fù)合板作為一種新型綠色環(huán)保材料，其在未來的發(fā)展具有良好的前景，從發(fā)展多功能木質(zhì)復(fù)合材料、納米技術(shù)在生態(tài)復(fù)合板中的應(yīng)用研究及向生態(tài)環(huán)境符合材料方向發(fā)展3個方面進行了展望。

（一）發(fā)展多功能木質(zhì)復(fù)合材

現(xiàn)有的復(fù)合生態(tài)板，主要滿足人們裝修所需，對于未來符合生態(tài)的發(fā)展，可以賦予其特殊的功能。比如，防潮人造板、防水人造板等。過去的復(fù)合材料主要應(yīng)用于結(jié)構(gòu)，而現(xiàn)在對復(fù)合材料的發(fā)展，更多的是拓展其功能發(fā)展，即從低級形式到高級形式發(fā)展。因此，復(fù)合生態(tài)板從單一功能轉(zhuǎn)向多功能方向發(fā)展。在此可通過調(diào)節(jié)其復(fù)合度、改變其對稱性等，從而達到功能材料所賦予的高價值。另外，對復(fù)合生態(tài)板功能的研究中，要綜合考慮其物理組成及化學(xué)性質(zhì)，避免組成之間發(fā)生沖突，影響復(fù)合生態(tài)板功能的發(fā)揮與性能的使用。比如，在進行阻燃木質(zhì)材料的生產(chǎn)中，不能降低其物理力學(xué)性能。

（二）納米技術(shù)在生態(tài)復(fù)合板中的應(yīng)用

納米技術(shù)是一種高新技術(shù)，其涉及的學(xué)科較多且綜合交叉。比如，納米電子學(xué)、納米化學(xué)等。將納米技術(shù)應(yīng)用于生態(tài)復(fù)合板中，復(fù)合板變成納米尺寸后，其材料特異性質(zhì)、尺寸效應(yīng)及變化機理，為生態(tài)復(fù)合板改進具有突破性的進展。比如，介質(zhì)空隙屬于一種納米量級空隙，又叫做“納米空隙”，它存在于針葉木材細胞壁空隙及微纖絲間隙之中，其中微纖絲間隙尺度小。由于木材中納米空隙的存在，其可以容納納米微粒，由此，材制造成納米粉體，并將其填充到木材的納米空隙，從而可以達到更高性能的木質(zhì)復(fù)合材料，給予人們使用。

（三）向生態(tài)環(huán)境符合材料方向發(fā)展

我國人口基數(shù)大，且隨著我國人口數(shù)量的不斷增加，人們對資源的需求量也日漸增多，導(dǎo)致我國環(huán)境日趨惡化，為此加強環(huán)保，建設(shè)生態(tài)文明社會成了我們黨和政府的重要政策。而復(fù)合生態(tài)板具有綠色環(huán)保的特點。在未來的發(fā)展中，相關(guān)研究人員，要立于我國森林資源有限的條件下，大力開發(fā)生態(tài)環(huán)境材料的使用，使木材與非木質(zhì)材料進行混合利用。在此過程中，可通過借鑒國外復(fù)合生態(tài)板的先進生產(chǎn)工藝，結(jié)合我國的市場的所需，在滿足人們需求的情況下，盡可能做到節(jié)約資源與能源，減少對環(huán)境的破壞。另外，相關(guān)研究者可以設(shè)計制備材料，或者提高資源的使用率，從而滿足對環(huán)境的協(xié)調(diào)性。

四、社會效益

（一）促進當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展

這種新型的復(fù)合板具有環(huán)保、防潮的功能，可以應(yīng)用于室內(nèi)裝潢、整體櫥柜、以及室內(nèi)地板等諸多領(lǐng)域，不僅裝飾效果美觀，而且材料結(jié)實耐用，可以預(yù)見的是這個新型產(chǎn)品是未來復(fù)合板發(fā)展的重要趨勢，具有極好的發(fā)展前景，如果本項目的研究成果投入生產(chǎn)，因為符合市場需求，因此會有較好的生產(chǎn)效益，可以安排企業(yè)周邊的富裕勞動力，促進該地區(qū)農(nóng)民的脫貧致富和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。

（二）充分合理利用楊木資源

柔性木質(zhì)纖維復(fù)合板的主要原料是松木、楊木的小枝椏，制造該復(fù)合板，可以使得楊木資源得到充分合理的綜合利用，符合我國政府提出的建設(shè)資源節(jié)約型社會和循環(huán)經(jīng)濟的產(chǎn)業(yè)政策。

（三）有利于人民的身體健康

復(fù)合板因為廣泛應(yīng)用于家庭裝飾中，幾乎涉及到社會中的每個家庭，每個成員，這種新型的復(fù)合板具有綠色環(huán)保的功能，因此，它的研發(fā)和使用有利于人民的身體健康，提高人民群眾的生活質(zhì)量，而且生產(chǎn)這種類型復(fù)合板的企業(yè)在對產(chǎn)品的宣傳過程中也潛移默化地提高了人們的環(huán)保意識。

五、結(jié)語

本文研發(fā)了一種綠色環(huán)保的具有防潮功能的新型復(fù)合生態(tài)板，對其生產(chǎn)工藝進行了介紹。在此基礎(chǔ)上，提出了未來木質(zhì)復(fù)合材料的發(fā)展前景，即：未來木質(zhì)復(fù)合材料會向著多功能、環(huán)保型的方向發(fā)展，而且納米技術(shù)也會在生態(tài)復(fù)合板中得到廣泛的應(yīng)用。本文的研究有利于提高施工者施工工藝的提升，推動復(fù)合生態(tài)板工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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（作者單位：山東省臨沂市環(huán)境衛(wèi)生管理處）