高硬度免漆實木復(fù)合地板的前景展望

蔣貴成 劉金波 牛笑一

摘 ? ?要：隨著時代的發(fā)展和技術(shù)的進步，地板行業(yè)也在不停的優(yōu)化，綠色環(huán)保、健康無毒、自然美觀、價格親民往往成為消費者對于地板首要的考量標準。就現(xiàn)如實木復(fù)合地板相關(guān)研究，考慮實木復(fù)合地板的優(yōu)缺點，以及地板表板板強化這一方面，提出高硬度免漆地板的可行性以及前景展望。

關(guān)鍵詞： 實木復(fù)合地板;力學(xué)性能;木材強化

1 ?引言

地板已經(jīng)成為民用建筑中使用的很常見的材料。是室內(nèi)裝飾裝修的重要材料之一，具有自然美觀、舒適大方的特點，極度受到人們的追捧。據(jù)中國林產(chǎn)工業(yè)協(xié)會地板專業(yè)委員會不完全統(tǒng)計，實木復(fù)合地板銷售12010萬平方米，同比增長4.53%[1]。隨著市場經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，人們對于地板的要求也越來越高，關(guān)于地板行業(yè)相關(guān)研究也隨之增多，如地板強化、工藝改進等。

2 ?實木復(fù)合地板國內(nèi)研究現(xiàn)狀

實木復(fù)合地板的種類按照結(jié)構(gòu)可分為兩類：三層實木復(fù)合地板和多層實木復(fù)合地板。它有著跟實木地板一樣的舒適的腳感和極佳的保溫性能、自然美觀，克服了實木地板因單體收縮。容易起翹裂縫的不足，具有較好的尺寸穩(wěn)定性，且防蟲、不助燃、不反翹變形。實木復(fù)合地板基本特征是各層板材的纖維縱橫交錯。這樣的結(jié)構(gòu)不僅抵消了木材之前的內(nèi)應(yīng)力，也改變了木材單向同性的特性，使地板變成各向同性，非常穩(wěn)定。除此之外具有安裝保養(yǎng)方便的優(yōu)點，與強化地板相比，甲醛釋放量較低。高檔次的實木復(fù)合地板采用了高級亞光漆，其耐磨性能高，光度柔和，一般家庭使用不用打蠟維護，使用數(shù)年不需上漆。但實木復(fù)合地板也有耐磨性不如強化復(fù)合地板、多層復(fù)合地板，由于表面為實木貼皮，因此和實木地板一樣，耐磨性能肯定不如強化復(fù)合地板來的高。由于工藝要求高，加工過程表板開裂[2]，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對于生產(chǎn)商的成本技術(shù)要求也就更高。

所以針對工藝優(yōu)化以及木材改性增強方面的研究可以應(yīng)用到實木復(fù)合地板中。在生產(chǎn)工藝上，董宏敢等對于榆木鋸材在冷壓和熱壓工藝參數(shù)上進行對比，通過研究表明在榆木層積材的冷壓工藝中，施膠量對靜曲強度的影響最大，冷壓時間對彈性模量的影響最大。在榆木層積材的熱壓工藝中，基材含水率對靜曲強度的影響最大，熱壓時間對彈性模量的影響最大。在實際生產(chǎn)中，榆木層積材的熱壓工藝采用高頻加熱等快速加熱方式則較為理想[3]。熱處理工藝雖然可以提高地板單板的尺寸穩(wěn)定性，能夠降低地板單板開裂率[4]。但是與此同時熱處理工藝也會影響木材表面的潤濕性進而影響地板膠合性能。為此孫柏玲等進行研究，研究表明熱處理溫度是影響柞木面板三層實木復(fù)合地板的面層膠合強度的重要因素，熱處理時間對面層膠合強度無顯著影響[5]。除此之外，圣象集團有限公司研發(fā)的 “耐磨 高硬度水性涂料實木復(fù)合地板”該產(chǎn)品使用快干高性能水性光固化（UV）木器涂料進行表面涂飾，采用膠輥輥涂，通過微波、紅外、熱風(fēng)組合干燥，實現(xiàn)了快干高性能水性光固化（UV）木器涂料在木地板工業(yè)化生產(chǎn)的成功應(yīng)用?，F(xiàn)已制備出了具備耐磨、 高硬度的水性涂料實木復(fù)合地板。俞友明等以柞木為試驗材料，分析板坯配置方式、熱壓溫度、固化時間、加壓方式等因素對三層實木復(fù)合地板物理力學(xué)性能的影響，得到一系列結(jié)論[6]。得到了較優(yōu)的工藝參數(shù)，進一步使實木復(fù)合地板工藝得到了優(yōu)化。

3 ?高硬度免漆地板的研究概況

3.1 ?高硬度免漆地板的原料選擇

目前，國內(nèi)生產(chǎn)三層實木復(fù)合地板的企業(yè)不斷增加，其大多是引進德國及意大利等國的 90年代最先進的實木復(fù)合地板生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，其生產(chǎn)工藝復(fù)雜，技術(shù)含量也高，設(shè)備的加工精度較高;同時，所用的膠、漆等材料也大多數(shù)是從歐洲進口的無毒、無污染、高強度脲醛樹脂膠和高耐磨性的UV 紫外光固化漆。這就促使成本的增加，只有部分企業(yè)做到工業(yè)大批量生產(chǎn)。要提高地板各項力學(xué)性能，從機理上分析，木材細胞壁由各種化學(xué)成分組成，各組分在細胞壁中的結(jié)合方式及自身的性質(zhì)對木材力學(xué)性能有重要的影響，如木材的硬度、彈性模量和強度等，目前市場上已有許多不同類型的樹脂研究，低分子量樹脂如酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、糠醇樹脂、間苯二酚樹脂等。高硬度免漆地板則是使用低分子量酚醛樹脂，它具有比脲醛樹脂的抗縮率和耐老化性能好，比糠醇樹脂在干燥過程中化學(xué)藥劑損失小的優(yōu)點。

3.2 ?高硬度免漆地板的生產(chǎn)工藝

生產(chǎn)工藝過程是對人造板性能影響最為直接的一環(huán)，各個流程的設(shè)備控制與參數(shù)把握都與地板的質(zhì)量的好壞息息相關(guān)。制作一塊合格的地板，生產(chǎn)線上每個環(huán)節(jié)都需要進行多次嚴格且準確的參數(shù)調(diào)整。高硬度免漆地板主要利用甲醛、苯酚和NaOH通過酸法和堿法合成低分子量酚醛樹脂，苯酚與甲醛反應(yīng)要想形成穩(wěn)定的三維的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，就需要形成一羥甲基酚，二羥甲基酚，三羥甲基酚;摩爾比不能過低，否則不能能形成交聯(lián)的三維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的熱固型樹脂。其中酚醛樹脂中游離甲醛濃度小于0.1%，利用合成的低分子量酚醛樹脂。采用真空加壓浸漬的方法，浸漬地板面板，利用相關(guān)儀器測定地板的硬度、抗彎強度和彈性模量。除此之外，加工流程主要是過程是表板加工、芯板加工、底層單板、組坯、熱壓、裁邊、砂光、開槽。高硬度免漆板省去了油漆這一步驟、節(jié)約成本。

其中酚醛樹脂浸漬地板面板會使表面顏色變深的問題，已經(jīng)有學(xué)者做出相關(guān)研究，方桂珍等采用紫外（UV）和紅外（IR）吸收光譜分析了低分子量酚醛樹脂在合成和固化過程中主要產(chǎn)物的光吸收作用，對低分子量酚醛樹脂處理木材導(dǎo)致材色加深的因素進行了探討，結(jié)果表明合成樹脂的顏色是由副反應(yīng)產(chǎn)生。酚醛樹脂從合成到固化，始終伴隨氧化等副反應(yīng)，所形成的醌類物質(zhì)使樹脂產(chǎn)生顏色，在堿性條件下的氧化作用更強。為此，在合成時采用低的用堿量和溫和的反應(yīng)條件，將甲階酚醛樹脂調(diào)至弱酸性再固化.可減小氧化等副反應(yīng)發(fā)生，達到顏色淺化的目的。

4 ?高硬度免漆地板的前景展望

對于高硬度免漆地板，在最適合工業(yè)化生產(chǎn)條件，預(yù)計地板性能強化為彈性模量增強50%，抗彎強度提高15%，硬度提高30%，耐磨性大大提高。高硬度免漆地板在對地板面板進行強化，在倡導(dǎo)生態(tài)環(huán)保同時，滿足人們需求，體現(xiàn)木材的本質(zhì)屬性，對于工藝的優(yōu)化，還要不斷進行，除此之外還要考慮在家裝室內(nèi)設(shè)計中應(yīng)用在尺度的把握、尺寸的大小與比例、色彩的選擇、材料的運用，因為這些都對舒適性有影響，把這些因素恰到好處的結(jié)合在一起，使它們和諧共處在室內(nèi)外空間中，使人感受到一種良好的、舒適的空間氛圍。

參考文獻：

[1] ?2018年我國地板行業(yè)銷量情況[J].中國人造板，2019（3）：38.

[2] 董宏敢，王傳貴，劉盛全，王安生.榆木層積材制備工藝分析與優(yōu)化[J].西北林學(xué)院學(xué)報，2017（6）：245～249.

[3] 張芮.海門蘆葦刨花板膠合機理與制備工藝的研究[D].南京林業(yè)大學(xué)，2017.

[4] 勞萬里.耐磨高硬度水性涂料實木復(fù)合地板通過鑒定[J].木材工業(yè)，2019（2）：55～56.

[5] 洪洋.實木復(fù)合地板工藝及性能表征[J].建材與裝飾，2018（5）：174.

[6] 郭宇，李超，李英潔，王哲，姚利宏.木材細胞壁與木材力學(xué)性能及水分特性之間關(guān)系研究進展[J].林產(chǎn)工業(yè)，2019（8）：14～18.

基金項目：

1.地板用長白山臭松改性利用技術(shù)研究，課題編號：20160828。

2.家具用山楊改性利用技術(shù)的研究成果中試，課題編號：20180706。

作者簡介：

蔣貴成 （1996—）男，漢族，山東省微山縣人，在讀碩士，專業(yè)：林業(yè)工程。

通訊作者簡介：

牛笑一（1973—）男，碩士，教授，主要從事家具材料研究。