专利名称：一种以低密度杨木单板为基材的无甲醛实木复合地板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种建材及其制作方法，尤指一种无甲醛实木复合地板及其制造方法。
背景技术：
实木复合地板作为一种重要的铺地材料，广泛应用于室内装饰装修。杨木是我国重要的速生丰产林品种，种植面积广泛，蓄积量大。但由于杨木生产速度快、幼龄材比例大， 材质疏松、密度低、易变形，目前很难应用于地板生产。目前市场上的胶合板及以胶合板工艺为基础的木材制品，如实木复合地板等多数使用的是含甲醛成分的胶粘剂，产品在生产和使用过程中会有大量游离甲醛释放引起环境污染。世界卫生组织公布《2002年世界卫生报告》中，明确将室内空气污染列为威胁人类健康的十大因素之一，并且已经确定甲醛为强烈致癌物。
发明内容
本发明的目的是提供一种以低密度杨木单板为基材的无甲醛实木复合地板，通过在加工和使用过程中使用均无有害物质逸出的高分子材料(即塑料和木材组合配坯)，生产一种环境友好的实木复合地板。为实现上述目的，本发明采取以下设计方案
一种以低密度杨木单板为基材的无甲醛实木复合地板，其至少是由下列两种原材料复合制成的杨木基板组坯，其一是将杨木原木经过10 50°c低温蒸煮后旋切或刨切后再干燥成的杨木单板；其二是由热塑性树脂制得的塑料胶膜；将杨木单板与塑料薄膜相间叠合，每相邻层的单板纹理纵横交叉，相邻层的杨木单板邻接面同为正面，或同为反面。杨木单板涂有偶联剂，以便杨木单板和塑料胶膜之间形成性能更好的复合界面。所述杨木基板组坯与一加装的装饰层冷压复合制成地板坯料，其中，该装饰层是由名贵原木刨切成装饰薄木后再干燥而得到。本发明的另一目的是提供一种以低密度杨木单板为基材的无甲醛实木复合地板的制作方法，为解决普通装饰用胶合板的游离甲醛释放对环境及人体的毒害问题提供一种解决的方法。为实现上述目的，本发明采取以下设计方案
一种以低密度杨木单板为基材的无甲醛实木复合地板的制作方法，其方法步骤如下 a)分别备料
将杨木原木经过低温蒸煮后旋切或刨切成杨木单板，所述的蒸煮低温为10 50°C，时间为2 48小时，再将单板干燥至含水率20%以下；
将至少一种名贵原木刨切成装饰薄木，或以高表观质量的杨木、桦木、榆木、松木和杉木中的至少一种常用材刨切单板作为装饰薄木，再将装饰薄木干燥；将塑料造粒和吹膜后制成塑料胶膜；
b)将处理后的杨木单板表面涂上聚氨酯、马来酸酐或硅烷偶联剂后陈化，再与塑料胶膜进行组坯，经过热压和定型处理制得杨木基板；
c)将装饰薄木作为表层，与杨木基板组坯复合，经过冷压制得地板坯料；
d)最终将地板坯料经过铣榫开槽，油漆固化制成产品。对于径级20厘米以下的杨木原木，应低温10 30°C蒸煮，时间为2 36小时； 对于径级20厘米以上的杨木原木，应低温蒸煮为20 50°C，时间为10 48小时；所述杨木单板厚度应大于1. 5毫米。所述杨木单板干燥后须涂饰聚氨酯类、马来酸酐或硅烷类偶联剂，再与塑料胶膜进行组坯复合。上述的步骤b)中所述的热压工艺温度和压力明显高于常规实木复合地板工艺，常规实木复合地板基材生产温度为80 120°C，压力为0. 5 0. 8Mpa，而该地板生产温度和压力为常规生产的1. 25 4倍，具体条件为温度100 220°C，板面压力1. 3 3. OMPa, 时间1 3分钟/毫米。所述定型处理条件为冷风处理或冷压处理，冷压温度为_30°C 70°C，且冷压处理的压力不低于热压压力。所述制备地板坯料时冷压处理时间为3 120分钟，冷压处理后须陈化码垛放置48小时以上。所述的杨木单板和塑料胶膜进行组坯的具体方法是将杨木单板与塑料薄膜相间叠合，组成单板与塑料复合坯料；其中，每相邻层的杨木单板纹理纵横交叉；相邻层的杨木单板邻接面同为正面或同为反面。所述塑料为热塑性树脂，该热塑性树脂为聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙稀和聚苯乙烯中的至少一种，其熔融温度100 200 °C。优选回收的塑料，以变废为宝，创更大收益； 将回收塑料分选、清洗后造粒、吹膜制成塑料胶膜。所述塑料胶膜为热塑性树脂，其熔融温度100 200 V
本发明的又一目的是提供一种低密度杨木单板的用途，使得地板材的家族又添新丁， 也实现了低质材的高效增值利用。为实现上述目的，本发明采取以下设计方案
一种低密度杨木单板的用途，该杨木单板作为基材与热塑性树脂制得的塑料胶膜复合制成杨木基板组坯后，再与一加装的装饰层冷压复合制成地板坯料，用于制造实木复合地板。本发明涉及的一种以低密度杨木单板为基材的无甲醛实木复合地板的制造，通过低温蒸煮技术、单板压密、偶联剂增强等技术来提高杨木单板的密度，增强尺寸稳定性，将低密度杨木单板、装饰薄木与各类塑料或废弃塑料经过一系列加工制成无甲醛实木复合地板。使得人工林低密度杨木应用于地板产业，实现了低质材的高效增值利用，还采用回收塑料作为粘接材料，实现了废弃物的高效资源化利用。本发明的优点是
⑴该类实木复合地板不存在游离甲醛释放，彻底解决了多年来一直困扰人造板生产和使用中游离甲醛对环境和人体的危害问题；
⑵该类实木复合地板引入低质低密的杨木单板作为基材，不仅各项物理力学性能优良，还实现杨木高效增值利用；
⑶该类实木复合地板的生产原料主要采用回收塑料，一则价格将非常低廉，板材成本低；另一则解决了废弃塑料的环境污染问题，实现了废弃物的高效资源化利用。
图1为本发明以低密度杨木单板为基材的无甲醛实木复合地板结构组成示意图。
具体实施例方式本发明以低密度杨木单板为基材的无甲醛实木复合地板的制作方法主要分为原料制备与处理、杨木基板制备、装饰薄木贴面和油漆加工4个阶段。1.原料制备与处理
a)将杨木原木经过低温蒸煮后旋切或刨切成杨木单板，蒸煮温度10 50°C，时间为 2 48小时，以增加单板塑性，除去不宜胶合的化学物质，单板厚度大于1. 5mm,再将单板干燥至含水率20%以下。为更好的保证产品的质量，可对杨木原木原料进行分门别类的筛选并分别对应处理对于径级20厘米以下的杨木原木，低温蒸煮为10 30°C，时间为2 36小时；对于径级20厘米以上(含径级20厘米)的杨木原木，低温蒸煮为20 50°C，时间为10 48小时； 所述杨木单板厚度应大于1. 5毫米。b)选取柞木、孪叶苏木、香脂木豆、沙比利、柚木等名贵原木，将这些选取的名贵原木刨切成装饰薄木(0. 2 4mm)，根据木材的弦向面和径向面位置不同，可以得到不同的木材装饰纹理，或以高表观质量的杨木、桦木、榆木、松木和杉木中的至少一种常用材刨切单板作为装饰薄木，将装饰薄木干燥至含水率25%以下。c)将塑料(尤以回收塑料为宜)分选、清洗、造粒、吹膜后制成塑料薄膜。塑料可以是热塑性树脂，为聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙稀和聚苯乙烯中的一种或多种组合；
其中
回收塑料分选将回收的废弃塑料根据塑料种类、老化程度、污染程度分类收集。回收塑料粉碎和清洗将回收塑料通过循环水塑料清洗粉碎机处理，清洗和粉碎一次性进行，去除塑料各种表面杂物，同时将塑料加工成适合大小的碎片。碎料造粒塑料碎片经过干燥后，经过混炼挤出等成型设备，再将塑料剪切成均勻大小的颗粒。在此工序中，可以添加其他塑料或改性剂，对回收塑料进行改性处理。HDPE选用的挤出温度为130 180°C。塑料吹膜塑料颗粒经过吹膜机，吹成一定幅面和厚度的塑料薄膜。对于HDPE选用吹膜温度为140 190°C。2.杨木基板制备
将经上述步骤a)处理过的低密度杨木单板涂饰聚氨酯类或硅烷类偶联剂，陈放 10-120分钟后。如选用聚氨酯类偶联剂，用量为塑料胶膜重量的1% 20%，涂饰后单板陈放 10-120分钟；如选用马来酸酐或硅烷类偶联剂，用量均为塑料胶膜重量的3% 20%，涂饰后单板陈放10-360分钟。再与塑料胶膜进行组坯，组坯时，要按一定的规则排列，即保证每相邻层的杨木单板纹理纵横交叉；相邻层的杨木单板邻接面同为正面或同为反面。参见图1所示，以3层杨木基材制备无甲醛低密度杨木实木复合地板为例，其具体组坯方式表层为装饰薄木面板4，基材为杨木单板组合，包括有三层杨木单板1、2、3，每相邻层的单板纹理交叉放置，且杨木单板1的正面11与杨木单板3的正面31、杨木单板1的反面12与杨木单板3的反面32以中间层杨木单板2呈中间对称；亦即是杨木单板1的反面12与杨木单板2的反面22相邻，杨木单板2的正面21又与杨木单板3的正面31相邻。杨木单板 1、2、3两两单板之间放置塑料胶膜(图中未示出)。将组坯再经过热压和定型处理制得杨木基板，热压工艺温度和压力均大大高于常规胶合板热压工艺条件，在高温状态下增加木材自身塑性，促进单板压密变形，从而达到增加密度、增强尺寸稳定性、抗变形等效果，具体温度100 220°C、板面压力1. 3 3. OMPa、时间1 3分钟/毫米，定型处理条件为冷风处理或冷压处理，压力不低于热压压力。所述塑料包括各种热塑性塑料及塑料合金，其熔融温度不超过220 0C，100 200
°c为宜。3.装饰薄木贴面
将装饰薄木作为表层，与杨木基板共同组坯复合，经过冷压制得地板坯料，采用非甲醛类冷压胶粘剂(如异氰酸酯、聚醋酸乙烯酯胶粘剂等)进行冷压粘合，冷压处理后须陈化码垛放置48小时以上，冬季的放置时间还需延长。4.油漆加工
最后将地板坯料经过开榫开槽，油漆固化制成产品。下面以具体实施例对本发明做进一步说明。实施例1
本发明利用现有实木复合地板加工生产工艺和设备，以回收HDPE (高密度聚乙烯)塑料为粘接材料，采用0. 6mm厚柞木薄木贴面工艺，采取以下步骤
1.选径级15 20厘米的杨木原木，经过低温20°C蒸煮30小时后，旋切或刨切成杨木单板(选取厚度为1. 5毫米以上的)，再将单板干燥至含水率15% ；
2.将名贵原木刨切成装饰薄木，将薄木在大气中自然放置干燥，使含水率降低至25% 以下；
3.将回收塑料分选出HDPE，进行粉碎和清洗，再将碎料造粒、吹膜制成塑料薄膜；
4.将干燥后杨木单板涂饰硅烷偶联剂；选用的硅烷偶联剂用量为塑料胶膜重量的 10%，涂饰后单板陈放40分钟；
将陈放后杨木单板和塑料胶膜进行组坯，保证组坯中杨木单板与塑料薄膜相间叠合， 每层单板保证纹理纵横交叉，同时注意单板正反面呈中间对称；组完后经过热压和定型处理制得杨木基板；
热压将坯料送入热压机热压，热压条件为温度180°C，板面压力2MPa，时间3分钟/毫米。定型处理将热压好的半成品迅速送入冷处理设备，通过冷风或冷压机使其定型，冷压温度为_30°C 70°C，压力不低于热压；
5.将装饰薄木作为表层，采用不含甲醛成分的异氰酸酯胶粘剂与杨木基板组坯复合， 冷压压力为2Mpa，冷压时间为80分钟，冷压处理后须陈化码垛放置48小时以上，经过冷压制得地板坯料；
6.将地板坯料表面砂光后地板坯料，经过四面刨等加工设备，在坯料四边加工出直榫或锁扣。将铣榫开槽地板坯料经过油漆生产线进行油漆涂饰和固化，如UV漆和聚酯油漆加工，制成产品。实施例2
生产中以新的HDPE为生产原料，采用0. 6mm厚柞木薄木贴面工艺，采取设备和步骤与实例1类似；
只是实施例1中步骤3所述的回收塑料变为直接购买HDPE粒子吹膜；实施例1中步骤 4，改用为涂饰聚氨酯偶联剂，涂饰量为胶膜重量的1 20%，陈化15分钟，其余步骤、设备及参数与实施例1相同。实施例3
生产中以回收PP为粘接材料，采用2mm厚柞木薄木贴面工艺，采取设备和步骤与实例 1相同，只是生产工艺参数发生改变，具体如下
步骤3 将回收塑料分选出PP，进行粉碎和清洗，再将碎料造粒、吹膜制成塑料薄膜。其余参数与实施例1相同，仅是挤出温度变更为150 240°C，吹膜温度变更为160 250°C;
步骤5 将低密度杨木单板和塑料胶膜进行组坯，经过热压和定型处理制得杨木基板。 其余参数与实施例1相同，仅是热压温度变更为150 220°C。其他步骤、设备和工艺参数均与实施例1相同。鉴于工艺各参数的变化万千，此处不宜一一列举，仅代表性的列举一二，各参数的取值范围均已在技术方案中给出。上述各实施例可在不脱离本发明的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含应视为例示性，而非用以限制本发明申请专利的保护范围。
权利要求
1.一种以低密度杨木单板为基材的无甲醛实木复合地板的制作方法，其特征在于方法步骤如下a)分别备料将杨木原木经过低温蒸煮后旋切或刨切成杨木单板，所述的蒸煮低温为10 50°C，时间为2 48小时，再将单板干燥至含水率20%以下；将至少一种名贵原木刨切成装饰薄木，或以高表观质量的杨木、桦木、榆木、松木和杉木中的至少一种常用材刨切单板作为装饰薄木，再将装饰薄木干燥；将塑料造粒和吹膜后制成塑料胶膜；b)将处理后的杨木单板表面涂上聚氨酯、马来酸酐或硅烷偶联剂后陈化，再与塑料胶膜进行组坯，经过热压和定型处理制得杨木基板；c)将装饰薄木作为表层，与杨木基板组坯复合，经过冷压制得地板坯料；d)最终将地板坯料经过铣榫开槽，油漆固化制成产品。
2.根据权利要求1所述的以低密度杨木单板为基材的无甲醛实木复合地板的制作方法，其特征在于对于径级20厘米以下的杨木原木，低温10 30°C蒸煮，时间为2 36小时；对于径级20厘米以上的杨木原木，低温蒸煮为20 50°C，时间为10 48小时；所述杨木单板厚度应大于1. 5毫米。
3.根据权利要求1所述的以低密度杨木单板为基材的无甲醛实木复合地板的制作方法，其特征在于所述杨木单板干燥后涂饰聚氨酯类偶联剂的用量为塑料胶膜重量的1% 20%，涂饰后单板陈放10-120分钟；涂饰马来酸酐或硅烷类偶联剂，用量均为塑料胶膜重量的3% 20%，涂饰后单板陈放10-360分钟。
4.根据权利要求1所述的以低密度杨木单板为基材的无甲醛实木复合地板的制作方法，其特征在于步骤b)中所述的热压工艺温度和压力高于常规实木复合地板工艺，具体条件为温度100 220°C，板面压力1. 3 3. OMPa,时间1 3分钟/毫米。
5.根据权利要求1所述的以低密度杨木单板为基材的无甲醛实木复合地板的制作方法，其特征在于所述定型处理条件为冷风处理或冷压处理，冷压温度为-30°C 70°C，且冷压处理的压力不低于热压压力。
6.根据权利要求5所述的以低密度杨木单板为基材的无甲醛实木复合地板的制作方法，其特征在于所述制备地板坯料时常温冷压处理时间为3 120分钟，冷压处理后须陈化码垛放置48小时以上。
7.根据权利要求1所述的以低密度杨木单板为基材的无甲醛实木复合地板的制作方法，其特征在于杨木单板和塑料胶膜进行组坯的具体方法是将杨木单板与塑料薄膜相间叠合，组成单板与塑料复合坯料；其中，每相邻层的杨木单板纹理纵横交叉；相邻层的杨木单板邻接面同为正面，或同为反面。
8.根据权利要求1所述的以低密度杨木单板为基材的无甲醛实木复合地板的制作方法，其特征在所述塑料为热塑性树脂，该热塑性树脂为聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙稀和聚苯乙烯中的至少一种，其熔融温度100 200 V ；优选回收塑料；将回收塑料分选、清洗后造粒、吹膜制成塑料胶膜。
9.一种低密度杨木单板的用途，其特征在于该杨木单板作为基材与热塑性树脂制得的塑料胶膜复合制成杨木基板组坯后，再与一加装的装饰层冷压复合制成地板坯料，用于制造实木复合地板。
10. 一种以低密度杨木单板为基材的无甲醛实木复合地板，其特征在于其至少是由下列两种原材料复合制成的杨木基板组坯，其一是将杨木原木经过10 50°c低温蒸煮后旋切或刨切后再干燥成的杨木单板；其二是由热塑性树脂制得的塑料胶膜；将杨木单板与塑料薄膜相间叠合，每相邻层的单板纹理纵横交叉，相邻层的杨木单板邻接面同为正面，或同为反面。
全文摘要
一种以低密度杨木单板为基材的无甲醛实木复合地板及其制作方法，其至少是由下列两种原材料复合制成的杨木基板组坯，其一是将杨木原木经过10～50℃低温蒸煮后旋切或刨切后再干燥成的杨木单板；其二是由热塑性树脂制得的塑料胶膜；将处理后的杨木单板涂饰偶联剂后，与塑料胶膜进行组坯，经过热压和定型处理制得杨木基板；再将装饰薄木作为表层，与杨木基板组坯复合，经过冷压制得地板坯料；最终将地板坯料经过铣榫开槽，油漆固化制成产品。其通过在加工和使用过程中使用均无有害物质逸出的高分子材料，生产一种环境友好的实木复合地板。
文档编号E04F15/04GK102423891SQ201110256598
公开日2012年4月25日 申请日期2011年9月1日 优先权日2011年9月1日
发明者任一萍, 常亮, 王正, 范留芬, 郭文静, 高黎 申请人:中国林业科学研究院木材工业研究所