本发明涉及建筑和装修材料领域，尤其涉及一种纤维复合装饰工程材料及其制造方法。
背景技术：
户内和户外用工程材料是建筑和装修材料中非常重要的一类，不同场合的装饰工程材料的性能要求各不相同。室内比较容易潮湿的场合如客厅、卫生间、浴室和厨房等，装修材料要求防潮、防火和防霉，同时环保，但目前市场上常见的木地板、强化地板和实木复合地板以及装饰板的防潮、防火和防霉性能均不佳，很容易变形和翘曲，因此仿大理石或大理石地砖和瓷砖占据了很大市场。但是，仿大理石或大理石地砖和瓷砖重量大、脆性高、加工困难、质感差(有冰冷感)，且很难再生利用，同时可能存在辐射，不符合我国绿色环保和可持续发展的理念。户外装饰工程材料除了装饰性之外，还要求具有防腐、耐候(抗老化,抗紫外线)、防火、不变形等基本性能，同时还要求施工简便、维修方便、价格低、使用寿命长。目前，户外用地砖和瓷砖产品除天然的石材外，一般都是由一些无机材料制作的，如纤维水泥、菱镁粉等产品，重量大、强度低，质感也差，同时不可持续，很难再生利用。
因此，能同时满足防潮、防火、耐久性能和装饰性能要求且绿色环保的户内外用装饰工程材料品种很少，亟待开发。
绿色环保的装饰工程材料首选木材质地。生物质纤维是绿色和可持续的资源，来源广，能够有效降低建筑和装修材料成本。以采伐、造材、加工剩余物和速生丰产用材林(杨木、桉木和松木等为主)的小径级木材、竹材以及城市废弃木材等木竹纤维或植物纤维为主要原料，施加脲醛树脂等胶粘剂制成的人造板通称为纤维板。纤维板具有材质均匀、纵横强度差小、不易开裂等优点，并且制造1立方米纤维板仅需2.5-3立方米的木材，可代替3立方米锯材或5立方米原木。纤维板产品按密度不同主要可分为：中密度纤维板(GB/T11718-1999，密度为500-880kg/m3)、轻质纤维板(LY/T 1718-2007，密度为500kg/m3以下)和硬质纤维板(GB/T12626-1990，密度大于880kg/m3)。但是，这些通过常规的胶粘剂和生产工艺生产的普通纤维板产品防潮、耐水、耐腐和耐候性都很差，达不到户内外用地砖和瓷砖的使用要求，因此无法在该领域内使用。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种纤维复合装饰工程材料，防潮、防火和耐久性能好，且绿色环保，并能够适用于户内外用地砖和瓷砖。
本发明的另一目的在于提供上述纤维复合装饰工程材料的制造方法，能够提高纤维板材的综合性能，增加纤维板材的附加价值和应用范围。
本发明的技术方案之一是：
一种纤维复合装饰工程材料，其特征在于，包括依次排列的表面装饰层、纤维板基材层、底面平衡层；所述纤维板基材层由可再生生物质纤维和防水改性剂制成。
上述防水改性剂的用量为200-700kg/m3。该用量指的是相对于可再生生物质纤维的体积而言的添加量。
上述纤维板基材层的密度为850-1200kg/m3。
上述防水改性剂包含酚醛树脂、异氰酸酯树脂、间苯二酚树脂和改性水性丙烯酸粘合剂中的两种或两种以上的混合物。防水改性剂中因含有粘合剂如酚醛树脂、异氰酸酯树脂、间苯二酚树脂和改性水性丙烯酸粘合剂中的两种或两种以上的混合物，有很好的耐水性和耐老化性能，环保性好，固化快,成本也比较低。
上述防水改性剂包含硼砂或硼酸锌或两者的混合物。防水改性剂中因含有硼砂或硼酸锌,防霉、防腐和防火效果好,成本低,绿色环保。
上述防水改性剂包含纳米二氧化钛或纳米氧化锌或两者的混合物。防水改性剂中因含有纳米二氧化钛和纳米氧化锌的一种或两种的混合物，使产品具有良好的耐老化和抗紫外线功能，而纳米级材料便于分散,经搅拌可与胶均匀地混合。
上述可再生生物质纤维为木纤维或竹纤维或植物纤维或者它们的混合物。木竹纤维或植物纤维是绿色可持续的生物质资源,也可以以采伐、造材、加工剩余物和速生丰产用材林(杨木和松木为主)的小径级木材、竹材以及城市废弃木材等木纤维或植物纤维为主要原料，来源广,能够有效降低建筑和装修材料成本。
上述表面装饰层为防火板或浸渍木纹纸和三氧化二铝表面耐磨纸。
上述底面平衡层为防火板、橡皮垫、PVC或泡沫塑料板、牛皮纸、浸渍纸、菱镁粉板、小孔编织物、木单板、竹帘或竹席、玻璃纤维布、铝箔、碳纤维、织物纤维或无纺布中的一种。
该技术方案具有以下有益的技术效果：
(1)该产品强度高、抗冲击、承载性能好；防潮、耐水、耐候、耐磨、抗划痕，耐久性好；质感温和，有木材质地，环保等级高；耐高温、抗蠕变性能好，尺寸稳定性高；防滑、防火、装饰和保温效果好。(2)该产品可替代传统的地砖、大理石瓷砖、防腐木、炭化木及高成本的木塑复合材料等，广泛用于客厅、卫生间、浴室和厨房的室内装饰装修和户外工程用装饰、装修和围护。(3)该产品是在现有中密度纤维板生产工艺的基础上，通过创新和技术改造而制成，具有非常好的物理力学性能和装饰性能，克服了当前我国中密度纤维板行业普遍存在的产品游离甲醛含量高、品种单一(同质化)的问题，有助于我国传统中密度纤维板产品的更新换代以及企业的转型升级，经济价值高。(4)该产品拓展了纤维板材的应用范围，使纤维板材从原来的家具制造、强化木地板、复合门和包装等领域拓展至户内外地板和装修、园林景观工程、建筑外墙装饰和围护等。
本发明的另一技术方案是：
一种上述纤维复合装饰工程材料的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：1)以可再生的生物质纤维或它们的混合物为原料，施加一定量的防水改性剂，再经纤维干燥、铺装和热压工序制成纤维板基材；2)将纤维板基材进行表面砂光处理后，在正面覆贴表面装饰层，在底面覆贴底面平衡层，陈化后锯割成一定规格(如600x600mm,800x800mm)，形成户内或户外用地砖或瓷砖。上述覆贴采用冷压或热压的方法。冷压或热压的压力和时间由胶种和覆贴材料的不同而不同,一般压力为0.5-2.0MPa,时间为15秒到1小时。
该技术方案具有以下有益的技术效果：
①该方法在现有中密度纤维板生产工艺的基础上，通过创新和技术改造而制成，产品具有非常好的物理力学性能和装饰性能，克服了当前我国中密度纤维板行业普遍存在产品游离甲醛含量高、品种单一(同质化)的问题，有助于我国传统中密度纤维板产品的更新换代以及企业的转型升级，经济价值高。②该方法增加纤维板材的应用范围，使纤维板材从原来的家具制造、强化木地板、复合门和包装等领域拓展至户内外地板和装修、园林景观工程、建筑外墙装饰和围护等，有利于绿色环保材料的发展和应用。③该方法制造的纤维复合装饰工程材料强度高、抗冲击、承载性能好；防潮、耐水、耐候、耐磨、抗划痕，耐久性好；质感温和，有木材质地，环保等级高；耐高温、抗蠕变性能好，尺寸稳定性高；防滑、防火、装饰和保温效果好，可替代传统的地砖、大理石瓷砖、防腐木、炭化木及高成本的木塑复合材料等，广泛用于客厅、卫生间、浴室和厨房的室内装饰装修和户外工程用装饰、装修和围护。
【具体实施方式】
以下结合具体实施例，对本发明做进一步描述。
以下所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，所描述的步骤也不是用以限制其执行顺序。本领域技术人员结合现有公知常识对本发明做显而易见的改进，亦落入本发明要求的保护范围之内。
实施例一
一种纤维复合装饰工程材料，包括依次排列的表面装饰层、纤维板基材层、底面平衡层；所述纤维板基材层由木纤维和防水改性剂制成，密度为850-900kg/m3。
其中，防水改性剂的配方为90％酚醛树脂、3％异氰酸酯树脂、1.5％硼砂或硼酸锌、0.5％纳米氧化锌和5％改性水性丙烯酸粘合剂的混合物(重量比)，用量为200-350kg/m3。表面装饰层为浸渍木纹纸和三氧化二铝表面耐磨纸。底面平衡层为浸渍牛皮纸。
一种上述纤维复合装饰工程材料的制造方法，包括以下步骤：1)以木纤维为原料，施加200-350kg/m3的防水改性剂,再经纤维干燥、铺装和热压工序制成密度为850-900kg/m3的12mm厚的纤维板基材；其中，防水改性剂的配方为90％酚醛树脂、3％异氰酸酯树脂、1.5％硼砂或硼酸锌、0.5％纳米氧化锌和5％改性水性丙烯酸粘合剂的混合物(重量比)；2)将纤维板基材进行表面砂光处理后,在其板材正面覆贴浸渍木纹纸和三氧化二铝表面耐磨纸，底面覆贴浸渍牛皮纸,在180-200℃的温度和1.5-2.0MPa的压力下热压15-45秒。再经陈化后,锯割制成一定规格(如600x600mm,800x800mm)的纤维复合防潮地砖。
该实施例的产品具有木材质地,色泽丰富多彩,具有良好的防潮防火效果，产品弹性模量为3000-4000MPa,静曲强度为40-45MPa,内结合强度为1.0MPa,24小时厚度膨胀率<3％,游离甲醛含量≤0.4mg/L，可广泛替代传统的室内地砖使用。
实施例二
一种纤维复合装饰工程材料，其特征在于，包括依次排列的表面装饰层、纤维板基材层、底面平衡层；所述纤维板基材层由木纤维和防水改性剂制成，密度为900-1000kg/m3。
其中，防水改性剂的配方为为85％酚醛树脂、5％间苯二酚树脂、1.5％硼砂或硼酸锌、0.5％纳米氧化锌和8％改性水性丙烯酸粘合剂的混合物(重量比)，用量为300-400kg/m3。底面平衡层为泡沫塑料板或无纺布。表面装饰层为厚度0.5-1.2mm的防火板。
一种上述纤维复合装饰工程材料的制造方法，包括以下步骤：1)以木纤维为原料，通过施加300-400kg/m3的防水改性剂,再经纤维干燥、铺装和热压工序制成密度为900-1000kg/m3的6mm厚的纤维板基材；该防水改性剂的配方为85％酚醛树脂、5％间苯二酚树脂、1.5％硼砂或硼酸锌、0.5％纳米氧化锌和8％改性水性丙烯酸粘合剂的混合物(重量比)；2)将纤维板基材进行表面砂光处理后,在其板材正面使用异氰酸酯树脂覆贴0.5-1.2mm厚的防火板，背面使用异氰酸酯树脂覆贴1mm左右厚的泡沫塑料板或无纺布,在常温和1.0-1.5MPa的压力下冷压60分钟。再经陈化,锯割制成一定规格(如600x600mm,800x800mm)的纤维复合防潮瓷砖。
该实施例的产品具有木材质地,色泽丰富多彩,具有良好的防潮防火效果，尺寸稳定,弹性模量为6500-8000MPa,静曲强度为65-80MPa,内结合强度为1.2MPa,24小时厚度膨胀率<3％,游离甲醛含量≤0.5mg/L，可替代传统的室内大理石瓷砖或仿大理石瓷砖使用。
实施例三
一种纤维复合装饰工程材料，其特征在于，包括依次排列的表面装饰层、纤维板基材层、底面平衡层；所述纤维板基材层由木纤维和防水改性剂制成，密度为1000-1200kg/m3。
其中，防水改性剂的配方为90％酚醛树脂、3％异氰酸酯树脂、3％硼砂或硼酸锌、0.5％纳米氧化锌和3.5％改性水性丙烯酸粘合剂的混合物(重量比)，用量为400-600kg/m3。表面装饰层为浸渍木纹纸和三氧化二铝表面耐磨纸。底面平衡层为浸渍牛皮纸。
一种上述纤维复合装饰工程材料的制造方法，包括以下步骤：1)以木纤维为原料，通过施加400-600kg/m3的防水改性剂,再经纤维干燥、铺装和热压工序制成密度为1000-1200kg/m3的12mm厚的纤维板基材；该防水改性剂的配方为90％酚醛树脂、3％异氰酸酯树脂、3％硼砂或硼酸锌、0.5％纳米氧化锌和3.5％改性水性丙烯酸粘合剂的混合物(重量比)；2)将纤维板基材进行表面砂光处理后,在其板材正面覆贴浸渍木纹纸和三氧化二铝表面耐磨纸，底面覆贴浸渍牛皮纸,在180-200℃的温度和1.5-2.0MPa的压力下热压15-45秒。再经陈化,锯割制成一定规格(如600x600mm,800x800mm)的户外用纤维复合防潮地砖。
该实施例的产品具有木材质地,色泽丰富多彩,具有良好的防霉、防腐和防火效果，弹性模量为6000-7000MPa,静曲强度为65-80MPa,内结合强度为1.5MPa,24小时厚度膨胀率<3％,游离甲醛含量≤0.5mg/L，2小时沸水煮后的静曲强度为35MPa以上,耐久性好(重量损失率只为1.6％)，可替代传统的木塑复合材料和户外地砖使用,广泛用于户外工程。
实施例四
一种纤维复合装饰工程材料，其特征在于，包括依次排列的表面装饰层、纤维板基材层、底面平衡层；所述纤维板基材层由木纤维和防水改性剂制成，密度为1000-1200kg/m3。
其中，防水改性剂的配方为88％酚醛树脂、4％异氰酸酯树脂、3％硼砂或硼酸锌、0.5％纳米氧化锌和4.5％改性水性丙烯酸粘合剂的混合物(重量比)，用量为500-700kg/m3。表面装饰层为1mm厚的防火板。底面平衡层为1mm厚的橡皮垫。
一种上述纤维复合装饰工程材料的制造方法，包括以下步骤：1)以木纤维为原料，通过施加500-700kg/m3的防水改性剂,再经纤维干燥、铺装和热压工序制成密度为1000-1200kg/m3的6mm厚的纤维板基材；该防水改性剂的配方为88％酚醛树脂、4％异氰酸酯树脂、3％硼砂或硼酸锌、0.5％纳米氧化锌和4.5％改性水性丙烯酸粘合剂的混合物(重量比)；2)将纤维板基材进行表面砂光处理后,在其板材正面使用异氰酸酯树脂覆贴1mm厚的防火板，背面使用异氰酸酯树脂覆贴1mm左右厚的的橡皮垫,在常温和1.0-1.5MPa的压力下冷压60分钟。再经陈化,锯割制成一定规格(如600x600mm,800x800mm)的户外用纤维复合防潮瓷砖。
该实施例的产品具有木材质地,色泽丰富多彩,具有良好的耐候、防霉、防腐和防火效果，弹性模量可达9000MPa,静曲强度为80-90MPa,内结合强度为2.0MPa,24小时厚度膨胀率<3％,2小时沸水煮后的静曲强度为55MPa,游离甲醛含量≤0.5mg/L，耐久性好(重量损失率只为0.6％)，可替代传统的室外仿大理石瓷砖或大理石瓷砖使用。
实施例五
一种纤维复合装饰工程材料，其特征在于，包括依次排列的表面装饰层、纤维板基材层、底面平衡层；所述纤维板基材层由木纤维和防水改性剂制成，密度为1000-1200kg/m3。
其中，防水改性剂的配方为88％酚醛树脂、8.5％异氰酸酯树脂、3％硼砂或硼酸锌、0.5％纳米氧化锌的混合物(重量比)，用量为500-700kg/m3。表面装饰层为1mm厚的防火板。底面平衡层为1mm厚的橡皮垫。
一种上述纤维复合装饰工程材料的制造方法，包括以下步骤：1)以木纤维为原料，通过施加500-700kg/m3的防水改性剂,再经纤维干燥、铺装和热压工序制成密度为1000-1200kg/m3的6mm厚的纤维板基材；该防水改性剂的配方为88％酚醛树脂、4％异氰酸酯树脂、3％硼砂或硼酸锌、0.5％纳米氧化锌和4.5％改性水性丙烯酸粘合剂的混合物(重量比)；2)将纤维板基材进行表面砂光处理后,在其板材正面使用异氰酸酯树脂覆贴1mm厚的防火板，背面使用异氰酸酯树脂覆贴1mm左右厚的的橡皮垫,在常温和1.0-1.5MPa的压力下冷压60分钟。再经陈化,锯割制成一定规格(如600x600mm,800x800mm)的户外用纤维复合防潮瓷砖。
该实施例的产品具有木材质地,色泽丰富多彩,具有良好的耐候、防霉、防腐和防火效果，弹性模量可达9000MPa,静曲强度为80-90MPa,内结合强度为2.0MPa,24小时厚度膨胀率<3％,2小时沸水煮后的静曲强度为55MPa,游离甲醛含量≤0.5mg/L，耐久性好(重量损失率只为0.6％)，可替代传统的室外仿大理石瓷砖或大理石瓷砖使用。