多层阻燃木基复合板及其制造方法
【专利摘要】本发明提供一种多层阻燃木基复合板，它包括至少一组阻燃夹心板，所述阻燃夹心板包括一层无机防火基板层和两层对称设置在所述无机防火基板层两侧的木质单板层，各层之间通过水溶性阻燃黏结剂粘接，其中所述水溶性阻燃黏结剂包括硫酸镁、氯化镁、聚乙烯醇、硼酚合剂、氧化镁、磷酸盐、聚磷酸铵、甲酸钙。该多层阻燃木基复合板具有很好的阻燃、抑烟、无毒、防腐、防虫性能，可以应用于各种建筑装饰和家具制造领域。本发明还提供一种上述多层阻燃木基复合板的制造方法，其主要采用冷压和热压成型工艺进行定型、固化处理，整个生产过程工艺简单、绿色化、无污染。
【专利说明】
多层阻燃木基复合板及其制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种复合板及其制造方法，特别是一种多层阻燃木基复合板及其制造方法。
【背景技术】
[0002]木质类阻燃人造板一般是将阻燃剂采用真空加压或浸泡的方法达到阻燃目的。但是，采用真空加压或浸泡的方法生产的阻燃人造板其物理性能会受到严重损害，其阻燃成分也会在一定时间内挥发，从而为安全带来极大的隐患。一般阻燃人造板在生产和使用过程中会产生有害物质，对环境和人类生活造成危害。另一方面，现有木质阻燃板其安全性能极不稳定，也很难达到防火标准。
[0003]为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种高效阻燃、抑烟、无毒、防腐、防虫的多层阻燃木基复合板和一种工艺简单、绿色化、无污染的多层阻燃木基复合板及其制造方法。
[0005]为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:一种多层阻燃木基复合板，它包括至少一组阻燃夹心板，所述阻燃夹心板包括一层无机防火基板层和两层对称设置在所述无机防火基板层两侧的木质单板层，各层之间通过水溶性阻燃黏结剂粘接;其中，所述水溶性阻燃黏结剂包括下述质量份的原料硫酸镁3?7份、氯化镁I?3份、水8?30份、聚乙烯醇0.5?1.2份、硼酚合剂0.3?1.0份、氧化镁10?16份、磷酸盐0.1?0.2份、聚磷酸铵0.1?0.5份、甲酸钙0.5?2.0份。
[0006]优选地，所述水溶性阻燃黏结剂包括下述重量份的组分:硫酸镁4?6份、氯化镁2?3份、水8?30份、聚乙烯醇0.8?1.0份、硼酚合剂0.5?1.0份、氧化镁11?13份、磷酸盐
0.10?0.15份、聚磷酸铵0.3?0.5份、甲酸钙1.0?1.5份。
[0007]基于上述，相邻两组所述阻燃夹心板之间还设置有一层芯部木质单板层。
[0008]基于上述，最外侧的所述木质单板层的表面还设置有饰面层。
[0009]其中，在所述水溶性阻燃黏结剂的原料中，各原料的作用如下:
硫酸镁主要用于阻燃和助凝，其属于酸性物质，具有天然的优异阻燃性，具有排斥火焰的功能，可直接反射火焰，使火焰和温度无法穿过的功能，硫酸镁作为助凝剂时会加速所述水溶性阻燃黏结剂的凝结速度，提高所述多层阻燃木基复合板早期的强度。
[0010]氯化镁主要用于阻燃和固化。氯化镁作为阻燃剂时，因其受热分解失去两个分子结晶水，从而减缓了可燃物质的燃烧趋势;氯化镁作为固化填充剂时，可加速黏结剂的固化速度，提高所述多层阻燃木基复合板的粘结强度及耐老化性。
[0011]聚乙烯醇主要用于粘结及分散。聚乙烯醇是一种绿色的粘结剂，可以在自然环境里被微生物降解，最终产物为碳、氢、氧，非常环保，同时聚乙烯醇分子上含有大量羟基，与纤维类物质有很强的粘结性。硼酚合剂主要作为防虫抗菌剂;可有效起到防腐、防虫、防霉作用。
[0012]氧化镁主要用于粘结和阻燃。氧化镁作为粘结剂具有吸碘值高、分散性好、含铁量低等优点；氧化镁作为阻燃剂可以达到防火防腐的目的。聚磷酸铵是一种性能优良的非卤阻燃剂，在所述水溶性阻燃黏结剂中主要用于阻燃，在燃烧过程中不产生腐蚀气体、防止发烟。甲酸钙在所述水溶性阻燃黏结剂中主要起到硬化、提高板材的早期强度的作用。
[0013]磷酸盐主要起阻燃作用，其属于酸性物质，可以促使无机活性物质氧化镁、氯化镁和硫酸镁加快相容和生长，使氧化镁、硫酸镁和氯化镁相互结合后在一起形成质地坚硬、结合紧密的晶格结构，该晶格结构不透水、不透气，能够将结合面的板材与外界的空气、水相隔绝，基本杜绝被腐蚀和氧化的可能，使得该多层阻燃木基复合板具有较好的耐水性还具有较长的使用寿命。
[0014]基于上述，所述磷酸盐为磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸氢钙、磷酸钙中的一种或几种的组合;所述无机防火基板层为玻镁板、硅钙板或菱镁板;所述饰面层为木质薄片，所述木质单板层是由木材板经所述水溶性阻燃粘合剂拼合、粘接后压制而成。
[0015]本发明还提供一种上述多层阻燃木基复合板的制造方法，包括以下步骤:
(一)提供一种无机防火基板层、一种木质单板层、一种饰面层；
(二)先将氯化镁、聚乙烯醇和水进行混合制得所述基础溶液;然后将所述基础溶液与硫酸镁、硼酚合剂、氧化镁、磷酸盐、聚磷酸铵和甲酸钙进行混合，制得所述水溶性阻燃黏结剂。
[0016](三)在所述基板层上通过所述水溶性阻燃黏结剂粘结所述木质单板层，经冷压成型、干燥处理后制得阻燃夹心板；
(四)在所述阻燃夹心板底部和面部上通过所述水溶性阻燃黏结剂粘结所述饰面层，经热压成型、固化处理后制得所述多层阻燃木基复合板。
[0017]基于上述，所述步骤(三)还包括将至少两组所述阻燃夹心板对称粘结在一层所述芯部木质单板层面部和底部。
[0018]需要说明的是，所述的一种无机防火基板层、一种木质单板层和一种饰面层不代表一层基板层、一层木质单板层和一层饰面层。
[0019]其中，所述步骤(一)中提供一种所述木质单板层的步骤包括:将Imm?3mm厚度的木材板经所述水溶性阻燃粘合剂拼合、粘接;将拼接好的所述木材板用平板干燥机进行干燥、整形、压制处理制得所述木质单板层，其中，控制干燥温度为120°C?130°C，干燥机压力为3吨?5吨，干燥时间为5分钟?10分钟，使得制得的所述木质单板层含水率为6%?8%。
[0020]所述步骤(二)包括:按照(0.5?I): 10的重量份数比将氯化镁溶解于水中形成氯化镁水溶液，然后按照10:0.7的质量份数比向所述氯化镁水溶液中加入聚乙烯醇，混合加热至105°C，加热持续时间为4小时，冷却至室温制得溶液A;
按照(3?7):(0.5?2): 10的质量份数比将硫酸镁、氯化镁溶解于水中形成混合溶液，然后按照10:8:0.1的质量份数比向所述混合溶液中分别加入氧化镁、磷酸盐进行混合形成溶液B;
最后将所述溶液B、所述溶液A、聚磷酸铵、硼酚合剂和甲酸钙按照6:1:0.05:0.1:0.3的质量份数比进行混合得到所述水溶性阻燃黏结剂。
[0021]所述步骤(三)包括:将所述无机防火基板层通过滚涂机在其底部和面部涂上所述水溶性阻燃粘合剂，将制得的所述木质单板层在其底部和面部进行粘接，形成夹心状三层结构的预制板坯；
将50?80张所述预制板坯在锁模机具中重叠堆放，采用冷压机对其施加180吨?220吨的压力进行压制，锁住锁模机构，退出冷压机，使其在模具机构中仍保持上述压力，在15°C?48 0C条件下经过12小时?24小时固化，然后进行脱模处理；
将压制处理后的所述预制板坯分拆后进行干燥、整形、定厚砂光、锯边、抛光处理制得所述阻燃夹心板，其中，控制干燥温度为600C?85°C、干燥时间为12小时?24小时，使得制得的所述阻燃夹心板含水率控制在8%?12%。
[0022]所述步骤(四)包括:将所述阻燃夹心板底部和面部涂上所述水溶性阻燃粘合剂，并与所述饰面层进行粘合，采用热压机对其进行热压胶合、固化处理，控制热压温度为110°C?115°C、热压压力为140吨?160吨、热压时间为60秒?80秒，然后经抛光、锯边处理得到所述多层阻燃木基复合板成品。
[0023]按照GB8624-2012规定的方法对所述多层阻燃木基复合板进行燃烧试验，可达到BI级，因此所述多层阻燃木基复合板具有较好的阻燃性能。
[0024]所述多层阻燃木基复合板按照GB18580-2001《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》所规定的干燥器法及气候箱法测定其甲醛的挥发量，可以达到El级及其以上标准，因此所述多层阻燃木基复合板具有良好的环保性能。
[0025]与现有技术相比，本发明提供的多层阻燃木基复合板原料中包括由硫酸镁、氯化镁、聚乙烯醇、硼酚合剂、氧化镁、磷酸盐、聚磷酸铵、甲酸钙和水组成的水溶性阻燃黏结剂，它将阻燃剂和黏结剂合二为一，在起到粘结的同时，又能阻止或延缓燃烧，且该水溶性阻燃黏结剂制备工艺简单、原料易得、价格便宜，从而使得利用所述水溶性阻燃黏结剂制得的多层阻燃木基复合板成本比较低。
[0026]进一步，所述多层阻燃木基复合板是将由木材板经所述水溶性阻燃粘合剂拼合、粘接后压制而成的木质单板层与基板层、饰面层通过所述水溶性黏结剂粘结后，进行成型、固化处理制得的，它是一种中间包裹有A级阻燃成分的夹心结构，整个制备过程工艺简单、生产过程无害化、绿色化，使产品具有高效阻燃、抑烟、无毒、防腐、防虫、美观等优异性能。
【附图说明】
[0027]图1是实施例1中的多层阻燃木基复合板的结构示意图。
[0028]图2是实施例1的木质单板层结构示意图。
[0029]图3是实施例2中的多层阻燃木基复合板的结构示意图。
[°03°]图中:1、阻燃夹心板；101、无机防火基板层；102、木质单板层；2、木材板；3、饰面层;4、芯部木质单板层。
【具体实施方式】
[0031]下面通过【具体实施方式】，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0032]实施例1
请参阅图1，本实施例提供一种多层阻燃木基复合板，具有五层结构，具体包括一组阻燃夹芯板I，所述阻燃夹芯板的两侧分别设置有饰面层3;所述阻燃夹芯板由一层无机防火基板层101和对称设置在所述无机防火基板层两侧的木质单板层102组成;所述无机防火基板层和所述木质单板层通过水溶性阻燃黏结剂相粘结。其中，所述饰面层为0.5mm厚的木片，所述基板层为2mm厚的玻镁板。请参阅图2，所述木质单板层包括多块木材板2，所述木质单板层是由多块厚度为1.5mm的木材板根据实尺寸经阻燃粘合剂拼合、粘接后压制而成。
[0033]所述水溶性阻燃黏结剂原料包括硫酸镁5Kg、氯化镁2 Kg、水20 Kg、聚乙烯醇
0.735 Kg、硼酚合剂0.5 Kg、氧化镁13.2 Kg、磷酸钙0.165 Kg、聚磷酸铵0.25 Kg和甲酸钙
0.5 Kg。所述木质单板层是由多块厚度为1.5mm的木材板根据实际尺寸经所述水溶性阻燃粘合剂拼合、粘接后压制而成。
[0034]本实施例还提供一种上述多层阻燃木基复合板的制造方法，包括以下步骤:
配置水溶性阻燃黏结剂:向搅拌池I中将0.5 Kg的氯化镁溶解于10 Kg的水中形成氯化镁水溶液，然后向所述氯化镁水溶液中加入0.735 Kg的聚乙烯醇进行混合加热至105°C，加热持续时间为4h，冷却至室温制得溶液A;
向搅拌池2中将5 Kg的硫酸镁、1.5 Kg的氯化镁溶解于10 Kg的水中形成混合溶液，向其中分别加入13.2 Kg的氧化镁、0.165 Kg的磷酸钙进行混合形成溶液B;然后向所述溶液B中加入5 Kg所述溶液A、0.25Kg的聚磷酸铵和0.5 Kg的硼酚合剂进行混合得到所述水溶性阻燃黏结剂。
[0035]拼接、修补:选择多块1.5_厚度的木材板，由机器或人工根据工艺尺寸，采用所述水溶性阻燃粘合剂进行拼接、修补。
[0036]干燥、整形:将拼接好的木材板用平板干燥机进行干燥、整形，控制干燥温度为120°C，干燥机压力为3吨，获得木质单板，并使得干燥后制得的木质单板层含水率为8%。
[0037]—次组合成型:将厚度为2mm的玻镁板材质的基板层通过滚涂机在其面部和底部涂上所述水溶性阻燃粘合剂，将所述木质单板层在其面部和底部进行粘接，形成5mm厚度的夹心状三层结构的预制板坯;然后将80张所述预制板坯在锁模机具中重叠堆放，采用冷压机对其施加200吨的压力进行压制，锁住锁模机构，退出冷压机，使其在模具机构中仍保持上述压力，在25°C条件下进行固化24小时，然后进行脱模处理；
将压制处理后的所述预制板坯进行分拆，然后将其送入干燥室内进行干燥处理，其中，控制干燥温度为8 5 °C，干燥时间为12小时，使得干燥后的所述阻燃夹心板含水率控制在12%，然后再进行整形、定厚、砂光、锯边、抛光处理制得所述阻燃夹心板。
[0038]二次组合成型:将所述阻燃夹心板通过滚涂机在其面部和底部涂上所述水溶性阻燃粘合剂，然后在其面部和底部贴上0.5mm厚度的饰面层，然后送入热压机进行热压胶合80秒，其中，控制热压温度为110°C、热压压力为140吨，冷却后然后经抛光、锯边得到厚度为6mm的多层阻燃木基复合板成品。
[0039]按照GB8624-2012规定的方法对本实施例制得的所述多层阻燃木基复合板进行燃烧试验，结果为:燃烧增长速率指数彡17胃/8;600秒内总热释放量彡2.5 MJ;火焰横向蔓延长度〈试样边缘符合要求;焰尖高度<30mm;烟气生成速率指数为零;600秒内总产烟量< 3Im 2;燃烧滴落物/微粒:600秒内无燃烧滴落物/微粒，符合要求;过滤纸是否被引燃:过滤纸未被引燃符合要求;产烟毒性:达到ZA2级，符合GB 8624-2012规定的BI级标准。
[0040]实施例2 本实施例提供一种多层阻燃木基复合板，它具有5层结构，结构与实施例提供的多层阻燃木基复合板基本相同，区别之处在于所述水溶性阻燃黏结剂的原料组分不同。具体地，本实施例中，硫酸镁7 Kg、氯化镁3 Kg、水20 Kg、聚乙烯醇I Kg、硼酚合剂1.0 Kg、氧化镁15Kg、磷酸二氢铵0.15 Kg、聚磷酸铵0.5Kg、甲酸钙0.1 Kg0
[0041]本实施例提供的上述多层阻燃木基复合板的制备方法与实施例1提供的多层阻燃木基复合板的制备方法基本相同，不同之处在于制备步骤中各工艺参数的不同。具体地，本实施例在所述一次组合成型步骤中重叠堆放在机模中的板坯数量不同，所施加的压力为220吨并进行固化成型20小时；在所述二次组合成型中，施加的压力为150吨并进行固化成型80秒。
[0042]下面对实施例2中所述多层阻燃木基复合板成品进行性能试验。
[0043]按照GB8624-2012规定的方法对本实施例制得的所述多层阻燃木基复合板进行燃烧试验，结果为:燃烧增长速率指数<25 W/秒;600秒内总热释放量< 3.5 MJ;火焰横向蔓延长度〈试样边缘符合要求;焰尖高度<30 mm;烟气生成速率指数<0.5m2/s2;600秒内总产烟量< 40 m2;燃烧滴落物/微粒:600秒内无燃烧滴落物/微粒符合要求;过滤纸是否被引燃:过滤纸未被引燃符合要求；产烟毒性:达到ZA2级，符合GB 8624-2012规定的BI级标准。
[0044]实施例3
请参阅图3，本实施例提供一种多层阻燃木基复合板，具有九层结构。具体地，所述多层阻燃木基复合板包括两组所述阻燃夹心板I，在两组所述阻燃夹心板之间还设置有一层芯部木质单板层4;所述多层阻燃木基复合板的面部和底部还分别设置有所述饰面层3。
[0045]本实施例中，所述水溶性阻燃黏结剂中的原料组分与实施例1中的相同。
[0046]本实施例提供的上述多层阻燃木基复合板的制备方法与实施例1提供的多层阻燃木基复合板的制备方法基本相同，不同之处在:在所述一次组合成型步骤中，将两组所述阻燃夹心板对称粘结在一层所述木质单板层的面部和底部，然后经220吨的压力压制、固化成型24小时;在所述二次组合成型中，在温度为115°C条件下施加的压力为160吨进行固化成型60秒。
[0047]下面对实施例3中所述多层阻燃木基复合板成品进行性能试验。
[0048]按照GB8624-2012规定的方法对所述多层阻燃木基复合板进行燃烧试验，结果为:燃烧增长速率指数彡40W/s;600秒内总热释放量彡3.0 MJ;火焰横向蔓延长度〈试样边缘，符合要求;焰尖高度< 38 mm;烟气生成速率指数为零;600秒内总产烟量<31 m2；燃烧滴落物/微粒:600秒内无燃烧滴落物/微粒，符合要求;过滤纸是否被引燃:过滤纸未被引燃符合要求;产烟毒性:达到ZA2级，符合GB 8624-2012规定的BI级标准。
[0049]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
【主权项】
1.一种多层阻燃木基复合板，其特征在于，它包括至少一组阻燃夹心板，所述阻燃夹心板包括一层无机防火基板层和两层对称设置在所述无机防火基板层两侧的木质单板层，所述无机防火基板层与所述木质单板层均通过水溶性阻燃黏结剂粘接;其中，所述水溶性阻燃黏结剂包括下述质量份的原料:硫酸镁3?7份、氯化镁I?3份、水8?30份、聚乙烯醇0.5?1.2份、硼酚合剂0.3?1.0份、氧化镁10?16份、磷酸盐0.1?0.2份、聚磷酸铵0.1?0.5份、甲酸钙0.5?2.0份。2.根据权利要求1所述的多层阻燃木基复合板，其特征在于，相邻两组所述阻燃夹心板之间还设置有一层芯部木质单板层。3.根据权利要求1或2所述的多层阻燃木基复合板，其特征在于，最外侧的所述木质单板层的表面还设置有饰面层。4.根据权利要求3所述的多层阻燃木基复合板，其特征在于，所述磷酸盐为磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸氢钙、磷酸钙中的一种或几种的组合;所述无机防火基板层为玻镁板、硅钙板或菱镁板;所述饰面层为木质薄片;所述木质单板层是由木材板经所述水溶性阻燃粘合剂拼合、粘接后压制而成。5.—种权利要求1?4任一项所述的多层阻燃木基复合板的制造方法，包括以下步骤: (一)提供一种无机防火基板层、一种木质单板层和一种饰面层； (二)先将氯化镁、聚乙烯醇和水进行混合制得所述基础溶液，然后将所述基础溶液与硫酸镁、硼酚合剂、氧化镁、磷酸盐、聚磷酸铵和甲酸钙进行混合，制得所述水溶性阻燃黏结剂； (三)将所述无机防火基板层通过所述水溶性阻燃黏结剂与所述木质单板层相粘结，经冷压成型、干燥处理后制得所述阻燃夹心板； (四)在所述阻燃夹心板底部和面部上通过所述水溶性阻燃黏结剂粘结所述饰面层，经热压成型、固化处理后制得所述多层阻燃木基复合板。6.根据权利要求5所述的多层阻燃木基复合板的制造方法，其特征在于， 所述步骤(三)还包括将两组所述阻燃夹心板对称粘结在一层所述芯部木质单板层的两侧。7.根据权利要求5或6所述的多层阻燃木基复合板的制造方法，其特征在于，所述步骤(一)包括:将Imm?3mm厚度的木材板经所述水溶性阻燃粘合剂拼合、粘接，然后将拼接好的所述木材板用平板干燥机进行干燥、整形处理制得所述板木质单板层，其中，控制干燥温度为120 °C?130 °C，干燥机压力为3吨?5吨，干燥时间为5分钟?1分钟，使得制得的所述木质单板层含水率为6%?8%。8.根据权利要求7所述的多层阻燃木基复合板的制造方法，其特征在于，所述步骤(二)包括: 按照(0.5?I): 10的重量份数比将氯化镁溶解于水中形成氯化镁水溶液，然后按照10:0.7的质量份数比向所述氯化镁水溶液中加入聚乙烯醇，混合加热至105°C，加热持续时间为4小时，冷却至室温制得溶液A; 按照(3?7):(0.5?2): 10的质量份数比将硫酸镁、氯化镁溶解于水中形成混合溶液，然后按照10:8:0.1的质量份数比向所述混合溶液中分别加入氧化镁、磷酸盐进行混合形成溶液B; 最后将所述溶液B、所述溶液A、聚磷酸铵、硼酚合剂和甲酸钙按照6:1:0.05:0.1:0.3的质量份数比进行混合得到所述水溶性阻燃黏结剂。9.根据权利要求8所述的多层阻燃木基复合板的制造方法，其特征在于，所述步骤(三)包括:将所述无机防火基板层通过滚涂机在其底部和面部涂上所述水溶性阻燃粘合剂，将制得的所述木质单板层在其底部和面部进行粘接，形成夹心状三层结构的预制板坯； 将50?80张所述预制板坯在锁模机具中重叠堆放，采用冷压机对其施加180吨?220吨的压力进行压制，锁住锁模机构，退出冷压机，使其在模具机构中仍保持上述压力，在15°C?48 0C条件下经过12小时?24小时固化，然后进行脱模处理； 将压制处理后的所述预制板坯分拆后进行干燥、整形、定厚砂光、锯边、抛光处理制得所述阻燃夹心板，其中，控制干燥温度为600C?85°C，干燥时间为12小时?24小时，使所制得的所述阻燃夹心板含水率控制在8%?12%。10.根据权利要求9所述的多层阻燃木基复合板的制造方法，其特征在于，所述步骤(四)包括:将所述阻燃夹心板底部和面部滚涂上所述水溶性阻燃粘合剂，并与所述饰面层进行粘合，并采用热压机对其进行热压胶合、固化处理，控制热压温度为110°C?115°C、热压压力为140吨?160吨、热压时间为60秒?80秒，冷却后然后经抛光、锯边处理得到所述多层阻燃木基复合板成品。
【文档编号】C09J11/04GK106003908SQ201610396156
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】王亚军
【申请人】淮滨县祥盛再生资源有限公司