一种木刨花真空粒复合板及其制备方法与流程

本发明属于复合材料领域，涉及刨花板的制造方法，具体涉及一种木刨花真空粒复合板及其制备方法。

背景技术：

刨花板是由木材或其他木质纤维素材料制成的碎料施加胶粘剂后，经机械加工和施压压合而成的人造板，其提高了木材的综合利用率，可以实现小材大用和劣材优用，是木材的节约代用产品。刨花板被用于建筑工业和家具制造业，性能优越的刨花板可以替代天然木材用以制造木结构建筑、室内装饰部品、办公桌、橱柜类家具，以及火车、汽车车厢等。

随着刨花板制造技术的进步和人造板产品的广泛应用，人们对人造板的认识和认可度正在逐渐提升，同时对刨花板性能的要求也越来越高。除了对刨花板环保性能、力学性能的要求以外，人们对刨花板板材的隔音、隔热性能也开始有了较高要求。特别是当人们越来越多的将刨花板应用于建筑工程及室内装饰领域时，如何对刨花板材进行处理或是结构设计以增强其隔音隔热性能就变得具有重要的现实意义。现有技术中对刨花板环保性能、力学性能提升的研究较为充分，但尚缺乏对高强度隔音隔热刨花板的有关研究成果，高强度隔音隔热刨花板材研发技术迟迟没有获得突破，如何在提升刨花板强度的同时使刨花板具有隔音、隔热的性能，是当前刨花板技术研发中的难点。

对真空材料的研究发现真空是声音与热的不良导体，其具有良好的应用前景，若能将真空结构材料引入到刨花板等木质复合材料中则可望改善材料的物理性能。而刨花板等木质复合材料很难形成封闭的真空环境，以现有技术无法使刨花板具有较好的隔热隔音效果，如何改进刨花板使刨花板的性能发生变化，使之具有真空材料的特性是当前函待解决的技术问题。此外，当刨花板具有真空材料的特性之后，如何实现产业化应用，如何解决这一材料在板型材制造、锯切加工、安装施工等方面可能遇到的困难也是需要在材料开发过程中一并考虑的技术问题。

技术实现要素：

本发明为解决现有技术中存在的一系列问题，进而提出一种木刨花真空粒复合板及其制备方法。所述一种木刨花真空粒复合板其组分和体积百分数为：木质原料：49%~90%，真空粒：9%~50%， 胶粘剂：0.5%~5%；所述真空粒的壁厚为0.1 mm ~1mm、外径为1 mm ~5mm，整体呈球体或椭球体，其长径比接近1：1。本发明的有益效果是：通过将木刨花和真空粒进行复合可以在刨花板内形成分散的真空区域，有利于提高刨花板板材的隔音隔热性能，同时还可以起到降低刨花板重量、减少木材消耗的作用。

进一步，所述的木质原料为木材或秸秆中的一种或几种；所述秸秆为高梁秆、棉杆、麻秆、芦苇秆、玉米秆、烟草秆、麦秸秆和稻草中的一种或几种。

进一步，所述真空粒由塑料制得，所述塑料为热固性塑料的新料或回收料。

进一步，所述热固性塑料为酚醛塑料、环氧塑料、氨基塑料、不饱和聚酯、醇酸塑料中的一种或几种。

进一步，所述胶粘剂为异氰酸酯。

一种木刨花真空粒复合板的制备方法，包括以下步骤：

S1、备料：将木材或秸秆通过刨片、削片、碾压、锯切和筛选中的一种或几种方式加工成长20~200mm、宽2~20mm、厚0.1~2mm的木质原料；

S2、原料预处理：通过控制温湿度设备，控制木质原料的含水率；

S3、原料混合：将处理后的部分木质原料与壁厚为0.1mm~1mm、外径为1mm~5mm，整体呈球体或椭球体，其长径比接近1：1的真空粒混合均匀；

S4、添加偶联剂：使用喷涂方法将液态偶联剂施加在预处理后的木质原料与真空粒混合物上；

S5、原料施胶：使用喷涂方法将脲醛树脂胶黏剂施加在预处理后的木质原料及木质原料与真空粒的混合物上；

S6、板坯铺装：在上下表面铺装施胶的木质原料，在中间层均匀铺装施胶的木质原料与真空粒混合物，施压形成板坯；

S7、热压成型：将所获得的板坯放入热压设备中热压成型，所述热压成型的热压温度为120℃~220℃，热压时间为3~20分钟；

S8、后期加工：进行裁边和表面处理。

进一步，步骤S3中选用木质原料、真空粒及胶粘剂按体积百分数以木质原料：49%~90%，真空粒：9%~50%， 胶粘剂：0.5%~5%的比例均匀混合，并留在施胶后用于铺装板坯。

进一步，所述真空粒采用真空粒制造设备制得，所述真空粒制造设备具有密封仓、真空泵、大气压力表、造粒装置，所述密封仓由不透气材料制得，且其中至少一部分是以透明的不透气材料制得，所述密封仓具有抽气孔，所述抽气孔通过管线与真空泵连接，所述密封仓上还具有至少一个仓口，所述仓口能够在开启状态和密闭状态间转换，仓口密闭并启动真空泵后所述密封仓能够处于真空状态；所述大气压力表设于所述密封仓上，能够实时反映所述密封仓的真空度；所述密封仓内具有真空粒壳体、吸气剂，所述真空粒壳体至少具有一个开口，在一定真空度下通过所述造粒装置能够使吸气剂进入真空粒壳体内，并能够通过所述造粒装置对所述真空粒壳体的开口进行密封进而制得真空粒。

进一步，所述造粒装置位于所述密封仓内，所述造粒装置具有容置机构、送壳机构、吸气剂输入机构、密封机构，所述容置机构包括纵向转盘，所述纵向转盘的侧壁上具有至少一个能够容纳真空粒壳体的容置腔，所述容置腔随纵向转盘保持固定或转动状态，当所述真空粒制造完成后所述纵向转盘转动；所述纵向转盘下设有真空粒储藏仓，所述容置腔中的真空粒受重力和离心力作用而脱出后落入所述真空粒储藏仓内；所述送壳机构包括用于存放真空粒壳体的送壳容腔及用于控制真空粒壳体进入容置腔的送壳组件，所述送壳容腔位于所述纵向转盘的上方并对应一个所述容置腔；所述吸气剂输入机构包括用于存放吸气剂的药剂腔及用于拨动药剂腔内吸气剂进入真空粒壳体的拨动组件；所述密封机构，包括用于存放填充塞体的塞体容腔、存胶组件、施胶组件及推动填充塞体经过施胶组件并部分进入真空粒壳体内部实现所述真空粒壳体密封的推动组件。

进一步，步骤S6中在板坯的上下表层放置脱模纸，防止板坯热压过程中粘板；步骤S7中经裁边之后的木刨花真空粒复合板规格为：长400~2440mm，宽400~1220mm，厚35~120mm。

进一步，步骤S2中木质原料的含水率控制在10%~15%；步骤S7中所述热压设备为高频加热的热压设备。

附图说明

图1是本发明的制造方法流程示意图；

图2是本发明的木刨花真空粒复合板的剖面示意图；

图3是本发明的真空粒制造设备的整体结构示意图；

图4是本发明中密封仓剖面结构示意图；

图5是本发明中造粒装置具体实施方式的示意图；

图6是本发明中造粒装置另一具体实施方式的示意图；

图中各部分含义如下：1密封仓；11抽气孔；2真空泵；3大气压力表；4造粒装置；41容置机构；413容置腔；42送壳机构；421送壳容腔；422送壳组件；43吸气剂输入机构；431药剂腔；432拨动组件；44密封机构；441塞体容腔；442存胶组件；443施胶组件；444推动组件；45纵向转盘；451侧壁；46真空粒储藏仓；5管线；6仓口；7真空粒；71真空粒壳体；711开口；72填充塞体；73吸气剂。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

具体实施方式1：一种木刨花真空粒复合板其组分和重量百分数为木质原料：49%~90%，真空粒：9%~50%， 胶粘剂：0.5%~5%；所述真空粒的壁厚为0.1 mm ~1mm、外径为1 mm ~5mm，整体呈球体或椭球体，其长径比接近1：1。

本实施方式的技术效果是：通过将木刨花和真空粒进行复合可以在刨花板内形成分散的真空区域，有利于提高刨花板板材的隔音隔热性能，同时还可以起到降低刨花板重量、减少木材消耗的作用。

具体实施方式2：本实施方式所述一种木刨花真空粒复合板，所述的木质原料为木材或秸秆中的一种或几种；所述秸秆为高梁秆、棉杆、麻秆、芦苇秆、玉米秆、烟草秆、麦秸秆和稻草中的一种或几种；其他与具体实施方式1相同。

本实施方式的技术效果是：实现木质资源的综合利用，变废为宝，使价值较低的农林剩余物可以制成具有更高附加值的林产品。

具体实施方式3：本实施方式所述一种木刨花真空粒复合板，所述真空粒由塑料制得，所述塑料为热固性塑料的新料或回收料；其他与具体实施方式1或2相同。

本实施方式的技术效果是：热固性塑料强度高，在加工过程中不融化，可制得壁厚较薄的真空粒，且真空粒能够在较高温度的环境下承受较大的压力，因此热固性塑料的选用使本发明的工艺更加顺畅，产品质量和性能更加稳定，力学性能更加优越。

具体实施方式4：本实施方式所述一种木刨花真空粒复合板，所述热固性塑料为酚醛塑料、环氧塑料、氨基塑料、不饱和聚酯、醇酸塑料中的一种或几种；其他与具体实施方式1-3中任一项相同。

本实施方式的技术效果是：这些塑料的选用有效的保证了产品的耐久性和结构强度。

具体实施方式5：本实施方式所述一种木刨花真空粒复合板，所述胶粘剂为异氰酸酯；其他与具体实施方式1-4中任一项相同。

本实施方式的技术效果是：能与木质原料中的羟基进行共价化学反应，且与板材中热塑料性塑料高分子形成缠绕结构，增加了木质原料之间以及木质原料与塑料之间的结合强度；此外，在使用过程中无甲醛等有害气体释放，制备的刨花板绿色环保。

具体实施方式6：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种木刨花真空粒复合板的制备方法，包括以下步骤：

S1、备料：将木材或秸秆通过刨片、削片、碾压、锯切和筛选中的一种或几种方式加工成长20~200mm、宽2~20mm、厚0.1~2mm的木质原料；

S2、原料预处理：对木质原料进行干燥处理，将木质原料的含水率干燥至5%以下；

S3、原料混合：将处理后的部分木质原料与壁厚为0.1mm~1mm、外径为1mm~5mm，整体呈球体或椭球体，其长径比接近1：1的真空粒混合均匀；

S4、添加偶联剂：使用喷涂方法将液态偶联剂施加在预处理后的木质原料与真空粒7混合物上；

S5、原料施胶：使用喷涂方法将脲醛树脂胶黏剂施加在预处理后的木质原料及木质原料与真空粒7的混合物上；

S6、板坯铺装：在上下表面铺装施胶的木质原料，在中间层均匀铺装施胶的木质原料与真空粒7的混合物，施压形成板坯；

S7、热压成型：将所获得的板坯放入热压设备中热压成型，所述热压成型的热压温度为120℃~220℃，热压时间为3~20分钟；

S8、后期加工：进行裁边和表面处理；其他与具体实施方式1-5中任一项相同。

本实施方式的技术效果是：大大降低了刨花板的整体密度，但木质原料部分被压实，形成高密度表面，提高了刨花板的弯曲弹性模量、静曲强度，降低了吸水厚度膨胀率等，改善了板材的物理力学性能。

具体实施方式7：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种木刨花真空粒复合板的制造方法，步骤S3中选用木质原料、真空粒及胶粘剂按体积百分数以木质原料：49%~90%，真空粒：9%~50%， 胶粘剂：0.5%~5%的比例均匀混合，并留在施胶后用于铺装板坯；其他与具体实施方式6相同。

本实施方式的技术效果是：通过这一配比可以实现刨花板密度为0.25~0.45g/m³,刨花板表层密度为0.6~1.0g/m³，导热系数为0.05~0.10W/m.k,最大隔音系数为50~75分贝，具有较好的隔热隔音性能。

具体实施方式8：结合图3、图4、图5和图6说明本实施方式，本实施方式所述一种木刨花真空粒复合板的制造方法，所述真空粒7采用真空粒制造设备制得，所述真空粒制造设备具有密封仓1、真空泵2、大气压力表3、造粒装置4，所述密封仓1由不透气材料制得，且其中至少一部分是以透明的不透气材料制得，所述密封仓1具有抽气孔11，所述抽气孔11通过管线5与真空泵2连接，所述密封仓1上还具有至少一个仓口6，所述仓口6能够在开启状态和密闭状态间转换，仓口6密闭并启动真空泵2后所述密封仓1能够处于真空状态；所述大气压力表3设于所述密封仓1上，能够实时反映所述密封仓1的真空度；所述密封仓1内具有真空粒壳体71、吸气剂73，所述真空粒壳体71至少具有一个开口711，在一定真空度下通过所述造粒装置4能够使吸气剂73进入真空粒壳体71内，并能够通过所述造粒装置4对所述真空粒壳体71的开口711进行密封进而制得真空粒7；其他与具体实施方式7相同。

本实施方式的技术效果是：通过本实施方式可以获得真空度适当的真空粒，本发明所述的人造板用真空粒制造设备的密封仓具有仓口，所述仓口能够在开启状态和密闭状态转换，且可通过大气压力表监控密封仓内的真空度，使向密封仓内放入真空粒原料和取出制成的真空粒较容易且安全性高。

具体实施方式9：结合图1、图3、图4、图5和图6说明本实施方式，本实施方式所述一种木刨花真空粒复合板的制造方法，所述造粒装置4位于所述密封仓1内，所述造粒装置4具有容置机构41、送壳机构42、吸气剂输入机构43、密封机构44，所述容置机构41包括纵向转盘45，所述纵向转盘45的侧壁451上具有至少一个能够容纳真空粒壳体71的容置腔413，所述容置腔413随纵向转盘45保持固定或转动状态，当所述真空粒7制造完成后所述纵向转盘45转动；所述纵向转盘45下设有真空粒储藏仓46，所述容置腔413中的真空粒7受重力和离心力作用而脱出后落入所述真空粒储藏仓46内；所述送壳机构42包括用于存放真空粒壳体71的送壳容腔421及用于控制真空粒壳体71进入容置腔413的送壳组件422，所述送壳容腔421位于所述纵向转盘45的上方并对应一个所述容置腔413；所述吸气剂输入机构43包括用于存放吸气剂73的药剂腔431及用于拨动药剂腔431内吸气剂73进入真空粒壳体71的拨动组件432；所述密封机构44，包括用于存放填充塞体72的塞体容腔441、存胶组件442、施胶组件443及推动填充塞体72经过施胶组件443并部分进入真空粒壳体71内部实现所述真空粒壳体71密封的推动组件444；其他与具体实施方式8相同。

本实施方式的技术效果是：通过容置机构、送壳机构、吸气剂输入机构、密封机构的协同作用，实现对真空粒壳体的握持、装载吸气剂、密封的机械化和自动化操作，有利于批量化制备人造板用真空粒。

具体实施方式10：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种木刨花真空粒复合板的制造方法，步骤S6中在板坯的上下表层放置脱模纸，防止板坯热压过程中粘板；步骤S7中经裁边之后的木刨花真空粒复合板规格为：长400~2440mm，宽400~1220mm，厚35~120mm；其他与具体实施方式6至8中任一项相同。

本实施方式的技术效果是：实现超厚隔热隔音刨花板的生产和制造，结合在门窗以及隔墙中的实际应用，方便进行模块化和集成化生产和安装。

具体实施方式11：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种木刨花真空粒复合板的制造方法，进一步，步骤S2中木质原料的含水率控制在10%~15%；步骤S7中所述热压设备为高频加热的热压设备；其他与具体实施方式6至10中任一项相同。

本实施方式的技术效果是：控制木质原料的含水率并使木质原料具有较高的含水率是木材加工行业较少采用的方法，因为常规的增加含水率会使板材的性能不稳定且不利于板材的成型，一般情况下在制造刨花板时会控制木质原料的含水率在5%以下，而在本发明中10%~15%的板材含水率与本发明采用的高频加热设备相结合，可以使具有较厚厚度的板材得以更好的成型，能够更便捷的生产出具有较大厚度、较高性能的木刨花真空粒复合板。