本发明涉及一种耐高温铝木复合装饰板的制备方法，属于建筑材料
技术领域：
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背景技术：
：人造板生产是高效和节约利用木材资源的有效途径，是解决木材供应紧张与需求增长矛盾、保护森林资源缓解全球气候变暖环境下的主要出路。人造板生产除了利用木材以外，正向着用植物纤维、高分子聚合材料、金属、无机材料等作为原料，采用复合技术制造各种功能人造板的方向发展。以木质人造板为基材、金属覆面制备复合人造板，不仅可以提高材料的物理力学性能，而且赋予人造板装饰、阻燃等新的功能。金属箔（板）板材表面处理包括耐磨、装饰、阻燃等技术的发展，以及金属专用胶黏剂的开发和应用，推动了金属装饰人造板的发展。铝/木复合装饰人造板板装饰人造板是金属覆面人造板中的一类重要产品。铝材质地柔软，有着良好的延展性，可着色或印刷图案；铝不易锈蚀，防火、质轻、易加工成型，可广泛用做建筑、家具、室内外装修和车辆装修的高档装饰材料；铝有极高的回收性，再生铝的特性与原生铝材几乎没有区别，但是，加工采用的胶黏剂价格较贵、材料表面处理和热压复合工艺复杂，能量消耗高，环境污染大；冷压周期长，生产效率低，设备投入大，导致装饰板价格较高，使其推广应用受到限制。复合材料的制备工艺在很大程度上决定了该复合材料的应用范围和生产成本，因此，研究一种高效、低廉的铝木复合材料的制备方法对研究铝木复合材料的推广应用有着重要的意义。目前，铝木复合材料的制备方法主要有机械加工和化学剂粘结两种。通过机械加工制备铝木复合材料主要应用于铝木复合门窗，通过化学粘结剂制备铝木复合材料主要应用于木质人造板材料。就机械加工而言，需配备专门的装备，工程量较大，成本高，并且木材和铝合金各自分开加工会导致控制材料的表面质量比较困难。在制备铝木复合材料的过程中，木材需要做出卡槽，且在受压时容易塌陷，会降低了复合材料的强度，并且铝木两种材料在连接的可靠性上会降低许多。而通过化学粘结剂的方法，热压材料表面处理和复合工艺复杂，能耗高，环境污染较大；而用冷压生产则会周期长，造成生产效率的降低，从而导致生产成本的升高。铸造作为最经济高效的金属成形工艺，具有广泛的适应性和较低的生产成本。如果能通过铸造的方法制备出铝木复合材料，所得材料近乎一次成形，达到免机械加工或少量加工的目的从而大大降低成本，进而推广了铝木复合材料的广泛应用。木材主要含有三种成分：纤维素，半纤维素和木质素，纤维素在300℃以上会迅速分解，而木质素及半纤维素的分解温度则会更低。然而，由于浇注过程中，铝合金处于熔融状态，浇注时铝液的温度远高于木材的分解温度，木材易碳化燃烧，严重影响材料的性能，所以需要在木材表面涂覆耐高温涂料，保护木材不被碳化燃烧，保证材料的性能。此外，该耐高温粘结剂除了需要有良好的热物理性能，还需要具备基本的粘结强度。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对现有复合装饰板粘结强度较低的问题，提供了一种耐高温铝木复合装饰板的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：（1）取均苯四酸二酐、多苯基多异氰酸酯、n，n-二甲基甲酰亚胺、无水甲醇、聚乙二醇、三乙烯二胺，将均苯四酸二酐、多苯基多异氰酸酯、n，n-二甲基甲酰亚胺、无水甲醇、聚乙二醇和三乙烯二胺分别搅拌处理，得反应物；（2）将反应物恒温搅拌处理，加入六方氮化硼，继续搅拌1～2h，得混合物；（3）将混合物置于平板硫化机上，热压处理，冷却至室温，得坯体，将坯体破碎研磨，并过20～30目筛，得填料；（4）将填料和硅橡胶混合，并真空搅拌处理，得基体，将基体倒入圆柱形不锈钢模具中，外加电场固化处理，得胶黏剂；（5）将基体木材表面进行打磨处理，得预处理基体木材；将铝箔表面进行打磨、脱脂加水洗处理，并置于温度为40～50℃下干燥至恒重，冷却至室温，得预处理铝箔；（6）将预处理基体木材、胶黏剂和预处理铝箔复合进行热压处理，即得耐高温铝木复合装饰板。步骤（1）所述的均苯四酸二酐、多苯基多异氰酸酯、n，n-二甲基甲酰亚胺、无水甲醇、聚乙二醇、三乙烯二胺之间的比例为：按重量份数计，分别称取20～30份均苯四酸二酐、10～20份多苯基多异氰酸酯、40～60份n，n-二甲基甲酰亚胺、5～10份无水甲醇、1～3份聚乙二醇、0.3～0.5份三乙烯二胺。步骤（1）所述的将均苯四酸二酐、多苯基多异氰酸酯、n，n-二甲基甲酰亚胺、无水甲醇、聚乙二醇和三乙烯二胺分别搅拌处理的步骤为：将均苯四酸二酐和n，n-二甲基甲酰亚胺混合，在温度为100～120℃下保温搅拌30～40min，得混合液，加入无水甲醇，在温度为70～80℃下搅拌均匀，得混合液a，加入聚乙二醇和三乙烯二胺，在温度为40～50℃下搅拌均匀，得混合液b，加入多苯基多异氰酸酯，在转速为1000～1500r/min下快速搅拌10～20min，得前驱体，将前驱体置于真空烘箱中，在温度为280～300℃下保温1～2h。步骤（2）所述的将反应物恒温搅拌处理步骤为：将反应物在温度为400～500℃，转速为1200～1500r/min下搅拌10～20min；反应物和六方氮化硼的质量比为1∶2。步骤（3）所述的将混合物置于平板硫化机上热压处理的步骤为：在温度为160～180℃，压力为1～5mpa下热压5～10min。步骤（4）所述的填料和硅橡胶的质量比为1∶5；真空搅拌处理步骤为：在搅拌速度为800～900r/min下真空搅拌1～2h。步骤（4）所述的将基体倒入圆柱形不锈钢模具中外加电场固化处理步骤为：将基体倒入圆柱形不锈钢模具中，模具上下面由一定厚度的橡胶片绝缘隔离，将模具上下面分别与高压直流电源的正负极相接，在温度为70～80℃下固化20～30min，冷却至室温。步骤（5）所述的将基体木材表面进行打磨处理步骤为：将基体木材表面用120目砂纸打磨10～20min，用脱脂棉擦拭干净。步骤（5）所述的将铝箔表面进行打磨、脱脂加水洗处理步骤为：将铝箔表面用120目砂纸打磨10～20min，并用质量分数为5%氢氧化钠溶液洗涤3～5次后，用质量分数为10%硝酸洗涤2～4次，最后用去离子水冲洗3～5次。步骤（6）所述的将预处理基体木材、胶黏剂和预处理铝箔复合进行热压处理步骤为：将制备的胶黏剂均匀涂布在预处理基体木材的表面，将预处理铝箔平摊在涂布胶黏剂的预处理木材的表面上，在温度为100～120℃，压力为0.6～1mpa下热压3～5min，冷却至室温。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本发明将聚酰亚胺插层至六方氮化硼中，并和耐高温的硅橡胶复合，制备出一种耐高温的聚酰亚胺-硼硅橡胶胶黏剂，将制备的胶黏剂均匀涂布在基体木材和铝箔之间，制备出一种耐高温铝木复合装饰材料，聚酰亚胺是合成聚合物中耐热性能最好的一种，可在280℃长期使用，高温长时间暴露后强度保持率大，如538℃时仍有7mpa的抗剪强度，耐高剂量辐照性能好，电绝缘性能优良，对玻璃、金刚石、硼、铜、铝、钛、不锈钢、石墨、石英等均有良好的粘接性能；氮化硼是一种高温稳定性很好的填料，将聚酰亚胺插层至六方氮化硼中作为填料和硅橡胶复合，填料围绕在硅橡胶周围，当填料的量比较小时，彼此能够均匀分散在基体中，填料之间不发生接触和相互作用；当填料量达到一定程度时，填料之间间距减小并发生相互作用，在基体中形成了类似链状和网状的结构，得到耐高温的胶黏剂，使得制备的铝木复合装饰材料在高温下粘结强度良好；（2）本发明将制备的胶黏剂均匀涂布在基体木材和铝箔之间，制备出一种耐高温铝木复合装饰材料；铝箔表面经打磨、打磨加水洗处理后，表面临界自由能提高了2倍和4倍，润湿性增强；一般来说，纯金属表面能高，而有机聚合物胶黏剂表面能往往比较低，从热力学的观点出发，有机聚合物胶黏剂能够对高能表面的金属进行良好的湿润，金属表面所生成的金属盐或金属氧化物，也会影响金属表面能，金属生成金属盐类，其表面亲水性增大，润湿性较好；另外，增加粗糙度具有积极的作用，可以增加分子间的连接和键的形成；在以下三种情况：被粘金属表面具有较高表面能；胶黏剂对金属表面亲和性良好；胶黏剂的表面张力小，则胶黏剂与金属表面可形成较小的接触角，涂布容易；（3）本发明采用机械处理的方式是用砂纸（砂带、砂布）打磨、打磨加水洗处理，机械处理可去除金属表面的一些氧化层、脱模剂，移除弱边界层，增加活性化学基团的数量，产生一个干净粗糙的表面，提高表面的润湿性、表面自由能和胶接强度，机械表面处理主要产生宏观粗糙度，使得基体木材和铝箔之间的粘结性能良好。具体实施方式按重量份数计，分别称取20～30份均苯四酸二酐、10～20份多苯基多异氰酸酯、40～60份n，n-二甲基甲酰亚胺、5～10份无水甲醇、1～3份聚乙二醇、0.3～0.5份三乙烯二胺，将均苯四酸二酐和n，n-二甲基甲酰亚胺混合，在温度为100～120℃下保温搅拌30～40min，得混合液，加入无水甲醇，在温度为70～80℃下搅拌均匀，得混合液a，加入聚乙二醇和三乙烯二胺，在温度为40～50℃下搅拌均匀，得混合液b，加入多苯基多异氰酸酯，在转速为1000～1500r/min下快速搅拌10～20min，得前驱体，将前驱体置于真空烘箱中，在温度为280～300℃下保温1～2h，得反应物；将反应物在温度为400～500℃，转速为1200～1500r/min下搅拌10～20min，按质量比1∶2加入六方氮化硼，继续搅拌1～2h，得混合物，将混合物置于平板硫化机上，在温度为160～180℃，压力为1～5mpa下热压5～10min，冷却至室温，得坯体，将坯体破碎研磨，并过20～30目筛，得填料；按质量比1∶5将填料和硅橡胶混合，在搅拌速度为800～900r/min下真空搅拌1～2h，得基体，将基体倒入圆柱形不锈钢模具中，模具上下面由一定厚度的橡胶片绝缘隔离，将模具上下面分别与高压直流电源的正负极相接，在温度为70～80℃下固化20～30min，冷却至室温，得胶黏剂；将基体木材表面用120目砂纸打磨10～20min，用脱脂棉擦拭干净，得预处理基体木材；将铝箔表面用120目砂纸打磨10～20min，并用质量分数为5%氢氧化钠溶液洗涤3～5次后，用质量分数为10%硝酸洗涤2～4次，最后用去离子水冲洗3～5次，并置于温度为40～50℃下干燥至恒重，冷却至室温，得预处理铝箔；将制备的胶黏剂均匀涂布在预处理基体木材的表面，将预处理铝箔平摊在涂布胶黏剂的预处理木材的表面上，在温度为100～120℃，压力为0.6～1.0mpa下热压3～5min，冷却至室温，即得耐高温铝木复合装饰板。按重量份数计，分别称取20份均苯四酸二酐、10份多苯基多异氰酸酯、40份n，n-二甲基甲酰亚胺、5份无水甲醇、1份聚乙二醇、0.3份三乙烯二胺，将均苯四酸二酐和n，n-二甲基甲酰亚胺混合，在温度为100℃下保温搅拌30min，得混合液，加入无水甲醇，在温度为70℃下搅拌均匀，得混合液a，加入聚乙二醇和三乙烯二胺，在温度为40℃下搅拌均匀，得混合液b，加入多苯基多异氰酸酯，在转速为1000r/min下快速搅拌10min，得前驱体，将前驱体置于真空烘箱中，在温度为280℃下保温1h，得反应物；将反应物在温度为400℃，转速为1200r/min下搅拌10min，按质量比1∶2加入六方氮化硼，继续搅拌1h，得混合物，将混合物置于平板硫化机上，在温度为160℃，压力为1mpa下热压5min，冷却至室温，得坯体，将坯体破碎研磨，并过20目筛，得填料；按质量比1∶5将填料和硅橡胶混合，在搅拌速度为800r/min下真空搅拌1h，得基体，将基体倒入圆柱形不锈钢模具中，模具上下面由一定厚度的橡胶片绝缘隔离，将模具上下面分别与高压直流电源的正负极相接，在温度为70℃下固化20min，冷却至室温，得胶黏剂；将基体木材表面用120目砂纸打磨10min，用脱脂棉擦拭干净，得预处理基体木材；将铝箔表面用120目砂纸打磨10min，并用质量分数为5%氢氧化钠溶液洗涤3次后，用质量分数为10%硝酸洗涤2次，最后用去离子水冲洗3次，并置于温度为40℃下干燥至恒重，冷却至室温，得预处理铝箔；将制备的胶黏剂均匀涂布在预处理基体木材的表面，将预处理铝箔平摊在涂布胶黏剂的预处理木材的表面上，在温度为100℃，压力为0.6mpa下热压3min，冷却至室温，即得耐高温铝木复合装饰板。按重量份数计，分别称取25份均苯四酸二酐、15份多苯基多异氰酸酯、50份n，n-二甲基甲酰亚胺、8份无水甲醇、2份聚乙二醇、0.4份三乙烯二胺，将均苯四酸二酐和n，n-二甲基甲酰亚胺混合，在温度为110℃下保温搅拌35min，得混合液，加入无水甲醇，在温度为75℃下搅拌均匀，得混合液a，加入聚乙二醇和三乙烯二胺，在温度为45℃下搅拌均匀，得混合液b，加入多苯基多异氰酸酯，在转速为1250r/min下快速搅拌15min，得前驱体，将前驱体置于真空烘箱中，在温度为290℃下保温1h，得反应物；将反应物在温度为450℃，转速为1350r/min下搅拌15min，按质量比1∶2加入六方氮化硼，继续搅拌1h，得混合物，将混合物置于平板硫化机上，在温度为170℃，压力为3mpa下热压8min，冷却至室温，得坯体，将坯体破碎研磨，并过25目筛，得填料；按质量比1∶5将填料和硅橡胶混合，在搅拌速度为850r/min下真空搅拌1h，得基体，将基体倒入圆柱形不锈钢模具中，模具上下面由一定厚度的橡胶片绝缘隔离，将模具上下面分别与高压直流电源的正负极相接，在温度为75℃下固化25min，冷却至室温，得胶黏剂；将基体木材表面用120目砂纸打磨15min，用脱脂棉擦拭干净，得预处理基体木材；将铝箔表面用120目砂纸打磨15min，并用质量分数为5%氢氧化钠溶液洗涤4次后，用质量分数为10%硝酸洗涤3次，最后用去离子水冲洗4次，并置于温度为45℃下干燥至恒重，冷却至室温，得预处理铝箔；将制备的胶黏剂均匀涂布在预处理基体木材的表面，将预处理铝箔平摊在涂布胶黏剂的预处理木材的表面上，在温度为110℃，压力为0.8mpa下热压4min，冷却至室温，即得耐高温铝木复合装饰板。按重量份数计，分别称取30份均苯四酸二酐、20份多苯基多异氰酸酯、60份n，n-二甲基甲酰亚胺、10份无水甲醇、3份聚乙二醇、0.5份三乙烯二胺，将均苯四酸二酐和n，n-二甲基甲酰亚胺混合，在温度为120℃下保温搅拌40min，得混合液，加入无水甲醇，在温度为80℃下搅拌均匀，得混合液a，加入聚乙二醇和三乙烯二胺，在温度为50℃下搅拌均匀，得混合液b，加入多苯基多异氰酸酯，在转速为1500r/min下快速搅拌20min，得前驱体，将前驱体置于真空烘箱中，在温度为300℃下保温2h，得反应物；将反应物在温度为500℃，转速为1500r/min下搅拌20min，按质量比1∶2加入六方氮化硼，继续搅拌2h，得混合物，将混合物置于平板硫化机上，在温度为180℃，压力为5mpa下热压10min，冷却至室温，得坯体，将坯体破碎研磨，并过30目筛，得填料；按质量比1∶5将填料和硅橡胶混合，在搅拌速度为900r/min下真空搅拌2h，得基体，将基体倒入圆柱形不锈钢模具中，模具上下面由一定厚度的橡胶片绝缘隔离，将模具上下面分别与高压直流电源的正负极相接，在温度为80℃下固化30min，冷却至室温，得胶黏剂；将基体木材表面用120目砂纸打磨20min，用脱脂棉擦拭干净，得预处理基体木材；将铝箔表面用120目砂纸打磨20min，并用质量分数为5%氢氧化钠溶液洗涤5次后，用质量分数为10%硝酸洗涤4次，最后用去离子水冲洗5次，并置于温度为50℃下干燥至恒重，冷却至室温，得预处理铝箔；将制备的胶黏剂均匀涂布在预处理基体木材的表面，将预处理铝箔平摊在涂布胶黏剂的预处理木材的表面上，在温度为120℃，压力为1.0mpa下热压5min，冷却至室温，即得耐高温铝木复合装饰板。对照例：东莞某公司生产的铝木复合装饰板。将实例及对照例制备得到的铝木复合装饰板进行检测，具体检测如下：按照gb/t17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》及ly/t1983-2011《金属（铜箔、铝箔）饰面人造板》标准要求对铝箔贴面装饰人造板进行静曲强度、弹性模量、表面胶合强度、浸渍剥离性能取样和测试。具体测试结果如表1。表1性能表征对比表检测项目实例1实例2实例3对照例静曲强度/mpa39.5139.9339..4422.15弹性模量/mpa5960598759333224表面胶合强度/mpa1.361.351.400.88浸渍剥离性能/mm<25<25<25>25由表1可知，本发明制备的铝木复合装饰板具有良好的胶合强度和力学性能。当前第1页12