一種新型綠色環保復合生態板的生產工藝及發展前景

李坤

摘要：在建設生態文明社會的時代背景下，研發綠色環保且具有防水防潮功能的復合生態板成了復合板生產企業追求的目標，也是未來復合板制造行業產品研發的必然趨勢。本文以柔性木質纖維復合板為例，研究了一種綠色環保且具有防水防潮功能的復合生態板的生產工藝，對未來復合板發展的前景進行了展望。未來的復合生態板必然向著多功能的方向發展，將更加環保，符合生態環境建設的國家戰略目標，而且納米技術在生態復合板中會得到更加廣泛的應用。抓住未來復合板發展的趨勢，提高復合板的生產工藝，將是復合板生產企業的發展方向。

關鍵詞：復合板;綠色環保;柔性木質纖維復合板;防水防潮

復合生態板是近些年出現的一種新型的環保木制材料，它廣泛應用于室內裝潢、整體櫥柜、以及室內地板等諸多領域。該材料采用先進的卷材生產工藝，生產過程低碳節能，沒有甲醛釋放，不會對環境造成任何污染，符合環保要求，而且材料經濟耐用，裝飾效果十分美觀。因為目前，我國可利用的復合生態板生產材料非常有限，對木材資源的使用有一定的生命周期，復合生態板的產量比較有限。而且目前市場上的復合生態板存在較大的缺陷，比如防潮功能不強，甲醛釋放能力較弱，環保的優勢表現得還不太明顯，不能滿足客戶的需求。因此有必要提高復合生態板的生產工藝，研究其發展前景，為復合生態板的發展提供更加廣闊的發展空間。

一、復合生態板的概念

生態板是將帶有不同顏色或紋理的紙，放入生態板樹脂膠粘劑中浸泡，然后干燥固化后，將其鋪裝在刨花板、細木工板等表面，經熱壓而成的裝飾板。復合生態板是指將生態板覆在另一塊木板上，中間通過刷膠粘和而成。目前上，市場上的復合板由很多不同的材質制造而成，本文選擇其中優勢比較明顯，應用比較廣泛的柔性木質纖維復合板作為研究對象。這種復合生態板有較高的耐磨性和輕彈性，且綠色環保，廣泛應用于墻面、家具面板和地面，裝飾效果非常好。

二、復合生態板的生產工藝

復合生態板的制作包括三方面的內容，一是甲醛的凈化，以使制作出的復合板不污染環境，符合環保要求;二是柔性木質纖維復合板的制作工藝;三是增加防潮功能，下面進行詳細地分析。

（一）甲醛凈化的制作

甲醛凈化生態板的生產過程包括兩項內容，一是制造甲醛凈化浸漬膠膜紙;二是將甲醛凈化浸漬膜紙壓貼在柔性木質纖維復合板上，使其具有甲醛凈化的功能。其具體制作過程如下：

1、甲醛凈化浸漬膠膜紙的生產

甲醛凈化浸漬膠膜紙生產流程如下圖1所示，首先對裝飾紙進行噴碼，然后經過兩次的浸膠和干燥，最后進行檢驗和打包，兩次浸膠的時候都需要進行調膠的工作。

甲醛凈化浸漬膠膜紙和普通浸漬膠膜紙的區別的關鍵是在調膠和二次浸膠工序中添加甲醛凈化添加劑。甲醛凈化添加劑的主要成分是起凈化作用的甲殼素和納米硅片等天然物質，它們會隨著三聚氰胺甲醛樹脂溶液附著在浸漬紙表層，經過干燥預固化后形成甲醛凈化浸漬膠膜紙。

調膠：首先把一定量的聚氰胺甲醛樹脂溶液注入調膠罐內，然后按比例加入脫模劑、滲透劑、除塵劑等助劑及甲醛凈化添加劑和固化劑，攪拌直到凝固，固化時間冬季5.5分鐘，夏季7分鐘，固化后還要繼續攪拌一段時間，以確保添加物全部溶解，以備使用。

二次浸膠：將調制好的膠水分別與膠泵、膠槽、膠水回流系統連接好，根據復合板及三聚氰胺甲醛樹脂溶液特性調整浸膠量、預固化度等參數。

浸漬膠膜紙儲存：建立配有空調的浸漬膠膜紙儲存倉庫，倉庫的溫度要在25 ℃以下，濕度低于75%，儲存時間最長為兩個月。

2、甲醛凈化柔性木質纖維復合板

甲醛凈化生態板的關鍵工序為調膠、二次浸膠、甲醛凈化浸漬膠膜紙儲存、貼紙、熱壓。其生產流程如下圖3所示：

貼紙：按需求在基板上雙面覆貼三聚氰胺浸漬膠膜紙，浸漬膠膜紙需完全蓋住基板。

熱壓：采用單面熱壓工藝，一面熱壓完成冷卻后再壓另一面。熱壓工藝為：單位壓力0.6-1.0 MPa，溫度（125 ± 5） ℃，時間8-10分鐘。熱壓后板面要求平整光潔，無干濕花及亮點，無垃圾壓痕等缺陷。

（二）柔性木質纖維復合板的制作

1、原材料的選擇及木質纖維的制作

柔性木質纖維復合板的主要原料成分是天然植物纖維，天然植物纖維占到復合板材料的40%以上。天然纖維的來源植物主要是松木、楊木的小枝椏。原料直徑要在2cm以上，且沒有發霉，沒有雜質。同一批次的原料含水量要均勻，以利于后期較好地控制干燥時間。如果原材料含水量不同，可以采用氣力輸送風量，控制原料管道中的干燥時間，以保證其最終的含水量。對于竹材、秸稈類等材料，特別是對木材的處理，要經剝皮、去雜后削成木片，尺寸控制在2cm左右，采用鼓式削片機進行強制進料。

2、混合配料

采用破碎機行粗粉碎，經熱風管道干燥后，木皮含水量為8%-12%。最后，通過使用磨粉機將木皮加工為80-120目的木纖維粉。木纖維粉在預處理時，可采用高速混料機，將其與樹脂顆粒、石灰石等高速均勻地攪拌混合，在混合的過程中，注意樹脂顆粒是否分布均勻。

3、天然纖維表面的改性處理

因為纖維素纖維很難與聚合物相容，難以形成符合材料，因此在熱塑性樹脂與木纖維粉混合時，可適當加用木粉處理劑，以提高兩者的結合性能。因此，需要在木質纖維研磨后進行接技共聚改性處理，達到充分利用纖維的優良性能，從而改善其浸潤性。

另外，為了穩定基體樹脂聚合物與纖維鍵合，需通過界面偶合改變界面粘合性，減少纖維表面的羥基與自身的吸水性。

4、壓延與覆麻背襯及后處理

待混合料擠出后，需將片材輥壓至厚度均勻、大幅面，采用輥筒壓延機進行輥壓。然后在背面覆麻編織增強網，提高其強度和穩定性能。最后在后處理方面，在加工的過程中需要合理控制溫度，冷卻、裁邊等工序需在冷卻后進行，這有利于尺寸的穩定與物料的成型。

其流程如下圖1所示：

2、生產設備

柔性木質纖維復合板的生產主要采用三大系統，在生產中采用的設備主要有：熱風爐、磨粉機及管道干燥器等，另外還有除塵、輸送等相應的配套設備。

在生產過程中主要采用雙螺桿擠出設備，而控制設備的參數設置是關鍵的環節，特別是對機頭溫度、螺桿轉速及機筒溫度的參數設置，在設置過程中，若溫度參數設置過低，將會使物料塑化不充分，影響 產品的性能。若相關參數設置的溫度過高，將會分解燒焦木纖維，導致擠出壓力低而不夠密實，大大影響產品的強度和外觀。因此，對溫度控制可采取分段控制、逐步降低的工藝。

若在擠出過程中存在木粉噴出情況，需要進行處理，否則會造成產品成型缺陷。

（三）防潮功能的增加

近年來，具有一定防潮功能的纖維板、刨花板產品在板材市場需求量越來越大，防潮中密度纖維板和刨花板一般用在櫥柜和浴室柜等潮濕室內環境中，防潮高密度纖維板則主要用于制作強化木地板。一般而言，防潮纖維板和刨花板的生產，主要是通過添加防水材料，如熔融石蠟或石蠟乳液等。近年國家環保要求越來越高，國家強制性標準GB 18580—2017《室內裝飾裝修材料 人造板及其制品中甲醛釋放限量》的頒布，對板材甲醛釋放限量提出了更進一步的要求。但隨著板材甲醛釋放量的降低，防水性能控制難度加大，主要原因是實現低醛目標最直接有效的方式即降低膠黏劑物質的量之比，而物質的量之比降低會導致防水性能變差，只有通過加大膠黏劑用量、延長熱壓周期、增加石蠟使用量等措施來保證各項性能達標。筆者經過大量實驗室小試和幾條中型、大型生產線在線測試，總結出一種更有效、低成本的環保防潮纖維板生產工藝，該工藝對環保防潮刨花板也有一定的借鑒意義。從單項測試數據和綜合測試數據結果看，使用三聚氰胺改性脲醛樹脂，在后工序施加環保促進劑，再配合納米防水劑和石蠟兩種防水材料，這種新的復合工藝生產的環保防潮人造板，能夠很大程度上彌補低醛人造板在膠黏劑物質的量之比降低方面帶來的不利影響，解決甲醛釋放量和吸水厚度膨脹率這兩個重要指標之間的矛盾

三、復合生態板的發展前景展望

柔性木質纖維復合板作為一種新型綠色環保材料，其在未來的發展具有良好的前景，從發展多功能木質復合材料、納米技術在生態復合板中的應用研究及向生態環境符合材料方向發展3個方面進行了展望。

（一）發展多功能木質復合材

現有的復合生態板，主要滿足人們裝修所需，對于未來符合生態的發展，可以賦予其特殊的功能。比如，防潮人造板、防水人造板等。過去的復合材料主要應用于結構，而現在對復合材料的發展，更多的是拓展其功能發展，即從低級形式到高級形式發展。因此，復合生態板從單一功能轉向多功能方向發展。在此可通過調節其復合度、改變其對稱性等，從而達到功能材料所賦予的高價值。另外，對復合生態板功能的研究中，要綜合考慮其物理組成及化學性質，避免組成之間發生沖突，影響復合生態板功能的發揮與性能的使用。比如，在進行阻燃木質材料的生產中，不能降低其物理力學性能。

（二）納米技術在生態復合板中的應用

納米技術是一種高新技術，其涉及的學科較多且綜合交叉。比如，納米電子學、納米化學等。將納米技術應用于生態復合板中，復合板變成納米尺寸后，其材料特異性質、尺寸效應及變化機理，為生態復合板改進具有突破性的進展。比如，介質空隙屬于一種納米量級空隙，又叫做“納米空隙”，它存在于針葉木材細胞壁空隙及微纖絲間隙之中，其中微纖絲間隙尺度小。由于木材中納米空隙的存在，其可以容納納米微粒，由此，材制造成納米粉體，并將其填充到木材的納米空隙，從而可以達到更高性能的木質復合材料，給予人們使用。

（三）向生態環境符合材料方向發展

我國人口基數大，且隨著我國人口數量的不斷增加，人們對資源的需求量也日漸增多，導致我國環境日趨惡化，為此加強環保，建設生態文明社會成了我們黨和政府的重要政策。而復合生態板具有綠色環保的特點。在未來的發展中，相關研究人員，要立于我國森林資源有限的條件下，大力開發生態環境材料的使用，使木材與非木質材料進行混合利用。在此過程中，可通過借鑒國外復合生態板的先進生產工藝，結合我國的市場的所需，在滿足人們需求的情況下，盡可能做到節約資源與能源，減少對環境的破壞。另外，相關研究者可以設計制備材料，或者提高資源的使用率，從而滿足對環境的協調性。

四、社會效益

（一）促進當地經濟的發展

這種新型的復合板具有環保、防潮的功能，可以應用于室內裝潢、整體櫥柜、以及室內地板等諸多領域，不僅裝飾效果美觀，而且材料結實耐用，可以預見的是這個新型產品是未來復合板發展的重要趨勢，具有極好的發展前景，如果本項目的研究成果投入生產，因為符合市場需求，因此會有較好的生產效益，可以安排企業周邊的富裕勞動力，促進該地區農民的脫貧致富和農業產業結構的調整。

（二）充分合理利用楊木資源

柔性木質纖維復合板的主要原料是松木、楊木的小枝椏，制造該復合板，可以使得楊木資源得到充分合理的綜合利用，符合我國政府提出的建設資源節約型社會和循環經濟的產業政策。

（三）有利于人民的身體健康

復合板因為廣泛應用于家庭裝飾中，幾乎涉及到社會中的每個家庭，每個成員，這種新型的復合板具有綠色環保的功能，因此，它的研發和使用有利于人民的身體健康，提高人民群眾的生活質量，而且生產這種類型復合板的企業在對產品的宣傳過程中也潛移默化地提高了人們的環保意識。

五、結語

本文研發了一種綠色環保的具有防潮功能的新型復合生態板，對其生產工藝進行了介紹。在此基礎上，提出了未來木質復合材料的發展前景，即：未來木質復合材料會向著多功能、環保型的方向發展，而且納米技術也會在生態復合板中得到廣泛的應用。本文的研究有利于提高施工者施工工藝的提升，推動復合生態板工業的可持續發展。

參考文獻

[1] 吳振華，劉元強，劉宜昕，等.甲醛凈化生態板生產工藝探討及性能直觀展示試驗[J].林業機械與木工設備，2017，45（11）：41-44.

[2] 張新偉，王靜，談雄.淺議生態板的環保實用性[J].河北農機，2-16（9）：32.

[3] 韋華，童軍，朱躍鵬，等.藻鈣生態板的制備及其凈化甲醛性能研究[J].新型建筑材料，2016，43（6）：64-66，78.

[4] 練國峰，金江，張華，等.資源節約型超薄石材復合板的生產技術研究[J].廣東建材，2011，27（12）：88-90.

[5] 韓健，吳彩東.竹木碎料/纖維復合板相關生產工藝的研究[J].林產工業，2010，37（5）：17-20.

[6]朱典想，王寶金.功能型楊木人造板生產工藝及設備關鍵技術的研究[J].木材加工機械.2008（5）：1-6，34.

[7]鮑洪玲，齊振宇.環保防潮人造板生產新工藝[J].中國人造板.2018，25（5）：5-8.

（作者單位：山東省臨沂市環境衛生管理處）