高硬度免漆實木復合地板的前景展望

蔣貴成 劉金波 牛笑一

摘 ? ?要：隨著時代的發展和技術的進步，地板行業也在不停的優化，綠色環保、健康無毒、自然美觀、價格親民往往成為消費者對于地板首要的考量標準。就現如實木復合地板相關研究，考慮實木復合地板的優缺點，以及地板表板板強化這一方面，提出高硬度免漆地板的可行性以及前景展望。

關鍵詞： 實木復合地板;力學性能;木材強化

1 ?引言

地板已經成為民用建筑中使用的很常見的材料。是室內裝飾裝修的重要材料之一，具有自然美觀、舒適大方的特點，極度受到人們的追捧。據中國林產工業協會地板專業委員會不完全統計，實木復合地板銷售12010萬平方米，同比增長4.53%[1]。隨著市場經濟的快速發展，人們生活水平的不斷提高，人們對于地板的要求也越來越高，關于地板行業相關研究也隨之增多，如地板強化、工藝改進等。

2 ?實木復合地板國內研究現狀

實木復合地板的種類按照結構可分為兩類：三層實木復合地板和多層實木復合地板。它有著跟實木地板一樣的舒適的腳感和極佳的保溫性能、自然美觀，克服了實木地板因單體收縮。容易起翹裂縫的不足，具有較好的尺寸穩定性，且防蟲、不助燃、不反翹變形。實木復合地板基本特征是各層板材的纖維縱橫交錯。這樣的結構不僅抵消了木材之前的內應力，也改變了木材單向同性的特性，使地板變成各向同性，非常穩定。除此之外具有安裝保養方便的優點，與強化地板相比，甲醛釋放量較低。高檔次的實木復合地板采用了高級亞光漆，其耐磨性能高，光度柔和，一般家庭使用不用打蠟維護，使用數年不需上漆。但實木復合地板也有耐磨性不如強化復合地板、多層復合地板，由于表面為實木貼皮，因此和實木地板一樣，耐磨性能肯定不如強化復合地板來的高。由于工藝要求高，加工過程表板開裂[2]，結構復雜，對于生產商的成本技術要求也就更高。

所以針對工藝優化以及木材改性增強方面的研究可以應用到實木復合地板中。在生產工藝上，董宏敢等對于榆木鋸材在冷壓和熱壓工藝參數上進行對比，通過研究表明在榆木層積材的冷壓工藝中，施膠量對靜曲強度的影響最大，冷壓時間對彈性模量的影響最大。在榆木層積材的熱壓工藝中，基材含水率對靜曲強度的影響最大，熱壓時間對彈性模量的影響最大。在實際生產中，榆木層積材的熱壓工藝采用高頻加熱等快速加熱方式則較為理想[3]。熱處理工藝雖然可以提高地板單板的尺寸穩定性，能夠降低地板單板開裂率[4]。但是與此同時熱處理工藝也會影響木材表面的潤濕性進而影響地板膠合性能。為此孫柏玲等進行研究，研究表明熱處理溫度是影響柞木面板三層實木復合地板的面層膠合強度的重要因素，熱處理時間對面層膠合強度無顯著影響[5]。除此之外，圣象集團有限公司研發的 “耐磨 高硬度水性涂料實木復合地板”該產品使用快干高性能水性光固化（UV）木器涂料進行表面涂飾，采用膠輥輥涂，通過微波、紅外、熱風組合干燥，實現了快干高性能水性光固化（UV）木器涂料在木地板工業化生產的成功應用。現已制備出了具備耐磨、 高硬度的水性涂料實木復合地板。俞友明等以柞木為試驗材料，分析板坯配置方式、熱壓溫度、固化時間、加壓方式等因素對三層實木復合地板物理力學性能的影響，得到一系列結論[6]。得到了較優的工藝參數，進一步使實木復合地板工藝得到了優化。

3 ?高硬度免漆地板的研究概況

3.1 ?高硬度免漆地板的原料選擇

目前，國內生產三層實木復合地板的企業不斷增加，其大多是引進德國及意大利等國的 90年代最先進的實木復合地板生產技術和設備，其生產工藝復雜，技術含量也高，設備的加工精度較高;同時，所用的膠、漆等材料也大多數是從歐洲進口的無毒、無污染、高強度脲醛樹脂膠和高耐磨性的UV 紫外光固化漆。這就促使成本的增加，只有部分企業做到工業大批量生產。要提高地板各項力學性能，從機理上分析，木材細胞壁由各種化學成分組成，各組分在細胞壁中的結合方式及自身的性質對木材力學性能有重要的影響，如木材的硬度、彈性模量和強度等，目前市場上已有許多不同類型的樹脂研究，低分子量樹脂如酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、糠醇樹脂、間苯二酚樹脂等。高硬度免漆地板則是使用低分子量酚醛樹脂，它具有比脲醛樹脂的抗縮率和耐老化性能好，比糠醇樹脂在干燥過程中化學藥劑損失小的優點。

3.2 ?高硬度免漆地板的生產工藝

生產工藝過程是對人造板性能影響最為直接的一環，各個流程的設備控制與參數把握都與地板的質量的好壞息息相關。制作一塊合格的地板，生產線上每個環節都需要進行多次嚴格且準確的參數調整。高硬度免漆地板主要利用甲醛、苯酚和NaOH通過酸法和堿法合成低分子量酚醛樹脂，苯酚與甲醛反應要想形成穩定的三維的交聯網狀結構，就需要形成一羥甲基酚，二羥甲基酚，三羥甲基酚;摩爾比不能過低，否則不能能形成交聯的三維的網狀結構的熱固型樹脂。其中酚醛樹脂中游離甲醛濃度小于0.1%，利用合成的低分子量酚醛樹脂。采用真空加壓浸漬的方法，浸漬地板面板，利用相關儀器測定地板的硬度、抗彎強度和彈性模量。除此之外，加工流程主要是過程是表板加工、芯板加工、底層單板、組坯、熱壓、裁邊、砂光、開槽。高硬度免漆板省去了油漆這一步驟、節約成本。

其中酚醛樹脂浸漬地板面板會使表面顏色變深的問題，已經有學者做出相關研究，方桂珍等采用紫外（UV）和紅外（IR）吸收光譜分析了低分子量酚醛樹脂在合成和固化過程中主要產物的光吸收作用，對低分子量酚醛樹脂處理木材導致材色加深的因素進行了探討，結果表明合成樹脂的顏色是由副反應產生。酚醛樹脂從合成到固化，始終伴隨氧化等副反應，所形成的醌類物質使樹脂產生顏色，在堿性條件下的氧化作用更強。為此，在合成時采用低的用堿量和溫和的反應條件，將甲階酚醛樹脂調至弱酸性再固化.可減小氧化等副反應發生，達到顏色淺化的目的。

4 ?高硬度免漆地板的前景展望

對于高硬度免漆地板，在最適合工業化生產條件，預計地板性能強化為彈性模量增強50%，抗彎強度提高15%，硬度提高30%，耐磨性大大提高。高硬度免漆地板在對地板面板進行強化，在倡導生態環保同時，滿足人們需求，體現木材的本質屬性，對于工藝的優化，還要不斷進行，除此之外還要考慮在家裝室內設計中應用在尺度的把握、尺寸的大小與比例、色彩的選擇、材料的運用，因為這些都對舒適性有影響，把這些因素恰到好處的結合在一起，使它們和諧共處在室內外空間中，使人感受到一種良好的、舒適的空間氛圍。

參考文獻：

[1] ?2018年我國地板行業銷量情況[J].中國人造板，2019（3）：38.

[2] 董宏敢，王傳貴，劉盛全，王安生.榆木層積材制備工藝分析與優化[J].西北林學院學報，2017（6）：245～249.

[3] 張芮.海門蘆葦刨花板膠合機理與制備工藝的研究[D].南京林業大學，2017.

[4] 勞萬里.耐磨高硬度水性涂料實木復合地板通過鑒定[J].木材工業，2019（2）：55～56.

[5] 洪洋.實木復合地板工藝及性能表征[J].建材與裝飾，2018（5）：174.

[6] 郭宇，李超，李英潔，王哲，姚利宏.木材細胞壁與木材力學性能及水分特性之間關系研究進展[J].林產工業，2019（8）：14～18.

基金項目：

1.地板用長白山臭松改性利用技術研究，課題編號：20160828。

2.家具用山楊改性利用技術的研究成果中試，課題編號：20180706。

作者簡介：

蔣貴成 （1996—）男，漢族，山東省微山縣人，在讀碩士，專業：林業工程。

通訊作者簡介：

牛笑一（1973—）男，碩士，教授，主要從事家具材料研究。