一種木基結構復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及復合材料領域，尤其涉及一種木基結構復合材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]木基結構復合材料是利用木質單元通過與異質增強體或功能體單元混雜復合加工形成的新型多相復合材料，在建筑、裝飾、家具等領域有十分廣泛地應用。但是，常規木基結構復合材料通常通過脲醛樹脂膠、環氧樹脂膠等有機膠黏劑膠合，結構單元較單一，呈現出強度相對較低、環保性較差、易燃等缺點，限制了其應用范圍。因此，開發高強度環保型防火木基結構復合材料，顯著提高其附加值，拓展其應用領域意義重大。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種環保性能好、強度高、防火性能優異的木基結構復合材料及其制備方法。
[0004]為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為:
[0005]一種木基結構復合材料，為層狀結構，包括中間的防火層以及位于防火層兩表面的木質層，所述防火層由無機膠黏劑、植物碎料和玻璃纖維網格布復合而成，所述木質層包括旋切單板層和鋸制單板層，防火層與鋸制單板層通過無機膠黏劑膠合，旋切單板層通過無機膠黏劑膠合于鋸制單板層的外表層。
[0006]上述復合材料，優選的，所述的無機膠黏劑主要由以下重量份的組份組成:硫酸鈣40?60份、硅酸鈉5?10份、水30?60份、聚脲樹脂5?12份、氯化鎂10?25份和硅烷偶聯劑0.01?0.2份。
[0007]上述復合材料，優選的，所述無機膠黏劑和植物碎料按照8:2?6:4的重量比均勻混合成粘稠狀漿料并鋪設于玻璃纖維網格布的兩側；所述植物碎料中，目數為5?10目的占 40wt%，12 ?40 目的占 60wt%。
[0008]上述復合材料，優選的，所述的鋸制單板層厚度為8?30mm，所述的旋切單板層厚度為0.8?2mm，所述的防火層厚度為8?30mmo
[0009]上述復合材料，優選的，所述旋切單板層和鋸制單板層木質紋理相互垂直。
[0010]作為一個總的發明構思，本發明還提供一種上述復合材料的制備方法，包括以下步驟:
[0011]I)無機膠黏劑的制備:將40?60重量份硫酸鈣與30?60重量份水混合并充分攪拌10?15min后加入5?10重量份硅酸鈉、10?25重量份氯化鎂繼續攪拌3?5min，然后向混合物中加入5?12重量份聚脲樹脂和0.01?0.2重量份硅烷偶聯劑并充分攪拌10?15min,即制得無機膠黏劑；
[0012]2)防火層的制備:將步驟I)制備的無機膠黏劑和植物碎料攪拌混合均勻，形成粘稠狀混合漿料，再通過成型框將粘稠狀混合漿料與玻璃纖維網格布制成中間層為玻璃纖維網格布、外層為混合漿料層的三層結構防火層坯料，靜置、自然養護后即制成防火層；
[0013]3)木基復合材料的成型:先對鋸制單板進行預處理；再在旋切單板上依次鋪裝所述鋸制單板、步驟2)制備的防火層、鋸制單板和旋切單板，形成5層結構的木基結構復合材料板坯，加壓固化成型。
[0014]上述制備方法，優選的，所述步驟2)中，無機膠黏劑和植物碎料的重量比為8:2?6:4 ;所述植物碎料中，目數為5?10目的占40wt%，12?40目的占60wt%。
[0015]上述制備方法，優選的，所述步驟2)中，靜置時間為30min，防火層坯料自然養護的時間為12?24ho
[0016]上述制備方法，優選的，所述步驟3)中，先對鋸制單板進行預處理包括在其表面噴涂硬脂酸，噴涂量為I?2g/cm2，并將鋸制單板的雙面進行輥涂所述無機膠黏劑處理，無機膠黏劑的輥涂量為200?300g/m2，涂膠后在空氣中陳化10?20min。
[0017]上述制備方法，優選的，所述步驟3)中，加壓固化是在冷壓機中進行，加壓的壓力控制在1.5?2.0MPa,加壓時間控制在30?40min。
[0018]與現有技術相比，本發明的優點在于:
[0019]I)本發明的木基結構復合材料含玻璃纖維網格布的三層結構防火層，防火性能好，防火等級達到A2級；
[0020]2)本發明的木基結構復合材料使用的是無機膠黏劑，無甲醛釋放，環保性能好；
[0021]3)本發明的木基結構復合材料強度高，彎曲強度超過62MPa ；
[0022]4)本發明的木基結構復合材料的制備方法簡單，成本低，易于工業化生產，生產的木基結構復合材料價格僅為市場上其它木基結構復合材料的70%。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明的木基結構復合材料的結構示意圖。
[0024]圖例說明:1、旋切單板層；2、鋸制單板層；3、防火層。
【具體實施方式】
[0025]為了便于理解本發明，下文將結合說明書附圖和較佳的實施例對本發明作更全面、細致地描述，但本發明的保護范圍并不限于以下具體的實施例。
[0026]除非另有定義，下文中所使用的所有專業術語與本領域技術人員通常理解的含義相同。本文中所使用的專業術語只是為了描述具體實施例的目的，并不是旨在限制本發明的保護范圍。
[0027]實施例1:
[0028]一種本發明的木基結構復合材料，為層狀結構，如圖1所示，包括中間的防火層3以及位于防火層3兩表面的木質層，防火層3由無機膠黏劑、植物碎料和玻璃纖維網格布復合而成，木質層包括旋切單板層I和鋸制單板層2，防火層3與鋸制單板層2通過無機膠黏劑膠合，旋切單板層I通過無機膠黏劑膠合于鋸制單板層2的外表層。
[0029]本發明的木基結構復合材料的制備方法包括:
[0030]I)制備無機膠黏劑
[0031]將40重量份硫酸鈣與50重量份水混合并充分攪拌1min后加入10重量份硅酸鈉、15重量份氯化鎂繼續攪拌4min，然后向混合物中加入8重量份聚脲樹脂和0.05重量份硅烷偶聯劑并充分攪拌15min，即制得無機膠黏劑。
[0032]2)防火層的制備
[0033]將步驟I)制得的無機膠黏劑和植物碎料(5?10目占40wt%，12?40目占60wt% )按照重量比為4:1的比例混合并通過攪拌機充分攪拌，使植物碎料和無機膠黏劑混合均勻，得到粘稠狀混合漿料；
[0034]再將混合漿料總用量的50%的倒入成型框中，啟動成型框下的振動電機，使混合漿料均勻分布在成型框中形成平整的混合漿料層；
[0035]將玻璃纖維網格布平放到成型框中的混合漿料層表面，再將剩下的50%混合漿料倒在玻璃纖維網格布上面，再次啟動振動電機，使玻璃纖維網格布上面的混合漿料均勻分布在成型框中，形成三層結構的防火層坯料。靜置30min后，將成型框中硬化的防火層坯料倒出，自然養護20h后制得厚度為12_的防火層。
[0036]3)木基結構復合材料的成型
[0037]先對鋸制單板進行預處理:利用油漆噴槍在15mm鋸制單板的表面噴涂硬脂酸，噴涂量為1.5g/cm2，再將涂過硬脂酸的鋸制單板送入雙面涂膠機對鋸制單板進行雙面輥涂步驟I)制得的無機膠黏劑，施膠量控制在250g/m2;將涂過無機膠黏劑的鋸制單板在空氣中陳化15min ；
[0038]將一塊厚度為1.2mm的旋切單板平放在鋪裝臺上作為木基結構復合材料下表層，然后把陳化后的鋸制單板鋪放到下表層上作為木基結構復合材料下中板，下中板和下表層木質紋理相互垂直。再將步驟2)制備好的防火層置于下中板上面，在防火層上面再鋪放一塊陳化后的鋸制單板作為上中板，在上中板上面再鋪加一塊厚度為1.2mm的旋切單板作為上表層，上中板和上表層木質紋理也相互垂直，鋪裝完畢形成5層結構