一種高性能木質復合材料及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于材料領域，具體涉及一種高性能木質復合材料及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002] 隨著我國城市化建設迅速發展，城市廢棄木質材料，如廢棄木質家具、廢棄木質地 板、廢棄建筑裝修木質材料等，發生量越來越大。如何有效利用這些廢棄木質材料，制造力 學性能優良，耐水、耐腐、甲醛釋放低，尺寸穩定性好，耐熱耐老化性能的木質復合材料，一 直是社會關注和急待解決的重要問題。
[0003] 盡管刨花板、中密度纖維板（MDF)及木塑材料（WPC)已在家具制造、地板生產，以 及室內裝修中得到了廣泛應用，但由于刨花板和中密度纖維板耐水性、耐腐性不夠理想，在 室外使用受到了極大的限制。木塑材料雖有較好的耐水性和耐腐性，但由于耐熱耐老化性 差，及生產成本高，價格高企，難以廣泛推廣應用。
【發明內容】
[0004] 為解決上述問題及現有木質復合材料的不足之處，本發明的首要目的在于克服現 有刨花板和中密度纖維板不耐水及其尺寸不穩定性、防腐性能差，及克服木塑材料耐熱老 化性能不理想的缺點，提供一種耐水、耐腐、力學性能優良、尺寸穩定性好、甲醛釋放低，具 有一定的耐熱耐老化性能和較高力學性能的木質復合材料的制備方法。該方法無需纖維分 離及其干燥工序，工藝簡單，能耗低。采用粉狀熱固性樹脂及增濕處理方法，制得表面光滑、 性能優良，可用作家具、地板、建筑裝修等材料；還可通過模具模壓制成日常生活用品、家具 部件或吊扇部件。
[0005] 本發明的另一目的在于提供上述制備方法獲得的高性能木質復合材料。
[0006] 本發明的再一個目的在于提供上述高性能木質復合材料的應用。
[0007] 為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：
[0008] -種高性能木質復合材料的制備方法，包括下述步驟：
[0009] (1)將廢棄木質材料剔除金屬、塑料等五金件，及泥沙等雜質，得到干凈的木質材 料原料，將干凈的木質材料原料粉碎成10~1〇〇目數的原料；
[0010] ⑵將粉狀熱固性樹脂施加到步驟⑴制得的原料中，并攪拌均勻；
[0011] (3)將步驟（2)混合均勻的物料均勻鋪裝，并預壓成型為具有一定長度、寬度和厚 度的板坯；
[0012] (4)對步驟（3)制得的板坯表面進行均勻增濕處理；
[0013] (5)對步驟（4)增濕處理好的板坯采用多段卸壓工藝熱壓，得到所述高性能木質 復合材料。
[0014] 步驟（1)中所述的廢棄木質材料包括城市廢棄木質材料、木材砍伐枝椏材、森林 間伐枝椏材和木材加工剩余物中的至少一種。含水率較高的原料，要求堆放，使其含水率降 至16%及以下，再用打碎機、再磨碎機制備為10~100目數的原料。
[0015] 所述城市廢棄木質材料包括廢棄的貼面刨花板、中密度纖維板及實木家具等木質 家具，廢棄木質地板和廢棄建筑裝修木質材料等中的至少一種。
[0016] 步驟⑵中所述粉狀熱固性樹脂指粉狀酚醛樹脂；所述熱固性樹脂施膠量為8~ 30%〇
[0017] 步驟（2)中還包括添加填料到步驟（1)制得的原料中，進一步增加木質復合材料 性能；所述的填料包括木纖維、石英和云母等中的至少一種；所述木纖維的添加方式是鋪 裝在表層或是與原料和粉狀熱固性樹脂攪拌混合，所述石英和云母的添加方式是直接鋪裝 在芯層或是與原料和粉狀熱固性樹脂攪拌混合。
[0018] 所述填料加入量為步驟（1)粉碎后的原料質量的3%~15%。
[0019] 步驟（4)所述的增濕處理包括采用專用噴、涂、灑裝備，及噴蒸汽式熱壓機噴蒸增 濕劑進行增濕處理，增濕劑包括自來水或具有添加劑的混合水，增濕量（即增濕劑的量）為 步驟（1)粉碎后的原料質量的3%~12%。
[0020] 步驟（5)所述的熱壓工藝，熱壓溫度150~180°C，熱壓壓力為1. 8~3. 5MPa，熱 壓時間每1mm板厚為30~45s ;卸壓壓力降到0. 8~1. 3MPa時，保壓15~30s，然后再緩 慢卸壓至零。
[0021] 本發明還提供了一種由上述制備方法制得的高性能木質復合材料。
[0022] 上述高性能木質復合材料可以用作家具或建筑裝修材料，還可以通過模具模壓制 成各種日常生活用品如花盆、電氣外殼、鞋底等，以及家具部件、吊扇部件等。
[0023] 與現有技術相比，本發明具有以下優點及有益效果：
[0024] (1)本發明制得的木質復合材料，不添加防水劑，且具有耐水、耐腐、耐熱，以及力 學性能優良、尺寸穩定性好、甲醛釋放低等性能，克服了現有刨花板和中密度纖維板不耐水 及其尺寸不穩定性、防腐性能差，及克服木塑材料耐熱老化性能不理想的缺點。
[0025] (2)本發明制得的木質復合材料耐水性能優良，既可用于室內干燥環境或諸如廚 房、衛生間潮濕的環境，也可在室外使用。
[0026] (3)本發明方法中采用的原料無需纖維分離及其干燥工序，工藝簡單，耗能少。此 外，本發明方法中采用粉狀熱固性樹脂及增濕處理的方法，使制得的木質復合材料表面光 滑、性能優良，可用作家具、地板、建筑裝修等材料，還可以通過模具模壓制成各種日常生活 用品如花盆、電氣外殼、鞋底等，以及家具部件、吊扇部件等。
【附圖說明】
[0027] 圖1是本發明原料均勻混合、成型和熱壓而成的木質復合材料結構示意圖。
[0028] 圖2是本發明原料均勻混合和成型后，再將木纖維鋪裝表層熱壓而成的木質復合 材料結構示意圖。
【具體實施方式】
[0029] 下面結合實施例和附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限 于此。
[0030] 實施例1
[0031] -種高性能木質復合材料的制備方法，包括下述步驟：
[0032] (1)將廢棄的貼面刨花板和中密度纖維板家具剔除雜質后粉碎成40~60目數、含 水率為12 %的原料；
[0033] (2)將粉狀酚醛樹脂均勻施加到步驟（1)制得的原料中，并采用高速混合機混合 均勻，施膠量為15% ;
[0034] (3)將步驟（2)混合均勻的物料均勻鋪裝并預壓成一定長度、寬度、厚度的板坯；
[0035] (4)用手動氣壓噴霧裝置噴灑水分，增濕處理步驟（3)制得的板坯表面，增濕量為 步驟（1)粉碎后的原料質量的5% ;
[0036] (5)對步驟（4)增濕處理好的板坯采用三段降壓熱壓工藝，在熱壓溫度180°C，熱 壓壓力3. 5MPa，熱壓時間為180s條件下，壓制得到高性能木質復合材料Pw5，其中，在降壓階 段，壓力降到1. IMPa時，保壓30s，然后再緩慢卸壓至零。木質復合材料Pw5結構示意圖如 圖1所示。
[0037] 按照上述工藝，除了步驟（4)中增濕量分別為步驟（1)粉碎后的原料質量的0%、 10%，分別制得高性能木質復合材料p w(]和P
[0038] 通過上述方法壓制公稱厚度為6. 0mm的木質復合材料Pw。、Pw5和P wl。，按GB/ T17657-2013人造板及飾面人造板理化性能試驗方法，測定密度、含水率、24h吸水膨脹率、 靜曲強度、彈性模量和內結合強度，結果見表1。
[0039] 表1板材物理力學性能結果表
[0041] 注：Pw。、Pw5、Pwl。分別為增濕量0%、5%、10%的板材。
[0042] 實施例2
[0043] -種高性能木質復合材料的制備方法，包括下述步驟：
[0044] (1)將廢棄的貼面刨花板和中密度纖維板家具剔除雜質后粉碎成60目數、含水率 為12 %的原料；
[0045] (2)將粉狀酚醛樹脂均勻施加到步驟（1)制得的原料中，并采用高速混合機混合 均勻，施膠量為15% ;
[0046] (3)將步驟（2)混合均勻的物料均勻鋪裝并預壓成一定長度、寬度、厚度的板坯， 然后再在板坯表面均勻鋪裝木纖維，并進行預壓；其中木纖維尺寸：大于14目為18%， 28~100目為56%，小于200目為16%，施加量為5% ;
[0047] (4)用手動氣壓噴霧裝置噴灑水分，增濕處理步驟⑶制得的板坯表面，增濕量為 步驟（1)粉碎后的原料質量的5% ;
[0048] (5)對步驟⑷增濕處理好的板坯采用