高硬度免漆实木复合地板的前景展望

蒋贵成 刘金波 牛笑一

摘    要：随着时代的发展和技术的进步，地板行业也在不停的优化，绿色环保、健康无毒、自然美观、价格亲民往往成为消费者对于地板首要的考量标准。就现如实木复合地板相关研究，考虑实木复合地板的优缺点，以及地板表板板强化这一方面，提出高硬度免漆地板的可行性以及前景展望。

关键词： 实木复合地板;力学性能;木材强化

1  引言

地板已经成为民用建筑中使用的很常见的材料。是室内装饰装修的重要材料之一，具有自然美观、舒适大方的特点，极度受到人们的追捧。据中国林产工业协会地板专业委员会不完全统计，实木复合地板销售12010万平方米，同比增长4.53%[1]。随着市场经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，人们对于地板的要求也越来越高，关于地板行业相关研究也随之增多，如地板强化、工艺改进等。

2  实木复合地板国内研究现状

实木复合地板的种类按照结构可分为两类：三层实木复合地板和多层实木复合地板。它有着跟实木地板一样的舒适的脚感和极佳的保温性能、自然美观，克服了实木地板因单体收缩。容易起翘裂缝的不足，具有较好的尺寸稳定性，且防虫、不助燃、不反翘变形。实木复合地板基本特征是各层板材的纤维纵横交错。这样的结构不仅抵消了木材之前的内应力，也改变了木材单向同性的特性，使地板变成各向同性，非常稳定。除此之外具有安装保养方便的优点，与强化地板相比，甲醛释放量较低。高档次的实木复合地板采用了高级亚光漆，其耐磨性能高，光度柔和，一般家庭使用不用打蜡维护，使用数年不需上漆。但实木复合地板也有耐磨性不如强化复合地板、多层复合地板，由于表面为实木贴皮，因此和实木地板一样，耐磨性能肯定不如强化复合地板来的高。由于工艺要求高，加工过程表板开裂[2]，结构复杂，对于生产商的成本技术要求也就更高。

所以针对工艺优化以及木材改性增强方面的研究可以应用到实木复合地板中。在生产工艺上，董宏敢等对于榆木锯材在冷压和热压工艺参数上进行对比，通过研究表明在榆木层积材的冷压工艺中，施胶量对静曲强度的影响最大，冷压时间对弹性模量的影响最大。在榆木层积材的热压工艺中，基材含水率对静曲强度的影响最大，热压时间对弹性模量的影响最大。在实际生产中，榆木层积材的热压工艺采用高频加热等快速加热方式则较为理想[3]。热处理工艺虽然可以提高地板单板的尺寸稳定性，能够降低地板单板开裂率[4]。但是与此同时热处理工艺也会影响木材表面的润湿性进而影响地板胶合性能。为此孙柏玲等进行研究，研究表明热处理温度是影响柞木面板三层实木复合地板的面层胶合强度的重要因素，热处理时间对面层胶合强度无显著影响[5]。除此之外，圣象集团有限公司研发的 “耐磨 高硬度水性涂料实木复合地板”该产品使用快干高性能水性光固化（UV）木器涂料进行表面涂饰，采用胶辊辊涂，通过微波、红外、热风组合干燥，实现了快干高性能水性光固化（UV）木器涂料在木地板工业化生产的成功应用。现已制备出了具备耐磨、 高硬度的水性涂料实木复合地板。俞友明等以柞木为试验材料，分析板坯配置方式、热压温度、固化时间、加压方式等因素对三层实木复合地板物理力学性能的影响，得到一系列结论[6]。得到了较优的工艺参数，进一步使实木复合地板工艺得到了优化。

3  高硬度免漆地板的研究概况

3.1  高硬度免漆地板的原料选择

目前，国内生产三层实木复合地板的企业不断增加，其大多是引进德国及意大利等国的 90年代最先进的实木复合地板生产技术和设备，其生产工艺复杂，技术含量也高，设备的加工精度较高;同时，所用的胶、漆等材料也大多数是从欧洲进口的无毒、无污染、高强度脲醛树脂胶和高耐磨性的UV 紫外光固化漆。这就促使成本的增加，只有部分企业做到工业大批量生产。要提高地板各项力学性能，从机理上分析，木材细胞壁由各种化学成分组成，各组分在细胞壁中的结合方式及自身的性质对木材力学性能有重要的影响，如木材的硬度、弹性模量和强度等，目前市场上已有许多不同类型的树脂研究，低分子量树脂如酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、糠醇树脂、间苯二酚树脂等。高硬度免漆地板则是使用低分子量酚醛树脂，它具有比脲醛树脂的抗缩率和耐老化性能好，比糠醇树脂在干燥过程中化学药剂损失小的优点。

3.2  高硬度免漆地板的生产工艺

生产工艺过程是对人造板性能影响最为直接的一环，各个流程的设备控制与参数把握都与地板的质量的好坏息息相关。制作一块合格的地板，生产线上每个环节都需要进行多次严格且准确的参数调整。高硬度免漆地板主要利用甲醛、苯酚和NaOH通过酸法和碱法合成低分子量酚醛树脂，苯酚与甲醛反应要想形成稳定的三维的交联网状结构，就需要形成一羟甲基酚，二羟甲基酚，三羟甲基酚;摩尔比不能过低，否则不能能形成交联的三维的网状结构的热固型树脂。其中酚醛树脂中游离甲醛浓度小于0.1%，利用合成的低分子量酚醛树脂。采用真空加压浸渍的方法，浸渍地板面板，利用相關仪器测定地板的硬度、抗弯强度和弹性模量。除此之外，加工流程主要是过程是表板加工、芯板加工、底层单板、组坯、热压、裁边、砂光、开槽。高硬度免漆板省去了油漆这一步骤、节约成本。

其中酚醛树脂浸渍地板面板会使表面颜色变深的问题，已经有学者做出相关研究，方桂珍等采用紫外（UV）和红外（IR）吸收光谱分析了低分子量酚醛树脂在合成和固化过程中主要产物的光吸收作用，对低分子量酚醛树脂处理木材导致材色加深的因素进行了探讨，结果表明合成树脂的颜色是由副反应产生。酚醛树脂从合成到固化，始终伴随氧化等副反应，所形成的醌类物质使树脂产生颜色，在碱性条件下的氧化作用更强。为此，在合成时采用低的用碱量和温和的反应条件，将甲阶酚醛树脂调至弱酸性再固化.可减小氧化等副反应发生，达到颜色浅化的目的。

4  高硬度免漆地板的前景展望

对于高硬度免漆地板，在最适合工业化生产条件，预计地板性能强化为弹性模量增强50%，抗弯强度提高15%，硬度提高30%，耐磨性大大提高。高硬度免漆地板在对地板面板进行强化，在倡导生态环保同时，满足人们需求，体现木材的本质属性，对于工艺的优化，还要不断进行，除此之外还要考虑在家装室内设计中应用在尺度的把握、尺寸的大小与比例、色彩的选择、材料的运用，因为这些都对舒适性有影响，把这些因素恰到好处的结合在一起，使它们和谐共处在室内外空间中，使人感受到一种良好的、舒适的空间氛围。

参考文献：

[1]  2018年我国地板行业销量情况[J].中国人造板，2019（3）：38.

[2] 董宏敢，王传贵，刘盛全，王安生.榆木层积材制备工艺分析与优化[J].西北林学院学报，2017（6）：245～249.

[3] 张芮.海门芦苇刨花板胶合机理与制备工艺的研究[D].南京林业大学，2017.

[4] 劳万里.耐磨高硬度水性涂料实木复合地板通过鉴定[J].木材工业，2019（2）：55～56.

[5] 洪洋.实木复合地板工艺及性能表征[J].建材与装饰，2018（5）：174.

[6] 郭宇，李超，李英洁，王哲，姚利宏.木材细胞壁与木材力学性能及水分特性之间关系研究进展[J].林产工业，2019（8）：14～18.

基金项目：

1.地板用长白山臭松改性利用技术研究，课题编号：20160828。

2.家具用山杨改性利用技术的研究成果中试，课题编号：20180706。

作者简介：

蒋贵成 （1996—）男，汉族，山东省微山县人，在读硕士，专业：林业工程。

通讯作者简介：

牛笑一（1973—）男，硕士，教授，主要从事家具材料研究。