CN110053108A - 一种铝箔增强功能型纤维板及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于纤维板制备技术领域,公开了一种铝箔增强功能型纤维板及制备方法包括:打磨中密度纤维板两表面并风净;打磨铝箔单面并进行脱脂、冲洗、烘干;制备胶粘剂,并将胶粘剂涂至纤维板及铝箔打磨面;按照铝箔增强功能型纤维板结构进行组坯、预压、热压、降温、修整等流程制备铝箔增强功能型纤维板。本发明利用铝箔特有的柔软性、延展性,耐候性等特性,作为增强功能性材料,使用低价改性酚醛树脂胶粘剂,采用热压方法快速制备铝箔增强功能型纤维板,克服和改善中密度纤维板的缺点,提高复合板材的静曲强度、弹性模量、耐候性、阻燃性及其装饰性,提升板材的科技附加值,推动金属贴面功能人造板材的推广与应用。
Description
技术领域
本发明属于纤维板制备技术领域,尤其涉及一种铝箔增强功能型纤维板及制备方法
背景技术
目前,业内常用的现有技术是这样的:木材是可再生、可自然降解的理想环境材料,具有节约能源、生态环保、视触感宜人等优良性能,是其它材料所不能替代的。木材作为一种环境友好材料,越来越多地受到人们的关注和喜爱,并广泛地应用于建筑、家具制造等行业。由于世界森林资源日渐紧缺,人类环境保护意识的增强,森林资源受到保护,倡导可持续开发利用;但是人类经济水平不断提高,对木材的需求量持续增加,人造板成为解决全球气候变暖环境下加强森林资源保护、解决木材供应紧张与需求增长之间矛盾的主要出路,并向着用植物纤维、高分子聚合材料、金属、无机材料等作为原料,采用复合技术制造各种功能人造板的方向发展。不断发展的金属箔(板)板材表面处理技术,耐火、耐磨装饰板表面处理技术等,以及专用金属胶粘剂的研究和应用,推动了金属增强型功能人造板的发展。铝箔增强功能型纤维板是木基复合人造板中的一类重要产品。铝箔质地柔软,有着良好的延展性,可印染装饰图案和纹理,具有较好的装饰性;铝箔不易锈蚀,质轻、易加工成型,可广泛用做建筑、家具、室内外装修和车辆装修的高档装饰材料。但传统的金属贴面人造板由于使用的胶粘剂价格较贵,制备工艺比较复杂,生产周期长,产品成本较高,一直没有得到推广和应用。
中密度纤维板(MDF)结构均匀,平整度好,具有较高的静曲强度、弹性模量等性能,机械加工性能优良,是家具和室内装饰材料常用的基础材料。但是由于中密度纤维板易于燃烧,耐候性差等不利因素,限制了其在家具和室内装饰等领域的应用。
综上所述,现有技术存在的问题是:
(1)中密度纤维板易于燃烧,耐候性差;
(2)现有的金属贴面中密度纤维板采用专用金属胶粘剂进行贴面,胶粘剂价格较贵,制备工艺比较复杂,产品成本较高;
(3)现有的金属贴面中密度纤维板低温压贴周期长、生产效率低,设备投入大,装饰板价格较高。
解决上述技术问题的难度:
铝箔与纤维板是两种性质截然不同的材料,复合形成新的功能板材的关键是寻找胶接性能良好的合金胶粘剂,探索生产周期短、操作简便的制备工艺流程,降低板材生产成本,减少能源消耗和环境污染。通过大量查阅文献与试验,采用实验级酚醛树脂胶粘剂,并使用聚醋酸乙烯脂乳液改性形成专用的合金胶粘剂;通过大量试验摸索铝箔增强功能型纤维板制备工艺,完善热压工艺参数,简化操作流程,缩短生产周期短。
解决上述技术问题的意义:
酚醛改性合金胶粘剂不仅降低了胶粘剂成本,还为木材与金属复合提供了一种制备方法简单的合金胶粘剂,复合贴面制备方法过程中热进热出的工艺减少能源消耗和环境污染,提高了生产效率(可连续生产),降低了生产成体,提高了产品的附加值,为铝箔增强功能型纤维板提供了理论依据和技术支持。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种铝箔增强功能型纤维板及制备方法。
本发明是这样实现的,一种铝箔增强功能型纤维板的制备方法包括:
步骤一:中密度纤维板两表面采用100目砂纸打磨,风净,除去纤维板表面结构疏松,密度较低的预固化层,提高胶接质量;为复合贴面提供需要的表面粗糙度,增强复合强度;
步骤二:铝箔单面用120目砂纸打磨,然后用脱脂液脱脂,纯净水冲洗干净,在50℃对流空气下烘干,除去铝箔表面油脂、铝氧化等污染物;为复合贴面提供需要的表面粗糙度,增强复合强度;
步骤三:在胶桶中加入纯净水,开动搅拌器;向胶桶中加入聚醋酸乙烯脂乳液;向胶桶中缓慢加入胶粘剂,随着胶桶中胶粘剂的粘度增大,逐渐增大搅拌速度,直至胶粘剂分散均匀,制备符合复合贴面用的合金胶粘剂;
步骤四:停止搅拌器搅拌,在真空下进行消泡,减少因气泡造成的缺胶,避免影响胶合质量;
步骤五:采用滚涂式涂胶机对铝箔和中密度纤维板打磨面分别涂胶,单面施胶量为200g/m2,涂胶均匀,计量准确;
步骤六:在50℃对流空气下胶粘剂干燥5-10分钟,胶粘剂呈透明状,防止胶液流动造成铝箔表面污染,保持胶层均匀,便于组坯件的运输;
步骤七:按照铝箔增强功能型纤维板结构进行组坯,满足板材设计要求;
步骤八:组坯好的板坯,在压力为0.1MPa的冷压机中预压5分钟,预成型,板坯初步密实,便于运输;
步骤九:预压后的板坯放入热压机进行热压,热压制备;
步骤十:从热压机中取出板材,堆垛,上压金属重板,自然降温至室温,并放置24小时,使胶粘剂进一步固化,形成最大强度,防止板材变形;
步骤十一:修整表面和边缘,检测入库。
进一步,步骤三中,所述纯净水、聚醋酸乙烯脂乳液、胶粘剂包括:
胶粘剂、聚醋酸乙烯脂乳液、纯净水按质量份数比例为2:1:2;
胶粘剂:为低pH值的酚醛树脂胶粘剂;具体为:固体含量48%,粘度100s(涂4杯,25℃),pH值为8.9;
聚醋酸乙烯脂乳液:固体含量43%,pH值为6.1,形成专用的合金胶粘剂,实验探索所得,达到预期复合强度;
进一步,步骤四中,所述胶粘剂消泡包括:消泡后的胶粘剂,在3个小时内使用完成,便于涂布胶粘剂,防止出现涂胶不均匀;
进一步,步骤九中,所述热压包括:热压温度为120℃,热压时间为9min,热压压力位0.6MPa,板材复合热压工艺要求,实验探索所得,达到预期复合板材强度和性能。
本发明的另一目的在于提供利用本发明制备方法制备的铝箔增强功能型纤维板。
综上所述,本发明的优点及积极效果为:本发明利用铝箔特有的柔软性、延展性,耐候性等特性,作为增强功能性材料,使用聚醋酸乙烯酯乳液改性酚醛树脂制备的低价合金胶粘剂,采用热压方法快速制备铝箔增强功能型纤维板,克服和改善中密度纤维板的缺点,提高复合板材的静曲强度、弹性模量、耐候性、阻燃性及其装饰性,提升板材的科技附加值,拓宽人造板的种类,降低金属贴面功能人造板材的价格,推动金属贴面人造板材的推广与应用。
附图说明
图1是本发明实施例提供的铝箔增强功能型纤维板制备方法流程图;
图2是本发明实施例提供的铝箔增强功能型纤维板结构图;
图中:1、中密度纤维板;2、铝箔;3、胶粘剂层。
图3是本发明实施例提供的热压工艺因素对表面胶合强度的影响示意图。
图4是本发明实施例提供的热压工艺因素对静曲强度的影响示意图。
图5是本发明实施例提供的热压工艺因素对弹性模量的影响示意图。
图6是本发明实施例提供的热压工艺因素对握钉力的影响示意图。
图7是本发明实施例提供的热压工艺因素对厚度膨胀率的影响示意图。
图8是本发明实施例提供的中密度纤维板和铝箔增强功能型纤维板热释放速率曲线示意图。
图9是本发明实施例提供的中密度纤维板和铝箔增强功能型纤维板总热释放量曲线示意图。
图10是本发明实施例提供的中密度纤维板和铝箔增强功能型纤维板产烟量曲线示意图。
图11是本发明实施例提供的中密度纤维板与铝箔增强功能型纤维板质量损失率曲线示意图。
图12是本发明实施例提供的中密度纤维板与铝箔增强功能型纤维板残重率曲线示意图。
图13是本发明实施例提供的中密度纤维板与铝箔增强功能型纤维板CO质量分数曲线示意图。
图14是本发明实施例提供的中密度纤维板与铝箔增强功能型纤维板CO2质量分数曲线示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,本发明实施例提供的铝箔增强功能型纤维板制备方法包括:
S101:中密度纤维板两表面采用100目砂纸打磨,风净;
S102:铝箔单面用120目砂纸打磨,然后用脱脂液脱脂,纯净水冲洗干净,在50℃对流空气下烘干;
S103:在胶桶中加入定量纯净水(2份),开动搅拌器;称取定量(1份)聚醋酸乙烯脂乳液(固体含量43%,pH值为6.1)于胶桶中;称取定量酚醛树脂(固体含量48%,粘度100s(涂4杯,25℃),pH值为8.9(2份),缓慢加入到胶桶中,随着胶桶中胶粘剂的粘度增大,逐渐增大搅拌速度,直至酚醛树脂分散均匀;
S104:停止搅拌器搅拌,在真空下进行消泡;消泡后的胶粘剂,在3个小时内使用完成;
S105:采用滚涂式涂胶机对铝箔和中密度纤维板打磨面分别涂胶,单面施胶量为200g/m2;
S106:在50℃对流空气下胶粘剂干燥5-10分钟,胶粘剂呈透明状;
S107:按照铝箔增强功能型纤维板结构进行组坯;
S108:组坯好的板坯,在压力为0.1MPa的冷压机中预压5分钟;
S109:预压后的板坯放入热压机进行热压,热压参数为热压温度为120℃,热压时间为9min,热压压力位0.6MPa;
S110:从热压机中取出板材,堆垛,上压金属重板,自然降温至室温,并放置24小时;
S111:修整表面和边缘,检测入库。
在本发明的优选实施例中,步骤S103中,所述纯净水、聚醋酸乙烯脂乳液、胶粘剂包括:
胶粘剂、聚醋酸乙烯脂乳液、纯净水按质量份数比例为2:1:2;
胶粘剂:为低pH值的酚醛树脂胶粘剂;具体为:固体含量48%,粘度100s(涂4杯,25℃),pH值为8.9;
聚醋酸乙烯脂乳液:固体含量43%,pH值为6.1。
在本发明的优选实施例中,步骤S104中,所述胶粘剂消泡包括:消泡后的胶粘剂,在3个小时内使用完成。
在本发明的优选实施例中,步骤S109中,所述热压包括:热压温度为120℃,热压时间为9min,热压压力位0.6MPa。
如图2所示,本发明实施例提供的铝箔增强功能型纤维板包括:中密度纤维板1、铝箔2、胶粘剂层3。
中密度纤维板1的上表面和下表面涂覆有胶粘剂层3,胶粘剂层3表面覆盖有铝箔2。
下面结合实验对本发明的应用效果作详细的描述。
1实验方法
(1)正交实验设计
本实验分别采用正交实验方法,探讨热压压力、热压温度、热压时间和涂胶量4个因子对复合用胶粘剂制备铝箔增强功能型纤维板各项性能的影响。正交实验设计如下:按正交表L9(34)设计实验,探讨热压压力、热压温度、热压时间和涂胶量4个因素对板材的胶合强度的影响。正交实验因素及水平及实验方案见表1与表2。
表1复合用胶粘剂配比表
表2正交实验因素与水平
(2)热压工艺
将铝箔、中密度纤维板按上述实验设定的涂胶量采用双面涂胶法进行涂胶。因为复合用胶粘剂固含量低,铝箔不透气,为防止热压过程中板材分层、鼓泡现象,故铝箔和密度板涂胶后在50℃电热鼓风干燥箱中干燥至透明状,然后组坯,按照实验设定的参数进行热压。热压结束后,在室内放置24h进行试件锯制,然后进行检测。每组实验平行压制2张板。热压时间结束后,降压采用分段降压,使板坯内的水蒸气可以排放出来,防止瞬间压力释放,造成板坯内分层,胶接失败或胶接强度低。工艺流程:铝箔、纤维板→涂胶→干燥→组坯→热压→锯制→检测。
表3铝箔增强功能型纤维板热压工艺正交实验方案
性能检测
由于国内尚无铝箔贴面人造板材检测的国家标准,本实验的试件性能测试参照GB/T 15104-2006《装饰单板贴面人造板》、GB/T 17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能实验方法》以及LY/T 1983-2011《金属(铜箔、铝箔)饰面人造板》标准。检测项目为:表面胶合强度(Surface Bonding Strength)、静曲强度(Modulus of Rupture,MOR)、弹性模量(Modulus of Elasticity,MOE)、握钉力(Nail-holding power)及吸水厚度膨胀率(24hThickness Swelling Rate of Water Absorption,TS)。实验检测结果见表4。利用SPSS软件对数据进行分析。
表4正交实验结果
结果分析
热压工艺因素对表面胶合强度的影响
热压工艺因素对表面胶合强度影响结果见表4,方差分析见表5。热压温度、热压时间、热压压力及施胶量对表面胶合强度影响极显著(α=0.01)。图3显示,随着温度和时间的增加,表面胶合强度增加:一方面是热压温度达到了PF固化温度,随着固化时间的延长,固化充分;另一方面,水汽可以较充分地排放出来,减少板坯内分层现象的产生。随着热压压力逐渐增大,表面胶合强度先下降,让后缓慢上升,主要因为前期水蒸气排放受阻,板坯中部水分无法迅速排放出来,影响了胶粘剂的固化,胶接强度低;随着热压时间延长,板坯内水蒸气排汽完成,基材充分接触,胶层充分固化,铝箔和纤维板通过化学力和机械力胶接在一起,胶接强度增加。
表5热压工艺对产品表面胶合强度影响的方差分析
热压工艺因素对MOR的影响
热压工艺因素对MOR影响方差分析见表6。热压温度和热压时间对MOR影响极显著,热压压力和施胶量对MOR影响不显著。图4显示,随着温度、时间和压力的增加,MOR明显增强,是因为板坯密实,胶层充分固化,胶接强度增强所致。随着施胶量增加,MOR先升后降,这是因为施胶量加大后胶层变厚,测试拉伸时胶层易脆裂,造成分层,导致MOR降低。
表6热压工艺对产品静曲强度影响的方差分析
热压工艺因素对MOE的影响
热压工艺因素对MOE影响方差分析见表7。热压温度和施胶量对MOR影响极显著,热压时间和压力对MOR影响不显著。图5显示,随着温度的增加,MOE先降后升,主要是因为前期胶粘剂没有固化完全,随着时间的增长,固化完全,MOE变化不大。压力的增大可以密实板材,但胶粘剂固化后,会造成已固化胶粘剂产生裂纹,影响胶接强度,造成MOE降低。随着施胶量增加,MOE下降,这是因为施胶量加大后胶层变厚,拉伸时胶层易脆裂分层。
表7热压工艺对产品弹性模量影响的方差分析
热压工艺因素对握钉力的影响
热压工艺因素对握钉力影响方差分析见表8。热压温度、压力和施胶量对握钉力的影响极显著,热压时间影响显著。
表8热压工艺对产品握钉力影响的方差分析
图6显示,随着热压时间、热压压力和施胶量的增加,握钉力先降后升。一方面是因为水蒸气大量蒸发,造成板坯松散,密实度不高,摩擦力降低。同时胶层的小分子物质挥发出来,胶层没有固化,没有产生胶接强度。随着时间延长,水蒸气逐渐挥发完全,胶层还是固化,产生胶接强度,胶层密度大于基材,会增加对螺钉的压力和摩擦力,因此使握钉力上升。随着温度增加,板材中水分减少,纤维紧密,握钉力增加;温度达到一定程度后,纤维素和胶粘剂开始发生降解,板材内部胶接强度和紧密度降低,握钉力有所下降。
热压工艺影响因素对吸水厚度膨胀率的影响
热压工艺因素对吸水厚度膨胀率影响方差分析见表9,所有热压工艺因素对TS影响不显著。
表9热压工艺对产品吸湿厚度膨胀率影响的方差分析
图7显示,随着热压温度的升高,纤维素和胶粘剂开始发生降解,产生部分吸水性较强的小分子物质,增加了吸水性。热压时间的增长,板材内部逐渐胶合完全,水分逐渐减少,纤维密实度增加,从而使板材的耐水性明显增强。热压压力增加,TS稍有下降,但随着基材密实增加,较大的空隙变窄,形成毛细管,产生毛细现象增加,容易吸收空气中的水分,TS增大。随着施胶量的增加,胶液固化后赌塞了部分吸水通道,阻碍了水分向板材内部渗透,TS下降。
试件的吸水厚度膨胀率远低于LY/T 1983-2011《金属(铜箔、铝箔)饰面人造板》标准低于8%的要求,那是由于大面积铝箔的存在,隔断了水分流动的通道,水分很难进入试件内部。
最佳工艺的确定和验证
正交实验结果极差分析如表10、表11所示。
表10表面胶合强度和静曲强度极差分析
表11弹性模量、握钉力和吸水厚度膨胀率极差分析
表12因素对复合板力学性能影响的极差分析
根据复合材料的极差分析,确定了4中影响因素在不同性能测试下的主次顺序和优选水平,见表12。同时结合复合用胶粘剂热压工艺要求,确定本实验最佳工艺条件为:热压温度为140℃,热压时间为9min,热压压力位0.6MPa,施胶量为200g/m2。
采用此工艺热压制备的铝箔增强功能型纤维板性能检测结果为:表面胶合强度为1.13MPa,静曲强度(MOR)为50.1MPa,弹性模量(MOE)为7818MPa,握钉力为1.35KN,吸水厚度膨胀率(TS)为1.24%,性能全部超过国标要求。
素板(中密度纤维板)的静曲强度(MOR)为28.93MPa,弹性模量(MOE)为3224MPa,吸水厚度膨胀率6.2%,握钉力0.8KN,内结合强度为0.75MPa。
2主要燃烧性能对比
试样的燃烧性能测试结果见表13。
表13铝箔增强功能型纤维板和中密度纤维板的主要燃烧性能
由表13可以看出,中密度纤维板的TTI为27s,而铝箔由于铝箔的存在自始至终都无法点燃,pkHRR值相差38倍以上,Avg-HRR值相差60倍以上,EHC下降了10倍,THR下降了近30倍,但TSR却增加了8倍以上。铝箔贴面中密度按纤维板燃烧性能有了很大的改善,在应用中如果发生火灾,可以有效减少对人员和财产的伤害。
热释放速率曲线
木质材料燃烧可以分为4个阶段:(1)水分蒸发或干燥阶段;(2)预炭化阶段;(3)炭化阶段;(4)炭化物燃烧阶段,其中炭化阶段和炭化物燃烧阶段释放热量最多。
图8为中密度纤维板和铝箔增强功能型纤维板热释放速率曲线图。中密度纤维板随温度不断升高,木质材料剧烈炭化、分解,产生的大量可燃气体剧烈燃烧,形成强烈的火焰,热释放速率增加,形成第一个波峰,之后进入一段较长时间的稳定燃烧,热释放速率曲线趋于直线。随着温度不断增加,炭化物开始燃烧,热释放速率增多,形成第二个波峰,之后木材进入无焰燃烧阶段。铝箔增强功能型纤维板热释放速率较低,与中密度纤维板相比,没有出现明显的波峰,基本上呈一条相对平滑的热释放速率曲线。
总热释放量曲线
图9为中密度纤维板和铝箔增强功能型纤维板总热释放量曲线,也就是热释放速率的积分曲线。中密度板在由有焰燃烧转变成碳化燃烧,产生的可燃气体量减少,所以燃烧放出的热量降低。铝复合材料由于铝箔的存在,分解产生的气体无法迅速释放出来形成有焰燃烧,无法产生火焰。随着时间的推移,基材缓慢碳化,热释放总量缓慢升高,总热释放量下降近30倍,火灾危险性得到有效降低。
产烟量曲线
图10为中密度纤维板总释烟量曲线,中密度纤维板被点燃后剧烈燃烧,热释放速率迅速增加,同时生成大量的烟,总产烟量迅速上升,在50s后,热释放速率下降,第一个波峰结束,之后产烟曲线变为一条直线平缓上升。燃烧一段时间后,在纤维板表面形成炭层,减小了有焰燃烧。500s后,热释放速率形成第二个波峰,热释放速率迅速增加,同时生成大量的烟,总产烟量迅速上升,之后形成一条直线,直至燃烧终止,不再产生烟。复合板总释烟量曲线前期增长缓慢,主要是因为铝箔的存在造成烟释放缓慢,因此增加缓慢。中后期,密度板基材剧烈分解,但由于铝箔存在,无法形成有焰燃烧,释烟总量上升较快。与密度板相比,前期抑烟性较好,后期抑烟性不如密度板。但总体上来讲,铝箔增强功能型纤维板的抑烟效果也为逃生争取了时间。
质量损失率
从图11可以看出,中密度纤维板在25s出现一个强峰,主要是中密度纤维板剧烈分解后气象燃烧,表层碳化后,燃烧缓慢,质量损失率降低。铝箔增强功能型纤维板质量损失率没有明显强峰值,且由于铝箔的存在,质量损失率仅是中密度纤维板的50%左右,变化平稳,这说明铝箔增强功能型纤维板的火灾危险性明显降低。与图8对比可以看出,热释放速率和质量损失率变化趋势是一致的。样品失重越多,挥发可燃气体越多,产生的热量也就越多,因而质量损失呈现出与热释放速率相似的变化趋势。
铝箔增强功能型纤维板和中密度纤维板残重率曲线如图12所示。中密度纤维板残重率在有焰燃烧是,失重较快,红热燃烧阶段,缓慢下降,结果为22.09%。铝箔增强功能型纤维板残重率很高,为96.23%,这与铝箔存在减少材料分解,提高了残重率。与中密度纤维板相比,铝箔增强功能型纤维板残重率提高了4.35倍。残重率曲线与总热释放曲线近似,因此残重率可反映总热释放量。
CO、CO2释放性能
由图13、图14可见,铝箔增强功能型纤维板CO、CO2的质量分数都很低,呈一条平稳的曲线。中密度纤维板CO、CO2曲线却有两个相对明显的峰,第一个峰产生于材料被点燃,发生有焰燃烧的时刻。而在红热燃烧阶段,素材及处理材释放CO的质量分数及速率却相对较高,说明CO主要来源于红热燃烧阶段,由木炭的不完全氧化导致。两种材料CO、CO2的质量分数曲线亦与HRR曲线相似,可见,热释放过程中与有焰燃烧时,CO的生成过程是同步的,即减少CO2释放的同时,热释放速率降低。
表14中密度纤维板与铝箔增强功能型纤维板CO、CO2释放性能
从表14中可以看出,铝箔增强功能型纤维板与中密度纤维板相比,虽然CO、CO2质量分数比较低,但平均值和峰值均高于中密度纤维板。中密度板释放峰值时间推迟了670s,但铝箔增强功能型纤维板的峰值却增加了几百甚至上千倍,平均值增加了几倍,说明虽然复合板有效的抑制了燃烧,但却增加了有害气体的产生。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种铝箔增强功能型纤维板的制备方法,其特征在于,所述铝箔增强功能型纤维板的制备方法包括:
步骤一:中密度纤维板两表面采用100目砂纸打磨,风净;
步骤二:铝箔单面用120目砂纸打磨,然后用脱脂液脱脂,纯净水冲洗干净,在50℃对流空气下烘干;
步骤三:在胶桶中加入纯净水,开动搅拌器;向胶桶中加入聚醋酸乙烯脂乳液;向胶桶中加入胶粘剂,随着胶桶中胶粘剂的粘度增大,逐渐增大搅拌速度,直至胶粘剂分散均匀;
步骤四:停止搅拌器搅拌,在真空下进行消泡;
步骤五:采用滚涂式涂胶机对铝箔和中密度纤维板打磨面分别涂胶,单面施胶量为200g/m2;
步骤六:在50℃对流空气下胶粘粘剂干燥5-10分钟,胶粘剂呈透明状;
步骤七:按照铝箔增强功能型纤维板结构进行组坯;
步骤八:组坯好的板坯,在压力为0.1MPa的冷压机中预压2-5分钟;
步骤九:预压后的板坯放入热压机进行热压;
步骤十:从热压机中取出板材,堆垛,上压金属重板,自然降温至室温,并放置24小时;
步骤十一:修整表面和边缘,检测入库。
2.如权利要求1所述的铝箔增强功能型纤维板的制备方法,其特征在于,所述步骤三中纯净水、聚醋酸乙烯脂乳液、胶粘剂包括:
胶粘剂、聚醋酸乙烯脂乳液、纯净水按质量份数比例为2:1:2;
胶粘剂:为低pH值的酚醛树脂胶粘剂;具体为:固体含量48%,涂4杯,25℃,粘度100s,pH值为8.9;
聚醋酸乙烯脂乳液:固体含量43%,pH值为6.1。
3.如权利要求1所述的铝箔增强功能型纤维板的制备方法,其特征在于,所述步骤四中胶粘剂消泡包括:消泡后的胶粘剂,在3个小时内使用完成。
4.如权利要求1所述的铝箔增强功能型纤维板的制备方法,其特征在于,所述步骤九中热压包括:热压温度为140℃,热压时间为9min,热压压力位0.6MPa。
5.一种由权利要求1~4任意一项所述铝箔增强功能型纤维板的制备方法制备的铝箔增强功能型纤维板,其特征在于,所述铝箔增强功能型纤维板包括:中密度纤维板、铝箔、胶粘剂层;
中密度纤维板的上表面和下表面涂覆有胶粘剂层,胶粘剂层表面覆盖有铝箔。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112297156A (zh) * | 2020-11-02 | 2021-02-02 | 安徽管仲木业有限公司 | 一种覆铝木制建筑模板生产工艺方法 |
CN113308213A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-27 | 南宁市磨氏林圣木业有限公司 | 一种防腐、阻燃型无醛胶合板及其制备方法 |
CN113524359A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-10-22 | 常州布鲁科技有限公司 | 一种抗老化装饰贴面胶合板的防开胶加工工艺 |
CN115466393A (zh) * | 2022-10-19 | 2022-12-13 | 开封大学 | 一种不燃轻质复合材料及其制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101811314A (zh) * | 2009-02-19 | 2010-08-25 | 山东新港企业集团有限公司 | 铝木复合胶合板及其加工方法 |
EP2562324A1 (de) * | 2011-08-25 | 2013-02-27 | Tavapan SA | Verbundwerkstoffplatte zur Herstellung von Rahmenverbreiterungen an Fenstern und Türen oder zum Einsatz als Leicht-Bauplatte bestehend aus einem Kern aus einer Schaumstoffplatte aus Polyethylenterephthalat sowie beidseitigen Deckschichten und ein Verfahren zu deren Herstellung |
CN204414266U (zh) * | 2015-01-18 | 2015-06-24 | 雷大宸 | 钢板或铝板贴面的人造板 |
CN105818490A (zh) * | 2016-05-03 | 2016-08-03 | 南京林业大学 | 一种薄木/铝箔复合装饰贴面材料及其制造方法 |
CN108859323A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-11-23 | 河南农业大学 | 一种铝木复合多层功能板及其制备方法 |
-
2019
- 2019-05-05 CN CN201910365818.6A patent/CN110053108A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101811314A (zh) * | 2009-02-19 | 2010-08-25 | 山东新港企业集团有限公司 | 铝木复合胶合板及其加工方法 |
EP2562324A1 (de) * | 2011-08-25 | 2013-02-27 | Tavapan SA | Verbundwerkstoffplatte zur Herstellung von Rahmenverbreiterungen an Fenstern und Türen oder zum Einsatz als Leicht-Bauplatte bestehend aus einem Kern aus einer Schaumstoffplatte aus Polyethylenterephthalat sowie beidseitigen Deckschichten und ein Verfahren zu deren Herstellung |
CN204414266U (zh) * | 2015-01-18 | 2015-06-24 | 雷大宸 | 钢板或铝板贴面的人造板 |
CN105818490A (zh) * | 2016-05-03 | 2016-08-03 | 南京林业大学 | 一种薄木/铝箔复合装饰贴面材料及其制造方法 |
CN108859323A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-11-23 | 河南农业大学 | 一种铝木复合多层功能板及其制备方法 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112297156A (zh) * | 2020-11-02 | 2021-02-02 | 安徽管仲木业有限公司 | 一种覆铝木制建筑模板生产工艺方法 |
CN113308213A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-27 | 南宁市磨氏林圣木业有限公司 | 一种防腐、阻燃型无醛胶合板及其制备方法 |
CN113308213B (zh) * | 2021-05-31 | 2022-07-22 | 南宁市磨氏林圣木业有限公司 | 一种防腐、阻燃型无醛胶合板及其制备方法 |
CN113524359A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-10-22 | 常州布鲁科技有限公司 | 一种抗老化装饰贴面胶合板的防开胶加工工艺 |
CN115466393A (zh) * | 2022-10-19 | 2022-12-13 | 开封大学 | 一种不燃轻质复合材料及其制备方法 |
CN115466393B (zh) * | 2022-10-19 | 2023-08-08 | 开封大学 | 一种不燃轻质复合材料及其制备方法 |
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