一种新型绿色环保复合生态板的生产工艺及发展前景

李坤

摘要：在建设生态文明社会的时代背景下，研发绿色环保且具有防水防潮功能的复合生态板成了复合板生产企业追求的目标，也是未来复合板制造行业产品研发的必然趋势。本文以柔性木质纤维复合板为例，研究了一种绿色环保且具有防水防潮功能的复合生态板的生产工艺，对未来复合板发展的前景进行了展望。未来的复合生态板必然向着多功能的方向发展，将更加环保，符合生态环境建设的国家战略目标，而且纳米技术在生态复合板中会得到更加广泛的应用。抓住未来复合板发展的趋势，提高复合板的生产工艺，将是复合板生产企业的发展方向。

关键词：复合板;绿色环保;柔性木质纤维复合板;防水防潮

复合生态板是近些年出现的一种新型的环保木制材料，它广泛应用于室内装潢、整体橱柜、以及室内地板等诸多领域。该材料采用先进的卷材生产工艺，生产过程低碳节能，没有甲醛释放，不会对环境造成任何污染，符合环保要求，而且材料经济耐用，装饰效果十分美观。因为目前，我国可利用的复合生态板生产材料非常有限，对木材资源的使用有一定的生命周期，复合生态板的产量比较有限。而且目前市场上的复合生态板存在较大的缺陷，比如防潮功能不强，甲醛释放能力较弱，环保的优势表现得还不太明显，不能满足客户的需求。因此有必要提高复合生态板的生产工艺，研究其发展前景，为复合生态板的发展提供更加广阔的发展空间。

一、复合生态板的概念

生态板是将带有不同颜色或纹理的纸，放入生态板树脂胶粘剂中浸泡，然后干燥固化后，将其铺装在刨花板、细木工板等表面，经热压而成的装饰板。复合生态板是指将生态板覆在另一块木板上，中间通过刷胶粘和而成。目前上，市场上的复合板由很多不同的材质制造而成，本文选择其中优势比较明显，应用比较广泛的柔性木质纤维复合板作为研究对象。这种复合生态板有较高的耐磨性和轻弹性，且绿色环保，广泛应用于墙面、家具面板和地面，装饰效果非常好。

二、复合生态板的生产工艺

复合生态板的制作包括三方面的内容，一是甲醛的净化，以使制作出的复合板不污染环境，符合环保要求;二是柔性木质纤维复合板的制作工艺;三是增加防潮功能，下面进行详细地分析。

（一）甲醛净化的制作

甲醛净化生态板的生产过程包括两项内容，一是制造甲醛净化浸渍胶膜纸;二是将甲醛净化浸渍膜纸压贴在柔性木质纤维复合板上，使其具有甲醛净化的功能。其具体制作过程如下：

1、甲醛净化浸渍胶膜纸的生产

甲醛净化浸渍胶膜纸生产流程如下图1所示，首先对装饰纸进行喷码，然后经过两次的浸胶和干燥，最后进行检验和打包，两次浸胶的时候都需要进行调胶的工作。

甲醛净化浸渍胶膜纸和普通浸渍胶膜纸的区别的关键是在调胶和二次浸胶工序中添加甲醛净化添加剂。甲醛净化添加剂的主要成分是起净化作用的甲壳素和纳米硅片等天然物质，它们会随着三聚氰胺甲醛树脂溶液附着在浸渍纸表层，经过干燥预固化后形成甲醛净化浸渍胶膜纸。

调胶：首先把一定量的聚氰胺甲醛树脂溶液注入调胶罐内，然后按比例加入脱模剂、渗透剂、除尘剂等助剂及甲醛净化添加剂和固化剂，搅拌直到凝固，固化时间冬季5.5分钟，夏季7分钟，固化后还要继续搅拌一段时间，以确保添加物全部溶解，以备使用。

二次浸胶：将调制好的胶水分别与胶泵、胶槽、胶水回流系统连接好，根据复合板及三聚氰胺甲醛树脂溶液特性调整浸胶量、预固化度等参数。

浸渍胶膜纸储存：建立配有空调的浸渍胶膜纸储存仓库，仓库的温度要在25 ℃以下，湿度低于75%，储存时间最长为两个月。

2、甲醛净化柔性木质纤维复合板

甲醛净化生态板的关键工序为调胶、二次浸胶、甲醛净化浸渍胶膜纸储存、贴纸、热压。其生产流程如下图3所示：

贴纸：按需求在基板上双面覆贴三聚氰胺浸渍胶膜纸，浸渍胶膜纸需完全盖住基板。

热压：采用单面热压工艺，一面热压完成冷却后再压另一面。热压工艺为：单位压力0.6-1.0 MPa，温度（125 ± 5） ℃，时间8-10分钟。热压后板面要求平整光洁，无干湿花及亮点，无垃圾压痕等缺陷。

（二）柔性木质纤维复合板的制作

1、原材料的选择及木质纤维的制作

柔性木質纤维复合板的主要原料成分是天然植物纤维，天然植物纤维占到复合板材料的40%以上。天然纤维的来源植物主要是松木、杨木的小枝桠。原料直径要在2cm以上，且没有发霉，没有杂质。同一批次的原料含水量要均匀，以利于后期较好地控制干燥时间。如果原材料含水量不同，可以采用气力输送风量，控制原料管道中的干燥时间，以保证其最终的含水量。对于竹材、秸秆类等材料，特别是对木材的处理，要经剥皮、去杂后削成木片，尺寸控制在2cm左右，采用鼓式削片机进行强制进料。

2、混合配料

采用破碎机行粗粉碎，经热风管道干燥后，木皮含水量为8%-12%。最后，通过使用磨粉机将木皮加工为80-120目的木纤维粉。木纤维粉在预处理时，可采用高速混料机，将其与树脂颗粒、石灰石等高速均匀地搅拌混合，在混合的过程中，注意树脂颗粒是否分布均匀。

3、天然纤维表面的改性处理

因为纤维素纤维很难与聚合物相容，难以形成符合材料，因此在热塑性树脂与木纤维粉混合时，可适当加用木粉处理剂，以提高两者的结合性能。因此，需要在木质纤维研磨后进行接技共聚改性处理，达到充分利用纤维的优良性能，从而改善其浸润性。

另外，为了稳定基体树脂聚合物与纤维键合，需通过界面偶合改变界面粘合性，减少纤维表面的羟基与自身的吸水性。

4、压延与覆麻背衬及后处理

待混合料挤出后，需将片材辊压至厚度均匀、大幅面，采用辊筒压延机进行辊压。然后在背面覆麻编织增强网，提高其强度和稳定性能。最后在后处理方面，在加工的过程中需要合理控制温度，冷却、裁边等工序需在冷却后进行，这有利于尺寸的稳定与物料的成型。

其流程如下图1所示：

2、生产设备

柔性木质纤维复合板的生产主要采用三大系统，在生产中采用的设备主要有：热风炉、磨粉机及管道干燥器等，另外还有除尘、输送等相应的配套设备。

在生产过程中主要采用双螺杆挤出设备，而控制设备的参数设置是关键的环节，特别是对机头温度、螺杆转速及机筒温度的参数设置，在设置过程中，若温度参数设置过低，将会使物料塑化不充分，影响 产品的性能。若相关参数设置的溫度过高，将会分解烧焦木纤维，导致挤出压力低而不够密实，大大影响产品的强度和外观。因此，对温度控制可采取分段控制、逐步降低的工艺。

若在挤出过程中存在木粉喷出情况，需要进行处理，否则会造成产品成型缺陷。

（三）防潮功能的增加

近年来，具有一定防潮功能的纤维板、刨花板产品在板材市场需求量越来越大，防潮中密度纤维板和刨花板一般用在橱柜和浴室柜等潮湿室内环境中，防潮高密度纤维板则主要用于制作强化木地板。一般而言，防潮纤维板和刨花板的生产，主要是通过添加防水材料，如熔融石蜡或石蜡乳液等。近年国家环保要求越来越高，国家强制性标准GB 18580—2017《室内装饰装修材料 人造板及其制品中甲醛释放限量》的颁布，对板材甲醛释放限量提出了更进一步的要求。但随着板材甲醛释放量的降低，防水性能控制难度加大，主要原因是实现低醛目标最直接有效的方式即降低胶黏剂物质的量之比，而物质的量之比降低会导致防水性能变差，只有通过加大胶黏剂用量、延长热压周期、增加石蜡使用量等措施来保证各项性能达标。笔者经过大量实验室小试和几条中型、大型生产线在线测试，总结出一种更有效、低成本的环保防潮纤维板生产工艺，该工艺对环保防潮刨花板也有一定的借鉴意义。从单项测试数据和综合测试数据结果看，使用三聚氰胺改性脲醛树脂，在后工序施加环保促进剂，再配合纳米防水剂和石蜡两种防水材料，这种新的复合工艺生产的环保防潮人造板，能够很大程度上弥补低醛人造板在胶黏剂物质的量之比降低方面带来的不利影响，解决甲醛释放量和吸水厚度膨胀率这两个重要指标之间的矛盾

三、复合生态板的发展前景展望

柔性木质纤维复合板作为一种新型绿色环保材料，其在未来的发展具有良好的前景，从发展多功能木质复合材料、纳米技术在生态复合板中的应用研究及向生态环境符合材料方向发展3个方面进行了展望。

（一）发展多功能木质复合材

现有的复合生态板，主要满足人们装修所需，对于未来符合生态的发展，可以赋予其特殊的功能。比如，防潮人造板、防水人造板等。过去的复合材料主要应用于结构，而现在对复合材料的发展，更多的是拓展其功能发展，即从低级形式到高级形式发展。因此，复合生态板从单一功能转向多功能方向发展。在此可通过调节其复合度、改变其对称性等，从而达到功能材料所赋予的高价值。另外，对复合生态板功能的研究中，要综合考虑其物理组成及化学性质，避免组成之间发生冲突，影响复合生态板功能的发挥与性能的使用。比如，在进行阻燃木质材料的生产中，不能降低其物理力学性能。

（二）纳米技术在生态复合板中的应用

纳米技术是一种高新技术，其涉及的学科较多且综合交叉。比如，纳米电子学、纳米化学等。将纳米技术应用于生态复合板中，复合板变成纳米尺寸后，其材料特异性质、尺寸效应及变化机理，为生态复合板改进具有突破性的进展。比如，介质空隙属于一种纳米量级空隙，又叫做“纳米空隙”，它存在于针叶木材细胞壁空隙及微纤丝间隙之中，其中微纤丝间隙尺度小。由于木材中纳米空隙的存在，其可以容纳纳米微粒，由此，材制造成纳米粉体，并将其填充到木材的纳米空隙，从而可以达到更高性能的木质复合材料，给予人们使用。

（三）向生态环境符合材料方向发展

我国人口基数大，且随着我国人口数量的不断增加，人们对资源的需求量也日渐增多，导致我国环境日趋恶化，为此加强环保，建设生态文明社会成了我们党和政府的重要政策。而复合生态板具有绿色环保的特点。在未来的发展中，相关研究人员，要立于我国森林资源有限的条件下，大力开发生态环境材料的使用，使木材与非木质材料进行混合利用。在此过程中，可通过借鉴国外复合生态板的先进生产工艺，结合我国的市场的所需，在满足人们需求的情况下，尽可能做到节约资源与能源，减少对环境的破坏。另外，相关研究者可以设计制备材料，或者提高资源的使用率，从而满足对环境的协调性。

四、社会效益

（一）促进当地经济的发展

这种新型的复合板具有环保、防潮的功能，可以应用于室内装潢、整体橱柜、以及室内地板等诸多领域，不仅装饰效果美观，而且材料结实耐用，可以预见的是这个新型产品是未来复合板发展的重要趋势，具有极好的发展前景，如果本项目的研究成果投入生产，因为符合市场需求，因此会有较好的生产效益，可以安排企业周边的富裕劳动力，促进该地区农民的脱贫致富和农业产业结构的调整。

（二）充分合理利用杨木资源

柔性木质纤维复合板的主要原料是松木、杨木的小枝桠，制造该复合板，可以使得杨木资源得到充分合理的综合利用，符合我国政府提出的建设资源节约型社会和循环经济的产业政策。

（三）有利于人民的身体健康

复合板因为广泛应用于家庭装饰中，几乎涉及到社会中的每个家庭，每个成员，这种新型的复合板具有绿色环保的功能，因此，它的研发和使用有利于人民的身体健康，提高人民群众的生活质量，而且生产这种类型复合板的企业在对产品的宣传过程中也潜移默化地提高了人们的环保意识。

五、结语

本文研发了一种绿色环保的具有防潮功能的新型复合生态板，对其生产工艺进行了介绍。在此基础上，提出了未来木质复合材料的发展前景，即：未来木质复合材料会向着多功能、环保型的方向发展，而且纳米技术也会在生态复合板中得到广泛的应用。本文的研究有利于提高施工者施工工艺的提升，推动复合生态板工业的可持续发展。

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（作者单位：山东省临沂市环境卫生管理处）