[发明专利]含泡桐的木质复合材料

说明书

发明背景

木材是用来建造门和其他建筑构件的普通材料。即使现在，在开发了几种 新型的复合材料之后，木材仍是最广泛使用的结构材料之一，原因是木材具有 优良的强度和刚性，令人愉悦的美观，良好的绝缘性质以及易加工性。

然而，近年来，因为长期生长的原始森林的逐渐消耗，实木材料的成本随 其供应紧缩而显著提高。由这种材料制造的门特别贵，因为砍伐的木材中通常 只有不到一半成为天然的实木木材，其余的都作为废料丢弃。

因此，由于高级木材的成本以及对保存天然资源的重点关注，已经开发了 基于木材的替代品，以代替天然实木木材，这些替代品能更有效地利用砍伐的 木材并减少作为废料丢弃的木材量。胶合板，特别是碎料板和定向纤维 (oriented strand board，“OSB”)是天然实木木材的基于木材的复合材料的 替代品的例子，在过去的七十五年中，这些复合材料在许多结构应用取代了天 然实木木材。这些基于木材的复合材料不仅能更有效地使用木材的可利用的供 应资源，而且也可以由低级木种甚至是木材废料形成。

但是，虽然这些基于木材的复合材料的性能特性如强度和绝缘性质能和天 然实木木材相当或甚至更好，但是一些用户抱怨在一些高度潮湿环境，如外墙 板，复合材料的边缘因水渗入材料边缘使其膨胀而遭受溶胀和开裂。为防止这 种损害，已经开发了各种技术，如在木材的边缘固定金属或聚合物的模制品， 或者在复合材料易受影响的边缘施涂聚合物涂层或膜层。这些技术能有效解决 边缘的溶胀和开裂问题，但是存在大大增加材料成本以及用来制备材料的制造 工艺复杂的缺点。

在上述背景技术的情况下，存在对能克服这些不足的木质复合材料的需 求。特别是这种木质复合材料的性能应优于或类似于实木木材的性能，同时比 常规OSB材料更轻(密度更低)，具有良好的表面光洁度，因而可消除压制后的 砂磨步骤，并具有优良的耐边缘溶胀性和抵抗其他这类与潮湿相关的缺陷的能 力。此外，这种木质复合材料中一定程度地加入从某些树种砍伐的纤维，这些 树种的生长比常规用于木质复合材料的那些树种要快。

发明概述

本发明涉及一种木质复合材料，该复合材料包含：上表面层和下表面层以 及芯层；其中，芯层含有至少约70重量％泡桐木片(strand)；表面层含有至 少约70重量％的其他高密度的非泡桐木的木片。

发明详述

除非另外规定，本文采用的所有份、百分比和比率均以重量表示。本文引 用的所有文件均纳入本文作参考。

本文采用的“木材”是指一种纤维素结构，其具有通过木质素聚合物结合 到一起的纤维素和半纤维素纤维组成的细胞壁。还应指出术语“木材”一般包 括木质纤维素材料。

“木质复合材料”指一种含有木材和一种或多种木质复合材料的添加剂， 如粘合剂或蜡的复合材料。木材通常为薄板、薄片、木片、片(wafer)、颗粒 和碎片形式。木质复合材料的非限制性例子包括定向纤维板(“OSB”)、木屑 板(waferboard)、碎料板、碎木胶合板、中密度纤维板、胶合板、平行纤维木 材(parallel strand lumber)、定向纤维木材(oriented strand lumber)和层叠纤维木材 (laminated strand lumber)。木质复合材料的共有特性是它们是由用聚合物树脂和 其它特殊的添加剂结合在一起的木片(strand)和层叠薄板(ply veneer)组成的复 合材料。在本文中，“薄片”、“木片”、“碎片”、“颗粒”和“片”被认 为是互相等价的，且可以互相交换使用。木质复合材料的非排它性描述可以参 见《可克欧诗玛化学技术百科全书(Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology)》的增补卷，第765-810，第6版。