[发明专利]一种高性能木质复合材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种高性能木质复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着我国城市化建设迅速发展，城市废弃木质材料，如废弃木质家具、废弃木质地板、废弃建筑装修木质材料等，发生量越来越大。如何有效利用这些废弃木质材料，制造力学性能优良，耐水、耐腐、甲醛释放低，尺寸稳定性好，耐热耐老化性能的木质复合材料，一直是社会关注和急待解决的重要问题。

尽管刨花板、中密度纤维板(MDF)及木塑材料(WPC)已在家具制造、地板生产，以及室内装修中得到了广泛应用，但由于刨花板和中密度纤维板耐水性、耐腐性不够理想，在室外使用受到了极大的限制。木塑材料虽有较好的耐水性和耐腐性，但由于耐热耐老化性差，及生产成本高，价格高企，难以广泛推广应用。

发明内容

为解决上述问题及现有木质复合材料的不足之处，本发明的首要目的在于克服现有刨花板和中密度纤维板不耐水及其尺寸不稳定性、防腐性能差，及克服木塑材料耐热老化性能不理想的缺点，提供一种耐水、耐腐、力学性能优良、尺寸稳定性好、甲醛释放低，具有一定的耐热耐老化性能和较高力学性能的木质复合材料的制备方法。该方法无需纤维分离及其干燥工序，工艺简单，能耗低。采用粉状热固性树脂及增湿处理方法，制得表面光滑、性能优良，可用作家具、地板、建筑装修等材料；还可通过模具模压制成日常生活用品、家具部件或吊扇部件。

本发明的另一目的在于提供上述制备方法获得的高性能木质复合材料。

本发明的再一个目的在于提供上述高性能木质复合材料的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种高性能木质复合材料的制备方法，包括下述步骤：

(1)将废弃木质材料剔除金属、塑料等五金件，及泥沙等杂质，得到干净的木质材料原料，将干净的木质材料原料粉碎成10～100目数的原料；

(2)将粉状热固性树脂施加到步骤(1)制得的原料中，并搅拌均匀；

(3)将步骤(2)混合均匀的物料均匀铺装，并预压成型为具有一定长度、宽度和厚度的板坯；

(4)对步骤(3)制得的板坯表面进行均匀增湿处理；

(5)对步骤(4)增湿处理好的板坯采用多段卸压工艺热压，得到所述高性能木质复合材料。

步骤(1)中所述的废弃木质材料包括城市废弃木质材料、木材砍伐枝桠材、森林间伐枝桠材和木材加工剩余物中的至少一种。含水率较高的原料，要求堆放，使其含水率降至16％及以下，再用打碎机、再磨碎机制备为10～100目数的原料。

所述城市废弃木质材料包括废弃的贴面刨花板、中密度纤维板及实木家具等木质家具，废弃木质地板和废弃建筑装修木质材料等中的至少一种。

步骤(2)中所述粉状热固性树脂指粉状酚醛树脂；所述热固性树脂施胶量为8～30％。

步骤(2)中还包括添加填料到步骤(1)制得的原料中，进一步增加木质复合材料性能；所述的填料包括木纤维、石英和云母等中的至少一种；所述木纤维的添加方式是铺装在表层或是与原料和粉状热固性树脂搅拌混合，所述石英和云母的添加方式是直接铺装在芯层或是与原料和粉状热固性树脂搅拌混合。

所述填料加入量为步骤(1)粉碎后的原料质量的3％～15％。

步骤(4)所述的增湿处理包括采用专用喷、涂、洒装备，及喷蒸汽式热压机喷蒸增湿剂进行增湿处理，增湿剂包括自来水或具有添加剂的混合水，增湿量(即增湿剂的量)为步骤(1)粉碎后的原料质量的3％～12％。

步骤(5)所述的热压工艺，热压温度150～180℃，热压压力为1.8～3.5MPa，热压时间每1mm板厚为30～45s；卸压压力降到0.8～1.3MPa时，保压15～30s，然后再缓慢卸压至零。

本发明还提供了一种由上述制备方法制得的高性能木质复合材料。

上述高性能木质复合材料可以用作家具或建筑装修材料，还可以通过模具模压制成各种日常生活用品如花盆、电气外壳、鞋底等，以及家具部件、吊扇部件等。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

(1)本发明制得的木质复合材料，不添加防水剂，且具有耐水、耐腐、耐热，以及力学性能优良、尺寸稳定性好、甲醛释放低等性能，克服了现有刨花板和中密度纤维板不耐水及其尺寸不稳定性、防腐性能差，及克服木塑材料耐热老化性能不理想的缺点。

(2)本发明制得的木质复合材料耐水性能优良，既可用于室内干燥环境或诸如厨房、卫生间潮湿的环境，也可在室外使用。