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强化木地板用MDF的生产与应用

    强化木地板从1994年进入国内市场,并以其优良的性能及适中的价位在竞争激烈的地板市场中迅速崛起,在我国地板市场中占有率以平均每年30%的速度递增。目前国内共有强化地板生产企业100多家,年生产能力可达6000万m3。许多人在谈到强化木地板时,一般比较关注地板的花色品种和表面耐磨,而往往忽视了另一个重要因素,即构成强化木地板的基材的质量情况。强化木地板在目前普遍采用低压短周期贴面工艺进行生产,在地板基材的表面胶贴耐磨层和装饰纸,背面胶贴平衡纸。从它的生产工艺和产品构成我们可以看到,强化木地板的装饰表面只不过是薄薄的一层,而基材是构成强化木地板的主体,在实际使用中起着连接榫槽、稳定形状、承受载荷的重要作用。如果基材的性能不好,会直接影响到最终产品的质量。强化木地板的许多重要指标如甲醛释放量、吸水厚度膨胀率、静曲强度、尺寸稳定性及翘曲变形等,都和基材的质量有着极为密切的关系。

作为强化木地板的基材,主要有中密度纤维即MDF和均质刨花板。目前在国内外只有少量的强化木地板以均质刨花板作为基材,绝大部分的强化木地板是以MDF作为基材进行生产。MDF是人造板的一个主要品种,在国内已经有近20年的生产历史。产品广泛应用于家具制造业和建筑业,还可用于船舶、车辆等代替天然板材使用。MDF的密度一般在0.45~0.88g/cm3 范围内。现在许多地板制造厂商已认识到作为地板基材使用的MDF其密度应当比着通用途MDF高一些,通常其密度在0.85~0.95g/cm3 之间,有些人将强化木地板用纤维板称为高密度纤维板(HDF),目的是与中等密度的MDF有所区别。本文仍将强化木地板用纤维板称为MDF,主要对作为强化木地板基材使用的MDF的生产工艺和使用方法进行一些探讨。由于地板使用环境条件较为苛刻,对基村提出了更高的质量要求。所以地板基材的生产与普通MDF相比较具有更为严格和独特的工艺要求。

1 原料制备

生产MDF的原料通常以木质材料为主。它包括采伐剩余物、造材剩余物、加工剩余物等,也可用林区生产的木片作为生产原料。在树种上应将针叶材类原料和阔叶材类原料分开堆放,在生产时按工艺要求的比例搭配使用。作为地板基材使用的MDF要更加注意控制长短纤维的合理搭配,适当增加针叶树村长纤维的比例。要严格控制原料中树皮的含量,以提高产品的静曲强度和弹性模量,改善与提高基材在榫槽成型时的加工性能。

2 添加防水剂和胶粘剂

木质纤维是一种亲水性材料,它会随着周围环境温度湿度的变化而吸湿或放湿,并发生相应的尺寸和形状的变化。强化木地板在实际的使用环境中,将受到以下几种水分的作用,来自于空气中的水分,来自于水泥地面的湿气,还有生活中清拭地板的水分,这几种水分作用的影响是客观存在的,而且几乎是不可避免的。因此必须对中纤板基材进行提高防水性能的处理,以满足实际使用环境的要求。

在生产普通用途MDF时,通常都加入石蜡防水剂。石蜡是一种憎水物质,它与纤维间的附着力弱,不能经受住大气变化的长期考验。同时过多的石蜡附着于纤维表面会阻碍纤维之间的结合,降低产品内结合强度。目前在生产普通MDF中广泛使用脲醛树脂胶。这种普通的脲醛胶在热压的最终缩聚物中仍存有一些游离的羟甲基。当周围环境的温、湿度发生变化时,空气中的水分通过羟甲基的亲水性和木质纤维的亲水性进入胶接界面,进而侵入脲醛树脂的本体内。在水份的作用下,脲醛树脂的化学键被水解而产生龟裂。同时胶层对水分的吸收或排出时所产生的膨胀收缩内应力也会加速树脂的龟裂,最终导致胶和纤维之间的连接被破坏。

提高地板基材的耐水性能除了添加少量的石蜡防水剂外,还要使用具有优良防水性能的胶粘剂,如酚醛树脂胶、三聚氰胺树脂胶、单宁胶及异氰酸酯胶粘剂等。从生产技术和降低成本的角度综合考虑,较为切实可行的方法之一是用三聚氰胺对脲醛树脂进行改性。在生产脲醛树脂时加入一定比例的三聚氰胺,经过改性后的树脂胶粘度低、贮存稳定性好、固化速度快、胶接强度高。由于在分子结构中引人耐水结构单元,所以生产的MDF具有良好的防水防潮性能,并具有较高的耐沸水能力。在外界温、湿度发生变化时不易发生降解,从而使地板的使用寿命大大延长。

3 热压工艺

地板铺设完毕之后,除了要长期承受各种家具在上面的静载荷之外,还要承受人们在地面上行走时产生的周期性变化的压力,这些压力除了直接作用于地板基材之外,还有很大的一部分是作用在地板连接的脲槽之间。它要求MDF要有足够的力学性能。MDF的密度与其力学性能有着极为密切的关系。在一定的范围内,板的各项物理力学性能均随板的密度的增加有显著的提高。

在生产实践中,我们认为作为地板基村使用的MDF密度应高于普通MDF的密度,以保证基材具备承受各种载荷的力学强度。但密度也不能太高,过分提高板子密度将会增加原材料消耗量,而板子的力学性能也不会无止境的提高。反而会由于
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