1、人造板生产技术与应用顾继友- 1 -第 2 章 人造板的种类人造板是以木质材料或其他植物纤维为原料，经过专门的加工工艺过程，通过胶接或复合作用，在一定条件下制成的板材或型材。胶接作用通常是利用胶黏剂进行胶接，也可利用木质材料自身的化学成分通过高温水热作用或者利用外加活化剂实现白胶合，也称为无胶胶合。由于世界性的天然林木材资源的锐减，致使木质原料供给结构发生了根本变化，速生材、小径材、低劣质材已经成为主要木质原料，而人造板生产是一种高效利用这种木质原料的重要手段之一。另外，人造板生产还可以实现节约木材资源，提高优质木材原料的利用效能和附加值。现今，人造板工业已经成为我国木材工业的重要组成部分，由
2、于近年来我国的人造板工业高速增长，我国的人造板产量已居世界第一位。2.1 人造板生产的观状近年来我国人造板生产发展速度非常快，1985 年人造板产量为 161.58 万立方米，到1995 年全国人造板产量为 1684.59 万立方米，10 年增长 10 倍多。到 2007 年我国人造板总产量已经达到 8838.58 万立方米，其中纤维板为 2729.84 万立方米、胶合板为 3561.56 力立方米、刨花板为 829.07 万立方米、其他人造板 1718.09 万立方米。单板产量达到 1265 万立方米，人造板表面装饰板为 25689 万立方米。我国已经成为世界第一大人造板生产大国，但在产品质
3、量、工艺技术、产品种类等方面还存在一定的问题，有待发展提高。由于人类生产和生活大量地消耗木材，致使天然林木材资源锐减，木材原料供给结构发生了根本改变。木材资源从以天然林为主转向森林抚育间伐材、人工林的速生材，此外竹材、非木材的植物纤维原料、农业剩余物等也成为重要候补原料。然而随着经济的持续发展和人民生活水平的提高，对木质材料的需求量在增大，对人造板质量的要求在提高。原料结构的变化给人造板生产带来许多新的技术问题，这些为人造板生产提出了新的必须面对解决的课题。 生产低污染、对环境破坏小的产品，即 4R 产品。充分利用可再生资源（regrow ） ，木材和植物纤维原料是可再生的生物质原料，它是利用
4、太阳能通过光合作用将二氧化碳转化成的天然有机高分子原料，是环境友好原料；减熵原则（reduce entropy） ，要求用较少原料和能源投入来达到既定的经济目的，即在产品生产过程中产生的废料、废气、废水低，能耗少，减少对环境的污染；再使用原则（reuse ） ，较多地体现在产品制造和包装容器的重复使用中，生产者应将制品和及其包装当作一种日常生活器具进行设计，使其反复使用；再循环原则（cecyl， ） ，使木材制品完成使用功能后，可重新变成可以利用的资源。研究开发新产品，如功能性人造板、特殊结构人造板、各种复合人造板等。应用高新技术，如蒸汽喷蒸热压技术、新型环保胶黏剂及其胶接技术、计算机模拟技术
5、等。2.2 人造板分类人造板品种繁多，由于不同类型的人造板应用场所不同，其产品性能差别较大、功能不同。另外，用于不同用途的人造板在密度、胶黏剂种类、原料种类、被胶接单元的形状，人造板生产技术与应用顾继友- 2 -以及制造方法等差别也较大。因此，关于人造板的分类尚无统一的标准。在此就人造板生产过程、使用性能、原料种类、被胶接单元进行分类。2.2.1 按生产过程分类通常按生产过程中产品成型介质可分为干法生产、湿法生产和半干法生产。干法生产原料输送和板坯成型所用介质为空气，被胶接单元的含水率低，如刨花板、华夫板、定向刨花板、中密度纤维板、硬质纤维板等。湿法生产原料的输送和板坯成型所用介质为水，被胶接
6、单元的含水率高，如软质纤维板、湿法硬质纤维板、湿法中密度纤维板、矿棉板（轻质装饰天花板）等。半干法生产是综合了干法和湿法生产的优点，既节约用水而又无废水问题，同时又借助水分的作用使木质纤维实现白胶合，如半干法硬质纤维板。但是，由于纤维含水率相对较高，致使纤维分散困难易结团，导致铺装成型效果不理想。2.2.2 按人造板使用性能分类根据人造板的使用性能可分为普通人造板、防潮人造板、防水人造板、结构人造板和功能人造板，其性能划分依据所用胶黏剂性能、使用特点和添加助剂等因素。普通人造板为非结构用材，不具有防潮防水功能，多用于家具制造等。通常使用非结构的二类胶黏剂，如脲醛树脂胶黏剂。防潮人造板属于非结构
7、的室内型人造板，与普通人造板的不同之处是其具有防潮功能，主要用于厨房家具用材和地板用材等经常接触潮气或短时间接触水的环境，通常使用三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂。为了与普通型脲醛树脂胶黏剂制造的人造板区别，在制板时加入绿色颜料，使板材呈现绿色，这主要是由于三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂固化后的颜色与脲醛树脂胶黏剂的颜色相同，不易区别。防水人造板是用在经常与水接触环境的人造板。在制造工艺和原料等方面与普通人造板和防潮人造板基本相同，主要区别是制板所用胶黏剂不同。防水人造板使用的是防水性胶黏剂，如三聚氰胺树脂胶黏剂、三聚氰胺尿素共缩合树脂胶黏剂、异氰酸酯树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂等。当采用三聚氰胺树脂胶黏
8、剂、三聚氰胺尿素共缩合树脂胶黏剂及异氰酸酯树脂胶黏剂时，为了与普通型人造板及防潮型人造板区别，在制板时加入灰色颜料。结构人造板是用作承受载荷的木结构材料，因此，结构材料的使用性能主要是力学性能和耐老化性能。产品对原料要求高，制造时必须使用一类防水性结构型胶黏剂，如酚醛树脂胶黏剂、间苯二酚树脂胶黏剂、三聚氰胺树脂胶黏剂、异氰酸酯树脂胶黏剂等。功能人造板在使用性能方面体现在装饰功能、阻燃功能、抗虫功能、耐腐蚀功能，以及对电、光、磁、热、声等特殊功能。功能人造板是在其制造过程中，通过添加不同种类的添加剂或者采用特殊的处理方法而制成的具有特殊功能的人造板材。2.2.3 按人造板制造时所用被胶接原料单元
9、进行分类根据人造板构成原料单元的大小和纤维的排列对木质材料分类如表 21 所示。人造板是利用胶黏剂将不同规格的木质原料胶接制成的板状材料，不同板种的差别主要体现在被胶接木质原料单元的大小、单元纤维的排列规律及所使用胶黏剂的种类。人造板生产技术与应用顾继友- 3 -表 21 构成人造板的原料单元种类、单元纤维排列及胶黏剂种类与人造板品种的关系 1木 质 人 造 板 材 类 别 无 机 类 人 造构 成 要 素(单 元 ) 一 维 纵 向 排 列 二 维 交 错 排 列 随 机 排 列 板 材 类 别木 板 集 成 材 、 胶 接 木 材单 板 LVL 胶 合 板单 板 条(stick)(单 板
10、条 结 构 材 )(parallam)(单 板 条 层 积 板 )华 夫 板 (大 片 刨 花 板 )大 片 刨 花长 条 刨 片 OSL OSB 条 片 (strand)板碎 料 板 石 膏 碎 料 板细 长 刨 花薄 片 刨 花 (定 向 刨 花 板 ) 刨 花 板 水 泥 刨 花 板大单元尺寸小纤 维 (定 向 MDF)软 质 纤 维 板MDF硬 质 纤 维 板石 膏 纤 维 板注：人造板类别：LVL 为单板层积材；OSL 为定向层积材；OSB 为定向刨花板材；单板条结构材是将单板条拼接成帘子状的单板，然后集成制成结构材；单板条层积板是将单板条拼接后，如胶合板一样相互垂直层积制成的板状材
11、料；定向刨花板及定向 MDF 分别是由刨花及纤维垂直交织定向的板状材料； MDF 为中密度纤维板。原料单元：木板（锯材）是厚度为 20mm 左右的板材；单板是厚度为 3mm 左右的薄板；单板条是宽度为 l020mm 的卫生筷子状单板；大片刨花是厚 0.6mm宽 50mm长（5070）mm 的刨花；长条刨片是厚 0.6mm宽 20mm长（50300）mm 的刨花；细长刨花是厚 0.6mm宽 l0mm长（1030）mm 的刨花；刨花是比细长刨花小的刨花的总称；纤维是木材纤维束。表 21 中也包括期待将来开发的材料，用括号表示。构成原料单元的纤维按一个方向排列（一维纵向排列）制成的材料一般作为梁等结
12、构材料，按二维或纤维随机排列制成的材料多作为壁板等平面材料使用。（1）集成材 是将板材或小方材使其纤维方向相互平行，在长度、厚度以及宽度方向集成胶接而成的材料。即将小板材胶接汇集成一体而形成的结构材。由于在制造过程中原料板材已被干燥、去除节子与开裂等缺陷，因此可以得到材质均匀的大长度、大断面的材料。变形与开裂少是其特征之一。（2）单板层积材（1aminated veneer lumber，LVL ） 是将木段旋切的单板使其纤维方向按一个方向排列胶接层积制成的材料。单板的厚度在 3mm 左右，由数层到数十层构成。虽然未去除缺陷，但与集成材相比由于层积数多，其可靠性更高。因为将单板纵向相接，从原理
13、上讲可制成无限长的材料。可利用速生针叶林的间伐材与弯曲材等小径级短尺寸木材，提高其出材率，并且通过装置的自动化可提高其生产性能。（3）单板条结构材（parallam） 是将宽度为 20mm 左右的单板条沿纤维方向胶接形成的材料。采用微波加热的连续热压，可连续生产 45cm65cm 左右的大断面材料。（4）定向层积材（o 日 dented strand lumber，OSL） 是使纤维方向长度为 30cm 的薄木片（长条刨片）胶接层积而成的材料。现在，单板条结构材以及 OSL 已在北美投人生产。这类材料到目前为止还主要用于窗框、门框、楼梯等木构造住宅的木结构用材以及家具制造用材。但是，最近证实大
14、型木材的耐火灾能力强，因此礼堂和体育馆等大型建筑物的结构也已开始使用。这类结构材必须具有足够的安全性和耐久性，此外结构材自身素材所具有的花纹美感也是十分重要的。（5）胶合板 是使单板的纤维方向相互垂直交错叠和层积胶接而成。一般为三合板，人造板生产技术与应用顾继友- 4 -也生产五合板、七合板等，我国多生产三合板。木材纵向（纤维方向）强度是横向强度的十多倍。LVL 是使单板纤维方向一致并充分发挥了轴向强度的材料，与其相对应胶合板在整个板面上具有平均的强度，属二维定向材料。目前使用的柳安胶合板从强度、尺寸稳定性以及表面平滑性等方面是作为构造部件，还是作为二次加工用基板都具有非常优良的特性。但是，现
15、在由于适于制作胶合板的木材枯竭与热带雨林保护问题等的资源、环境两方面原因，其生产逐渐走人困境，将逐渐移向针叶材胶合板与以下所述木质板材、或者将其组合的复合板生产方向发展。（6）定向刨花板（oriented strand board，OSB） 是使长度从 510cm 的长条刨花定向，使表层和芯层垂直交错，胶接形成的板材。与其相似的（定向）有大片刨花板（华夫板） 。因为强度性能优良，在北美作为代替结构胶合板的材料需求量在迅速增加。我国在这方面虽有研究，并也已建厂。但是，由于我国木材消费结构与国外不同，市场还有待于开拓。关于胶贴刨切薄木，浸渍纸、合成树脂薄膜贴面装饰的基材，替代柳安胶合板并已普遍用于
16、以刨花和纤维为原料单元的刨花板和密度为 0.350.80gcm 3 的中密度纤维板。特别是 MDF 由于其表面平滑、边部致密、可进行雕刻与曲面加工、边部处理方便，因此作为家具用材、框架结构、房子四周的廊子、壁脚板等的制造用材，对其需求量急速增长。此外，作为外墙板的水泥刨花板其用量显著增长。耐候性、耐久性及防火性比其他板材格外优良。作为内装材在欧洲开发了石膏刨花板和石膏纤维板，已开始生产。这类木质材料的开发逐渐向以小的构成原料单元制成的材料方向发展。一般，构成原料单元越小，对缺陷的分散性越好，增加了材料的均匀性，可靠性提高。国外木质材料的供给伴随着住宅构成法律标准的变化，将从现在的制材和胶合板时
17、代转向集成材和木质板材的时代。2.2.4 从复合材料的角度出发对人造板进行分类人类面临的 21 世纪，除了经济繁荣、生活水平提高和科技发达等特征外，人口的急剧增长、环境污染、资源和能源的匮乏等已成为困扰人们的问题，探索有效的对策和出路将日益迫切。在钢铁、水泥、高分子材料和木材四大材料中，钢铁、水泥和高分子材料是不可再生能源，都取自于矿质资源和煤与石油原料，其能耗都是木材的 3040 倍，对它们可总结为：高能耗、不可再生、可再利用再循环性相对差。木材是唯一一种满足 3R 原则 2：减熵原则（Reduce，节能、低无污染） 、再循环原则和可再生原则的绿色产品，因此木材应是人们最佳的选择材料。虽然木
18、材本身具有众多优点，但其缺点如尺寸稳定性相对差、绝对强度相对低、易腐、干缩湿胀明显等，使得木材本身在很多场合无法完全代替钢铁、水泥和高分子材料。即便如此，目前的能源和资源问题，使得人们不得不借助于科技，改进木材的不足，尽量以木代钢、以木代塑。当今学者对复合材料的定义目前尚未有比较一致的看法，可以定义为“两种或两种以上不同性能、不同形态的组分材料通过复合手段组合而成的一种多相材料” ；国际标准化组织s曾将之定义为“由两种以上物理和化学上不同物质组合起来而得到的一种多相固体材料” 。无论以何种形式对之进行定义，复合材料都将以“多相体系”和“赋予新功能的复合”而区别于其他材料。复合材料的种类繁多，分
19、类方法也很多，按基材可分为金属复合材料、塑料复合材料、陶瓷复合材料、木质复合材料等，同理也可按其不连续相、单元的形态和性质、复合方法等进行分类。因此，复合材料的种类 KA BCD，其中：A 指基材（连续相） ，B 指不连续相（填料或其他具增强等作用的物质） ，C 指单元的形状和性质，D 指复合方式。有人造板生产技术与应用顾继友- 5 -时不连续相或单元形状和性质为两种或两种以上时，上式应写作：KAB lB2BClC2CD。基于 ABCD 复合材料的分类方法，其中 A 主要是木材，同时也涉及近年刚发展起来的竹材；B 有合成树脂、塑料、可聚合单体、金属、无机物、其他；C 有碎料复合材料、纤维复合材
20、料、层叠复合材料、连续木基复合材料等；木材加工中的复合方法 D 主要有层压、饰面、模压、浸渍、烧结等。2.2.4.1 A 木材B 合成树脂这一类木质复合材料可表述为借助于合成树脂的胶接作用或填充作用，达到对木质材料的功能改良。所借助的多数是合成树脂胶黏剂的胶接作用，所以对木材所改良的往往是强度，依据单元的形状和性质以及复合方法的不同，对于其他功能的改良会有所不同。该类木质复合材料包含了绝大部分传统人造板，主要有刨花板、纤维板、胶合板、细木工板等，也包含了多数人造板较年轻的成员如复合板材、重组木、单板条层积材、集成材、木材层积塑料、浸渍木、木陶瓷等。A 木材B 合成树脂C 刨花D 层压 按照上述
21、分类定义，刨花板包括普通刨花板、华夫板、定向刨花板、均质刨花板、单板条层积材和单板大片刨花复合板，都属于层压的刨花复合板。木质刨花为相对连续相，合成树脂以点状或不连续面的形式相对均匀地分布于体系中。以公式表示为 A 木材B 合成树脂C 刨花D 层压，式中 D 主要以热压为主。这一类木质复合材料的加工原料可取自枝桠材及其他木材加工剩余物、小径木、速生材、低质、劣质抚育间伐材或木材，因此这一类材料极具生命力，是世界上最主要的木质复合材料之一。其性能主要取决于碎料的形态和使用的合成树脂，使用的合成树脂主要有：脲醛树脂、酚醛树脂、异氰酸酯树脂等。以不同形式的刨花形态和树脂种类可生产出更新差异很大的不同
22、种类复合材料。例如在所提及的四种刨花板中，工艺流程是基本相同的，但是均质刨花板性能均一，接近于中密度纤维板，在某些场合如制造家具可进行铣、镂等操作；华夫板具有更高的综合强度，定向刨花板的纵向强度很高，如使用耐水性合成树脂，它们可替代木材或其他结构性材料，完全可用于室外。单板条层积材或单板大片刨花复合材原料多取于低质速生小径木和胶合板生产的碎单板，一般都是定向铺装，产品材质均匀，物理力学性能优良，强度分布上很像定向刨花板，顺纹强度远大于横纹强度，很适于单项载荷的应力场合，但是机械加工性能较定向刨花板好。这一类复合材料的制备工艺为：制备复合单元（刨花、单板碎料） ，干燥、施胶， （定向）铺装成型，
23、 （预压）热压成型。A 木材B 合成树脂C 纤维D 层压模压 纤维板，尤其是干法纤维板属于 A 木材B 合成树脂C 纤维D 层压辊压型复合材料。对于湿法纤维板不属于复合材料定义。纤维板的性能取决于胶种和板的密度。目前干法纤维板生产用合成树脂主要是脲醛树脂和三聚氰胺改性脲醛树脂，某些场合会使用三聚氰胺尿素共缩合树脂。纤维板的密度和胶种可决定其应用场合，例如密度在 0.500.88gcm 3 的脲醛树脂纤维板，被称之为中密度纤维板，以性能均匀和可镂铣等用于家具制造、装饰；当密度高于 0.88gcm 3 的高密度三聚氰胺改性脲醛树脂纤维板可用于集装箱底板或复合地板制造；当密度低于0.50gcm 3
24、的低密度纤维板，以优异的吸音性和隔音保暖效果，多用于顶棚、歌屋墙壁的装饰。其生产工艺与碎料板基本接近。对于模压纤维板（A 木材 B 合成树脂C 纤维D 模压） ，生产工艺与干法纤维板略有差异，主要是在最终热压成型上，将预压的平板或直接将施胶干燥的纤维置于模具上，在模压成型。而且根据产品的用途和要求，有时在模压前板坯附一张饰薄膜，有 PVC、浸渍纸等，有的则在模压后再饰面。模压纤维板可根据用户需求直接生产终端产品，产品种人造板生产技术与应用顾继友- 6 -类有门、墙体、棚顶装饰材料、异型家具面板及配件等。A 木材B 合成树脂C 连续木质D 浸渍烧结 重组木、胶合木和浸渍木属于连续木质基复合材料。
25、所谓连续木质基是指作为复合材料基体的木材作为一个连续的整体。重组木 是利用小径级劣质木材、间伐材、枝桠材等经辗搓加工成横向不断裂、纵向松散而又交错相连的大束木材，再经干燥、铺装、施胶和热压（模压）制成4） 。施胶方法由加工单元的特点决定，为保证产品性能以浸胶为最合适，但是耗胶量大。重组木是一种机械加工性能良好、几乎不弯曲、不开裂，密度可人为控制，产品稳定的结构复合材料，其强重比更高。据报道，杨木重组木的横纹抗压强度比辐射松刨花板高 8 倍之多。在生产中，通过加入填料、颜料、阻燃、防虫、防腐药剂等，可使重组木满足特殊领域用材的需求。胶合木（又称胶合层压木） 胶合木和浸渍木都是实木通过浸渍方法将热
26、固性树脂，如酚醛树脂、脲醛树脂、糠醇树脂、三聚氰胺树脂等浸入木材而制得。通过加热引发缩聚反应制得的称浸渍木，而通过热压引发缩聚反应制得的称胶合层压木。目前使用最成功的是甲阶酚醛树脂，它比脲醛树脂的抗缩率和耐老化性好，比糠醇树脂的药剂损失性低。酚醛树脂浸渍木具有较良好的耐酸、耐碱、绝缘性和一定的阻燃效果，酚醛树脂浸渍的木材还具有较好的防腐性。胶合木是将树脂浸入木材后，再热压引发树脂缩聚，借助于树脂固定部分压缩变形。因此，胶合层压木的密度较高可达 1.21.3gcm 3，因此胶合层压木具有更好的尺寸稳定性和力学强度大幅度提高，强度提高的幅度与密度增加成正比门。铁化木材 铁化木材和部分木陶瓷属于 A
27、 木材B 合成树脂C 纤维D 烧结的复合材料，前者是前苏联利用铁化工艺法，将质地松软的木材在真空下用油页岩处理，然后再对之进行焙烧，木材就如金属一般，同时具有防火抗腐的功能8） 。铁化木材主要是针对松软木材的开发利用而设计。木陶瓷 是利用热固树脂浸渍的原木、胶合层压木、浸渍木或其他木质材料在真空或氮气保护下高温加热烧结而制得。使用的浸渍用树脂主要是热固性的酚醛树脂、呋喃树脂等，借助于树脂渗入细胞壁，而加强木材细胞壁，防止烧结时木陶瓷裂纹与变形的产生。木陶瓷最初的利用设想是碳素导电和多孔结构的电磁屏蔽材料，但进一步研究揭示，木陶瓷具有更广泛的应用前景。密度低、高比强度，可用作结构材料；质硬、耐磨
28、，可用作摩擦材料；耐热、耐氧化、耐腐蚀，可用于高温、腐蚀环境中等， ，1 叼。木陶瓷的成功制备关键在于合适的浸渍树脂、浸渍方法和烧结工艺。因为木材实体直接浸渍困难，尤其是大尺寸时，因此在制造木陶瓷时，有人以木质纤维” 、胶合板、纤维板 ，：等为木质单元，用热固树脂浸渍后再真空烧结，由此解决木材树脂浸渍困难问题。这种情况木陶瓷的分类为 A 木材人造板B 合成树脂C 纤维纤维复合材料层叠复合材料D 烧结。对于木陶瓷的制备，树脂不一定是热固性树脂，其他浸渍物质有硅类物质和无机盐类，如四乙醛硅氧烷，3） 、正硅酸乙酯 ，4） 、黏土等；木质材料不一定是木材，也有先使用木炭浸渍后再烧结的，51。A 木材
29、B 合成树脂C 层叠D 层压 胶合板、细木工板、复合板材、集成材、木材层积塑料属于木质复合材料中的层叠复合材料。其特点是复合单元木材层状分布。它们的制备为：先制备复合单元，包括减弱或去除缺陷，再施胶或浸渍树脂，组坯形成层叠组合，最后热压成型。在所有木质复合材料的分类中，性能差异以这一类为最大。因为这一类材料的复合单元的尺寸相对大，可保持木材的众多优点，从胶合板的单板，细木工板的对接板条，集成材指接木条，到复合板材的人造板等尺寸形态各有不同，形态差异很大，因此不同的单元形态可赋予材料不同的性能，这是这类复合材料差异性大的原因之一。因为复合单元尺寸相对大，人为提高可控性和可操作性强，人们可以根据产
30、品用途和需要对复合单元进行有效的再加工，通过工艺改进产品性能，尤其是组坯工艺。例如，胶合板中人造板生产技术与应用顾继友- 7 -的集装箱底板用胶合板和普通胶合板的在组坯工艺上有差别，前者的层数多为 15、17 和19 三种，其纵向单板层数明显多于横向单板层数，对于 15 和 17 层者纵横向单板层数分别为 105 和 127c16） ，而普通胶合板的纵横向单板层数相差为一层，因此，造成前者在强度上纵向比横向大很多。从某种意义上讲，集装箱底板具有一些“定向”胶合板的意味。再者细木工板的芯板多采用对接，因此其幅面强度远低于指接的单层“集成材” 。木材层积塑料 是以单板为单元，在浸注热固性树脂以后，
31、按照不同的纤维方向配置板坯中的各层单板，最后通过热压工艺成型。如果各层单板的纤维方向配置不同，可制得力学性能不同的木材层积塑料。它具有质轻强度高、耐磨、绝缘性好等特点，可用于制造风叶片、滑道、无声齿轮等。复合板材 是利用单板、刨花板、中密度纤维板、胶合板等进行复合，再制造新的复合材料，具有复合再复合的特征。这种复合材料是针对产品用途或其自身的不足而进行的复合，一般是为了提高尺寸稳定性和某些强度性能需求等。例如，电脑绣花机的台面需要高稳定性的复合板，可使用薄的胶合板或 MDF 作表板，以多纵少横组坯压制的厚板锯解的集成木条作为芯板所压制的复合板材，门。由于复合板材制造中，至少有一种是已成型的人造
32、板，因此，复合技术采用冷压和热压两种。冷压用胶黏剂多为冷压脲醛树脂胶与乳白胶共混。2.2.4.2 A1 木材A2 塑料橡胶B 树脂这类木质复合材料主要是利用木质碎料、木粉、木纤维等，与聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚酯塑料、轮胎橡胶等混合后，进行铺装成型。最终成型方法主要是热压（层压）和模压两种。由于木质原料主要是由极性大分子构成，而塑料或橡胶等为大分子量非极性分子，因此压制过程中， （部分）熔融的塑料或橡胶分子难以浸润木质单元，在两种复合单元界面产生的结合力不是很理想。因此，在实际复合中，往往要加入一定量的合成树脂进行增强，或对塑料、橡胶或木质单元在复合前进行改性预处理，即提高塑料等的极性或降低木
33、质单元的极性，使二者分子性质接近，才能达到满意的效果。如果只利用木质材料和塑料或橡胶直接成型，往往要求塑料和橡胶的软化点不能太高，而且塑料或橡胶的添加量不宜过低，由此造成：过多的塑料或橡胶的加入，虽对复合材料的尺寸稳定很有利，但是因为封闭木材，使木材的众多特性不能体现；因为这一类复合材料开发的初衷是针对众多难以降解的塑料和橡胶“垃圾”的利用问题，如果只是利用软化点不高的塑料橡胶，使得产品的原料束缚太大，不实际。因此多使用一定量的合成树脂进行增强。这类复合材料的木材复合单元主要是以纤维或木粉为主，也有使用刨花等碎料，如加上所述的复合地板和饰面人造板的话，人造板或实木地板条也是主要木质复合单元之一
34、。木塑纤维复合材料 将废弃或低等级的木质材料制成纤维后，与塑料混合，利用气流成型；或者利用无纺技术将木纤维与合成纤维（塑料的一类）随机地织在一起后根据需要模压成型。按上述分类为 A1 木材A2 塑料（合成纤维） B 树脂C 纤维D 模压层压。这种复合材料具有模压成型性好，尺寸稳定性高，抗张和抗冲击性能优良，材料无毒耐用等优势，被誉为汽车工业“绿色革命”的重要内容，用作汽车车门内层、顶棚内层、仪表盘等非受力构件，也可用作家具制造、模压门制造等。木质碎料复合材料 这类材料分类为 A1 木材A2 塑料橡胶B 树脂C 碎料D层压，碎料的具体形式为刨花碎料和木粉，刨花碎料的成型采用层压，木粉则采用挤出成
35、型或模压成型。复合技术是将木质碎料与塑料纤维、塑料粉末、橡胶细颗粒混合后，施加合成增强树脂或胶黏剂，挤出成型、模压或层压制得。饰面人造板与复合地板 饰面人造板和复合地板在木质复合材料上的分类为 A1 木材A2 塑料橡胶B 树脂C 层叠D 层压。人造板生产技术与应用顾继友- 8 -饰面人造板 砂光后的刨花板、纤维板、胶合板等人造板，在表面覆一层塑料贴面、浸渍纸或薄木，由于贴面塑料和浸渍纸在饰面时，能与基材良好黏附，因此一般无需胶黏剂，对于薄木饰面则需要胶黏剂。饰面后的人造板不仅美观，还有利于降低游离甲醛和提高强度。复合地板 分实木基复合地板和强化地板。生产工艺都为先施胶组坯，再热压。实木基地板可
36、以是以实木薄板为面层、实木条为芯层、单板为底层制成的企口地板，也有为了提高实木地板的冲击性和降低噪声，在实木企口地板下覆一层橡胶 D83，还有在实木地板表层粘覆一层耐磨、美观的木塑复合材（WPC）层等。对于前两种实木地板，为了提高表面耐磨性，表面一般都涂覆一层耐磨树脂漆，这也应该是一种复合。强化地板 起源于欧洲，近年来发展迅猛。它都是三层结构 19，即表层由 0.20.8mm的装饰层和耐磨层组成，芯层是中高密度纤维板或表面精细的刨花板，底层黏附0.20.3mm 的平衡纸。耐磨层是带有氧化铝的经三聚氰胺浸渍的表层纸，其氧化铝含量对地板的耐磨性有重大影响，研究表明氧化铝含量从 30gm 2 增加到
37、 62gm 2 时（约一倍） ，地板耐磨度由 4000 转提高到 18000 转，提高了 4.5 倍 Ez03。装饰层和底层为三聚氰胺浸渍纸，平衡层则是酚醛树脂浸渍纸，作用是防潮和防止变形。按照耐磨程度，强化地板有三类：通用性强化地板，主要用于家庭居室装饰；高耐磨强化复合地板，在通用型强化地板的装饰层下加一层增强层，以提高抗冲击性能、硬度和耐磨性，产品用于公共场所装饰；超耐磨强化复合地板，其结构为高压三聚氰胺树脂防火装饰纸底层纸高密度纤维板底层纸高压三聚氰胺树脂防火装饰纸，用于耐磨性和防火要求较高的场所。2.2.4.3 A 木材B 可聚合早体 连续木基这一类复合材料主要是指塑合木，也称木塑复合
38、材（wood plastic composite，WPC ） ，是将一些可聚合单体，通常为烯类化合物，浸渍到木材内部，通过加热或射线引发单体聚合而制得的一种较新的复合材料，1961 年问世。由于较多的烯类化合物的引入，引入的烯类化合物在热和射线的作用下，能与木材中的纤维素发生接枝，以及特殊聚合物不易燃等原因，使得塑合木具有众多木材所不具有的新特性。主要为力学强度的大幅度增加、尺寸稳定性大大提高，耐热性、耐磨性、耐候性和耐腐性优良，因此广泛地应用于建筑、工业、家具、工艺品、文体用品的制造等。制造塑合木的浸渍单体主要有苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、丙烯酸、氯乙烯、乙烯、丙烯酸酯、庐丁烯酸、顺丁烯
39、二酸酐等，由于共聚可以很大程度地改变均聚产品的物化性能，为了制造性能更优越的塑合木，多是采用两种或两种以上的单体浸渍。对于单元的形态，由于实体木材的浸渍性较困难，尤其是大尺寸时，因此制造塑合木时，有人采用胶压木的工艺方法，即将木材制成薄板或单板，浸渍树脂后再加热聚合。有时根据使用，虽然采用大尺寸实木作为浸渍对象，但并不要求树脂浸渍太深，如制造地板或家具，只要木材表面 WPC 化即可，这样既可简化工艺、降低成本，同时又能满足使用要求。2.2.4.4 A 木材B 金属金属与木材的复合常见的主要有三种：金属以层状覆于木质材料表面或搁置于层状木质材料中心，这种复合以对木材增强为主要目的；金属以网状夹于
40、木质层中或以颗粒状均匀分布于木质材料内部，以电磁屏蔽为主要目的；将低沸点金属熔融后浸注到木材内部，即金属木，以提高导热性、尺寸稳定性和提高力学性能为主要目的，但是浸注金属种类不同，其目的略有差异，如浸注铅的金属木，对射线有良好的吸收和隔离作用，可用作有射线辐射空间的防辐射装饰材料。人造板生产技术与应用顾继友- 9 -将金属以层状覆于木质材料（实木或刨花板等人造板）表面，即使层状金属是厚度为0.35mm 的铝箔，对木质材料的静曲强度的改良也很明显，提高幅度可达基材的 1.2 倍21 ） ，这样，对于类似刨花板等人造板，同时还可以有赋予更好的表面抗冲击能力和改进握钉力等优点。将层状金属搁置于木质材
41、料内部，主要是在胶合板、刨花板、层积材等，日本在刨花板的两个表芯层之间各加入一层 0，10，15mm 厚的金属箔，木刨花与金属箔一次成型21） ，所制得的金属木材复合材料称之为金属箔层积刨花板，这种刨花板，较普通刨花板的力学性能更优异，同时具有良好的电磁屏蔽效果和一定的耐火性能。研究表明：用于金属箔层积刨花板制造的各种金属箔中，铁箔对于抗拉强度和耐破坏强度的提高最实际而良好，铜箔的拉伸率最好。当将这种复合材料用于电磁屏蔽场合时，虽屏蔽效果由于复合系电磁屏蔽材料的价格低于碳纤维电磁屏蔽材料，但接缝处易出现电磁泄漏。类似原理，如果只用于改进强度，可将金属箔或金属层搁置于胶合板和层积材中间，以提高力
42、学性能。金属以网状夹于木质层中或以颗粒状均匀分布于木质材料内部时，由于金属的形态特点，决定它不能用于改善力学强度，这种复合方式主要是提高木质材料的电磁屏蔽效应。如果只出于木质材料的电磁屏蔽效应考虑 22，可采用的工艺主要有：木质材料中混合或填充金属丝、金属颗粒粉末等；对木质材料表面覆贴金属箔或金属板层；对木质材料进行金属镀层处理。在三种方法中，由于金属分布不连续，施加量大；失去木材本色，尤其考虑装饰性时；成本高，工艺复杂，难以实现工业化。因此目前多以金属网代替之，电磁屏蔽效果取决于金属网的层数和目数。当金属网目数较大时，一般采用两层，较小时采用一层即可满足要求。金属网的目数一般是电磁波的波长的
43、 14 左右，当小于电磁波波长 14 时，一层金属网即可形成良好的电磁屏蔽效果。金属木是将融化的低熔点合金或金属浸渍到木材内部而制得的复合材料，也称金属化木材，这种复合材料具有两大特点：密度高，不燃烧。为了使木材在浸注时不产生降解，所使用的金属或合金的熔点一般在 l00以内。浸渍金属的工艺有表面浸注、局部浸注和整体浸注三种。由于金属木的成本高，目前其使用范围极为有限，仅在一些特殊场合使用 23。木材与金属的复合还有一种比较特殊的方式是以金属为骨架、以木质材料为填充材料，在表面覆以表面材料，通过机械方法（钉、铆等）或利用胶接等手段，将之组合在一起，形成的金属木材复合材料，常见的主要是钢木复合门
44、24。2.2.4.5 A 木材B 无机物以木材和无机物制造复合材料种类较多，主要有无机胶黏剂胶接的人造板、玻璃纤维增强的复合材料、矿物增强的复合材料等。用于这种复合的复合材料单元具有多种形态，因此产品种类相当丰富，但是以前两种为常用，后者由于成本高等众多因素，只使用于特殊用途，很难在一般领域得到普遍的应用。无机胶黏剂胶接的人造板是以刨花、木丝、木纤维为骨架，用无机胶黏剂胶接成型的复合材料，因此分类上可写作 A 木材B 无机物纤维碎料这类复合材料不仅具有木材的质轻、强重比大、隔音隔热等优点，还具有无机材料的耐水或阻燃或高强度等性能。因此可用作建筑和装饰材料，如非承重墙体、天棚等。国内外研究的无机
45、胶黏剂胶接的木质复合材料主要有石膏刨花板、石膏纤维板、水泥刨花板、水泥纤维板，复合方法主要是冷压和模压 26，近几年也有人在研究无机硅化物与木材的复合 27。玻璃纤维增强复合材料属于纤维增强复合材料的一种，因为纤维可分为无机纤维和有机合成纤维两类，后者将之归划到木塑纤维复合材料中。使用的无机纤维主要有玻璃纤维、碳纤维等，以玻璃纤维最为常见。玻璃纤维具有力学性能高、来源广泛、成本低廉，伸缩率小、不吸水、不燃烧等众多优点，是一种理想的增强材料。国外在这一方面的研究较早，人造板生产技术与应用顾继友- 10 -早在 20 世纪 70 年代就已开始。目前国内在玻璃纤维布覆面刨花板、玻璃纤维增强刨花板、玻
46、璃纤维复合木质材料的方面开展了一些研究 2830 。2.2.4.6 A1 木材A2 竹材B 树脂我国生产竹子，竹材和木材一样都是各向异性材料，但与木材相比，它又具有更好的硬度、强度、刚性等性能，最重要的是，它们都是天然高分子材料。因此将竹材与木材复合能制得性能较好的竹木复合材料。在开发研究中的有竹木复合层积材 31、竹木复合定向刨花板 32、竹木复合胶合板 33、竹木复合中密度纤维板 34、木竹复合板 35,36等。也研制开发过竹木复合集装箱底板和汽车车厢底板等竹木复合材料 35,36，其生产工艺与对应的木质人造板相近。这一类复合材料为了赋予更好的物化性能，所使用的胶黏剂多为酚醛树脂胶黏剂。2
47、.3 人造板的基本性能人造板的基本性能决定于人造板最终应用的场合。例如用于室外的结构材，对这种人造板不仅要求力学性能好，还要求其耐久性要高；作为装饰用材，表面必须有美丽的木纹图案；在高层建筑中应用，不但要有装饰或其他功能，而且要有阻燃性能。人造板的基本性能主要包括内在性能和外观性能。2.3.1 外观性能外观性能主要包括产品的外形尺寸及偏差、厚度偏差、翘曲度、材质缺陷（活节、死节、腐朽、变形等） 、加工缺陷（叠离芯、分层、鼓泡、压痕、表面污染） 、边缘不直度、两对角线差、表面光洁度等。具体规定参照相关板种的产品标准。2.3.2 内在性能内在性能主要包括人造板的物理性能、力学性能、表面特征和特殊性能等。人造板的物理性能有含水率、密度、吸水率、吸水厚度膨胀率、线性膨胀率、游离甲醛释放量等。人造板的力学性能主要表现在胶接性能方面，因为各种人造板主要是靠胶黏剂将木质原料单元胶接在一起，最终成品的胶接质量极为重要。力学性能主要表征为胶合质量、静曲强度、弹性模量、内结合强度、表面结合强度、握螺钉力、端面硬度、顺纹胶层剪切强度、顺纹抗压强度、顺纹拉伸强度、横纹拉伸强度、抗冲击韧性等。2.3.3 功能性人造板的功能性是在使用时有特殊要求的功能，如防火、防虫、低游离甲醛释放、吸音、防静电、电磁屏蔽、装饰等。
