本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，涉及刨花板，具體涉及一種內(nèi)設(shè)真空管的中空微球刨花板，本發(fā)明還涉及一種內(nèi)設(shè)真空管的中空微球刨花板的制造方法。

背景技術(shù)：

刨花板是由木材或其他木質(zhì)纖維素材料制成的碎料施加膠粘劑后，經(jīng)機械加工和施壓壓合而成的人造板。刨花板又稱碎料板或?qū)嵞绢w粒板，其提高了木材的綜合利用率，可以實現(xiàn)小材大用和劣材優(yōu)用，是木材的節(jié)約代用產(chǎn)品。刨花板被用于建筑工業(yè)和家具制造業(yè)，性能優(yōu)越的刨花板可以替代天然木材用以制造木結(jié)構(gòu)建筑、室內(nèi)裝飾部品、辦公桌、櫥柜類家具，以及火車、汽車車廂等。

隨著刨花板制造技術(shù)的進步和人造板產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，人們對人造板的認識和認可度正在逐漸提升，同時對刨花板性能的要求也越來越高。除了對刨花板環(huán)保性能、力學(xué)性能的要求以外，人們對刨花板板材的吸音、隔熱性能也開始有了較高要求。特別是當(dāng)人們越來越多的將刨花板應(yīng)用于建筑工程及室內(nèi)裝飾領(lǐng)域時，如何對刨花板材進行處理或是結(jié)構(gòu)設(shè)計以增強其吸音隔熱性能就變得具有重要的現(xiàn)實意義。現(xiàn)有技術(shù)中對刨花板環(huán)保性能、力學(xué)性能提升的研究較為充分，但尚缺乏對高強度吸音隔熱刨花板的有關(guān)研究成果，高強度吸音隔熱刨花板材研發(fā)技術(shù)遲遲沒有獲得突破，如何在提升刨花板強度的同時使刨花板具有吸音、隔熱的性能，是當(dāng)前刨花板技術(shù)研發(fā)中的難點。

對真空材料的研究發(fā)現(xiàn)真空是聲音與熱的不良導(dǎo)體，其具有良好的發(fā)展前景，若能將真空結(jié)構(gòu)材料引入到刨花板等木質(zhì)復(fù)合材料中則可望改善材料的物理性能。此外，中空微球是近年來在材料領(lǐng)域備受關(guān)注的一類新材料，其具有核殼結(jié)構(gòu)的材料，尺度為納米到微米級，其核心為空腔而殼上布滿孔道，中空微球密度低、熱力學(xué)穩(wěn)定性高。進一步將中空微球引入到刨花板等木質(zhì)復(fù)合材料中對于降低板材密度、改善材料的隔熱隔音性能具有現(xiàn)實意義。而刨花板等木質(zhì)復(fù)合材料很難形成封閉的真空環(huán)境，以現(xiàn)有技術(shù)無法使刨花板具有較好的隔熱隔音效果，如何改進刨花板使刨花板的性能發(fā)生變化，使之具有真空材料的特性是當(dāng)前函待解決的技術(shù)問題。此外，當(dāng)刨花板具有真空材料的特性之后，如何實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，如何解決這一材料在板型材制造、鋸切加工、安裝施工等方面可能遇到的困難也是需要在材料開發(fā)過程中一并考慮的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的一系列問題，進而提出一種內(nèi)設(shè)真空管的中空微球刨花板及其制造方法。所述一種內(nèi)設(shè)真空管的中空微球刨花板，其組分和重量百分數(shù)為：木質(zhì)原料：75%~90%，中空微球：4%~20%，真空管：4%~20%，偶聯(lián)劑：0.5%~4%。本發(fā)明的有益效果是：通過改進刨花板的組分使中空微球和真空管在刨花板中發(fā)揮作用，可以在降低刨花板平均密度的同時使刨花板內(nèi)部形成封閉的真空環(huán)境，進而使刨花板具有了較好的隔熱隔音效果。

進一步，所述木質(zhì)原料與所述中空微球共同構(gòu)成木質(zhì)原料層，所述中空微球在所述木質(zhì)原料層中均勻分散，所述木質(zhì)原料層至少為兩層，所述真空管設(shè)在木質(zhì)原料層與木質(zhì)原料層之間。

進一步，所述真空管為多個，且各真空管之間不相連；所述偶聯(lián)劑為異氰酸酯偶聯(lián)劑。

一種內(nèi)設(shè)真空管的中空微球刨花板的制造方法，其特征在于包括以下步驟：

S1、備料：將木材或秸稈通過刨片、削片、碾壓、鋸切和篩選中的一種或幾種方式進行加工，獲得木質(zhì)原料；

S2、原料預(yù)處理：通過控制溫濕度設(shè)備，控制木質(zhì)原料的含水率；

S3、混料并添加偶聯(lián)劑：在滾筒中加入中空微球及預(yù)處理后的木質(zhì)原料，啟動滾筒使?jié)L筒滾動帶動中空微球與木質(zhì)原料混合，并使用噴涂方法將液態(tài)偶聯(lián)劑施加在中空微球及所述木質(zhì)原料上，獲得添加偶聯(lián)劑的混合物；

S4、鋪真空管：將真空管在模具內(nèi)進行定向鋪裝；

S5、分層鋪裝板坯：將所述添加偶聯(lián)劑的混合物分成兩份，將其中一份鋪裝在所述經(jīng)定向鋪裝的真空管上，鋪裝好之后進行預(yù)壓制得部分嵌入真空管的板坯；將板坯翻轉(zhuǎn)，再將另一份添加偶聯(lián)劑的混合物鋪裝在經(jīng)定向鋪裝的真空管另一面，進一步進行預(yù)壓，獲得完整板坯；

S6、熱壓處理：將完整板坯放入熱壓設(shè)備中進行熱壓；

S7、后期加工：進行裁邊和表面處理。

進一步，所述步驟S2中木質(zhì)原料的含水率控制在10%~15%；所述步驟S6中的熱壓設(shè)備為高頻加熱的熱壓設(shè)備，且將完整板坯放入高頻加熱的熱壓設(shè)備中在120~220℃下熱壓3~20分鐘。

進一步，所述木質(zhì)原料的規(guī)格為長20~200mm、寬2~20mm、厚0.1~2mm；所述真空管壁厚0.5mm~2mm、外徑2mm~30mm。

進一步，在所述步驟S5中所述經(jīng)定向鋪裝的真空管上倒扣V字形擋板之后，再鋪裝所述添加偶聯(lián)劑的混合物并預(yù)壓制得部分嵌入真空管的板坯；將板坯翻轉(zhuǎn)，進而繼續(xù)在翻轉(zhuǎn)后的板坯內(nèi)部分露出的真空管上倒扣V字形擋板，再鋪裝所述添加偶聯(lián)劑的混合物并預(yù)壓。

進一步，所述V字形擋板是以PCL、PEA、PBS、PBSA或PBAT材料制備的。

進一步，步驟S4中的所述真空管按以下步驟制備：

a、在真空管制造設(shè)備中放入足夠的真空管殼體、填充塞體、吸氣劑及膠粘劑；所述真空管殼體至少具有一個開口；

b、密閉真空管制造設(shè)備并啟動真空泵抽離設(shè)備中的空氣，使真空管制造設(shè)備中處于真空狀態(tài)；

c、調(diào)真空度，確保真空度在-0.05Mpa到-0.08Mpa范圍內(nèi)；

d、向所述真空管殼體內(nèi)裝填吸氣劑；

e、在所述填充塞體側(cè)表面施加膠粘劑；

f、對所述填充塞體施壓，使所述填充塞體與所述真空管殼體的所述開口緊密結(jié)合，待所述膠粘劑固化，所述填充塞體與所述開口密封結(jié)合；

g、關(guān)閉真空泵，開啟真空管制造設(shè)備，使所述人造板用真空管制造設(shè)備處于正常氣壓，取出真空管。

進一步，所述真空管制造設(shè)備具有密封倉、真空泵、大氣壓力表、造管裝置，所述密封倉由不透氣材料制得，且其中至少一部分是以透明的不透氣材料制得，所述密封倉具有抽氣孔，所述抽氣孔通過管線與真空泵連接，所述密封倉上還具有至少一個倉口，所述倉口能夠在開啟狀態(tài)和密閉狀態(tài)間轉(zhuǎn)換，倉口密閉并啟動真空泵后所述密封倉能夠處于真空狀態(tài)；所述大氣壓力表設(shè)于所述密封倉上，能夠?qū)崟r反映所述密封倉的真空度；所述密封倉內(nèi)具有真空管殼體、填充塞體、吸氣劑，所述真空管殼體至少具有一個開口，在一定真空度下通過所述造管裝置能夠使吸氣劑進入真空管殼體內(nèi)，并能夠通過所述造管裝置以填充塞體對真空管殼體進行密封。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的制造方法流程示意圖；

圖2是本發(fā)明板材的一種剖面示意圖；

圖3是本發(fā)明板材的另一種剖面示意圖；

圖4是本發(fā)明中真空管制造設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明中密封倉剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中各部分含義如下：1密封倉；11抽氣孔；2真空泵；3大氣壓力表；4造管裝置；5管線；6倉口；7真空管；8 V字形擋板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖說明本發(fā)明的具體實施方式。

具體實施方式1：本實施方式所述一種內(nèi)設(shè)真空管的中空微球刨花板，其組分和重量百分數(shù)為：

木質(zhì)原料：75%~90%；

中空微球：4%~20%；

真空管：4%~20%；

偶聯(lián)劑：0.5%~4%。

本實施方式的技術(shù)效果是：通過改進刨花板的組分使中空微球和真空管在刨花板中發(fā)揮作用，可以在降低刨花板平均密度的同時使刨花板內(nèi)部形成封閉的真空環(huán)境，進而使刨花板具有了較好的隔熱隔音效果。

具體實施方式2：結(jié)合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式所述一種內(nèi)設(shè)真空管的中空微球刨花板，所述木質(zhì)原料與所述中空微球共同構(gòu)成木質(zhì)原料層，所述中空微球在所述木質(zhì)原料層中均勻分散，所述木質(zhì)原料層至少為兩層，所述真空管7設(shè)在木質(zhì)原料層與木質(zhì)原料層之間；其他與具體實施方式1相同。

本實施方式的技術(shù)效果是：在板材內(nèi)設(shè)真空管的基礎(chǔ)上進一步使中空微球在板材內(nèi)部分散對于進一步降低板材密度、改善材料的隔熱隔音性能具有重要作用。

具體實施方式3：結(jié)合圖1、圖2和圖3說明本實施方式，本實施方式所述一種內(nèi)設(shè)真空管的中空微球刨花板，所述真空管7為多個，且各真空管7之間不相連；所述偶聯(lián)劑為異氰酸酯偶聯(lián)劑；其他與具體實施方式1相同。

本實施方式的技術(shù)效果是：不相連的真空管分別獨立的發(fā)揮作用，當(dāng)真空管為多層時則板材的綜合性能更佳；使用異氰酸酯偶聯(lián)劑能與木質(zhì)原料中的羥基進行共價化學(xué)反應(yīng)，增加了木質(zhì)原料之間以及木質(zhì)原料與中空微球之間的結(jié)合強度；此外，在使用過程中無甲醛等有害氣體釋放，制備的刨花板綠色環(huán)保。

具體實施方式4：結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4和圖5說明本實施方式，本實施方式所述一種內(nèi)設(shè)真空管的中空微球刨花板的制造方法，包括以下步驟：

S1、備料：將木材或秸稈通過刨片、削片、碾壓、鋸切和篩選中的一種或幾種方式進行加工，獲得木質(zhì)原料；

S2、原料預(yù)處理：通過控制溫濕度設(shè)備，控制木質(zhì)原料的含水率；

S3、混料并添加偶聯(lián)劑：在滾筒中加入中空微球及預(yù)處理后的木質(zhì)原料，啟動滾筒使?jié)L筒滾動帶動中空微球與木質(zhì)原料混合，并使用噴涂方法將液態(tài)偶聯(lián)劑施加在中空微球及所述木質(zhì)原料上，獲得添加偶聯(lián)劑的混合物；

S4、鋪真空管：將真空管7在模具內(nèi)進行定向鋪裝；

S5、分層鋪裝板坯：將所述添加偶聯(lián)劑的混合物分成兩份，將其中一份鋪裝在所述經(jīng)定向鋪裝的真空管7上，鋪裝好之后進行預(yù)壓制得部分嵌入真空管7的板坯；將板坯翻轉(zhuǎn)，再將另一份添加偶聯(lián)劑的混合物鋪裝在經(jīng)定向鋪裝的真空管7另一面，進一步進行預(yù)壓，獲得完整板坯；

S6、熱壓處理：將完整板坯放入熱壓設(shè)備中進行熱壓；

S7、后期加工：進行裁邊和表面處理；其他與具體實施方式1-3中任一項相同。

本實施方式的技術(shù)效果是：可大大降低刨花板的整體密度，但由于木質(zhì)原料部分被壓實，形成高密度表面，提高了刨花板的彎曲彈性模量、靜曲強度等物理力學(xué)性能，而降低了吸水厚度膨脹率，可獲得良好的表面加工性能。同時，由于采用這一實施方式使刨花板內(nèi)形成了封閉的真空環(huán)境，從而使刨花板具有了真空材料的部分特性，使刨花板的隔熱隔音性能獲得提升；且由于真空管是定向鋪裝的，使板材在定向鋪裝方向上的力學(xué)性能也得到了改善。

具體實施方式5：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述一種內(nèi)設(shè)真空管的中空微球刨花板的制造方法，步驟S2中木質(zhì)原料的含水率控制在10%~15%；所述步驟S6中的熱壓設(shè)備為高頻加熱的熱壓設(shè)備，且將完整板坯放入高頻加熱的熱壓設(shè)備中在120~220℃下熱壓3~20分鐘；其他與具體實施方式4相同。

本實施方式的技術(shù)效果是：控制木質(zhì)原料的含水率并使木質(zhì)原料具有較高的含水率是木材加工行業(yè)較少采用的方法，因為常規(guī)的增加含水率會使板材的性能不穩(wěn)定且不利于板材的成型，一般情況下在制造刨花板時會控制木質(zhì)原料的含水率在5%以下，而在本發(fā)明中10%~15%的板材含水率與本發(fā)明采用的高頻加熱設(shè)備相結(jié)合，可以使具有較厚厚度的板材得以更好的成型，能夠更便捷的生產(chǎn)出具有較大厚度的具有隔熱隔音作用的內(nèi)設(shè)真空管的中空微球刨花板。

具體實施方式6：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述一種內(nèi)設(shè)真空管的中空微球刨花板的制造方法，所述木質(zhì)原料的規(guī)格為長20~200mm、寬2~20mm、厚0.1~2mm；所述真空管7壁厚0.5mm~2mm、外徑2mm~30mm；其他與具體實施方式4相同。

本實施方式的技術(shù)效果是：大長徑比木質(zhì)原料在板坯中進行定向鋪裝，使刨花板的靜曲強度等力學(xué)性能在徑向方向上增加50~150%，拓寬了產(chǎn)品的用途，可用于承載結(jié)構(gòu)。

具體實施方式7：結(jié)合圖1、圖2和圖3說明本實施方式，本實施方式所述一種內(nèi)設(shè)真空管的中空微球刨花板的制造方法，在所述步驟S5中所述經(jīng)定向鋪裝的真空管7上倒扣V字形擋板8之后，再鋪裝所述添加偶聯(lián)劑的混合物并預(yù)壓制得部分嵌入真空管7的板坯；將板坯翻轉(zhuǎn)，進而繼續(xù)在翻轉(zhuǎn)后的板坯內(nèi)部分露出的真空管7上倒扣V字形擋板8，再鋪裝所述添加偶聯(lián)劑的混合物并預(yù)壓；其他與具體實施方式4至6中任一項相同。

本實施方式的技術(shù)效果是：在鋪裝過程中限定了真空管的位置，防止真空在后續(xù)加工過程中的位移，從而形成均一的結(jié)構(gòu)；另一方面V字形擋板也使得在板坯鋪裝過程中真空管周圍形成低密度區(qū)，從而在熱過程中受力較小，起到保護真空管的作用。

具體實施方式8：結(jié)合圖3說明本實施方式，本實施方式所述一種內(nèi)設(shè)真空管的中空微球刨花板的制造方法，所述V字形擋板8是以PCL、PEA、PBS、PBSA或PBAT材料制備的；其他與具體實施方式7相同。

本實施方式的技術(shù)效果是：V字形擋板為低熔點熱塑料性塑料，在加熱過程中融化，填充真空管周圍的空隙，且與木質(zhì)原料形成嚙合結(jié)構(gòu)，促進真空管與木質(zhì)原料的界面接合。

具體實施方式9：結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4和圖5說明本實施方式，本實施方式所述一種內(nèi)設(shè)真空管的中空微球刨花板的制造方法，步驟S4中的所述真空管7按以下步驟制備：

a、在真空管制造設(shè)備中放入足夠的真空管殼體、填充塞體、吸氣劑及膠粘劑；所述真空管殼體至少具有一個開口；

b、密閉真空管制造設(shè)備并啟動真空泵2抽離設(shè)備中的空氣，使真空管制造設(shè)備中處于真空狀態(tài)；

c、調(diào)真空度，確保真空度在-0.05Mpa到-0.1Mpa范圍內(nèi)；

d、向所述真空管殼體內(nèi)裝填吸氣劑；

e、在所述填充塞體側(cè)表面施加膠粘劑；

f、對所述填充塞體施壓，使所述填充塞體與所述真空管殼體的所述開口緊密結(jié)合，待所述膠粘劑固化，所述填充塞體與所述開口密封結(jié)合；

g、關(guān)閉真空泵2，開啟真空管制造設(shè)備，使所述人造板用真空管制造設(shè)備處于正常氣壓，取出真空管7；其他與具體實施方式4至8中任一項相同。

本實施方式的技術(shù)效果是：制成了隔熱隔聲屏障，能夠在較長時間內(nèi)保持真空狀態(tài)，且具有較好的力學(xué)強度，能夠在后續(xù)制備過程中承受較大的壓力。

具體實施方式10：結(jié)合圖1、圖2、圖3和圖4說明本實施方式，本實施方式所述一種內(nèi)設(shè)真空管的中空微球刨花板的制造方法，所述真空管制造設(shè)備具有密封倉1、真空泵2、大氣壓力表3、造管裝置4，所述密封倉1由不透氣材料制得，且其中至少一部分是以透明的不透氣材料制得，所述密封倉1具有抽氣孔11，所述抽氣孔11通過管線5與真空泵2連接，所述密封倉1上還具有至少一個倉口6，所述倉口6能夠在開啟狀態(tài)和密閉狀態(tài)間轉(zhuǎn)換，倉口6密閉并啟動真空泵2后所述密封倉1能夠處于真空狀態(tài)；所述大氣壓力表3設(shè)于所述密封倉1上，能夠?qū)崟r反映所述密封倉1的真空度；所述密封倉1內(nèi)具有真空管殼體、填充塞體、吸氣劑，所述真空管殼體至少具有一個開口，在一定真空度下通過所述造管裝置4能夠使吸氣劑進入真空管殼體內(nèi)，并能夠通過所述造管裝置4以填充塞體對真空管殼體進行密封；其他與具體實施方式4至9中任一項相同。

本實施方式的技術(shù)效果是：實現(xiàn)了實驗室手工制備真空管并可以以機械化的方法制備真空管，可調(diào)節(jié)真空管真空度，快速封裝，為實驗研究真空度對各項性能的影響、使隔熱隔音刨花板產(chǎn)業(yè)化制造提供了條件。