淺析功能膠合板的作用

膠合板通常是由旋轉單板或策劃瘦木相鄰層單板的纖維方向垂直空白組,通過膠粘劑粘合壓力和木制的多層復合材料的基礎上,用小變形系數、良好的力學性能等優點,廣泛應用于建筑、包裝、家具、地板、汽車船舶制造等行業。多年來，膠合板一直是中國人造板行業的主導產品之一。隨著技術進步和產業結構調整，膠合板產業的發展已進入轉型升級的關鍵階段。功能增值已成為增加膠合板附加值、拓展其應用領域、增強膠合板產品競爭力的重要途徑之一。本文旨在探討功能性膠合板的研究進展，提出其發展建議，為推動膠合板產業轉型升級和高質量發展提供思路。

1功能膠合板

功能膠合板一般是指在保持原有膠合板基本理化性質的前提下，具有一定功能特性，如熱、電、聲、光、磁、生物、衛生等特定功能的膠合板，可用于特定功能場景。功能膠合板的制備方法主要有幾種:1)膠合板單板的功能處理方法，如單板表面的阻燃、防腐防蟲浸漬處理方法、化學電鍍處理方法;2)膠合板膠粘劑的功能處理，如阻燃劑、防腐蝕驅蟲劑、芳香劑、負氧離子粉與膠粘劑混合后，再用于單板粘接;3)改變膠合板的多層結構，如在多層貼面之間添加導電、導熱、電磁屏蔽、阻尼層，形成復合膠合板。目前市場上已經商業化的產品的功能膠合板主要是阻燃膠合板和防腐防蟲膠合板，電加熱膠合板主要應用于實木復合電加熱、電磁屏蔽、吸聲、隔音、醫療保健等功能膠合板尚處于研究階段。

1.1阻燃膠合板

膠合板作為室內裝飾的主要材料已得到廣泛的應用，但普通膠合板的易燃性限制了其在許多領域的應用。室內裝飾的重要部件，如建筑物、車輛、船舶等所使用的木材材料，要求達到一定的可燃性等級。阻燃膠合板的研究與開發具有廣闊的市場和重要的現實意義。

目前，阻燃膠合板的生產方法主要有浸漬法、復合法和表面涂層法。其中，單板浸漬工藝是制備阻燃膠合板常用的方法，主要是通過壓力(或大氣壓力)將阻燃組分浸漬單板或膠合板。目前的研究主要集中在開發浸漬效率高、阻燃效果好、對力學性能影響小、不易沉淀的新型環保型阻燃劑。此外，為了滿足更嚴格的實際應用環境，開發阻燃、多功能膠合板(降醛、低煙、防霉、防潮、抗菌等)[2]具有重要意義。經雙氰胺、磷酸、硫酸鎂和硼酸處理后的膠合板的熱釋放率和煙釋放率分別降低了91.9%和76.8%，甲醛釋放率也降低了82.3%。

近年來，隨著跨界一體化在多個領域的深入發展，市場上不斷涌現出單板與金屬片復合加工而成的阻燃復合板或不燃無機復合板(硅酸鈣板、石膏板、玻鎂板等)。以楊木單板和鋁箔為原料制備多層膠合板。試驗結果表明，隨著鋁箔從板坯中心層到上下兩側對稱，膠合板的照明時間逐漸延長，放熱率和總放熱量顯著降低。但由于鋁箔較薄，膠合板的阻燃增強效果有限，覆層隱藏了膠合板表面的木材紋理，這也大大增加了材料在燃燒后期的釋煙量。此外，通過設計橡膠層[4]的阻燃功能，還可以得到阻燃性能較好的膠合板材料。結果表明:采用鎂基無機膠(氧化鎂、氯化鎂等)雙施膠后，膠合板的放熱率和總放熱量顯著降低，分別約為酚醛樹脂膠的2/5和1/2，具有良好的阻燃性能。然而，利用阻燃膠粘劑開發阻燃膠合板需要高質量的單板。一般單板厚度不超過1.5mm，表面無明顯缺陷。

在膠合板的許多阻燃處理技術中，采用膨脹防火涂料對膠合板進行刷涂或噴涂也能得到具有一定阻燃效果的膠合板材料。膨脹型防火涂料一般由酸源、氣源、碳源和成膜材料[5]組成。結果表明:以三聚氰胺脲醛樹脂為成膜材料，磷酸酰胺脲和磷酸季戊四醇為協同阻燃組分的防火涂料具有良好的阻燃性能，透明度可達81%。當點火時間延長196 s時，熱釋放率峰值和煙釋放率峰值分別降低了71.1%和60.6%。

膠合板阻燃處理不僅是保護人們生命財產的需要，也是滿足膠合板行業自身高質量發展的要求。與普通膠合板相比，阻燃膠合板的成本平均增加280 ~ 460元/m3，但據調查，市場上阻燃膠合板的價格可增加50% ~ 80%，附加值顯著。阻燃膠合板的生產有助于增加產品附加值，擴大膠合板產品和應用的范圍，并減少火災危險。

1.2電磁屏蔽膠合板

為了減少電磁輻射造成的電磁污染，研制電磁屏蔽材料是抵御電磁污染的方法之一。其中電磁屏蔽膠合板是一種具有電磁屏蔽作用的人造板復合材料，是由單板和電磁屏蔽材料經復合、混合、柔性壓縮而成。

在膠粘劑[6]中加入銅粉、鎳粉、石墨粉等導電粉和鐵纖維、銅纖維等金屬導電纖維可以制備電磁屏蔽膠合板。結果表明，在一定尺寸范圍內，通過增加纖維用量和涂膠，銅纖維的電磁屏蔽效率可超過35 dB，具有一定的實用價值。增加導電材料的用量可以提高電磁屏蔽效率，但會損害結合強度。在導電材料用量相同的情況下，金屬導電纖維比導電粉末更能提高電磁屏蔽效率。

將銅纖維/脲醛樹脂模壓成導電膜，再與單板層合制備電磁屏蔽膠合板[7]，研究了電磁兼容設計中搭接界面的固定方式。結果表明:隨著脲醛樹脂中銅纖維填充量的增加，樹脂內部形成三維導電網絡結構，屏蔽效率不斷提高;屏蔽效率隨導電膜層數的增加而增加。兩層導電隔膜層合板的平均電磁屏蔽效率達到49.65 dB。從粘接方式來看，與導電膠和非導電膠相比，銅箔的粘接效果好。

將不銹鋼網和銅網與不同尺寸的單板粘接，也可獲得電磁屏蔽效果良好的膠合板。隨著網格尺寸的減小，電磁屏蔽效率顯著提高。與金屬箔、網、纖維等高密度電磁屏蔽材料的缺點相比，碳纖維具有重量輕、強度高、耐腐蝕、韌性好等優點。因此，將碳纖維電磁屏蔽炭氈與貼面[9]復合可制備輕質電磁屏蔽膠合板。當碳纖維填充量達到一定水平(25 g/m2)時，在碳纖維氈中會形成“三維電磁屏蔽網絡”。隨著填充量的增加，制備的電磁屏蔽膠合板的屏蔽效率提高，雙層疊加的屏蔽效率和結合強度均優于單層疊加。當填充量為120 g/m2時，雙層電磁屏蔽炭氈層合板的屏蔽效率為52-68 dB，達到中等屏蔽效果。

在單板表面進行化學鍍后再涂膠合板，也可獲得電磁屏蔽效果良好的膠合板。鍍銅單板和鍍鎳單板的平均電磁屏蔽效率分別為55.83 dB和49.13 dB，分別為。在鍍銅單板上復合納米fe3o4粒子可進一步提高其電磁屏蔽效率。通過多次化學鍍，可在單板上形成fe-Ni合金鍍層，延長單板的吸波寬度，提高吸波能力。制備的反射-吸收集成膠合板的電磁屏蔽效率超過60 dB。

此外，在膨脹石墨層之間附加磁性錳鋅鐵氧體，與貼面粘結，可制備出具有良好電磁屏蔽性能的膠合板。當錳鋅鐵氧體與石墨的質量比為7∶3，材料厚度達到3 mm時，電磁屏蔽效率超過45 dB。隨著mn- zn -鐵氧體/石墨層數的增加，電磁屏蔽效率逐漸提高，達到54 dB(3層)。隨后，將mn- zn -鐵氧體/石墨和二氧化硅/CO2浸漬單板通過多層結構層合制備電磁屏蔽效率低的75 dB的電磁屏蔽膠合板。同樣，當鋇鐵氧體/石墨層數為3層、厚度為1 mm時，鋇鐵氧體/石墨膠合板與單板膠合制備的電磁屏蔽效率大于49 dB[14]。稀土鈰摻雜鋇鐵氧體可以改善其吸收性能。隨著稀土鈰摻雜鋇鐵氧體摻量的增加，電磁屏蔽效率提高，平均達到63 dB以上。采用鋇鐵氧體/石墨/稀土鈰和二氧化硅/二氧化碳浸漬單板制備的電磁屏蔽膠合板具有多層結構，平均電磁屏蔽效率在72 dB以上。

1.3防腐蝕、防蟲膠合板

普通膠合板易受昆蟲和真菌的侵襲而腐爛，使用壽命和使用場景受到限制。經過防腐防蟲處理后的膠合板具有一定的防腐、防蟲、防霉效果，從而延長了膠合板的使用壽命。

以銨溶性烷基銅胺、硼酸鹽和不同添加劑為防腐劑，采用浸漬法對馬尾松、楊木單板進行防腐處理，用酚醛膠或脲醛膠[15]膠合板可獲得良好的防腐效果。結果表明，醛樹脂戊基溶性銅烷基胺的平均負載能力高，分別為7.80 kg/m3和9.10 kg/m3。脲醛樹脂戊基可溶性銅烷基胺的平均負載能力分別為4.21 kg/m3和4.53 kg/m3。脲醛膠粘劑硼酸楊木防腐膠合板的平均承載能力為4.96 kg/m3。酚醛膠粘劑乙二醛/甘油/硼酸與馬尾松防腐膠合板和楊木防腐膠合板的平均硼保留率分別為45.52%和49.38%。采用工藝條件制備的耐蝕膠合板可達到較強的耐蝕性等級。

以季銨鹽銅(ACQ-D)和銅、鉻、砷(CCA-C)為防腐劑制備的防腐膠合板經防腐處理后，其含水率和粘結強度均達到一類戶外膠合板的要求。防腐膠合板的抗彎強度和彈性模量與未處理木材相比變化不大。耐蝕膠合板的耐蝕性隨載藥量的增加而增加。經過一年的現場抗真菌腐蝕試驗，防腐膠合板的減重率平均在10%以下。經過22個月的自然抗腐和自然抗白蟻試驗，其自然抗腐等級值達到10級，白蟻抗性等級值達到10[16]。以楊樹和桉樹單板為材料，采用全槽法浸漬銅、季銨、銅鉻和砷制備酚醛樹脂防腐膠合板。結果表明，銅、鉻、砷防腐膠合板可達到ⅰ級。防腐處理對粘結強度影響不大，但機械強度(如彈性模量、靜抗彎強度)降低了。

0.04mpa真空浸漬10min，常壓白腐10min后，防腐膠合板的質量損失率小于5%，可達到較強的防腐等級。經防腐處理后的膠合板力學性能達到GB/T 22349-2008《木結構覆層膠合板》的要求。

在膠合板上添加防腐劑或殺蟲劑也可以對膠合板起到一定的防腐防蟲作用。通過在制備防蟲膠合板的膠粘劑中添加低毒緩釋擬除蟲菊酯，結果表明，防蟲膠合板的理化指標符合國家相關標準要求?？瓜x性能也達到了日本農林標準(JAS)對[19]膠合板要求的指標范圍。在三聚氰胺甲醛樹脂膠粘劑中加入聯苯菊酯、溴氰菊酯和高效氯氰菊酯制備了楊木膠合板。結果表明，楊木膠合板具有良好的防白蟻效果。但抗蟲楊木膠合板的粘接強度、靜抗彎強度和彈性模量均有不同程度的降低，且驅蟲劑濃度越高，對其影響越明顯。將毒死蜱與聯苯菊酯、氰戊菊酯、氯菊酯添加到脲醛樹脂中制備楊樹抗蟲膠合板，結果表明，在一定的藥水泥比下，毒死蜱與聯苯菊酯的抗蟲膠合板可達到Ⅰ級抗蟻腐水平，而氰戊菊酯和氯菊酯抗蟲膠合板抗蟻腐效果不明顯，與對照組無顯著差異，兩種藥物熱穩定性較差，110℃熱壓10 min后藥效下降。

現有的單板防腐處理方法主要有浸漬法、涂刷法和噴涂法。浸漬處理使單板荷載更均勻，荷載更大，防腐效果好，耐久性更長。但它會對膠合板的粘接性能和機械強度產生一定的影響。主要原因是防腐劑對木材的表面游離基團和表面膠粘劑的滲透有負面影響。選用相容性好、配比合理的膠粘劑和防腐劑是制備防腐膠合板的首要考慮因素。此外,一般防腐劑化學品,盡管防腐效果更好,但更大的一部分毒性、高殘留對環境和健康有害,使用中藥(如干燥、樟樹葉子,藿香,艾葉,等等)的提取的菌株,具有一定的抑菌防霉效果，可為防腐膠合板的應用提供新的研究思路。

1.4電加熱功能膠合板

通過在膠合板多層結構中引入電加熱材料，可獲得具有電加熱功能的膠合板，可廣泛應用于電加熱木地板、電加熱裝飾墻板、電加熱除濕功能衣柜等領域。利用碳纖維紙作為電熱材料與單板復合形成電熱功能膠合板，發現單板層、橡膠層與碳纖維紙層之間的界面具有良好的界面兼容性。將碳纖維紙插入膠合板后，電阻下降率呈負增長，表面溫度均勻性得到改善。此外，在上膠(壓縮、保持)過程中，碳纖維紙的阻力呈下降趨勢，施膠量增加，阻力下降率也逐漸降低，不利于熱輻射的釋放。內置碳纖維紙的電加熱膠合板呈現出“輻射-吸收-再輻射-再吸收”的傳熱效應。

將三聚氰胺浸漬膜紙粘貼在碳纖維紙的上下表面形成電熱膠粘層，剩余的膠粘層由三聚氰胺浸漬膜制成，與桉木單板復合得到電熱功能膠合板。研究發現，浸漬紙的加入提高了電加熱膠合板的電阻變化率，使碳纖維紙具有良好的保溫包覆功能。熱壓壓力、熱壓時間、熱壓溫度、施膠量等因素對內置電加熱層實木復合地板的性能和電阻變化有較大影響。熱壓壓力對粘結強度的影響大，其次是熱壓溫度、施膠量和施膠時間。施膠量對電阻降的影響大，其次是熱壓溫度、熱壓壓力和熱壓時間。在相同的工藝參數下，施膠量增加一倍時，阻降率為36.3% ~ 41.3%。以楊木膠合板為上下基材，在兩層楊木膠合板之間插入自限加熱帶，采用雙組分異氰酸酯膠進行冷壓粘接。研究發現，冷壓時間對電加熱膠合板基材粘結強度的影響大，施膠量次之，冷壓壓力對的影響不顯著。

1.5聲學功能膠合板

普通膠合板具有一定的吸聲、隔聲等聲學功能。膠合板的結構、厚度、表面密度和孔隙率是影響其聲學性能的主要因素。在吸聲方面，通過對泡桐、楊樹、樺樹、桉樹和竹子膠合板的吸聲性能研究，結果表明，樹種密度的不同對膠合板的吸聲系數有顯著影響。密度越高，中低頻吸聲系數越高，高頻對吸聲系數的影響越小。隨著膠合板厚度的增加，其吸聲系數在一定范圍內有所提高。木質穿孔板具有良好的吸聲性能，可用于音樂廳、劇院、體育場館等場所，一般以中/高密度纖維板為基材進行沖孔加工，也可采用膠合板配制的穿孔板，例如:通過研究桉樹木材多層膠合板的穿孔處理桉樹木材的制備多層多孔吸聲板,研究發現,穿孔吸聲板的大影響吸收,第二個是板的厚度,孔徑基本上沒有影響。

在隔聲方面，以馬尾松膠合板的管胞直徑、孔隙率和孔徑為影響因素模擬其隔聲性能，發現橡膠層對其隔聲性能有一定的影響。由于酚醛樹脂的波速較高，酚醛樹脂膠合板的隔聲性能總體上高于脲醛膠合板。膠合板層數和厚度的增加可以抑制共振的產生，從而提高隔音效果。以膠合板為代表的木質材料一般具有中等至略差的隔音性能，這主要是因為其表面密度較低。因此，如果在隔墻等建筑構件中使用膠合板，要達到鋼材料在相同條件下的隔聲性能，就需要大大提高其厚度和表面密度。

還有一種方法是通過膠合板和高分子防潮材料進行復合，通過更換單板的層數和防潮材料，可以提高原膠合板的隔音性能，可用于木質隔音門，木質隔音墻和高鐵隔音材料等領域。例如膠合板作為外板，夾層由填充塑料、泡沫或橡膠組成。所形成的復合板具有重量輕、隔聲效果好等特點，可作為高速列車型隔聲板使用。此外，通過調整三層膠合板和兩層橡膠的厚度，可以提高列車用靜音地板的隔聲性能。當橡膠層厚度為2 mm，膠合板厚度為3 mm、5 mm、7 mm時，隔聲效果優于3層等厚膠合板。

以上就是膠合板廠家為您帶來的相關資訊，希望對您有所幫助。