一種高強(qiáng)度多層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材及其制作方法與流程

本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度多層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材及其制作方法，屬于木材加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

定向刨花板osb(orientedstrandboard)和交叉層積材clt(crosslaminatedtimber)作為兩種結(jié)構(gòu)用材已經(jīng)越來越得到消費(fèi)者的認(rèn)可。

研究表明，clt由于采用了縱、橫交錯的正交組合方式，使得該材料在縱、橫向具有相同的干縮和濕脹特性，整體的線干縮、濕脹系數(shù)小于0.05％，其尺寸穩(wěn)定性是實(shí)木和膠合木的12倍。同時，clt材料具有優(yōu)異的耐火、抗震和隔音性能，在成本、環(huán)保、設(shè)計和安裝應(yīng)用等方面也具有競爭優(yōu)勢，與其它材料混合使用時效果更佳，對于高層木結(jié)構(gòu)建筑更是有很大的幫助。

osb作為一種良好的結(jié)構(gòu)用板材，在歐美發(fā)達(dá)國家已經(jīng)廣泛使用了近40年，可廣泛用于木結(jié)構(gòu)建筑、家居裝修、家具或地板基材和木包裝等領(lǐng)域。如今，osb也越來越受到國內(nèi)消費(fèi)者的認(rèn)可，已經(jīng)開始逐步替代結(jié)構(gòu)膠合板和實(shí)木板材的使用。隨著消費(fèi)者對osb的逐步認(rèn)可和對該產(chǎn)品的更高期望，對osb進(jìn)行二次加工，開發(fā)功能性osb新產(chǎn)品、覆面osb夾芯復(fù)合材料、新型osb結(jié)構(gòu)材等具有高附加值的木質(zhì)產(chǎn)品，意義重大。

在過去的十幾年里，現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)已經(jīng)在我國取得一定的發(fā)展，但受到國情等因素的影響，木結(jié)構(gòu)的市場份額遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它建筑體系，制造標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)亦不夠完善。從古至今，受歷史和民族文化的影響，我國使用木結(jié)構(gòu)建筑最多的地區(qū)多分布在山區(qū)和地震頻發(fā)地區(qū)。所以，我國的木結(jié)構(gòu)建筑不能照搬國外模式，需要在木結(jié)構(gòu)建筑用材料上提出更高要求，在具有一定力學(xué)強(qiáng)度的基礎(chǔ)之上使其具備更好的防火及防腐性能?！赌窘Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(gb50005-2003)規(guī)定，我國的木結(jié)構(gòu)建筑層高不能超過3層，而clt在高層建筑中的應(yīng)用在歐美發(fā)達(dá)國家已經(jīng)很成熟，用clt建造的木結(jié)構(gòu)建筑可以達(dá)到6-8層，甚至9層以上。因此，clt的出現(xiàn)對于突破木結(jié)構(gòu)建筑的高度限制具有重要意義。因此，在我國發(fā)展木結(jié)構(gòu)建筑，急需在材料和原有技術(shù)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行升級改造，從材料優(yōu)選和工藝優(yōu)化等方面出發(fā)，制造出性能更加，更符合當(dāng)?shù)厥褂眯阅艿母咝阅苣举|(zhì)結(jié)構(gòu)材是十分必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供的多層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材，是一種集交叉層積材(clt)和定向刨花板(osb)優(yōu)點(diǎn)為一體的新型結(jié)構(gòu)用材，所用膠黏劑達(dá)到環(huán)保要求，將osb和clt形成clt-osb-...-clt三明治式的多層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材，制成的木質(zhì)結(jié)構(gòu)材性能好，強(qiáng)度高。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種高強(qiáng)度多層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材，其由交叉層積材與定向刨花板依次交叉排布粘結(jié)拼裝而成。

一種高強(qiáng)度多層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材的制作方法，其包括以下步驟：

(1)定向刨花板的處理，將定向刨花板的兩面進(jìn)行砂光處理，砂光厚度為0.1-0.3mm，將砂光后的定向刨花板放到養(yǎng)生室里進(jìn)行養(yǎng)生處理，直至含水率為5-8％，再對兩個面進(jìn)行拉毛處理，備用；

(2)交叉層積材的處理，將交叉層積材放到養(yǎng)生室直至其含水率為5-8％，然后對表面進(jìn)行拉毛處理和應(yīng)力釋放槽的加工，備用；

(3)涂膠，取步驟(1)得到的定向刨花板，在其表面進(jìn)行雙面涂膠，備用；

(4)疊放組坯，將涂膠后的定向刨花板與處理后的交叉層積材進(jìn)行疊放組坯成木質(zhì)結(jié)構(gòu)材；

(5)將疊放組坯后的木質(zhì)結(jié)構(gòu)材送入壓機(jī)進(jìn)行冷壓，即得。

所述步驟(3)中，雙面涂膠量為200～300g/m²，涂膠時采用的膠黏劑為膠黏劑a、膠黏劑b或膠黏劑c，膠黏劑a為三聚氰胺-尿素-甲醛樹脂，固化劑為過硫酸銨，過硫酸銨的添加量為三聚氰胺-尿素-甲醛樹脂固體含量的5-10％；膠黏劑b為單寧-間苯二酚-戊二醛，固化劑為多聚甲醛，多聚甲醛添加量為單寧-間苯二酚-戊二醛固體含量的6-12％；膠黏劑c為聚醋酸乙烯異氰酸酯。

所述步驟(4)中，交叉層積材與定向刨花板依次交叉排布粘合疊放組坯成多層木質(zhì)結(jié)構(gòu)，多層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材的最上層和最下層均為交叉層積材。

所述步驟(5)中，冷壓時，壓力為6-8mpa/cm²，時間為1.5-2.5小時，冷壓之后需要對木質(zhì)結(jié)構(gòu)材進(jìn)行表面砂光和裁邊處理。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將集交叉層積材(clt)和定向刨花板(osb)形成clt-osb-...-clt三明治式的多層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材，該材料性能好，強(qiáng)度高。

本發(fā)明是一種集交叉層積材(clt)和定向刨花板(osb)優(yōu)點(diǎn)為一體的新型結(jié)構(gòu)用材，所用膠黏劑達(dá)到環(huán)保要求，將osb和clt形成clt-osb-...-clt三明治式的多層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材，制成的木質(zhì)結(jié)構(gòu)材性能好，強(qiáng)度高。

本發(fā)明的制備方法，工藝簡單，采用獨(dú)特的膠黏劑和粘合方法，膠黏劑達(dá)到環(huán)保要求。

附圖說明

圖1是三層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是五層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合具體對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但并不作為對本發(fā)明限制的依據(jù)。

一種高強(qiáng)度多層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材，其由交叉層積材與定向刨花板依次交叉排布粘結(jié)拼裝而成。

一種高強(qiáng)度多層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材的制作方法，其包括以下步驟：

(1)定向刨花板的處理，將定向刨花板的兩面進(jìn)行砂光處理，砂光厚度為0.1-0.3mm，將砂光后的定向刨花板放到養(yǎng)生室里進(jìn)行養(yǎng)生處理，直至含水率為5-8％，再對兩個面進(jìn)行拉毛處理，備用；

(2)交叉層積材的處理，將交叉層積材放到養(yǎng)生室直至其含水率為5-8％，然后對表面進(jìn)行拉毛處理和應(yīng)力釋放槽的加工，備用；

(3)涂膠，取步驟(1)得到的定向刨花板，在其表面進(jìn)行雙面涂膠，備用；

(4)疊放組坯，將涂膠后的定向刨花板與處理后的交叉層積材進(jìn)行疊放組坯成木質(zhì)結(jié)構(gòu)材；

(5)將疊放組坯后的木質(zhì)結(jié)構(gòu)材送入壓機(jī)進(jìn)行冷壓，即得。

所述步驟(3)中，雙面涂膠量為200～300g/m²，涂膠時采用的膠黏劑為膠黏劑a、膠黏劑b或膠黏劑c，膠黏劑a為三聚氰胺-尿素-甲醛樹脂，固化劑為過硫酸銨，過硫酸銨的添加量為三聚氰胺-尿素-甲醛樹脂固體含量的5-10％；膠黏劑b為單寧-間苯二酚-戊二醛，固化劑為多聚甲醛，多聚甲醛添加量為單寧-間苯二酚-戊二醛固體含量的6-12％；膠黏劑c為聚醋酸乙烯異氰酸酯。

所述步驟(4)中，交叉層積材與定向刨花板依次交叉排布粘合疊放組坯成多層木質(zhì)結(jié)構(gòu)，多層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材的最上層和最下層均為交叉層積材。

所述步驟(5)中，冷壓時，壓力為6-8mpa/cm²，時間為1.5-2.5小時，冷壓之后需要對木質(zhì)結(jié)構(gòu)材進(jìn)行表面砂光和裁邊處理。

實(shí)施例1.

(1)定向刨花板(osb)的處理：將osb的兩面進(jìn)行砂光處理，砂光厚度為0.2mm，砂光后的osb放到養(yǎng)生室里進(jìn)行含水率調(diào)整，將osb的含水率調(diào)整至8％，然后對osb的兩個面進(jìn)行拉毛處理后待用；

(2)交叉層積材(clt)的處理：將已經(jīng)制備好的clt進(jìn)行養(yǎng)生處理，調(diào)整clt的含水率為8％，然后，對表面進(jìn)行拉毛處理和應(yīng)力釋放槽的加工，以利于膠合和提高尺寸穩(wěn)定性；

(3)在已經(jīng)處理好的osb表面進(jìn)行涂膠，雙面涂膠量控制在300g/m²，施加的膠黏劑為聚醋酸乙烯異氰酸酯膠粘劑(epi)；

(4)涂過膠的osb與clt進(jìn)行疊放、鋪裝組坯成尺寸為2440*1220*100mm的clt-osb-clt三層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材；

(5)將組坯后的木質(zhì)結(jié)構(gòu)材送入壓機(jī)進(jìn)行冷壓，壓力為7mpa/cm²，時間為2h；

(6)冷壓好的多層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材經(jīng)過表面砂光和裁邊處理，即可，具體見圖1。

實(shí)施例2.

(1)定向刨花板(osb)的處理：將osb的兩面進(jìn)行砂光處理，砂光厚度為0.2mm，砂光后的osb放到養(yǎng)生室里進(jìn)行含水率調(diào)整，將osb的含水率調(diào)整至6％，然后對osb的兩個面進(jìn)行拉毛處理后待用；

(2)交叉層積材(clt)的處理：將已經(jīng)制備好的clt進(jìn)行養(yǎng)生處理，調(diào)整clt的含水率為6％，然后，對表面進(jìn)行拉毛處理和應(yīng)力釋放槽的加工，以利于膠合和提高尺寸穩(wěn)定性；

(3)在已經(jīng)處理好的osb表面進(jìn)行涂膠，雙面涂膠量控制在280g/m²，施加的膠黏劑為三聚氰胺-尿素-甲醛樹脂膠黏劑(muf)，選用過硫酸銨作為固化劑，添加量為muf固體含量的5％；

(4)涂過膠的osb與clt進(jìn)行疊放、鋪裝組坯成尺寸為2440*1220*100mm的clt-osb-clt三層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材；

(5)將組坯后的木質(zhì)結(jié)構(gòu)材送入壓機(jī)進(jìn)行冷壓，壓力為6mpa/cm²，時間為2h；

(6)冷壓好的多層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材經(jīng)過表面砂光和裁邊處理，即可，具體如圖1。

實(shí)施例3：

(1)定向刨花板(osb)的處理：將osb的兩面進(jìn)行砂光處理，砂光厚度為0.2mm，砂光后的osb放到養(yǎng)生室里進(jìn)行含水率調(diào)整，將osb的含水率調(diào)整至8％，然后對osb的兩個面進(jìn)行拉毛處理后待用；

(2)交叉層積材(clt)的處理：將已經(jīng)制備好的clt進(jìn)行養(yǎng)生處理，調(diào)整clt的含水率為8％，然后，對表面進(jìn)行拉毛處理和應(yīng)力釋放槽的加工，以利于膠合和提高尺寸穩(wěn)定性；

(3)在已經(jīng)處理好的osb表面進(jìn)行涂膠，雙面涂膠量控制在300g/m²，施加的膠黏劑為單寧-間苯二酚-戊二醛膠黏劑(trg)，選用多聚甲醛作為固化劑，添加量為trg固體含量的9％。

(4)涂過膠的osb與clt進(jìn)行疊放、鋪裝組坯成尺寸為2440*1220*100mm的clt-osb-clt三層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材。

(5)將組坯后的木質(zhì)結(jié)構(gòu)材送入壓機(jī)進(jìn)行冷壓，壓力為8mpa/cm²，時間為1.5h。

(6)冷壓好的多層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材經(jīng)過表面砂光和裁邊處理，即可，具體如圖1。

實(shí)施例4：

(1)定向刨花板(osb)的處理：將osb的兩面進(jìn)行砂光處理，砂光厚度為0.2mm，砂光后的osb放到養(yǎng)生室里進(jìn)行含水率調(diào)整，將osb的含水率調(diào)整至5％，然后對osb的兩個面進(jìn)行拉毛處理后待用；

(2)交叉層積材(clt)的處理：將已經(jīng)制備好的clt進(jìn)行養(yǎng)生處理，調(diào)整clt的含水率為5％，然后，對表面進(jìn)行拉毛處理和應(yīng)力釋放槽的加工，以利于膠合和提高尺寸穩(wěn)定性；

(3)在已經(jīng)處理好的osb表面進(jìn)行涂膠，雙面涂膠量控制在250g/m²，施加的膠黏劑為聚醋酸乙烯異氰酸酯膠粘劑(epi)。

(4)涂過膠的osb與clt進(jìn)行疊放、鋪裝組坯成尺寸為2440*1220*220mm的clt-osb-clt-osb-clt五層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材；

(5)將組坯后的木質(zhì)結(jié)構(gòu)材送入壓機(jī)進(jìn)行冷壓，壓力為6mpa/cm²，時間為2h；

(6)冷壓好的多層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材經(jīng)過表面砂光和裁邊處理，即可，具體見圖2。

實(shí)施例5.

定向刨花板(osb)的處理：將osb的兩面進(jìn)行砂光處理，砂光厚度為0.2mm，砂光后的osb放到養(yǎng)生室里進(jìn)行含水率調(diào)整，將osb的含水率調(diào)整至6％，然后對osb的兩個面進(jìn)行拉毛處理后待用；

(2)交叉層積材(clt)的處理：將已經(jīng)制備好的clt進(jìn)行養(yǎng)生處理，調(diào)整clt的含水率為6％，然后，對表面進(jìn)行拉毛處理和應(yīng)力釋放槽的加工，以利于膠合和提高尺寸穩(wěn)定性；

(3)在已經(jīng)處理好的osb表面進(jìn)行涂膠，雙面涂膠量控制在280g/m²，施加的膠黏劑為三聚氰胺-尿素-甲醛樹脂膠黏劑(muf)，選用過硫酸銨作為固化劑，添加量為muf固體含量的10％；

(4)涂過膠的osb與clt進(jìn)行疊放、鋪裝組坯成尺寸為2440*1220*220mm的clt-osb-clt-osb-clt五層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材；

(5)將組坯后的木質(zhì)結(jié)構(gòu)材送入壓機(jī)進(jìn)行冷壓，壓力為6mpa/cm²，時間為2.5h；

(6)冷壓好的五層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材經(jīng)過表面砂光和裁邊處理，即可，具體見圖2。

具體應(yīng)用效果試驗(yàn)，分別用本發(fā)明實(shí)施例1-3制備三層clt-osb-clt木質(zhì)結(jié)構(gòu)材，采用如下原料：

(1)杉木osb：厚度1.2cm，密度0.72g/cm³，含水率9％；

(2)三層杉木clt：厚度4.5cm，密度，0.48g/cm³，含水率8％。

使用上述原料按照實(shí)施例1-3的工藝制備三層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材，按標(biāo)準(zhǔn)《木結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(gb50206-2012)和《木結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(gb/t50329-2012)的要求對制備的木質(zhì)結(jié)構(gòu)材進(jìn)行相關(guān)性能測試。檢測結(jié)果顯示，由本發(fā)明制備的木質(zhì)結(jié)構(gòu)材滿足結(jié)構(gòu)用材料的要求。

表1.clt-osb-clt三層木質(zhì)結(jié)構(gòu)材的性能測試結(jié)果

最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。