〖关键词〗 水泥模板 杉木间伐材 表面处理 常温固化 
    【摘 要】 本文介绍了杉木间伐材为原料制造水泥模板的生产工艺，在此基础上着重探讨了杉间村水泥模板（素板）的两种表面处理方法及产品性能。

1.前言

　　作为南方重点林区之一的福建，有林地11030万亩，但随着森林资源消耗量的增加，近成熟林资源大幅度下降，用材林可利用资源正在锐减。面对这种情况，木材加工业更要充分利用好小径木材和．各种采伐加工剩余物为社会生产出尽可能多的人造板材及其他木工产品，使之实现小材大用，劣材优用。这一点正是世界木材工业发展之趋势，也符合我国人造板工业的发展方针。而杉木是福建主要用材树种，种植面积高达2500万亩，全省每年有几十万亩杉木林需要间伐，由此产生了大量间伐材。与成材杉木相比，杉间材存在径级小，幼龄
材含量高、材质差、变形大的缺点，合理利用好这个资源，始终是业内许多人一直在探讨的问题。

　　2.杉间材水泥模板素板（层压板）的生产

　　杉间材层压板是杉木间伐材经过锯解成薄板片然后纵横相互交叠胶压而成的一种板材。它不仅具有杉木的许多优良特性，而且由于幅面同普通人造板相当，因而具有更高的使用价值。根据应用环境（室内、室外）不同，生产工艺也不一样，主要区别在压缩率、胶种与后期处理方法上。以下主要介绍室外型水泥模板的生产工艺。
　　2.1生产杉间材层压板采用的工艺路线
　　原料→截断→剖分→干燥→铣边→涂胶→组坯→预压→热压→冷却→刨光→齐边→素板
杉木间伐材生产水泥模板内容，笔者曾在94年《福建林业科技》上介绍过，本文所介绍的工艺与94年一文中介绍的工艺有了重大改进主要区别在于：
　　①减去板片处理工序增加素板(层压板)的表面二次加工，这样可少掉一个再干燥工序。
　　②原来热压工艺采用热上冷下法，本次实验采用热上热下工艺。采用热上冷下工艺的最大缺陷是热能消耗大，热压周期长，影响生产率，同时对热压机又有特殊要求，给生产带来诸多不便，所以对原有热压工艺作了重大改进。
　　③在保证产品力学性能满足使用要求情况下减少了杉木板片的厚度，由原来的10mm降到7－8mm，可节省原料，降低生产成本。
　　本工艺要验室获得成功后经工厂生产性试验得到验证。
　　2.2主要工艺参数的选择与讨论
　　2.2.1涂胶量。用胶量大小对产品质量影响显著。从试验结果来看，用胶量必须大于3209／平方才能获得较佳的胶合效果。但用胶量也不宜过大，用胶量过大，不仅达不到好的效果，而且适得其反，产品力学性能反而下降，耐水性出同样降低。其原因有二：首先由于胶量增加，使板片之间一些部位胶层厚度增大，特别在涂布不均时更会出现这种情况，胶层增厚，，应力增大，引起胶合强度下降。另外固化的胶层本身强度不高，造成产品强度下降，其次胶量增加使板坯含水率增大，在热压结束，板坯中可能仍保留着来不及蒸发掉的水分而使胶层得不到充分固化，由此也影响产品的力学性能与耐水性能。
　　2.2.2热压温度。适当提高温度，可使板坯芯层过到固化温度的时间缩短，但温度高容易产生板面鼓泡（心材部分），而且在热压时间较长情况下还会使板面产生焦化。试验结果表明：适宜的热压温度为130－150℃。
　　2.2.3热压单位压力。热压压力对产品力学强度影响很大，热压压力主要由板坯压缩率即板片厚度决定，在产品标准厚度（18mm）条件下，板片的厚度俞大，要求的单位压力俞高。试验结果表明，材板片厚度由原来的10mm降到8mm条件下，单位压力在1.2－2.OMPa范围较适宜。
　　2.2.4热压时间。热压时间与热压温度、板坯含水率关系密切，当温度确定后，主要受后者影响。若时间不足，不仅胶层不能完全固化影响产品胶合强度而且一还会出现板面鼓泡现象。根据涂胶后板坯含水率的一般情况，较佳的热压时间为0.8-1.2min/mm范围。

　　3.杉间材层压板加压饰面工艺

　　3.1二次加压饰面工艺流程
　　层压板(杉间材水泥模板素板)→刨光→涂饰→陈化→组坯(上下复以镜面板)→热压→成品
　　3.2涂料配方
　　　　水溶性酚醛树脂（重量）　100
　　　　细木粉（不低于80目）　　5-10
　　　　其他添加剂　　　　　　　若干
　　　　涂布量　　　　　　　　　400-450g/平方（双面）
　　涂料配方、涂布量直接影响到产品的表面质量。涂布量过小则达不到饰面效果，过大不仅增加成本而且二次热压后易产生表面裂纹缺陷而影响产品表面质量。
　　3.3加压饰面热压条件。
　　饰面热压温度一般在"130－140C范围，温度不宜再高，否则板面易产生细小裂纹而影响板面质量，热压压力最高为1.4MPa，热压时间5－6分钟。
　　根据上述工艺条件制造的加压饰面杉间村水泥模板主要性能购见表1。

　加压饰面杉间材水泥模板主要性能:

　　　密度(克/立方)　　　　　0.44
　　　MOR(MPa)　　　　　　　　38
　　　MOE(KMPa)　　　　　　　4.6
　　　TS(%)　　　　　　　　　9.8
　　　胶合性能(3h煮沸)　　　不脱胶
　　　MC(%)　　　　　　　　　9.4
　　　磨损值(mg/100r)　　　　<80
　　　备注　　　　　　　　　　7次试验平均

注：产品厚度18mm。

4.杉间材层压板涂饰工艺

　　上述杉间材层压板加压饰面工艺必须经过第二次热压，给工业生产增加一道工序，加大了能耗，提高了生产成本。为此，课题组试制出一种适用于表面处理的常温固化酚醛树脂，可以直接淙刷或喷涂在素板上，在常温下经过若干小时即可固化，无须经过热压，具有工艺简单成本低，便于施工等优点。且涂膜的性能达到了国家标准的要求。
　　4.1常温固化酚醛树脂一般要求
　　根据杉间材水泥模板使用要求，涂饰用酚醛树脂应满足以下要求：①固体含量高。固化后，在相同的厚度条件下，所需要的涂料量就少。这样在涂刷过程中不会因为所需的涂料过多，容易流挂而增加施工难度；或因涂料少造成涂层较薄的现象。此外还可以减少由于涂层固化收缩而产生的内应力。②漆膜固化后硬度高耐磨性好，满足杉间材层压板作水泥模板的使用要求。③粘度低。一般不大于130CP，这样配好的涂料易于在基材流平、浸润，在基材表面形成一个光滑，平整的涂层。减少施工难度。这要求在树脂制备过程中注意终点控
制，在性能满足强度要求时就立即降温，停止反应。④贮存期长。过样在较长时间内，树脂性能质量能保证一定的稳定性，减少由于性质变化而对施工工艺的影响，便于生产施工。另一方面可以减少涂料变质所带来的损失。
　　4.2常温固化酚醛树脂的制备
　　①将熔化后的苯酚加入反应釜，并开动搅拌机，当温度达到40－45℃时加人NaoH，保持10分钟。②加入甲醛和添加剂，开始加热，当温度升至55℃时停止加热，控制升温速度，使温度稳定在70－80℃之间，保持25分钟。③加热升温至沸腾，保持沸腾状态（温度90℃时打开冷凝水回流）。④当温度达到要求后，停止加热加入乙醇，搅拌至完全熔解后，冷却至40℃出料。
　　根据上述对酚醛树脂的一般要求，通过多次试验表明：摩尔比为1:1.47、添加剂量为 1.16％（树脂重）时，能较好满足层压板的涂饰效果和强度性能要求。
　　树脂质量指标：外观浅棕色透明液体，PH（20℃）9.0－9.8，固含量 56％－62％，贮存期（20℃）大于60d，粘度（20℃）90－11OCP。
　　4.3常温固化酚醛树脂的涂制工艺
　　工艺流程：素板→表面处理→打底→气干→涂刷→气干→成品
　　4.3.1素板表面处理
　　素板表面处理是一个重要的工序。表面处理好，涂刷时容易得到光滑、平整的表面，不出现针眼、露底等现象，从而减轻了徐刷施工的难度。表面处理主要有刨平十节子的处理补腻、砂光等几项。
　　刨平：从压机出来的层压板（素板），板面常有鼓泡现象，有时板面也存在较大凹痕和过分粗糙等现象，因而就需要通过创平以获得比较光滑平整的板面。
　　节子处理；节子多是小径杉木的一个特点节子周围含有较多的抽提物和油脂，它会影响涂料对基材的润湿性，使涂料不能形成均匀的涂膜而收缩，造成节子周围涂层较薄，使涂饰后的板面涂层斑驳、不平，影响外观和涂层的防护性能。对此可采用二甲苯或30％的丙酮水溶液涂刷在节子处，先将这些物质溶解掉，然后用布拭去。
　　补腻：杉间材层压板由于其构造原因在板面上常有缝隙出现(相邻板片之间)，此外节子脱落产生的坑槽，板面裂纹等均需靠腻子将其补平。腻子不能为碱性，以免影响涂料固化。
　　砂光：经过以上工序处理后，需用粒度40－80号的砂布对板面进行砂光，去除补腻及其他工序处理后所遗留下来的杂物、油污。同时去除板面上的木毛，以防涂饰后润胀竖起影响涂层光滑度。
　　4.3.2涂料的配制与涂刷
　　涂饰处理的关键在于涂料的配制，要使涂料易于徐饰，主要在于涂料粘度的控制、粘度若过大则涂刷困难，涂料不易流平。固化后涂层易流下刷痕，过稀则会造成流挂、涂层薄的现象，涂料配制可参考下表。
　　表2　涂料配制及涂布量

　　注：①涂饰量为单面计算；②固化剂用量随温度高低作适当调整。
　　刷涂采用"湿碰湿"工艺，即在第一遍涂饰后干燥到表干，即可进行第二道涂饰。第二道涂料干燥后即完成整个涂饰工序。表干的测定方法。指压法，即用手指轻触涂膜表面，如感到有些发粘，但无涂料粘在手指上，则达到表面干燥。
　　4.3.3陈放
　　涂饰后的板材，在放置24小时以后，就可达到一定的强度，但要达到最终强度，必须放置一段时间（25℃一周左右）。
　　常温固化PF树脂涂饰杉间材层压板表面性能检测结果如下表。
　　表3　成品表面性能一。

　　注：①检测依据：涂层耐磨性、依据标准GB1768－79使用仪器W－1型磨耗仪。涂层硬度依据标准HGZ－507－67，使用设备QBY型摆式硬度计。耐冲击性，依据标准 GB1732－79，使用设备 QCJ型漆膜冲击器。②涂料用量第一道 250g／平方，第二道350g／平方。③PF树脂摩尔比1:1.5固化剂用量6％。

　　5.总结

　　5.1杉间材层压板经过上述两种方法饰面均可满足水泥模板的使用要求且具有质量轻施工方便的特点。
　　5.2两种饰面方法的产品表面耐磨性能均可过到酚醛树脂浸渍纸复贴胶合板模板要求的指标≤80mg／100r。
　　5.3加压饰面工艺产品表面光洁度比常温固化涂饰工艺好，但增加了一道热压工序，生产成本相应提高后者由于具有工艺简单、施工方便因而成本低不足之处是表面光洁度不及前者，另外生产中场地占用量较大。
　　5.4常温固化涂施工艺，当气温低时5。涂股固化速度就会较慢，从而影响生产率。增加固化剂用量成本又太高，因此，生产中可通过增设烘房将涂饰好的板材叠放在层架车上，置于烘房内进行低温干燥（30－40℃之间），这样可大大加快固化速度，节省场地。

　　参考目录
　　1.刘晓辉·常用温固化前醛树脂用作表面处理的研究·建筑人造板,1999,(4):18-19。
　　2.宋孝金·杉木间伐材层压板生产工艺探讨·林业科技开发,1998,(1):16-18。
　　3.季仁和、王玉秀·木工胶粘剂问答[M]·北京：中国林业出版社,1986。