膠合板通常是由旋轉(zhuǎn)單板或策劃瘦木相鄰層單板的纖維方向垂直空白組,通過(guò)膠粘劑粘合壓力和木制的多層復(fù)合材料的基礎(chǔ)上,用小變形系數(shù)、良好的力學(xué)性能等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于建筑、包裝、家具、地板、汽車船舶制造等行業(yè)。多年來(lái)，膠合板一直是中國(guó)人造板行業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品之一。隨著技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，膠合板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已進(jìn)入轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵階段。功能增值已成為增加膠合板附加值、拓展其應(yīng)用領(lǐng)域、增強(qiáng)膠合板產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑之一。本文旨在探討功能性膠合板的研究進(jìn)展，提出其發(fā)展建議，為推動(dòng)膠合板產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和高質(zhì)量發(fā)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(zhì)的前提下，具有一定功能特性，如熱、電、聲、光、磁、生物、衛(wèi)生等特定功能的膠合板，可用于特定功能場(chǎng)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(chóng)浸漬處理方法、化學(xué)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(qū)蟲(chóng)劑、芳香劑、負(fù)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(jié)構(gòu)，如在多層貼面之間添加導(dǎo)電、導(dǎo)熱、電磁屏蔽、阻尼層，形成復(fù)合膠合板。目前市場(chǎng)上已經(jīng)商業(yè)化的產(chǎn)品的功能膠合板主要是阻燃膠合板和防腐防蟲(chóng)膠合板，電加熱膠合板主要應(yīng)用于實(shí)木復(fù)合電加熱、電磁屏蔽、吸聲、隔音、醫(yī)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(nèi)裝飾的主要材料已得到廣泛的應(yīng)用，但普通膠合板的易燃性限制了其在許多領(lǐng)域的應(yīng)用。室內(nèi)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(dá)到一定的可燃性等級(jí)。阻燃膠合板的研究與開(kāi)發(fā)具有廣闊的市場(chǎng)和重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前，阻燃膠合板的生產(chǎn)方法主要有浸漬法、復(fù)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(guò)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(kāi)發(fā)浸漬效率高、阻燃效果好、對(duì)力學(xué)性能影響小、不易沉淀的新型環(huán)保型阻燃劑。此外，為了滿足更嚴(yán)格的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，開(kāi)發(fā)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(jīng)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(lái)，隨著跨界一體化在多個(gè)領(lǐng)域的深入發(fā)展，市場(chǎng)上不斷涌現(xiàn)出單板與金屬片復(fù)合加工而成的阻燃復(fù)合板或不燃無(wú)機(jī)復(fù)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(yàn)結(jié)果表明，隨著鋁箔從板坯中心層到上下兩側(cè)對(duì)稱，膠合板的照明時(shí)間逐漸延長(zhǎng)，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(qiáng)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(guò)設(shè)計(jì)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(jié)果表明:采用鎂基無(wú)機(jī)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(shù)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(kāi)發(fā)阻燃膠合板需要高質(zhì)量的單板。一般單板厚度不超過(guò)1.5mm，表面無(wú)明顯缺陷。

在膠合板的許多阻燃處理技術(shù)中，采用膨脹防火涂料對(duì)膠合板進(jìn)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(jié)果表明:以三聚氰胺脲醛樹(shù)脂為成膜材料，磷酸酰胺脲和磷酸季戊四醇為協(xié)同阻燃組分的防火涂料具有良好的阻燃性能，透明度可達(dá)81%。當(dāng)點(diǎn)火時(shí)間延長(zhǎng)196 s時(shí)，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(hù)人們生命財(cái)產(chǎn)的需要，也是滿足膠合板行業(yè)自身高質(zhì)量發(fā)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(jù)調(diào)查，市場(chǎng)上阻燃膠合板的價(jià)格可增加50% ~ 80%，附加值顯著。阻燃膠合板的生產(chǎn)有助于增加產(chǎn)品附加值，擴(kuò)大膠合板產(chǎn)品和應(yīng)用的范圍，并減少火災(zāi)危險(xiǎn)。

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(fù)合材料，是由單板和電磁屏蔽材料經(jīng)復(fù)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(dǎo)電粉和鐵纖維、銅纖維等金屬導(dǎo)電纖維可以制備電磁屏蔽膠合板。結(jié)果表明，在一定尺寸范圍內(nèi)，通過(guò)增加纖維用量和涂膠，銅纖維的電磁屏蔽效率可超過(guò)35 dB，具有一定的實(shí)用價(jià)值。增加導(dǎo)電材料的用量可以提高電磁屏蔽效率，但會(huì)損害結(jié)合強(qiáng)度。在導(dǎo)電材料用量相同的情況下，金屬導(dǎo)電纖維比導(dǎo)電粉末更能提高電磁屏蔽效率。

將銅纖維/脲醛樹(shù)脂模壓成導(dǎo)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(shè)計(jì)中搭接界面的固定方式。結(jié)果表明:隨著脲醛樹(shù)脂中銅纖維填充量的增加，樹(shù)脂內(nèi)部形成三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，屏蔽效率不斷提高;屏蔽效率隨導(dǎo)電膜層數(shù)的增加而增加。兩層導(dǎo)電隔膜層合板的平均電磁屏蔽效率達(dá)到49.65 dB。從粘接方式來(lái)看，與導(dǎo)電膠和非導(dǎo)電膠相比，銅箔的粘接效果好。

將不銹鋼網(wǎng)和銅網(wǎng)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(wǎng)格尺寸的減小，電磁屏蔽效率顯著提高。與金屬箔、網(wǎng)、纖維等高密度電磁屏蔽材料的缺點(diǎn)相比，碳纖維具有重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、韌性好等優(yōu)點(diǎn)。因此，將碳纖維電磁屏蔽炭氈與貼面[9]復(fù)合可制備輕質(zhì)電磁屏蔽膠合板。當(dāng)碳纖維填充量達(dá)到一定水平(25 g/m2)時(shí)，在碳纖維氈中會(huì)形成“三維電磁屏蔽網(wǎng)絡(luò)”。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(jié)合強(qiáng)度均優(yōu)于單層疊加。當(dāng)填充量為120 g/m2時(shí)，雙層電磁屏蔽炭氈層合板的屏蔽效率為52-68 dB，達(dá)到中等屏蔽效果。

在單板表面進(jìn)行化學(xué)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(fù)合納米fe3o4粒子可進(jìn)一步提高其電磁屏蔽效率。通過(guò)多次化學(xué)鍍，可在單板上形成fe-Ni合金鍍層，延長(zhǎng)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(guò)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(jié)，可制備出具有良好電磁屏蔽性能的膠合板。當(dāng)錳鋅鐵氧體與石墨的質(zhì)量比為7∶3，材料厚度達(dá)到3 mm時(shí)，電磁屏蔽效率超過(guò)45 dB。隨著mn- zn -鐵氧體/石墨層數(shù)的增加，電磁屏蔽效率逐漸提高，達(dá)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(guò)多層結(jié)構(gòu)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(dāng)鋇鐵氧體/石墨層數(shù)為3層、厚度為1 mm時(shí)，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(dá)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(jié)構(gòu)，平均電磁屏蔽效率在72 dB以上。

1.3防腐蝕、防蟲(chóng)膠合板

普通膠合板易受昆蟲(chóng)和真菌的侵襲而腐爛，使用壽命和使用場(chǎng)景受到限制。經(jīng)過(guò)防腐防蟲(chóng)處理后的膠合板具有一定的防腐、防蟲(chóng)、防霉效果，從而延長(zhǎng)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(duì)馬尾松、楊木單板進(jìn)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(jié)果表明，醛樹(shù)脂戊基溶性銅烷基胺的平均負(fù)載能力高，分別為7.80 kg/m3和9.10 kg/m3。脲醛樹(shù)脂戊基可溶性銅烷基胺的平均負(fù)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(dá)到較強(qiáng)的耐蝕性等級(jí)。

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(jīng)防腐處理后，其含水率和粘結(jié)強(qiáng)度均達(dá)到一類戶外膠合板的要求。防腐膠合板的抗彎強(qiáng)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(jīng)過(guò)一年的現(xiàn)場(chǎng)抗真菌腐蝕試驗(yàn)，防腐膠合板的減重率平均在10%以下。經(jīng)過(guò)22個(gè)月的自然抗腐和自然抗白蟻試驗(yàn)，其自然抗腐等級(jí)值達(dá)到10級(jí)，白蟻抗性等級(jí)值達(dá)到10[16]。以楊樹(shù)和桉樹(shù)單板為材料，采用全槽法浸漬銅、季銨、銅鉻和砷制備酚醛樹(shù)脂防腐膠合板。結(jié)果表明，銅、鉻、砷防腐膠合板可達(dá)到ⅰ級(jí)。防腐處理對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度影響不大，但機(jī)械強(qiáng)度(如彈性模量、靜抗彎強(qiáng)度)降低了。

0.04mpa真空浸漬10min，常壓白腐10min后，防腐膠合板的質(zhì)量損失率小于5%，可達(dá)到較強(qiáng)的防腐等級(jí)。經(jīng)防腐處理后的膠合板力學(xué)性能達(dá)到GB/T 22349-2008《木結(jié)構(gòu)覆層膠合板》的要求。

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

現(xiàn)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(zhǎng)。但它會(huì)對(duì)膠合板的粘接性能和機(jī)械強(qiáng)度產(chǎn)生一定的影響。主要原因是防腐劑對(duì)木材的表面游離基團(tuán)和表面膠粘劑的滲透有負(fù)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(xué)品,盡管防腐效果更好,但更大的一部分毒性、高殘留對(duì)環(huán)境和健康有害,使用中藥(如干燥、樟樹(shù)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(yīng)用提供新的研究思路。

1.4電加熱功能膠合板

通過(guò)在膠合板多層結(jié)構(gòu)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(yīng)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(lǐng)域。利用碳纖維紙作為電熱材料與單板復(fù)合形成電熱功能膠合板，發(fā)現(xiàn)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(fù)增長(zhǎng)，表面溫度均勻性得到改善。此外，在上膠(壓縮、保持)過(guò)程中，碳纖維紙的阻力呈下降趨勢(shì)，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(nèi)置碳纖維紙的電加熱膠合板呈現(xiàn)出“輻射-吸收-再輻射-再吸收”的傳熱效應(yīng)。

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(fù)合得到電熱功能膠合板。研究發(fā)現(xiàn)，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(shí)間、熱壓溫度、施膠量等因素對(duì)內(nèi)置電加熱層實(shí)木復(fù)合地板的性能和電阻變化有較大影響。熱壓壓力對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度的影響大，其次是熱壓溫度、施膠量和施膠時(shí)間。施膠量對(duì)電阻降的影響大，其次是熱壓溫度、熱壓壓力和熱壓時(shí)間。在相同的工藝參數(shù)下，施膠量增加一倍時(shí)，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(jìn)行冷壓粘接。研究發(fā)現(xiàn)，冷壓時(shí)間對(duì)電加熱膠合板基材粘結(jié)強(qiáng)度的影響大，施膠量次之，冷壓壓力對(duì)的影響不顯著。

1.5聲學(xué)功能膠合板

普通膠合板具有一定的吸聲、隔聲等聲學(xué)功能。膠合板的結(jié)構(gòu)、厚度、表面密度和孔隙率是影響其聲學(xué)性能的主要因素。在吸聲方面，通過(guò)對(duì)泡桐、楊樹(shù)、樺樹(shù)、桉樹(shù)和竹子膠合板的吸聲性能研究，結(jié)果表明，樹(shù)種密度的不同對(duì)膠合板的吸聲系數(shù)有顯著影響。密度越高，中低頻吸聲系數(shù)越高，高頻對(duì)吸聲系數(shù)的影響越小。隨著膠合板厚度的增加，其吸聲系數(shù)在一定范圍內(nèi)有所提高。木質(zhì)穿孔板具有良好的吸聲性能，可用于音樂(lè)廳、劇院、體育場(chǎng)館等場(chǎng)所，一般以中/高密度纖維板為基材進(jìn)行沖孔加工，也可采用膠合板配制的穿孔板，例如:通過(guò)研究桉樹(shù)木材多層膠合板的穿孔處理桉樹(shù)木材的制備多層多孔吸聲板,研究發(fā)現(xiàn),穿孔吸聲板的大影響吸收,第二個(gè)是板的厚度,孔徑基本上沒(méi)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(fā)現(xiàn)橡膠層對(duì)其隔聲性能有一定的影響。由于酚醛樹(shù)脂的波速較高，酚醛樹(shù)脂膠合板的隔聲性能總體上高于脲醛膠合板。膠合板層數(shù)和厚度的增加可以抑制共振的產(chǎn)生，從而提高隔音效果。以膠合板為代表的木質(zhì)材料一般具有中等至略差的隔音性能，這主要是因?yàn)槠浔砻婷芏容^低。因此，如果在隔墻等建筑構(gòu)件中使用膠合板，要達(dá)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(guò)膠合板和高分子防潮材料進(jìn)行復(fù)合，通過(guò)更換單板的層數(shù)和防潮材料，可以提高原膠合板的隔音性能，可用于木質(zhì)隔音門，木質(zhì)隔音墻和高鐵隔音材料等領(lǐng)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(fù)合板具有重量輕、隔聲效果好等特點(diǎn)，可作為高速列車型隔聲板使用。此外，通過(guò)調(diào)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(dāng)橡膠層厚度為2 mm，膠合板厚度為3 mm、5 mm、7 mm時(shí)，隔聲效果優(yōu)于3層等厚膠合板。

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