无醛秸秆建筑装饰材料
技术领域
本申请涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种无醛秸秆建筑装饰材料。
背景技术
实现废弃农作物秸秆的环保、高附加值的综合利用，一直是木质材料领域、复合材料领域的重要研究方向。目前，废弃农作物秸秆的主要利用方式是将秸秆材料与无醛树脂粉末(PVC粉末)有机结合，形成一种利用无醛树脂粉末增强的秸秆基质的生物质复合材料(秸秆-PVC复合材料)。与此同时，为实现秸秆材料的高附加值利用，还在秸秆-PVC复合材料的基础上，层压优质的实木质装饰层，优选为优质实木木材的锯材或旋切材，以获得一种外观、使用性能俱佳的新型材料。然而，由于秸秆-PVC复合材料具有相对较好的尺寸稳定性，因此，与实木木材的锯材或旋切材层压复合后，会因二者尺寸稳定性的不同，导致弯曲、翘曲变形的问题。
实用新型内容
本实用新型的技术目的旨在克服上述层压复合产生变形的技术问题，从而提供一种无醛秸秆建筑装饰材料，其通过纠偏翼、复合槽的设置，能够相对较好地消化实木木材的锯材或旋切材在环境温湿度变化时产生的尺寸变化，避免实木木材的锯材或旋切材的尺寸变化用于与其粘结固定的基材层(秸秆-PVC复合材料)而导致的弯曲、翘曲的变形。
为实现上述目的，本实用新型提供了无醛秸秆建筑装饰材料，包括相互粘结复合的装饰层和基材层，所述装饰层为木质单板，所述基材层为秸秆木塑复合板，所述装饰层包括复合本体、自所述复合本体表面向其宽度方向的两侧延伸形成的纠偏翼，所述基材层的一个表面上具有用于粘结并容纳所述复合本体的复合槽，所述复合槽的槽壁与所述复合本体的侧边之间具有间隙，所述复合槽的槽缘与所述复合本体的侧面相接触。
借由上述结构，在第一个方面，通过复合槽的槽缘与复合本体的侧面的接触配合、及纠偏翼对复合本体的变形的牵扯限制，能够较为有效地控制或限制装饰层的表层部分(即复合本体上与纠偏翼等厚或接近等厚的厚度部分的材料)的尺寸变化；并且，通过复合槽的槽壁与复合本体的侧边之间的间隙配合，为复合本体的尺寸变化预留了空间，避免二者尺寸变化量不同时，装饰层的材料对基材层的材料的挤压所导致的无醛秸秆建筑装饰材料的变形；与此同时，当装饰层具有一定厚度时，装饰层的材料本身在厚度方向上的尺寸变化量的不同会引起其自身的变形，复合槽的槽壁与复合本体的侧边之间的间隙与纠偏翼对复合本体的变形的牵扯限制，能够较为有效地克服装饰层的材料自身的变形引发的无醛秸秆建筑装饰材料的变形。在第二个方面，复合槽的槽缘与复合本体的侧面的接触配合，能够保证装饰层与基材层的侧向连接处的结构强度。
作为一种优选的技术方案，所述槽壁呈凹陷的半圆弧形，且其与所述复合槽的槽底的过渡处，与所述复合本体的侧面相接触。
作为一种优选的技术方案，所述基材层具有倒角，所述槽缘位于近所述倒角设置。
作为一种优选的技术方案，所述复合本体与所述复合槽的槽底之间通过第一纠偏层粘结复合，所述复合槽的槽壁与所述第一纠偏层的侧边之间具有间隙；所述装饰层、所述第一纠偏层均为木质旋切单板，且所述复合本体的旋切背面与所述第一纠偏层的旋切背面相粘结，所述第一纠偏层的旋切正面与所述槽底相粘结。
综上所述，本实用新型的一种无醛秸秆建筑装饰材料，能够较为有效地避免实木木材的锯材或旋切材的尺寸变化用于与其粘结固定的基材层(秸秆-PVC复合材料)而导致的弯曲、翘曲的变形。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例1的无醛秸秆建筑装饰材料的一种结构示意图；
图2是本实用新型实施例1的装饰层的一种结构示意图；
图3是本实用新型实施例1的装饰层的粘结复合后的一种结构示意图；
图4是本实用新型实施例1的基材层的一种结构示意图；
图5是图1中A处的局部放大图；
图6是本实用新型实施例4的无醛秸秆建筑装饰材料的一种结构示意图；
以上附图的附图标记：100-装饰层，110-复合本体，120-纠偏翼，200-基材层，210-复合槽，211-槽壁，212-槽缘，213-槽底，220-倒角，300-第一纠偏层，400-第二纠偏层。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例1：参考图1所示的一种无醛秸秆建筑装饰材料，包括相互粘结复合的装饰层100和基材层200，装饰层100为木质单板。参考图2所示，装饰层100为实木木材的锯材或旋切材，在本实施例中，装饰层100采用目前市场接受度最高的木种——栎木，厚度为6mm，其包括复合本体110、自复合本体110表面向其宽度方向的两侧延伸形成的纠偏翼120，纠偏翼120的厚度为0.6～0.8mm。复合本体110与纠偏翼120为同一块锯切或旋切板材中的部分，纠偏翼120的形成方法可通过对复合本体110的宽度方向的两侧边部进行刨切、砂光等去除部分厚度的材料而形成。参考图4所示，基材层200为秸秆木塑复合板，基材层200的一个表面上具有用于粘结并容纳复合本体110的复合槽210，基材层200的厚度为13.4mm，复合槽210的深度为5.4mm。复合槽210可通过对基材层200的一个表面上进行刨切、砂光等去除部分厚度的材料而形成，被去除后的材料仍可回收重塑。通过胶粘剂的使用、热压使二者粘结复合。粘结复合后，结合图5所示，复合本体110位于复合槽210内，纠偏翼120则与基材层200的表面上未开设复合槽210的部分的表面粘结固定；复合槽210的槽壁211与复合本体110的侧边之间具有间隙，复合槽210的槽缘212与复合本体110的侧面相接触。
借由上述结构，在第一个方面，纠偏翼120的厚度相对较薄，可被视为不具有实木特性，因此，纠偏翼120处部分的材料几乎不随环境温湿度的变化而发生尺寸的变化，同时，纠偏翼120粘结固定于基材层200的非槽的部分的表面上，因此纠偏翼120能够起到对复合本体110的变形的牵扯限制；同时，复合槽210的槽缘212与复合本体110的侧面的接触配合，能够较为有效地控制或限制装饰层的表层部分(即复合本体上与纠偏翼等厚或接近等厚的厚度部分的材料)的尺寸变化。
在第二个方面，由于装饰层100与基材层200的尺寸变化量不相同，当装饰层100发生尺寸变化(特别是受潮膨胀)时，装饰层100会挤压复合槽210的槽壁211，并导致无醛秸秆建筑装饰材料的变形，因此，复合槽210的槽壁211与复合本体110的侧边之间的间隙，为复合本体110的尺寸变化预留了空间，能够较为有效地避免无醛秸秆建筑装饰材料发生变形。
在第三个方面，为了保证装饰效果，市场期望能够使用实木木材的锯材或旋切材作为装饰层100，然而，当装饰层100具有一定厚度时，装饰层100的材料本身在厚度方向上的尺寸变化量的不同会引起其自身的变形，复合槽210的槽壁211与复合本体110的侧边之间的间隙及纠偏翼120对复合本体110的变形的牵扯限制，能够较为有效地克服装饰层110的材料自身的变形引发的无醛秸秆建筑装饰材料的变形。
在第四个方面，复合槽210的槽缘211与复合本体110的侧面的接触配合，能够保证装饰层100与基材层200的侧向连接处的结构强度。
由此，装饰层100既具有一定的厚度，从而能够使复合后的无醛秸秆建筑装饰材料具有相对较强的实木特性，提高其装饰效果与附加价值，并且能够较为有效地避免实木木材的锯材或旋切材的尺寸变化用于与其粘结固定的基材层200(秸秆-PVC复合材料)而导致的弯曲、翘曲的变形，使复合后的无醛秸秆建筑装饰材料具有相对较好的尺寸稳定性。
在本实施例中，基材层200具有倒角220。倒角220的形成工艺根据基材层200的制作工艺，例如，基材层200采用挤出工艺制成，则可通过改变挤出头的挤出空间的形状，直接挤出具有倒角220的基材层200；基材层200采用模压成型工艺制成，则可通过改变模具的形状，直接模压成型具有倒角220的基材层200。在本实施例中，采用前者的工艺。由于倒角220的存在，结合图3所示，当装饰层100粘结复合与基材层200之上后，纠偏翼120被弯曲而包覆与倒角220的表面之上。
作为优选，槽缘212位于近倒角220设置。对于地板或者墙板而言，倒角220处在日常使用中受到的踩踏力、摩擦力等均是最小的，因此将槽缘212设置于位于近倒角220的位置上，能够较为有效地避免复合槽210的槽壁211与复合本体110的侧边之间的间隙对装饰层100与基材层200的侧向连接处的结构强度的影响。具体来说，近倒角220的位置可以是靠近倒角220约2～5mm的距离处的位置上，在本实施例中，槽缘212设置于倒角220与基材层200的连接处。同时，槽壁211呈凹陷的半圆弧形，且其与复合槽210的槽底213的过渡处、与复合本体110的侧面相接触。从而，相对有效地减少复合槽210的设置对装饰层100与基材层200的侧向连接处的结构强度的影响。
特别地，当将槽缘212设置于位于近倒角220的位置上、且槽壁211呈凹陷的半圆弧形的另一技术效果在于，当装饰层100选用的实木质材料的尺寸稳定性相对较差而使槽壁211与复合本体110的侧边之间的间隙不足以容纳其产生的膨胀形变时，其变形对基材层200的影响集中于倒角220与槽壁211处；相似的，当纠偏翼120与基材层200的粘结不足以牵扯限制其收缩形变时，其变形对基材层200的影响集中于倒角220与槽壁211处。
在本实施例中，复合后的无醛秸秆建筑装饰材料的宽度为120mm、长度为1000mm、厚度为14mm。
在本实施例中，基材层200包括以下重量份的原材料：
其中，聚氯乙烯树脂(PVC)、钙粉可为市售任意一种；稳定剂为市售所得，例如包括复合盐(HJ-301)、硬脂酸、ACR401、钛白(金红石型)等；润滑剂可为市售任意一种，优选为硬脂酸盐类内润滑剂；偶联剂可为市售任意一种，优选为N,N-二甲基甲酰胺(MAPP)。秸秆颗粒的粒径为580～620μm，秸秆纤维的纤维细度为60目、纤维长度为6～7mm。秸秆颗粒、秸秆纤维采用棉花秸秆制成，均经过碱处理与接枝处理，例如NaOH(5％)溶液水浴后经甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、N,N-二甲基甲酰胺(MAPP)的反应处理。
在本申请技术方案中，通过添加秸秆纤维，并利用秸秆纤维与秸秆颗粒的相互作用，从而在保证基材层的力学强度、阻燃效果、防水效果的同时，使其呈现多孔化结构，具有相对较低的密度，并具有一定的静音、吸声效果。
具体来说，秸秆颗粒的存在能够使本申请的无醛秸秆建筑装饰材料呈现多孔化的结构，而秸秆纤维架于与其接触的秸秆颗粒之上，能够使多孔结构的孔隙之间被连通，而不再是独立的、封闭的孔隙结构。进一步地，在本实施例中，结合槽壁211与复合本体110的侧边之间的间隙，贯穿于无醛秸秆建筑材料的整个长度方向，因此除了能够解决复合材料的尺寸稳定性的技术问题，同时还能够使相互连通的孔隙与复合材料的表面连通，从能提高无醛秸秆建筑装饰材料的吸声效果。
实施例2：实施例2与实施例1的区别在于，基材层200包括以下重量份的原材料：
其中，秸秆颗粒的粒径为700～750μm，秸秆纤维的纤维细度为55目、纤维长度为4～5mm。
实施例3：实施例3与实施例1的区别在于，基材层200包括以下重量份的原材料：
其中，秸秆颗粒的粒径为850～890μm，秸秆纤维的纤维细度为50目、纤维长度为2～3mm。
实施例4：实施例4与实施例3的区别在于，参考图6所示，复合本体110与复合槽210的槽底213之间通过第一纠偏层300粘结复合(例如胶粘粘结)。此时，复合本体110的侧边、第一纠偏层300的侧边均与复合槽210的槽壁211之间具有间隙。优选地，第一纠偏层300的材种与装饰层100的材种相同，在本实施例中，第一纠偏层300为栎木。
特别地，装饰层100、第一纠偏层300均为木质旋切单板，且复合本体110的旋切背面与第一纠偏层300的旋切背面相粘结，第一纠偏层300的旋切正面与槽底213相粘结。其中，所述的旋切背面指的是在通过旋切的方式使原木开卷的过程中，旋切的刀具切割的单板的面。旋切背面在旋切过程中，常常会形成背面裂隙，且旋切背面相较于旋切正面更接近于径向，因此，旋切背面相互粘结复合的复合本体110和第一纠偏层300之间可形成相互的变形牵扯限制，从而能够尽量使形变集中于槽壁211与二者之间的间隙处，以更进一步地避免无醛秸秆建筑装饰材料发生弯曲的变形。优选地，第一纠偏层300的厚度为复合槽210的深度的一半，例如本实施例中，复合本体110的厚度为3.3mm，纠偏翼120的厚度为0.6mm，第一纠偏层300的厚度为2.7mm。
与此同时，基材层200的底面复合有第二纠偏层400，第二纠偏层400的厚度为2～3mm。第二纠偏层400与基材层200之间的复合方式根据制造工艺的不同而不同，例如，当制造工艺为模压成型时，则通过在模具的底部和上部铺设不同的第二纠偏层400的配料和基材层200的配料后模压成型；当制造工艺为挤出成型时，则通过增加一个入料通道、并增设分配器后，两层结构通过挤出头挤出成型。第二纠偏层400以下重量份的原材料：
其中，大粒径秸秆颗粒的粒径为720～750μm，小粒径秸秆颗粒的粒径为220～260μm。
实施例5：实施例5与实施例4的区别在于，第二纠偏层400以下重量份的原材料：
其中，大粒径秸秆颗粒的粒径为850～890μm，小粒径秸秆颗粒的粒径为180～200μm。
实施例6：实施例6与实施例4的区别在于，第二纠偏层400以下重量份的原材料：
其中，大粒径秸秆颗粒的粒径为550～580μm，小粒径秸秆颗粒的粒径为280～300μm。
实施例1至实施例6的基材层的力学性能检测实验结果参考表1所示。其中，对照组1为秸秆(棉花)纤维板，包括以下重量份的原材料：
弯曲性能的检测实验方法参照GB/T 9341-2008实施、拉伸性能的检测实验方法参照GB/T 1040-2018实施、冲击性能的检测实验方法参照GB/T 1043-2018实施。实验时，实施例1至实施例3的基材层200的取样区域为复合槽210以下的部分，取样厚度为8mm；实施例4至实施例6的基材层200的取样区域为复合槽210以下的部分加上第二纠偏层，取样厚度为8mm；对照组1的材料厚度为8mm。
表1.实施例1至实施例6的基材层的力学性能检测实验结果对照表
实施例1至实施例6的无醛秸秆建筑装饰材料的性能检测实验结果参考表2所示。其中，对照组2为将6mm厚的栎木旋切单板与实施例3的工艺制得的基材层200直接粘结复合而成；对照组3为将6mm厚的栎木旋切单板与具有实施例1中的基材层200的结构的秸秆(棉花)纤维板粘结复合而成。
表2中的实验项目中，宽度/长度方向翘曲率的实验方法为，取样材料的宽度为实施例1至实施例6的无醛秸秆建筑装饰材料的本宽、本长、本厚，将上述取样材料置于环境温湿度为30℃/45％RH的恒温恒湿箱中，至Δh1′、Δh2′(正向翘曲量)不发生变化后，测量并统计Δh1′、Δh2′；再将上述取样材料置于环境温湿度为30℃/92％RH的恒温恒湿箱中，至Δh1″、Δh2″(反向翘曲量)不发生变化后，测量并统计Δh1″、Δh2″；取Δh1′与Δh1″中绝对值较大的一个作为Δh1，取Δh2′与Δh2″中绝对值较大的一个作为Δh2。
宽度方向翘曲率按照下式(1)计算：
长度方向翘曲率按照下式(2)计算：
其中，式(1)、(2)中的ε1为宽度方向翘曲率，ε2为长度方向翘曲率，Δh1为宽度方向的翘曲高度，Δh2为长度方向的翘曲高度，B为取样材料宽度，L为取样材料长度；
吸声系数(α)按照下式(3)计算：
其中，α为吸声系数，Eα为被取样材料或结构吸收的声能，Er为被取样材料或结构反射的声能，本次实验中使用的声波频率为250Hz。
表2.实施例1至实施例6的无醛秸秆建筑装饰材料的性能检测实验结果对照表
从表1与表2的实验结果可以了解，实施例5的第二纠偏层400中的小粒径秸秆颗粒能够填充大粒径秸秆颗粒、秸秆纤维所形成的孔隙，因此，其力学强度、纠偏效果(通过翘曲率反映)得到了有效地提高，但是正因如此，反而使其吸声系数相较于实施例3明显地下降(有效吸声材料的厚度下降)。实施例6的第二纠偏层400利用孔径接近、但存有差异的小粒径秸秆颗粒、大粒径秸秆颗粒，可能地修正了孔隙的形状、结构、减小了单个孔隙的孔径、但提高了整体孔隙率，与此同时，不论是模压成型还是挤出成型，都能够使两个层之间的孔隙是相互连通的，从而大幅提高了实施例6的无醛秸秆建筑装饰材料的吸声系数；另一个方面，可能地，因其孔隙率的增加，使其本身的吸水厚度膨胀率下降，而加强了实施例6的第二纠偏层400对基材层200受装饰层100影响而带来的翘曲的纠正作用。通过各实施例与对照组2的复合材料对比后，能够较为充分的反映槽壁211与复合本体110、第一纠偏层300之间的间隙对优化无醛秸秆建筑装饰材料的宽度/长度方向翘曲率、吸声系数的贡献。
以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。
