本發明涉及建筑材料技術領域，尤其涉及一種結構板材及其制備方法。
背景技術：
現有結構板材有單板層積材(lvl)、竹簾層積材、竹束層積材、竹木復合層積材和竹重組材。lvl就是利用原料性能好的木材進行截斷、旋切、組坯(順紋紋理方向)、熱壓生產而成的結構板材，其生產成本高，且生產出結構板材的物理力學性能不是很理想，因此在實際應用中還有一定的局限性；而竹簾層積材、竹束層積材、竹木復合層積材和竹重組材是通過竹子剖篾、烘干、浸膠、烘干、組坯、熱壓、鋸邊、檢驗而成的結構板材，其生產成本更高，且膠水都是采用酚醛樹脂膠浸膠，這樣其結構板材中的游離醛、游離酚達不到gb/t18580-2001《室內裝飾材料人造板及其制品中甲醛釋放限量》要求。
目前速生林的木材用途窄，價格低，通常用于生產單板、簡易用的木結構材料或普通膠合板，這對森林資源來講是極大浪費。
技術實現要素：
有鑒于此，本發明的目的在于提供一種速生林結構板材及其制備方法，本發明提供的速生林結構板材的理化性能，如表面膠合強度、浸漬剝離性能、甲醛釋放量等符合國家要求，且安全環保，對減少森林砍伐、保護生態環境具有積極而重大意義。
為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：
一種速生林結構板材，依次包括第一裝飾材料層、第一單板、鋸條、第二單板和第二裝飾材料層，所述第一單板和第二單板由速生林制得，所述第一單板和第二單板的紋理方向相同，所述鋸條由第一單板或第二單板單板鋸解得到。
優選地，所述第一單板和第二單板的厚度獨立地為1.0～3.0mm；所述第一裝飾材料層和第二裝飾材料層的厚度獨立地為0.15～1.2mm；所述鋸條的厚度為8～30mm，所述鋸條的寬度為10～200mm。
優選地，所述鋸條的個數大于1，所述鋸條間沒有間隔。
優選地，所述第一裝飾材料層和第二裝飾材料層獨立地包括單板、席子、科技木、薄木、浸漬紙或無紡布。
本發明還提供了上述技術方案所述速生林結構板材的制備方法，包括以下步驟：
(1)將速生林依次經截斷、旋切、烘干后得到單板；
(2)將所述步驟(1)得到的單板雙面涂膠后，得到涂膠單板；
(3)將所述步驟(2)得到的涂膠單板順紋理方向進行組坯、熱壓后得到組坯板；
(4)將所述步驟(3)得到的組坯板鋸解，得到鋸條；
(5)將所述步驟(4)得到的鋸條雙面涂膠后，與所述步驟(1)得到的單板組合，得到半成品；
(6)將所述步驟(5)得到的半成品與裝飾材料層組合后壓解，得到速生林結構板材。
優選地，所述步驟(2)中雙面涂膠的涂膠量為150～250g/m2。
優選地，所述步驟(2)中雙面涂膠的膠粘劑包括異氰酸酯膠粘劑、改性異氰酸酯膠粘劑、脲醛膠或酚醛膠。
優選地，當所述步驟(2)中雙面涂膠的膠粘劑包括異氰酸酯膠粘劑或改性異氰酸酯膠粘劑時，所述步驟(3)中熱壓的壓力為3～16kgf/cm2，所述熱壓的時間為0.5～2h，所述熱壓的溫度為30～85℃；
當所述步驟(2)中雙面涂膠的膠粘劑包括脲醛膠或酚醛膠時，所述步驟(3)中熱壓的壓力為8～16kgf/cm2，所述熱壓的時間為0.8～1min/mm，所述熱壓的溫度為115～145℃。
優選地，所述步驟(5)中雙面涂膠的涂膠量為50～150g/m2。
優選地，所述步驟(6)中壓解包括熱壓解或冷壓解；
所述熱壓解的壓力為10～16kgf/cm2，所述熱壓解的側壓壓力為6～10kgf/cm2，所述熱壓解的時間為1～120min，所述熱壓解的溫度為115～200℃；
所述冷壓解的壓力為3～12kgf/cm2，所述冷壓解的側壓壓力為6～10kgf/cm2，所述冷壓解的時間30～60min，所述冷壓解的溫度為30～50℃。
本發明提供了一種速生林結構板材，依次包括第一裝飾材料層、第一單板、鋸條、第二單板和第二裝飾材料層，第一單板和第二單板由速生林制得，第一單板和第二單板的紋理方向相同，鋸條由第一單板或第二單板單板鋸解得到，鋸條的個數大于1，鋸條間隔設置。本發明提供的速生林結構板材的理化性能，如表面膠合強度、浸漬剝離性能、甲醛釋放量等符合gbt17657-1999人造板及飾面人造板理化性能試驗方法、細木工板國家標準gb/t5849-2006和gb/t18580-2001《室內裝飾材料人造板及其制品中甲醛釋放限量》和國家林業局《2015年林木制品質量監測抽查方案》的相關要求，且安全環保，對減少森林砍伐、保護生態環境具有積極而重大意義。
附圖說明
下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。
圖1為本發明提供的速生林結構板材的結構示意圖，其中1為第一裝飾材料層，2為第一單板，3為鋸條，4為第二單板，5為第二裝飾材料層。
具體實施方式
本發明提供了速生林結構板材，依次包括第一裝飾材料層、第一單板、鋸條、第二單板和第二裝飾材料層，所述第一單板和第二單板由速生林制得，所述第一單板和第二單板的紋理方向相同，所述鋸條由第一單板或第二單板單板鋸解得到。
在本發明中，所述第一單板和第二單板的厚度獨立地優選為1.0～3.0mm，更優選為1.5～2.0mm。
在本發明中，所述第一裝飾材料層和第二裝飾材料層的厚度獨立地優選為0.15～1.2mm，更優選為0.2～0.8mm。
在本發明中，所述鋸條的厚度優選為8～30mm，更優選為15～25mm；所述鋸條的寬度優選為10～200mm，更優選為12.5～145mm，最優選為26.5～45mm。
在本發明中，所述鋸條的個數大于1，所述鋸條間沒有間隔；在本發明中，所述鋸條組成的總寬度優選為1000～1225mm，更優選為1200～1220mm。
在本發明中，所述第一裝飾材料層和第二裝飾材料層獨立地優選包括單板、席子、科技木、薄木、浸漬紙或無紡布。
本發明對所述速生林的來源沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的市售商品即可。
本發明還提供了上述技術方案所述速生林結構板材的制備方法，包括以下步驟：
(1)將速生林依次經截斷、旋切、烘干后得到單板；
(2)將所述步驟(1)得到的單板雙面涂膠后，得到涂膠單板；
(3)將所述步驟(2)得到的涂膠單板順紋理方向進行組坯、熱壓后得到組坯板；
(4)將所述步驟(3)得到的組坯板鋸解，得到鋸條；
(5)將所述步驟(4)得到的鋸條雙面涂膠后，與所述步驟(1)得到的單板組合，得到半成品；
(6)將所述步驟(5)得到的半成品與裝飾材料層組合后壓解，得到速生林結構板材。
本發明將速生林依次經截斷、旋切、烘干后得到單板。本發明對所述截斷、旋切和烘干的過程沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的手段即可；在本發明中，所述烘干的溫度優選為80～95℃，更優選為85～95℃，所述烘干后單板的含水率優選≤12％。
得到單板后，本發明將所述單板雙面涂膠，得到涂膠單板。在本發明中，所述雙面涂膠的膠粘劑優選包括異氰酸酯膠粘劑、改性異氰酸酯膠粘劑、脲醛膠或酚醛膠，所述改性異氰酸酯膠粘劑更優選為三聚氰胺改性的異氰酸酯膠粘劑。
在本發明中，所述雙面涂膠的涂膠量優選為150～250g/m2，更優選為180～220g/m2，最優選為190～200g/m2。
本發明對所述雙面涂膠的每面的涂膠量沒有特殊的限定，本領域技術人員可以根據涂膠效果選擇任意質量比的涂膠量；在本發明實施例中，優選所述雙面涂膠中每面的涂膠量相等。
得到涂膠單板后，本發明將所述涂膠單板順紋理方向進行組坯、熱壓后得到組坯板。在本發明中，所述組坯板的厚度根據涂膠單板厚度和壓縮率得到，所述壓縮率優選為8～25％，更優選為10～15％；所述組坯板的厚度優選為12～50mm，更優選為20～28mm。
本發明對所述組坯的方式沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的組坯方式即可。
在本發明中，當所述雙面涂膠的膠粘劑包括異氰酸酯膠粘劑或改性異氰酸酯膠粘劑時，所述熱壓的壓力優選為3～16kgf/cm2，更優選為10～12kgf/cm2；所述熱壓的時間優選為0.5～2h，更優選為0.7～1.2h；所述熱壓的溫度優選為30～85℃，更優選為40～50℃；
當所述雙面涂膠的膠粘劑包括脲醛膠或酚醛膠時，所述熱壓的壓力優選為8～16kgf/cm2，更優選為10～12kgf/cm2；所述熱壓的時間優選為0.8～1min/mm，更優選為0.9min/mm；所述熱壓的溫度優選為115～145℃，更優選為120～135℃。
得到組坯板后，本發明將所述組坯板鋸解，得到鋸條。本發明對所述鋸解的方式沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的鋸解方式即可；在本發明實施例中優選采用多片鋸或框式帶鋸機進行鋸解。
得到鋸條后，本發明將所述鋸條雙面涂膠后，與所述單板組合，得到半成品。在本發明中，對所述鋸條雙面涂膠使用的膠粘劑優選與所述單板雙面涂膠使用的膠粘劑相同，在此不再贅述。
在本發明中，所述鋸條雙面涂膠的涂膠量優選為50～150g/m2，更優選為80～120g/m2。
本發明對所述鋸條雙面涂膠中每面的涂膠量沒有特殊的限定，本領域技術人員可以根據涂膠效果選擇任意質量比的涂膠量；在本發明實施例中，優選所述鋸條雙面涂膠中每面的涂膠量相等。
所述鋸條雙面涂膠完成后，本發明將鋸條與所述單板組合，得到半成品。
在本發明中，所述半成品的厚度優選為10～200mm，更優選為15～150mm。
本發明對所述組合的方式沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的組合方式即可。
得到半成品后，本發明將所述半成品與裝飾材料層組合后壓解，得到速生林結構板材。本發明對所述組合的方式沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的組合方式即可。
在本發明中，所述壓解優選包括熱壓解或冷壓解。
在本發明中，所述熱壓解的壓力優選為10～16kgf/cm2，更優選為12～14kgf/cm2；所述熱壓解的側壓壓力優選為6～10kgf/cm2，更優選為7～8kgf/cm2；所述熱壓解的時間優選為1～120min，更優選為25～28min；所述熱壓解的溫度優選為115～200℃，更優選為125～145℃，最優選為135～140℃。
在本發明中，所述冷壓解的壓力優選為3～12kgf/cm2，更優選為～kgf/cm2；所述冷壓解的側壓壓力優選為6～10kgf/cm2，更優選為7～8kgf/cm2；所述冷壓解的時間優選為30～60min，更優選為25～28min；所述冷壓解的溫度優選為30～50℃，更優選為35～40℃。
本發明對所述壓解的裝置沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的壓解裝置即可。
壓解完成后，本發明還包括陳放、鋸邊、檢驗步驟。本發明對所述陳放、鋸邊、檢驗步驟沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的方式即可。
本發明提供了一種速生林結構板材，依次包括第一裝飾材料層、第一單板、鋸條、第二單板和第二裝飾材料層，第一單板和第二單板由速生林制得，第一單板和第二單板的紋理方向相同，鋸條由第一單板或第二單板單板鋸解得到，鋸條的個數大于1，鋸條間隔設置。本發明提供的速生林結構板材的理化性能，如表面膠合強度、浸漬剝離性能、甲醛釋放量等符合gbt17657-1999人造板及飾面人造板理化性能試驗方法、細木工板國家標準gb/t5849-2006和gb/t18580-2001《室內裝飾材料人造板及其制品中甲醛釋放限量》和國家林業局《2015年林木制品質量監測抽查方案》的相關要求，且安全環保，使用了速生林，對減少森林砍伐、保護生態環境具有積極而重大意義。
下面結合實施例對本發明提供的速生林結構板材以及制備方法進行詳細的說明，但是不能把它們理解為對本發明保護范圍的限定。
實施例1
利用速生林生產15mm厚家具用結構板材
將木材進行截斷，截斷后木段通過旋切機旋切，并烘干到含水率≤12％，得到單板；單板用水性異氰酸酯經涂膠機涂膠，雙面涂膠量為150g/m2，把9張厚1.5mm的涂膠單板按單板順紋紋理方向進行組坯和熱壓，壓縮率為10％，生產出12mm組坯板，采用水性異氰酸酯膠粘劑是采用熱壓方式，其壓力為3kgf/cm2，時間30分鐘，溫度為30℃。對壓出來組坯板用框式帶鋸機進行鋸解，其鋸解寬度12.5mm，對鋸條進行雙面涂膠，涂膠量為50g/m2，然后對涂好膠的鋸條并列間隔放置與單板進行組合，組合好后再與裝飾材料層組合后壓解，得到速生林結構板材，在有側壓壓機進行冷壓，冷壓壓力為3kgf/cm2，時間30分鐘，溫度為30℃，側壓壓力為6kgf/cm2，裝飾材料層為浸漬紙，板材陳放24小時后按國家標準進行鋸邊、檢驗。
實施例1制得的速生林結構板材按gbt17657-1999、gb/t5849-2006、gb/t18580-2001和國家林業局《2015年林木制品質量監測抽查方案》規定的方法進行檢測，其性能檢測結果如表1所示。結果表明，制得的速生林結構板材符合國家的相關標準要求，且安全環保，使用了速生林，對減少森林砍伐、保護生態環境具有積極而重大意義。
表1家具用15mm厚速生林結構板材各項性能檢測結果
實施例2
利用速生林生產28mm厚集裝箱底板
將木材進行截斷，截斷后木段通過旋切機旋切，并烘干到含水率≤12％，得到單板；單板用酚醛膠經涂膠機涂膠，雙面涂膠量為250g/m2，把18張厚1.7mm涂膠好的單板按單板順紋紋理方向進行組坯，壓縮率為10％，生產出28mm組坯板，采用酚醛膠膠粘劑是采用熱壓方式，其壓力為12kgf/cm2，熱壓時間為0.8分鐘/mm板厚，溫度為135℃。對壓出來組坯板用多片鋸進行鋸解，其鋸解寬度26.5mm，對鋸條進行雙面涂膠，涂膠量為150g/m2，然后對涂好膠的鋸條并列間隔放置與單板進行組合，組合好后再與裝飾材料層組合后壓解，得到速生林結構板材，在有側壓壓機進行熱壓，熱壓壓力為14kgf/cm2，時間28分鐘，溫度為140℃，側壓壓力為10kgf/cm2，裝飾材料層材料為無紡布，板材陳放24小時后按國家標準進行鋸邊、檢驗。
實施例2制得的速生林結構板材依據gbt17657-2013、gb/t19536-2015標準進行檢測，其性能檢測結果如表2所示，結果表明，制得的速生林結構板材符合國家的相關標準要求，且安全環保，使用了速生林，對減少森林砍伐、保護生態環境具有積極而重大意義。
表228mm厚集裝箱底板各項性能的檢測結果
實施例3
利用速生林生產50×100mm建筑用的木方
將木材進行截斷，截斷后木段通過旋切機旋切，并烘干到含水率≤12％，得到單板；單板用脲醛膠經涂膠機涂膠，雙面涂膠量為190g/m2，把11張厚2.0mm涂膠好的單板按單板順紋紋理方向進行組坯，壓縮率為8％，生產出20mm組坯板，采用脲醛膠膠粘劑是采用熱壓方式，其壓力為10kgf/cm2，時間熱壓時間為0.8分鐘/mm板厚，溫度為115℃。對壓出來組坯板用多片鋸進行鋸解，其鋸解寬度45mm，對鋸條進行雙面涂膠，涂膠量為80g/m2，然后對涂好膠的鋸條并列間隔放置與單板進行組合，組合好后再與裝飾材料層組合后壓解，得到速生林結構板材，在有側壓壓機進行熱壓，熱壓壓力為12kgf/cm2，時間35分鐘，溫度為125℃，側壓壓力為7kgf/cm2，裝飾材料層材料為單板，板材陳放24小時后按國家標準進行鋸邊、檢驗。
實施例3制得的50×100mm建筑用的木方依據gbt17657-2013、gb/t19536-2015標準進行檢測，其性能檢測結果如表3所示，結果表明，制得的速生林結構板材符合國家的相關標準要求，且安全環保，使用了速生林，對減少森林砍伐、保護生態環境具有積極而重大意義。
表350×100mm建筑用的木方各項性能的檢測結果
實施例4
利用速生林生產150×150mm木結構的立柱
將木材進行截斷，截斷后木段通過旋切機旋切，并烘干到含水率≤12％，得到單板；單板用酚醛膠經涂膠機涂膠，雙面涂膠量為200g/m2，把31張厚2.0mm涂膠好的單板按單板順紋紋理方向進行組坯，壓縮率為25％，生產出50mm組坯板，采用酚醛膠膠粘劑是采用熱壓方式，其壓力為12kgf/cm2，時間熱壓時間為0.8-1分鐘/mm板厚，溫度為135℃。對壓出來組坯板用框式帶鋸機進行鋸解，其鋸解寬度145mm，對鋸條進行雙面涂膠，涂膠量為120g/m2，然后對涂好膠的鋸條并列放置與單板進行組合，組合好后再與裝飾材料層組合后壓解，得到速生林結構板材，在有側壓壓機進行熱壓，熱壓壓力為16kgf/cm2，時間120分鐘，溫度為135℃，側壓壓力為10kgf/cm2，裝飾材料層的材料為科技木，板材陳放24小時后按國家標準進行鋸邊、檢驗。
實施例4制得的利用速生林生產150×150mm木結構的立柱依據gbt17657-2013和gb/t19536-2015標準進行檢測，其性能檢測結果如表4所示，結果表明，制得的速生林結構板材符合國家的相關標準要求，且安全環保，使用了速生林，對減少森林砍伐、保護生態環境具有積極而重大意義。
表4150×150mm木結構的立柱各項性能的檢測結果
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。