本發明涉及人造板材制造，具體涉及一種尺寸錯配的巖棉原纖維與酚醛樹脂復合人造板及制備方法。

背景技術：

1、人造板通常指是以木材(木質纖維)為基材，通過有機粘結劑熱壓成型的各類板材。人造板材包括刨花板、密度板、細木工板(大芯板)、膠合板等，廣泛應用于家居(家具、木門、地板)、建筑墻板、隔板和復合地板等領域。人造板材突出的問題是其阻燃性能差，可引起室內火災。市場監管總局關于印發《全國重點工業產品質量安全監管目錄(2024年版)》的通知(國市監質監發〔2023〕5號)中，將家具及建筑裝飾裝修材料的人造板列入全國重點工業產品質量安全監管目錄。

2、為了規避人造板燃燒風險，市場上開發了纖維增強無機板材(無機板材)，主要類型為水泥纖維板、硅酸鈣板等。無機板材能夠達到a級不燃，但其脆性較大，且吸水率高，耐凍融性能不足，主要應用領域是室內干燥環境的隔墻板及裝飾板。

技術實現思路

1、針對現有人造板和無機板材技術中存在的不足，本發明提供一種尺寸錯配的巖棉原纖維與酚醛樹脂復合人造板及制備方法，該復合人造板為有機-無機復合板材。

2、本發明公開了一種尺寸錯配的巖棉原纖維與酚醛樹脂復合人造板，包括：巖棉原纖維、酚醛樹脂、硅烷偶聯劑和憎水劑；

3、按重量百分比計，巖棉原纖維為82～93wt％，酚醛樹脂的固含量為18～7wt％；硅烷偶聯劑占巖棉原纖維總量的2～4wt％，憎水劑占巖棉原纖維總量的3～5wt％；

4、所述巖棉原纖維主要由2.5～3.5cm巖棉長纖維、1.5～2.5cm巖棉中長纖維和0.6～1.5cm巖棉短纖維構成，2～3cm巖棉長纖維占纖維總量的20～30％，1.5～2.5cm巖棉中長纖維占纖維總量的20～30％，0.6～1.5cm巖棉短纖維占纖維總量的40～60％，低于0.6cm的巖棉短纖維以及大于3.5cm的巖棉長纖維占纖維總量不超過15％。

5、其中，巖棉長纖維(2.5～3.5cm)主要起復合材料的增強作用，提高材料的拉伸強度；但長纖維的分散性較差，在混合過程中容易纏結，導致不均勻分布，影響人造板的性能一致性。巖棉中長纖維(1.5～2.5cm)長度適中，能夠提供一定的增強效應，分散性好，在巖棉長纖維與巖棉短纖維之間起到平衡作用；但相比巖棉長纖維，巖棉中長纖維的力學性能增強效果較弱。巖棉短纖維(0.6～1.5cm)分散性好，易于均勻混合，能夠有效填補材料中的空隙，提高人造板的靜曲強度和握螺釘力；但使用單一巖棉短纖維制得的人造板密度過高，不符合人造板輕質高強的實際需求，另外還存在脆性過大，塑性韌性差等問題。通過合理調整巖棉原纖維中，長中短纖維的比例，可以兼顧人造板的密度、靜曲強度、彈性模量、握螺釘力、脆性韌性和耐水性能等，改善纖維的分散性，充分發揮不同長度纖維的優勢，優化人造板的綜合性能。

6、作為本發明的進一步改進，所述巖棉原纖維的材質符合《建筑用巖棉絕熱制品gb/t?19686》或《建筑外墻外保溫用巖棉制品gb/t?25975》標準要求。

7、作為本發明的進一步改進，所述酚醛樹脂為粒徑不大于200目的粉狀固體酚醛樹脂或數均分子量不大于1200g/mol的液體酚醛樹脂。

8、作為本發明的進一步改進，所述硅烷偶聯劑為可溶于水的氨基硅烷偶聯劑、環氧硅烷偶聯劑、乙烯基硅烷偶聯劑、丙烯酸硅烷偶聯劑和甲基硅烷偶聯劑的一種或一種以上復合使用；使用時，所述硅烷偶聯劑與水按照重量比1:(8～10)混溶，形成偶聯劑稀釋液。

9、作為本發明的進一步改進，所述憎水劑為硅基憎水劑的一種或一種以上復合使用，使用時，所述憎水劑與水按照重量比1:(2～4)混合，形成憎水劑稀釋液。

10、本發明還公開了一種尺寸錯配的巖棉原纖維與酚醛樹脂復合人造板的制備方法，包括：

11、s1、將巖棉熔體直接進入離心機，經離心機形成巖棉原纖維；

12、s2、將巖棉原纖維經過切棉機切分出所需長度的原纖維，得到所需的巖棉原纖維；

13、s3、切分后的巖棉原纖維經過2～4道解棉機解棉，并在最后一道解棉機上噴灑偶聯劑稀釋液，混合均勻；

14、s4、帶有偶聯劑的巖棉纖維進入含有粉狀固體酚醛樹脂的混料機中，或者，將粉狀固體酚醛樹脂或者液體酚醛樹脂通過噴霧裝置噴灑在帶有偶聯劑的巖棉纖維上，并混拌均勻；

15、s5、在帶有偶聯劑和酚醛樹脂的巖棉纖維上噴灑憎水劑稀釋液，混合均勻后，轉運至成型機中；

16、s6、轉運至成型機的物料，經過預壓、熱壓、冷壓，形成巖棉原纖維與酚醛樹脂復合人造板坯板；

17、s7、將坯板經過干燥養護，裁切、砂光工藝形成巖棉原纖維與酚醛樹脂復合人造板原板。

18、作為本發明的進一步改進，采用液體酚醛樹脂時，通入熱風干燥，使其含水率不大于10％。

19、作為本發明的進一步改進，在s6中：

20、預壓壓力為0.4～3mpa，預壓溫度為室溫，預壓時間為1～3min；

21、熱壓壓力為5～10mpa，熱壓溫度為180～260℃，熱壓時間為7～15min；

22、冷壓壓力為5～10mpa，冷壓溫度為15～35℃，冷壓時間為3～8min。

23、與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

24、本發明通過控制及調配巖棉原纖維的長度及各自配比，以及硅烷偶聯劑等助劑的使用，使制備的巖棉原纖維與酚醛樹脂復合人造板具有人造板材的高強、高韌性和低吸水率，具有無機板材的a級不燃性能，以提高復合板材的綜合性能。

技術特征：

1.一種尺寸錯配的巖棉原纖維與酚醛樹脂復合人造板，其特征在于，包括：巖棉原纖維、酚醛樹脂、硅烷偶聯劑和憎水劑；

2.根據權利要求1所述的尺寸錯配的巖棉原纖維與酚醛樹脂復合人造板，其特征在于，所述巖棉原纖維的材質符合《建筑用巖棉絕熱制品gb/t?19686》或《建筑外墻外保溫用巖棉制品gb/t?25975》標準要求。

3.根據權利要求1所述的尺寸錯配的巖棉原纖維與酚醛樹脂復合人造板，其特征在于，所述酚醛樹脂為粒徑不大于200目的粉狀固體酚醛樹脂或數均分子量不大于1200g/mol的液體酚醛樹脂。

4.根據權利要求1所述的尺寸錯配的巖棉原纖維與酚醛樹脂復合人造板，其特征在于，所述硅烷偶聯劑為可溶于水的氨基硅烷偶聯劑、環氧硅烷偶聯劑、乙烯基硅烷偶聯劑、丙烯酸硅烷偶聯劑和甲基硅烷偶聯劑的一種或一種以上復合使用；使用時，所述硅烷偶聯劑與水按照重量比1:(8～10)混溶，形成偶聯劑稀釋液。

5.根據權利要求1所述的尺寸錯配的巖棉原纖維與酚醛樹脂復合人造板，其特征在于，所述憎水劑為硅基憎水劑的一種或一種以上復合使用；使用時，所述憎水劑與水按照重量比1:(2～4)混合，形成憎水劑稀釋液。

6.一種如權利要求1～5中任一項所述的尺寸錯配的巖棉原纖維與酚醛樹脂復合人造板的制備方法，其特征在于，包括：

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，采用液體酚醛樹脂時，通入熱風干燥，使其含水率不大于10％。

8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，在s6中：

技術總結
本發明公開了一種尺寸錯配的巖棉原纖維與酚醛樹脂復合人造板及制備方法，按重量百分比計，巖棉原纖維為82～93wt％，酚醛樹脂的固含量為18～7wt％；硅烷偶聯劑占巖棉原纖維總量的2～4wt％，憎水劑占巖棉原纖維總量的3～5wt％；巖棉原纖維主要由2.5～3.5cm巖棉長纖維、1.5cm～2.5cm巖棉中長纖維和0.6～1.5cm巖棉短纖維構成，2.5～3.5cm巖棉長纖維占纖維總量的20～30％，1.5～2.5cm巖棉中長纖維占纖維總量的20～30％，0.6～1.5cm巖棉短纖維占纖維總量的40～60％。本發明通過控制及調配巖棉原纖維的長度及各自配比，以及硅烷偶聯劑等助劑的使用，使制備的巖棉原纖維與酚醛樹脂復合人造板具有人造板材的高強、高韌性和低吸水率，具有無機板材的A級不燃性能。

技術研發人員：金曉冬,楊承志,孫詩兵,王萬甫,任亞航,黃亞飛
受保護的技術使用者：北京工業大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/6