浸渍胶膜纸饰面胶合板的研究现状

何宇航， 蔡聪惠， 梁星宇， 王 正*， 陈 偲

(1.南京林业大学材料科学与工程学院，江苏 南京 210037；2.江苏善聪木业有限公司，江苏 灌南 223700)

浸渍胶膜纸饰面胶合板是近些年国内率先发展起来的人造板材，又称之为生态板。它是以胶合板为基材，再用三聚氰胺浸渍纸饰面胶合而得。由于浸渍胶膜纸的饰面工艺对人造板的平整度要求较高，因此在加工生产中有时需利用单板平衡，调整基层的表面平整度和板材的密度差后，再进行饰面胶合[1]。相较于浸渍胶膜纸饰面的纤维板和刨花板，胶合板具有更优秀的尺寸稳定性，表面更加平整。在我国所有的饰面人造板中，浸渍胶膜饰面人造板约占60%左右，主要用于家具装修、包装等行业。用于墙体的外墙面板时，既可起保护、装饰作用，也能起到隔热性能[2]。而用于户外时，其可代替一般的木材，减少因长时间的阳光照射、雨水侵蚀、菌虫腐蚀等复杂因素带来的问题[3]。

1 生产原料现状

1.1 基材

生态板是由基材和浸渍胶膜纸胶合而成，其中基材是胶合板或细木工板。由于生态板的需求量大等原因，需要选择产量大的树种。在我国，由于速生的杨木分布广、价格低、产量大，适合需求量大的人造板生产，在胶合板和单板的生产中大量使用。除此之外，杨木和桉木的种植历史悠久，在我国是最常用的两大速生树种，也是生态板基材的主要原料。

1.2 胶膜纸

浸渍胶膜纸(简称浸胶纸)是一种素色纸或者印刷装饰纸经过氨基树脂的浸渍，干燥后所得到胶膜纸，再经过热压可与人造板材胶合[4]。浸胶纸以其制作工艺简单，价格便宜，有机挥发性物质释放量少以及其独特的高耐磨性能深受各大表面饰面厂商的喜爱。德国最早进行浸渍胶膜纸的生产，我国浸渍胶膜纸起步较晚，于20世纪50年代开始，经过60多年的发展，浸渍胶膜纸在我国生产生活中扮演了重要的角色。起初用于浸渍胶膜纸的树脂是热固型酚醛树脂[5]，但由于其毒性较大，并且颜色较深，一定程度上影响了板材的装饰性能，随后改用三聚氰胺树脂。三聚氰胺甲醛树脂制作工艺简单，固化快，粘结能力强，具有耐划伤和耐高温的性能[6]，更加适合用来制作胶膜纸。现行工艺采用的则是三聚氰胺甲醛树脂和脲醛树脂分别浸渍。一方面，脲醛树脂的价格更低，用于和三聚氰胺甲醛树脂分别浸渍可降低成本，提高经济效益；另一方面，脲醛树脂有更加良好的渗透性能[7-8]，使浸渍更好更快地进行，提高工作效率。

1.2.1 浸胶纸的增韧研究

除了树脂的渗透性是浸渍胶膜的主要影响因素以外，树脂的韧性也起很大作用。普通的三聚氰胺甲醛树脂固化后的韧性很差，且硬度大不易弯曲[9-10]。周晓剑等[11]利用超支化聚合物聚酰胺-胺(PAMAMs)对三聚氰胺甲醛树脂(MF)进行共混改性，树脂浸渍纸的抗张强度和抗伸长率在改性的作用下分别提高了43%和100%，表明改性后的三聚氰胺甲醛树脂的韧性得到极大提升。刘冉等[12]就三聚氰胺甲醛树脂的冲击韧性较差的缺陷，使用三元乙丙橡胶、三聚氰胺以及甲醛等原料合成三元乙丙橡胶增韧三聚氰胺甲醛合金，对三聚氰胺甲醛树脂起到了很好的物理增韧作用。雷昆等[13]采用三-(2-羟乙基)异氰酸脲酯(THIEC)作为增韧剂对三聚氰胺甲醛树脂(蜜胺树脂)进行化学改性。试验表明经过化学改性后，在没有损失其阻燃性能及热绝缘性能的前提下，利用普通发泡法制成的蜜胺泡沫的力学性能得到提高。李曼曼[14]为提高MF制品的柔韧性，以聚乙二醇接枝三聚氰胺(M-PEG)替代部分三聚氰胺，并与甲醛、聚乙烯醇(PVA)在碱性条件下合成了聚乙二醇-三聚氰胺甲醛(PEG-MF)与PVA的半互穿聚合物网络体系(Semi-IPN)。结果表明Semi-IPN的韧性比纯MF树脂提高了800%，最高可达到19.700 kJ/m3。

1.2.2 降低甲醛释放研究

三聚氰胺甲醛树脂(MF)本身无毒性，但是其会释放一种有毒的甲醛气体。通常情况下，我们会选择使用降低三聚氰胺和甲醛物质的量之比来降低游离甲醛的含量。王凯伦等用木质素磺酸钠改性MF树脂，在碱性条件下分别采用一步法和两步法制备改性树脂作对比，发现相比一步法成型的树脂，两步法的游离甲醛质量分数低19%[15]。许善峰等以核桃粕(WD)为添加剂，改性三聚氰胺脲醛树脂(MUF)，试验表明树脂合成过程中加入WD，经热压制板后板材甲醛释放量降低64.68%，板材胶合强度提高15.53%[16]。WeiminChen等用TiO2-SiO2纳米复合气凝胶和三聚氰胺-甲醛树脂的混合物涂布原始装饰纸，并将涂布的三聚氰胺浸渍纸进一步装饰到杨木表面上，用以测试其对气态甲醛降解和抑烟的光催化活性。结果表明：TiO2-SiO2纳米复合气凝胶中大量孔隙的存在和TiO2锐钛矿型纳米晶出现协同作用，使其对液态和气态甲醛的降解率分别达到65.8%和56.6%。此外，TiO2-SiO2纳米复合气凝胶的多孔结构和不燃性也成就了高度抑烟性，实现了CO和CO2的最大降低[17]。Yu Liu等用纳米材料增强的三聚氰胺树脂浸渍装饰纸，研究了纳米材料类型(纳米TiO2、纳米MMT)和负载水平(0.5%、1%)对三聚氰胺浸渍纸人造板甲醛和VOCs排放的影响。结果表明：纳米材料对板材中甲醛和VOCs的排放有显著影响。与控制板相比，涂有0.5%纳米颗粒增强的三聚氰胺浸渍纸的人造板甲醛释放量略有下降。随着加载水平的增加，排放下降到一个较低的值，比控制板低22.2～36.6%[18]。

2 浸渍胶膜纸饰面胶合板国内外研究进展

浸渍胶膜纸饰面胶合板最先在中国出现，该板材以胶合板为基材，浸渍胶膜纸为两侧覆面材料。以胶合板为基材使得该板材具有更好的尺寸稳定性、不易翘曲变形、握钉力强等特点。同时因为胶膜纸覆面使得板材具有耐磨、耐灼烧、耐腐蚀和耐划伤等特点。在贴面之后，生态板相较于其他人造板有更低的甲醛释放量，是深受大众喜爱的一种新型板材。自从生态板问世以来，国内学者对其进行了大量研究。但至目前为止，国外对浸渍胶膜饰面胶合板的相关研究很少。

2020年，顾水祥等[19]结合浸渍胶膜纸饰面胶合板特点以及阻燃要求，通过试验探究生产常用的MUF胶和阻燃剂的配比及阻燃剂的涂布对浸胶板性能的影响。结果表明：调配的专用阻燃剂采用两次涂胶工艺制成的浸胶板提升了板材的阻燃性能。此外，一次涂胶和二次涂胶按照优化工艺进行，浸胶板的浸渍剥离、表面胶合强度、甲醛释放量等性能指标均达到相应标准要求，且阻燃性能达到家居应用要求。

同年，张圆[20]对浸渍胶膜纸饰面胶合板表面性能进行研究。结果表明：对于一次覆膜法制备的浸胶板而言，在热压工艺为热压温度100 ℃、热压压力1 MPa、热压时间7 min时，该浸胶纸的表面胶合强度与表面耐龟裂、耐香烟灼烧、耐水蒸气和耐污染性能较好。而改进一次覆膜法具有更优秀的表面耐龟裂、耐香烟灼烧等性能。此外，无纺布是一种优良的改进一次覆膜法与改进二次覆膜法的添加材料。

同年，Jianfeng Xu[21]用小分子聚丙烯酸酯-聚乙二醇(PEG)胶粘剂实现了无甲醛加入的浸渍体系，并用高碘酸钠和三乙二胺改性的二醛改性CNF(D-CNF)来提高浸渍装饰纸的表面性能。结果表明：掺入D-CNF和三乙二胺的浸渍装饰纸具有良好的物理强度和表面性能。当复合乳液中加入0.3 wt% D-CNF和3 mL/100 g三乙二胺时，浸渍装饰纸粘接纤维板的硬度、耐磨性和表面粘接强度分别达到3 H、损伤330 r和1.13 MPa。

2018年，杨生等[22]采用浸渍胶膜纸作为电热层的胶合材料，碳纤维纸电热膜铺设电极作为电热层，通过热压制备电热功能胶合板，初步探讨了电热功能胶合板的结构对温升、结构稳定性的影响。结果表明：电热层置于第一层和第二层单板之间、同时平衡层置于第九层和十层单板之间时，电热功能胶合板的耐热尺寸稳定性均达到了实木复合地板的相关要求。

2017年，池永亮[23]从外观质量和理化性能两方面阐述了浸渍胶膜纸饰面胶合板存在的主要质量问题。详细总结了质量问题发生的原因，从生产实际出发。同时从生产原料、生产工艺和生产管理三个方面介绍了浸渍胶膜纸饰面胶合板的质量控制途径。其中，饰面胶合板压贴的适宜工艺如下：对于单层热压机，热压温度为120～150 ℃、热压压力为0.6～0.8 MPa、热压时间为3～7 min；对于多层热压机，热压温度为130～150 ℃、热压压力为0.8～1.1 MPa、热压时间为6～10 min。

2017年，汪小叶[24]对浸胶纸饰面胶合板和细木工板制备及表面性能进行研究，结果表明：表面热压工艺对饰面板的表面性能影响因板材厚度不同而不同，浸渍胶膜纸饰面桉木胶合板在热压温度为135 ℃、160 ℃时，板材表面出现龟裂的试件数多；而浸渍胶膜纸饰面杉木细木工板出现龟裂的热压温度为110 ℃、160 ℃。如果热压温度过高，还会导致浸渍胶膜纸的韧性降低。

2016年，詹先旭等阐述了浸渍胶膜纸饰面胶合板和细木工板覆贴法和直贴法的生产工艺，并指出了浸渍胶膜纸饰面胶合板的加工技术较差和甲醛释放量偏高的事实，最终提出了健全质量管理体制，增加科研合作等一系列措施。

2004年，GökayNemli等[25]研究了尿素甲醛-三聚氰胺甲醛树脂吸附率、原纸重量、浸渍/涂层工艺、总树脂吸附率(TRPU)对三聚氰胺浸渍纸(三聚氰胺涂料)抗划伤(SR)、耐磨(AR)、卷烟燃烧和着色性能的影响。结果表明：TRPU的增加提高了SR和AR值，一步法的SR和AR值高于两步法。此外，浸渍过程对其抗污性和抗烟烧性有重要影响。

3 结论与展望

浸渍胶膜饰面胶合板作为一种新型人造板材，融合浸渍胶膜纸和胶合板或细木工板的优点，在家具业、包装业和装饰装修等行业领域中展现出巨大的应用前景。近年来经过国内科研人员的创新研究，浸渍胶膜饰面胶合板已在阻燃、耐磨、耐水、防划伤等性能水平上均有较大突破；同时还在甲醛含量测定及控制、浸渍胶膜纸增韧、生产工艺方法等方面取得了较好成果。当然，该产品在生产与性能等方面的研究水平有待提升。同时还需在胶黏剂、防虫、阻燃、隔音等方面开展更多的功能性探索，综合多种性能优势，以期为浸渍胶膜纸饰面胶合板在我国有更加高效长远的发展。