本发明属于人造板材技术领域，具体涉及一种水泥刨花板及其制备工艺和应用。
背景技术：
随着社会快速发展，人们对于环境保护意识与身心健康要求越来越高，对绿色环保型人造板的呼声越来越强烈。传统的刨花板是以木材为原料，以脲醛树脂或酚醛树脂作为胶黏剂，经过施胶搅拌、铺装、热压制备获得，胶水用量大，产品伴随着甲醛含量超标、理化性能不稳定、防水与防潮性能差等问题。
目前市面上已经开发出无醛胶黏剂以替代脲醛树脂或酚醛树脂等释放游离甲醛的胶黏剂，目前的无醛胶黏剂主要为大豆胶、mdi，但是大豆胶施胶工艺复杂且存储期短；mdi则成本高，脱模清洗耗费成本高。因此，人们也在逐渐地开发其他的无醛胶黏剂。
镁水泥作为绿色环保气硬性胶凝材料，其施胶工艺简单，成本较低，并且它与木质植物纤维具有优良的亲和性，制造出来的水泥刨花板不仅能从根本上解决人造板行业甲醛释放问题，同时具有镁水泥力学强度高、快速凝结、绝热防火、隔音、耐磨、尺寸稳定性高等优良性能。
然而，水泥刨花板自身的表面结构呈颗粒状，导致基材表面孔隙率多，粗糙度较大，与各类装饰纸与薄木直接压贴结合能力差，需要对其进行砂光，表面贴平衡层，才能贴三聚氰胺纸或天然薄木。然而，即使砂光后按照gb/t15104-2006《装饰单板贴面人造板》检测基材的浸渍剥离性能与表面胶合强度时，基材的合格率仍旧较低，导致其使用范围受限；需要对水泥刨花板作进一步改良。
如申请号为cn00116538.0的中国发明专利公开了一种快速固化的木质水泥刨花板及其制作方法，按重量百分比计，该木质水泥刨花板含有：刨花15～17％、水泥43～54％、硅酸钠3.5～8％、增强剂0～8％，余量为水。
公告号为cn100387414c的中国发明专利公开了一种轻质水泥刨花板生产方法，该方法选用长度＞30mm的绝干刨花1.0重量份、绝干填料0-0.5重量份、水泥0.5-3份、助剂0.02-0.24重量份、水1.0-2.0重量份搅拌和喷雾均匀，铺装成板坯，冷压(压力0.2-1mpa，时间20-40min)，成型的板材在室温条件自然养护。
然而，上述的水泥刨花板的不足之处在于：(1)组份中需要加入大量的水泥才能保证水泥刨花板的理化性能，且水泥刨花板的密度比普通脲醛刨花板大，养护时间长，养护成本高；(2)水泥刨花板表面主要为木刨花与水泥硬化体的混合物，水泥硬化体不仅阻碍了胶粘液的渗透和流展速度，而且水泥硬化体含量越高，直接饰面能力越差，使得水泥刨花板的应用范围受限。
技术实现要素：
本申请的发明目的是提供一种水泥与木刨花亲和性高，基材密度低、力学强度高、渗透性强的水泥刨花板及其制备工艺和应用。
为实现上述发明目的，本申请的技术方案如下：
一种水泥刨花板，其原料组成包括木刨花，所述的木刨花均先作以下预处理后加入：
(a)将相应的木刨花分别浸入碱液中作降解处理，取出后洗净至冲洗液ph在7-9，沥干；
(b)将沥干的木刨花烘至含水率接近纤维饱和点，取出后在木刨花表面喷洒水分，将木刨花置入120℃的高温热处理箱中，以10℃/h的速率将处理温度自120℃升温至150℃，并在150℃下保温30min，而后降温至103℃，烘至含水率为4-12％。
本申请的水泥刨花板中使用的木刨花均需要先作预处理，其中，碱处理能够使木刨花中部分纤维素和木质素降解，减少木材无定形区，以降低水泥刨花板的吸湿性能，提高尺寸稳定性；而高温热处理一方面能够防止木刨花细胞壁发生过度收缩，破坏微纤丝长度，使结晶区微纤丝排列更加致密有序，木刨花乃至水泥刨花板的密度均下降，力学强度升高，另一方面还能够打通木刨花内的导道与纹孔，使其失去闭合能力，提高自身渗透性，便于胶黏剂渗透和流展，大大提高水泥刨花板的直接饰面能力、浸渍剥离强度和表面胶合强度。
在上述的水泥刨花板中，步骤(a)中，将木刨花进入浓度为1％的碱液中浸泡40-60min后取出。
在上述的水泥刨花板中，步骤(b)中，将沥干的木刨花置于103℃下烘6-8h。
本申请的水泥刨花板可以是三层结构的，包括芯层和处于芯层两侧的表层，所述的表层中，木刨花的长度小于60mm；所述的芯层中，木刨花的长度大于60mm且小于120mm。
在上述的水泥刨花板中，按重量份计，所述的芯层包括：木刨花120份，氯化镁15份，硫酸镁10份，聚乙二醇2-5份，柠檬酸0.5份，有机蒙脱土0.5-2份，异氰酸脂0.5-1份，氧化镁70份，水40份。
在上述的水泥刨花板中，按重量份计，所述的表层包括：木刨花120份，锯末30份，氯化镁10份，硫酸镁15份，聚乙二醇1-2份，柠檬酸0.5份，异氰酸脂1-2份，粉煤灰或硅灰3-5份，有机硅防水剂2-5份，氧化镁65份，水40份。
所述的水泥刨花板的制备工艺包括以下步骤：
(1)对木刨花作预处理，备用；
(2)按照预设的重量份，将氯化镁，硫酸镁，聚乙二醇，柠檬酸，有机蒙脱土和异氰酸脂溶于水中，而后将氧化镁缓慢加入，制备芯层水泥浆料；
(3)按照预设的重量份，将氯化镁，硫酸镁，聚乙二醇，柠檬酸，异氰酸脂，粉煤灰或硅灰，有机硅防水剂溶于水中，而后将氧化镁缓慢加入，制备表层水泥浆料；
(4)按照预设的重量份，将相应长度的经预处理的木刨花分别加入到芯层水泥浆料和表层水泥浆料中，拌胶后交替均匀铺装，先冷压成型，再热压固化，最后置于温度为20-24℃、湿度为65-75％的环境下养护7天，获得所述的水泥刨花板。
本申请优化了芯层水泥浆料和表层水泥浆料的原料组成，不仅能够使水泥刨花板具有良好的表面外观质量，还能够保证基材的整体理化性能，进一步增强水泥刨花板的饰面能力、浸渍剥离强度和胶合强度。
在上述的水泥刨花板的制备工艺中，步骤(4)中，所述的冷压成型的冷压压力为0.8-1.0mpa，冷压时间为2-3h；所述的热压固化的热压温度为105-120℃，热压时间为15-20min，热压压力为2.0-2.5mpa。
本申请提供的所述的水泥刨花板在制备饰面刨花板中的应用包括：将所述的水泥刨花板双面涂胶，在水泥刨花板的表面贴三聚氰胺纸或木单板，经冷压成型和热压固化后，获得所述的饰面刨花板。
基于本申请的水泥刨花板具有优异的直接饰面能力，当在水泥刨花板表面涂胶后，可以直接贴三聚氰胺纸或木单板，且获得的饰面刨花板的表面耐冷热循环，表面胶合强度、静曲强度和内结合强度高，吸湿性能低，浸渍剥离性能优异。
因此，本申请还提供了一种饰面刨花板，该饰面刨花板采用所述的水泥刨花板制备。
与现有技术相比，本申请的有益效果体现在：
本申请的水泥刨花板中使用的木刨花均需要先作预处理，其中，碱处理能够使木刨花中部分纤维素和木质素降解，减少木材无定形区，以降低水泥刨花板的吸湿性能，提高尺寸稳定性；而高温热处理一方面能够防止木刨花细胞壁发生过度收缩，破坏微纤丝长度，使结晶区微纤丝排列更加致密有序，木刨花乃至水泥刨花板的密度均下降，力学强度升高，另一方面还能够打通木刨花内的导道与纹孔，使其失去闭合能力，提高自身渗透性，便于胶黏剂渗透和流展，大大提高水泥刨花板的直接饰面能力、浸渍剥离强度和表面胶合强度。
具体实施方式
下面列举具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细说明。
实施例1制备水泥刨花板
本实施例一种水泥刨花板的制备工艺，包括以下步骤：
将木材加工剩余物风干晾晒至含水率为14-25％；再通过碎料机与刨片机刨片(长30-120mm，宽5-20mm，厚0.20-0.80mm)，刨片通过机械筛选出粗木刨花(长度大于60mm)作为芯层原料，而80％细木刨花(长度小于60mm)与20％锯末作为表层原料，备用。
(1)对木刨花作预处理，备用；
具体包括：(a)将相应的木刨花(即粗木刨花/细木刨花+锯末)分别浸入浓度为1％的氢氧化钠溶液中作降解处理，40-60min后取出，洗净至冲洗液ph在7-9，沥干；
(b)将沥干的木刨花置入103℃的烘箱中烘6-8h，使木刨花含水率接近纤维饱和点(自由水刚刚蒸发完毕，结合水处于饱和状态)取出后在木刨花表面喷洒适量水分，增加表面湿度，为后续的高温高湿环境提供水分；
将木刨花置入120℃的高温热处理箱中，以10℃/h的速率将处理温度自120℃升温至150℃，并在150℃下保温30min，而后降温至103℃，烘至含水率为4-12％。
(2)将氯化镁15份，硫酸镁10份，聚乙二醇2-5份，柠檬酸0.5份，有机蒙脱土0.5份，异氰酸脂1份，溶于40份水中，而后继续将70份氧化镁，缓慢加入，制备得到芯层水泥浆料；
(3)将氯化镁10份，硫酸镁15份，聚乙二醇1-2份，柠檬酸0.5份，异氰酸脂1-2份，粉煤灰或硅灰3-5份，有机硅防水剂2-5份溶于40份水中，而后继续将65份氧化镁，缓慢加入，制备得到表层水泥浆料；
(4)取经步骤(1)预处理的芯层原料(即粗木刨花)120份加入到步骤(2)制备的芯层水泥浆料中，取经步骤(1)预处理的表层原料(即80％细木刨花+20％锯末)150份加入到步骤(3)制备的表层水泥浆料中，机械式拌胶后进行三层铺装：表层-芯层-表层，制板工艺采用先冷压成型(冷压压力为0.8mpa，冷压时间为3h)、再热压固化(热压温度为120℃，热压时间为15min，热压压力为2.5mpa)，最后置于温度为20-24℃、湿度为65-75％的环境下养护7天，获得本实施例的水泥刨花板(密度为0.75g/cm3)。
实施例2制备饰面刨花板(水泥刨花板+科技木+三聚氰胺纸)
本实施例一种饰面刨花板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将实施例1制备的水泥刨花板双面涂胶(三聚氰胺胶，270g-300g/m2)；
(2)在涂胶后的水泥刨花板上下表面各贴上一张50丝科技木，先冷压(冷压压力为0.8mpa，冷压时间为4min)后热压成型(热压温度为110℃，热压时间为4.5min，热压压力为1.0mpa)；
(3)将三聚氰胺纸平铺在科技木表面，热压固化(热压温度为120℃，热压时间为7min，热压压力为1.0mpa)，带机械冷却至80℃后卸下，即获得本实施例的饰面刨花板。
实施例3制备饰面刨花板(水泥刨花板+奥古曼)
本实施例一种饰面刨花板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将实施例1制备的水泥刨花板双面涂胶(三聚氰胺胶，270g-300g/m2)；
(2)在涂胶后的水泥刨花板上下表面各贴上一张40丝奥古曼，先冷压(冷压压力为0.6mpa，冷压时间为4min)后热压成型(热压温度为110-120℃，热压时间为3.5min，热压压力为0.8mpa)，带机械冷却至80℃后卸下，即获得本实施例的饰面刨花板。
实施例4制备饰面刨花板(水泥刨花板+杨木单板+奥古曼)
本实施例一种饰面刨花板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将实施例1制备的水泥刨花板双面涂胶(三聚氰胺胶，270g-300g/m2)；
(2)在涂胶后的水泥刨花板上下表面各贴上一张经过双面砂光的杨木单板，继续上胶，在杨木单板的表面贴一张40丝奥古曼，先冷压(冷压压力为1.2mpa，冷压时间为5min)后热压成型(热压温度为110-120℃，热压时间为5min，热压压力为1.2mpa)，带机械冷却至80℃后卸下，即获得本实施例的饰面刨花板。
实施例5制备饰面刨花板(水泥刨花板+杨木单板+科技木+三聚氰胺纸)
本实施例一种饰面刨花板的制备方法，包括以下步骤：
(1)对实施例1制备的水泥刨花板表面进行打磨抛光并清除表面杂质，在表面打上腻子后过涂胶机，双面施胶(三聚氰胺胶)，施胶量为270g-300g/m2；
(2)对杨木单板的上下表面进行砂光处理后贴于水泥刨花板表面，继续施胶(三聚氰胺胶)，施胶量为270g-300g/m2；
(3)在涂胶后的杨木单板表面贴上50丝科技木，先冷压(冷压压力为0.8mpa，冷压时间为4min)后热压成型(热压温度为110℃，热压时间为4.5min，热压压力为1.2mpa)；
(4)将三聚氰胺纸平铺在科技木表面，热压固化(热压温度为120℃，热压时间为7min，热压压力为1.0mpa)，带机械冷却至80℃后卸下，即获得本实施例的饰面刨花板。
取实施例2-5制备的饰面刨花板，按照gb-t4897-2015《刨花板》的标准进行性能测试，测试结果见表1；按照gb/t15104-2006《装饰单板贴面人造板》的标准进行性能测试，测试结果见表2。
表1
表2