强化复合木地板吸水变形与改善途径的方法

1 前 言

以林产工业副产品、不成材的杂木等为基本原料，经过深加工制成的强化复合木地板，具有高耐磨，硬度大、耐香烟灼烧、自然木材纹理、装饰效果好、表面不易被污染、安装维修简单等一系列优点，因而成为20世纪90年代中期以来我国公共建筑和居民住宅迅猛发展的地面高级装饰装修材料之一。但其防水性能差、吸水膨胀率大一直是难以克服的弱点，尤其当地板基材耐水性差、周边安装密封不严时，外界水分的进人会引起周边膨胀、变形，对地板的美观及使用效果造成一定影响。

本文通过实验描述了强化复合木地板吸水膨胀。变形特性，对其变形机理作出分析。同时评价了现有强化复合木地板24h吸水厚度膨胀率国标检测方法，指出其不足之处并提出新的检测方法。为改善地板防水性能，本文作了进一步研究，提出一种简便可行的企口全封闭改性法，使地板吸水膨胀率大大降低。2 强化复合木地板吸水膨胀、变形特征及其机理分析 2．1 强化复合木地板吸水膨胀、变形特征

一般来说，强化复合木地板由A12q耐磨纸、装饰纸、高密度纤维板、平衡纸四层材料热压而成。为便于铺设安装，地板四边加工成尺寸较精确的槽、榫（也称作企口）。

将强化复合木地板分别放人25℃恒温水槽中和95％相对湿度的恒温箱中，定期观察并测量其厚度变化（注：本文实验研究中所用强化复合木地板为同一厂家产品）。多次实验结果表明，地板吸水或吸湿后主要是槽、榫边缘厚度增大，而板中部厚度基本不变，即吸水膨胀变形主要发生在板的企口边缘。随浸水时间延长，边缘厚度膨胀更大，严重时板侧面可见明显的分层开裂现象，且膨胀有向板中间推移的趋势，但在浸水的前l－3d内，主要是边缘吸水膨胀。一般6－7d左右地板吸水率基本达到饱和。地板吸水膨 同时发现强化复合木地板的上层装饰纸与下层平衡纸防水性能较好，或基本不透水。即水分主要是从芯层纤维板的侧面企口处进入。

2．2 机理分析

耐磨纸、装饰纸与平衡纸都经树脂（如三聚氰胺甲醛树脂）浸渍，热固化后具较好的防水防潮功能，故水分一般不会从地板的上、下表面进人。

芯层高密度纤维板主要由木纤维和树脂（如脲醛树脂）胶合而成，一般含胶量较小。在其制造过程中，将植物纤维分离后再掺树脂热压成型，纤维间由于排列错乱必留有大量空隙，而树脂所占比重小，不能完全充满空隙；同时每一纤维都由具吸水能力的植物细胞组成，纤维内部也存在大量空隙，故纤维板实属多孔结构。这样，水分通过纤维和纤维之间的空隙以及纤维内部的空隙传递进人地板，使地板膨胀导致翘曲变形。

由于水分难以从地板的上下表面进人，而板侧面是裸露的纤维板，实际使用环境中当周边安装密封不严时水分就会从板拼接缝隙进人，引起企口边缘膨胀变形而不能使用。

3 国标吸水厚度膨胀率检测方法的不足及改进方法

如上所述，可知强化复合木地板的吸水膨胀变形主要发生在企口边缘，尤其在浸水24h以内。而24h吸水厚度膨胀率是强化复合木地板重要的质量评价指标之一。现有国家标准规定此指标检测方法大致为：

在正方形试板上，以试板中心与一边的两角分别作两条连线及另一边中点与中心作连线，距板边25mm与3条线作交点为测量点。以3点厚度的平均值为板厚h1；。将试板于25± 2℃水中浸泡24h后取出测3点厚度，求平均值h2。地板24h吸水厚度膨胀率H＝（h2－h1；）×100％／h1；。

显然，24 h内地板膨胀基本上只发生在企口边缘部位，在距边缘25 mm的板内位置取点测量厚度变化、以此计算地板的吸水膨胀率是不太合理的。

笔者认为，依据实际使用过程中强化复合木地板吸水膨胀变形情况，应以企口边缘的厚度膨胀率为准，即应全部在企口边缘取点。以此为原则，本文提出一种新的检测方法，其与国标的不同之处为：取正方形试板，将其两对边企口各分四等份，在l／4、l／2、3／4边长处取点测量厚度变化情况。

按此方法测得的地板吸水厚度膨胀率会比国标方法得出的值略大，但更真实、准确地反映了地板吸水变形情况。 4 强化复合木地板防水性能的改进措施

改善措施有内部改性和外部改性两种。前者主要从提高强化复合木地板内在质量着手，如对树脂进行改性，尽量减小尺寸加工误差等。对此，笔者不作深一步探讨，而主要研究了外部改性方法。

目前，研制出一种简便而行之有效的方法——企口全封闭法。即在地板企口表面喷刷特殊的防水封闭剂，使其渗进板的空隙内部起堵塞作用，并在企口表面形成一层胶膜，封锁了纤维板内的空隙，毛细管作用受到某种程度的破坏；这层胶膜改变了纤维板和水的接触角，从而达到防水效果。

以未改性地板作参比，选用3种封闭剂C－15、D一26、E－52，对用企口全封闭法改性的地板进行 24 h吸水厚度膨胀率检测（采用改进的检测方法）。结果见表1。

 

        表1 强化复合木地板24h吸水厚度膨胀率

    指 标        空白板    C—15 D－26   E－52

    膨胀率（％）  7.78     2.95    2.48    3.10

按国标规定：吸水厚度膨胀≤ 8.5％为合格品，≤4．5％为一等品，≤2．5％为优等品。从表1可看出，地板经3种不同的封闭剂改性后，吸水厚度膨胀率都大大降低，地板品质由合格品转变成一等品甚至优等品。此外，企口全封闭法工艺简单、成本低，这无疑将为生产厂家带来更好的信誉与经济效益，也为用户带来益处。

5 结 语

1）强化复合木地板吸水变形的特征主要是在企口边缘膨胀、翘曲变形。其上层装饰纸与下层平衡纸防水性能较好，芯层纤维板为多孔结构，故水分主要从板侧面纤维板进入。

（2）现有国标吸水膨胀率检测方法存在测量位置的不合理性，我们提出新的检测方法更能准确地反映地板吸水变形情况。

（3）企口全封闭法能大大降低地板的吸水膨胀率，是一种简便而有效的改善强化复合木地板防水性能的方法。