回复专家：张连翔，回复时间：2007/4/30 16:49:34
多层复合地板是指由二层、三层或多层木质或非木质材料(薄片)复合而成的地板。地板新产品的开发需要新的工艺和新型胶黏剂，而单组分湿固化聚氨酯胶(Polyurethane，PUR)完全不同于传统水基胶黏剂，不含水份，常温固化，可显著改善复合地板的产品质量，并为新型复合地板产品的开发提供了条件。
1 PUR胶合原理与特点
单组分湿固化液态聚氨酯胶(PUR)，主剂是二元或多元醇与过量二异氰酸酯反应生成的预聚体。其胶合原理：异氰酸酯首先与木材表面和空气中的水分反应，形成不稳定的氨基甲酸。氨基甲酸迅速转变成一种胺和CO2,产生气泡，胺本身迅速和另一个异氰酸酯基团反应，逐步形成长链线型分子，反应式如下：
同时，异氰酸酯也会与木材中的羟基反应，在胶黏剂与木材表面之间形成化学结合。
PUR的固体含量为100％，淡黄色黏稠液，黏度约8000 mPa•s(20℃)，密度1．1 g／ml。，保质期6个月(20℃，干燥环境)，不含甲醛和其他溶剂，易涂布，环保性能和施工性能优异。在材料含水率和空气湿度影响下，PUR在室温条件下即可固化形成坚固而有韧性，具有耐水、耐热、耐腐蚀性能的胶层，尤其适合木材指接、拼板、贴面、封边和一般部件的组装。
PUR胶按陈化时间(即板坯装配时间)不同有多个系列。如瑞士某公司“普伟”系列PUR胶，其陈化时间有1．5、5、20和60 min不等，供用户根据不同的工艺需求选用。其中普伟625的陈化时间为5 min，加压时间15 min，适合多层实木复合地板生产。
2生产工艺与设备分析
2．1 多层实木复合地板生产的工艺及流程
多层实木复合地板的结构由面板、基板和底板组成。其中：面板通常为不同厚度的刨切或锯切木单板、竹片或其他材料薄片等；基板多为实木条、指接拼板、多层胶合板、中／高密度纤维板、刨花板或秸秆板等；底板通常采用廉价的松木或速生材旋切单板，或不用底板(如双层结构复合地板)。根据用胶不同，复合地板的生产工艺分为3种：
1)采用脲醛树脂(UF)胶的热压工艺。
传统生产工艺中，为提高生产效率，多数厂家采用先制成整张大板，然后剖分成留有一定加工余量的规格板条，再开榫、油漆等。因为采用热压工艺，所以平衡处理(即养生)是复合地板生产过程中必不可少的工序，目的是使胶黏剂继续固化完全，同时平衡地板的含水率和内应力分布，减少地板(整张大板)变形。整个加工过程需要2次平衡处理。
工艺流程：
面板+基板+底板(整张大板)一涂胶组坯一室温预压一热压一平衡处理1周一剖分一砂光一二次平衡处理3～4天一开榫槽一油漆一检验一包装入库
2)采用双组分乳液胶(EPI)的冷压工艺。
多数厂家也是先制成整张大板，然后剖分(也有些厂家先将各层材料剖分成留有一定加工余量的规格板条)，再进行涂胶、组坯、加压及后续加工，其间也需要平衡处理1次。
工艺流程：
面板+基板+底板(整张大板)一涂胶组坯一冷压一平衡处理1周一剖分一砂光一开榫槽一油漆一检验一包装入库
3)采用单组分聚氨酯胶(PUR)的新工艺。
PUR胶不含水分，用以生产复合地板可不需热压，只需进行面板、基板和底板的平衡处理，使含水率达到产品最终使用地所要求的水平即可，省略了平衡处理工序，实现连续生产，提高生产率，避免了因热压工序引起板内含水率梯度和内应力产生，改善了产品质量。
其工艺流程：
基板剖分一面板+基板+底板一涂胶组坯一冷压一砂光一开榫槽一油漆一检验一包装入库
2．2 PUR胶生产多层复合地板的工艺分析
2．2．1备料工段备料工段主要是按一定加工余量，将面板、基板和底板剖分成规格板条，并进行含水率平衡处理。
按GB／T 18103—2000《实木复合地板》要求及产品种类和最终使用环境，板坯的含水率一般控制在12％左右(传统水基胶和热压工艺，要求面板和基材的含水率须在5％～8％)，以利于水分携胶渗入，并减少开裂等缺陷的产生。
以使用普伟系列PUR胶为例，地板的面板、基材含水率皆可提高至接近成品地板的含水率，即控制在比最终产品使用地区的平均平衡含水率低2％的范围内。如我国南方地区(平衡含水率14％)成品含水率可为12％左右；北方或北美市场则要求≤9％。与传统工艺相比，板坯含水率提高了4％～6％，即相当于缩短干燥周期4天，平衡处理费用降低。按照平衡处理费用每天0．1元／㎡计算，可节省平衡处理费0．4元／㎡。
2．2．2涂胶PUR胶的用量仅为传统水基胶黏剂的1／3左右；PUR胶是单组分，无需调制，避免了由于调配胶误差导致的浪费和产品性能下降。涂布采用全封闭式的涂胶设备，感光开关控制，计量准确，涂布均匀，无需设备清洗(水基胶的涂胶设备每天至少清洗2次)，既节省了胶黏剂和水资源，又杜绝了污水的生成。胶黏剂中不含甲醛等有害挥发物，工作环境清洁安全。
2．2．3组坯加压使用PURBONDER 2200L专用涂胶机，按最高涂布速度60 m／min计，配以1台9～10 m长的双面液压拼板机，年产量可达到100万 ㎡。较之传统工艺，至少节省人工10个。按1000元／月•人计，每个月可节省人工费10000元，折合节省人工成本约0．1元／㎡。
就设备投资而言，要达到100万㎡／a的产量仅需30万元即可，而传统热压工艺需2台热压机。若按普通热压机投资200万元计，每年的折旧费为0．2元／㎡。还要配套锅炉，增加能耗；采用双组分白乳胶的传统冷压工艺，则因固化速度慢，需要3～4台拼板机配套，场地占用面积较大。
2．2．4平衡处理(养生) 由于使用PUR胶无需热压，在表板、基板前期平衡处理得当的前提下，不存在因水分重新分布引起内应力而导致翘曲变形；另外，胶层本身固化时不收缩，无内应力，卸压后即可进行地板坯料的后期加工，可完全省略了平衡处理工序。节省场地，也减少中间品囤积量(一般为1周的产量)，加速资金周转。1周的平衡处理时间所囤积的地板坯料可滞留资金达200万元。
2．2．5刀具磨损PUR胶层韧而不脆，硬度接近木材，因而可减少刀具损耗和更换刀具导致的生产停滞。根据刀具厂商的经验，刀具在多层复合地板加工成本中约为0．3～o．5元／㎡，磨损主要由坚硬且脆的胶层引起。使用PUR胶可节约刀具损耗成本约0．2元／㎡。2．2．6成品品质 由于生产过程中没有水分介入，只要原材料平衡处理得当，成品不会出现翘曲变形和面板开裂等缺陷，且胶层有韧性，可吸收部分内应力，地板的长期尺寸稳定性好；胶黏剂本身不含甲醛和其它有害物质，胶层具有优良的耐水、耐热、耐腐蚀性能，尤其适合生产地热、防潮等功能型地板。
按照GB／T 18103—2000要求，实木复合地板长度方向凸翘曲度f1≤1．00％，长度方向凹翘曲度fw≤o．50％。使用传统水基胶，地板产品因翘曲缺陷造成的废品率通常约2％，改用PUR胶后，基本避免了地板的翘曲问题。依此测算，按100元／㎡计，可节省2．0元／㎡。
2．3生产设备的特点
2．3．1涂胶机由于PUR胶是通过与水分反应而固化，所以，需使用专业用封闭式挤涂设备，如日本松下工业设备公司设计制造的PUR涂布专用设备 PURBONDER_2200L。主要由供料输送台、储胶罐、胶泵、胶黏剂涂布头、出料输送台和系统控制箱组成。
工艺参数如下：
2．3．2液压拼板机 以普伟625胶为例，其陈化时间为5 min，加压时间为15 rain。据此，5 min时间可涂布地板长度60 m／minX 5 min一300 m。按每块地板长2 m计算，在PUR胶的有效活性期内，可涂布300／2—150块地板，足以堆2垛进行冷压(若是短板，块数可更多)。所以，8个加压空位便可实现循环生产，2台4～5 m长的双面液压拼板机便可满足生产要求。
拼板机最大加工尺寸(长×宽×厚)：4～5 m× l m×20 mm
3 PUll胶优势分析及应用前景
3．1优势分析
1)降低生产成本。每㎡地板至少可节省2．9元(平衡处理0．4元+翘曲废品2．0元+热压设备折旧0．2元+刀具损耗0．2元+劳动力成本0．1元)；
2)减少投资。使用PUR胶，生产设备投资约30万(涂布设备20万，液压拼板机10万)；
3)不需要养生场地；
4)生产周期比传统工艺缩短11天(平衡处理4天，后处理7天)；同时也可避免因中问工序耗时过长，导致的周转资金滞留；
5)环保产品，安全生产。从备料、生产、使用到报废，产品的整个生命周期不会对环境产生危害。
3．2前景分析
单组分湿固化聚氨酯胶黏剂，因其独特、优异的性能和产品的优良品质，近年来盛行于欧洲结构材市场，并正逐步推向全球木制品市场。由于目前国内大多数生产商和消费者尚未充分认识到这一点，加之其相对较高的价格，限制了PUR胶在某些领域的应用和推广。但是，PUR作为一种全新的胶黏剂体系，只有在全面、综合地考虑和评价生产成本以及对整个制造工艺产生的积极影响后，其优势才得以显现。制造工艺越复杂，对产品质量要求越高的木制品，应用 PUR体现出的优势越显著。
PUR胶的不断扩大应用，必将为木材胶黏剂市场带来全新的理念，为有创新意识的用户带来收益，尤其适合新建生产线和新型地板产品的开发。
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