采用自主研發的納米無醛淀粉膠黏劑制備膠合板，探究陳放時間、預壓工藝和熱壓工藝對膠合板預壓成型效果和膠合強度的影響。結果表明，陳放2.5 ～3.5 h后預壓3 h時，預壓成型效果大于90分；采用預壓排潮式熱壓解決了淀粉膠黏劑在厚度方向膠合強度不均的問題，膠合強度均值達1.34 MPa，合格試件占有效總試件比例（合格率）100%。進一步使用釋香抗菌抗病毒功能型浸漬膠膜紙制備飾面膠合板，其耐磨與耐劃痕性能均合格且具備較高的膠合強度，甲醛釋放量達HENF級（≤0.025 mg/m3），病毒滅活率大于99%，抗菌抗病毒性能符合相關標準，揮發性有機化合物釋放量達Ⅰ級。

環保標準的迭代升級持續推動人造板行業技術革新，GB/T 39600—2021《人造板及其制品甲醛釋放量分級》提出ENF級，T/CNFPIA1003—2022《采暖用人造板及其制品中甲醛釋放限量》明確采暖環境下HENF級甲醛釋放量≤0.025 mg/m3，GB 18580—2025《室內裝飾裝修材料 人造板及其制品中甲醛釋放限量》將E0級納入強制性國家標準。從無醛膠黏劑應用現狀來看，異氰酸酯膠在刨花板、大豆蛋白膠在細木工板領域已形成成熟工藝體系［1］，但膠合板無醛化仍面臨技術與成本雙重瓶頸：異氰酸酯膠綜合使用成本高，設備及工藝的適配性差，難以在膠合板領域全面推廣；大豆蛋白膠雖成本較低，但受限于初黏性差、固含量低導致其工藝適配性差，無法實現批量生產膠合板［2-4］。淀粉膠作為生物質基膠黏劑，具備原料來源廣、成本低、可生物降解的天然優勢［5］，是突破困局的重要方向。經改性制備的納米無醛淀粉膠，有效克服了傳統淀粉膠耐水性差、膠合強度低、易霉變等缺陷，為膠合板擺脫依賴脲醛樹脂膠提供了可行路徑，在綠色生產中展現出巨大應用潛力。

本研究聚焦納米無醛淀粉膠黏劑制備膠合板的工藝適配性，以陳放時間、預壓及熱壓工藝為變量，探究各參數對膠合板預壓成型效果、膠合強度的影響。旨在現有生產體系下找到納米無醛淀粉膠黏劑制備HENF級膠合板的優化工藝，為無醛膠合板工業化量產提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料和設備

納米無醛淀粉膠［6］，固體含量為35%，黏度為1 005 mPa·s，由浙江升華云峰新材股份有限公司提供；桉木單板，規格1 270 mm×620 mm×（1.7、2.2）mm，含水率10%～18%，由浙江升華云峰新材股份有限公司采購；釋香抗菌抗病毒浸漬膠膜紙，由浙江升華云峰新材股份有限公司采購；涂膠機，型號SRD-TJ1300，臨沂鑫瑞達木業機械制造有限公司；預壓機，型號RD-YYJ-50，臨沂鑫瑞達木業機械制造有限公司；20層熱壓機，型號RD-RYJ-25，臨沂鑫瑞達木業機械制造有限公司；萬能力學試驗機，型號UTM4104，深圳三思縱橫科技股份有限公司制造；電熱鼓風干燥箱，型號DHG-9246A，上海精宏實驗設備有限公司；針插式含水率測試儀，型號PT-90D，上海新秸電子科技有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 膠合板及試樣制備

1）膠合板制備。

組坯用桉木單板，中間層1層2.2 mm厚，其余8層為1.7 mm厚，含水率10%～18%；組坯時相鄰單板紋理相互垂直，如圖1所示。桉木單板經涂膠（輥涂）、組坯、陳放、預壓、修芯（修補熱壓前板坯表面缺陷）、熱壓、裁邊、砂光及養生工序后，制得幅面尺寸1 220 mm×2 440 mm的9層結構膠合板基材。

預壓前的陳放時間是決定膠合板坯預壓成型效果關鍵參數，陳放與預壓的協同匹配是膠合板高效生產的重要環節。若預壓時間顯著長于陳放時間，會降低預壓機周轉率，導致生產效率下降，制約批量化生產。為此，設計3組共21種陳放與預壓方案，如表1所示，探究二者的適配關系。

熱壓壓力與時間是調控膠合板膠合強度及厚度穩定性的關鍵參數。工廠調研表明，現有脲醛樹脂膠工藝多采用分段式熱壓，但納米無醛淀粉膠的固化速率與脲醛樹脂膠存在顯著差異。為避免大規模調整現有設備與工藝，本研究基于脲醛樹脂膠熱壓工藝框架，優化設計3組熱壓方案，系統測試熱壓后膠合板的厚度、甲醛釋放量及膠合強度。

首先將具備釋香抗菌抗病毒功能的浸漬膠膜紙與重組裝飾單板（科技木皮）在高溫高壓下復合，制得功能型浸漬膠膜紙復合重組裝飾單板；隨后對前述工藝制得的膠合板基材雙面涂覆ENF級脲醛樹脂膠，上下各覆貼一層該復合重組裝飾單板，經預壓、熱壓、裁邊及養生工序，最終得到浸漬膠膜紙飾面膠合板。

1.2.2 性能測試

按照GB/T 17657—2022《人造板及飾面人造板理化性能試驗方法》制備膠合強度、表面耐劃痕、表面耐磨試樣，按照GB/T 9846—2015《普通膠合板》中Ⅲ類膠合板要求測試膠合板基材的膠合強度，按照GB/T 17657—2022測試表面耐劃痕、表面耐磨。按照T/CNFPIA 1003—2022《采暖用人造板及其制品中甲醛釋放限量》的規定測試浸漬膠膜紙飾面膠合板的HENF級甲醛釋放量；按照T/GDTL 011—2020《抗菌、抗病毒涂料》測試病毒滅活率；按照GB/T 44690—2024《人造板及其制品揮發性有機化合物釋放量分級》測試揮發性有機化合物（TVOC）。根據調研工廠后，公司內部形成表3預壓成型效果人工評價表，并對試驗的膠合板基材的進行評價，預壓成型評分要求≥80分時，符合工廠批量生產要求。

2 結果與分析

2.1 陳放和預壓時間對預壓成型的影響

結合工廠實際工況，確定涂膠量180 g/m2進行涂膠組坯，按設定方案開展陳放與預壓試驗（預壓壓力統一為0.7 MPa），預壓后成型效果如圖2所示。結果表明，板坯預壓前的陳放時間對成型質量至關重要：未經陳放直接預壓時，1~2 h內板坯完全無法成型（評分0分），其根本原因是膠層初始含水率高，水分難以通過單板吸收或壓力擠壓快速排出［7］，導致淀粉分子間氫鍵作用削弱、膠層內聚力不足，無法提供充足初始粘結力；預壓時間延長至3~5 h，成型效果逐步改善（總體評分80分），但待熱壓階段會出現預壓成型效果反彈現象，部分板坯評分降至60分；預壓6 h雖成型效果較佳，但板坯仍偏軟、含水率偏高，后續熱壓易因水分排出不及時引發爆板缺陷，且預壓時間長會降低預壓機周轉率，導致生產效率下降。

為明確最優陳放時間，在統一預壓3 h的條件下開展陳放時間單因素試驗：陳放3~4 h時，板坯成型評分＞80分，此時膠層水分經自然散失達到適宜水平，淀粉分子鏈間氫鍵作用增強并形成三維交聯網絡，膠黏劑在預壓壓力作用下均勻流展于單板表面，形成機械結合與氫鍵結合的雙重粘結效應；陳放＜1 h時，膠層殘留較多游離水分，單板與膠層界面結合力弱，成型效果欠佳；陳放5~6 h時，水分過度散失導致膠層呈糊狀或半固態，預壓時難以均勻涂布且無法有效滲透至木材纖維孔隙，成型效果顯著下降。

2.2 預壓成型效果對膠合強度的影響

在工廠批量化生產中，受板材批量大、環境溫濕度波動等因素限制，難以精準控制每批次陳放時間。為此，將陳放時間間隔進一步縮短至0.5 h，系統分析其對預壓成型效果的影響，并測試預壓成型質量對膠合強度的影響，結果如圖3所示。

由圖3可知，陳放2.5 h與3.5 h時，預壓成型評分均超過80分（滿足批量生產要求），對應膠合強度均值分別為1.32 MPa、1.29 MPa，合格試件占有效總試件比例（合格率）均為100%，表明該陳放時間內納米無醛淀粉膠具有良好的工藝寬容度。減少陳放時間至0～1 h以及增加陳放時間至5.5～6 h，則成型評分＜80分且膠合強度合格率低于90%。綜合工業化生產環境及操作誤差因素，優選陳放時間2.5～3.5 h、預壓時間3 h，此參數組合可保障產品性能穩定。

2.3 熱壓工藝對膠合強度的影響

熱壓方案對膠合強度及厚度的影響如圖4所示，工廠傳統脲醛樹脂膠工藝制備的膠合板，膠合強度均值1.1 MPa（滿足標準），但合格率僅83%（未達≥90%的標準要求）。優化后方案3的膠合強度均值達1.45 MPa、合格率100%，但熱壓時間長達70 min且第三段高壓時間顯著延長，導致板材厚度略薄，砂光前厚度要求為18.5±0.3 mm，否則需額外增加飾面加工成本；方案1與方案2膠合強度均值分別為1.25 MPa、1.23 MPa，均滿足要求，且合格率＞90%、厚度合格。與方案2相比，方案1熱壓時間縮短10 min（僅55 min），生產效率提升約18%，更適配工業化生產需求。

脲醛樹脂膠熱壓工藝存在明顯層間性能差異，上下層膠合強度均值1.25 MPa、合格率100%，而中間層則驟降至0.79 MPa、合格率僅50%，導致整體性能不合格。采用方案1熱壓工藝時，上下層膠合強度提升至1.32 MPa，中間層膠合強度更顯著提升。其核心原因在于納米無醛淀粉膠與脲醛樹脂膠的固化機理存在本質差異［8］：前者通過熱壓調控水分強化分子間物理作用，后者則通過熱壓激活化學反應形成共價鍵網絡，使得納米無醛淀粉膠達到固化點所需時間更長。而方案1的工藝設計可以適配該特性：第一段短時高壓實現上下層膠黏劑快速固化與傳熱，第二段短時排汽及時排出水蒸氣，有效提升第三段導熱效率，從而保證中間層膠合強度與熱壓整體效率?；诖耍岢鲱A壓排潮式熱壓工藝：在工廠原有脲醛樹脂膠梯度熱壓基礎上，增設板坯預熱與快速排潮階段，通過“短時高壓傳熱→快速排潮→梯度熱壓”的流程實現性能優化。

試驗結果顯示，相較于工廠脲醛樹脂熱壓工藝，采用預壓排潮式熱壓方案1~3制備的膠合板在整體及中間層膠合強度上均更優；盡管熱壓處理后板材厚度存在小幅下降，但所有試樣厚度指標均滿足砂光前18.50±0.3 mm的技術要求。綜合生產能耗、加工效率等產業化關鍵要素分析，熱壓方案1更符合納米無醛淀粉膠基膠合板的規?；a需求。

2.4 浸漬膠膜紙飾面膠合板性能分析

為系統評估優化工藝制備的浸漬膠膜紙飾面膠合板綜合性能，參照相關標準對其核心理化性能及功能特性進行檢測，其膠合強度、表面性能、環保指標及抗菌抗病毒性能的檢測結果與技術要求對比。

檢測結果顯示，經優化工藝制備的浸漬膠膜紙飾面膠合板具備較高的膠合強度，其耐磨與耐劃痕性合格。該板材的甲醛釋放量≤0.018 mg/m3，符合HENF級（≤0.025 mg/m3）的嚴格要求，能夠契合室內裝修對于低甲醛釋放的健康需求。此外，板材的抗菌抗病毒性能符合相關標準，病毒滅活率大于 99%，展現出良好的抑菌抗病毒功能，72 h揮發性有機化合物釋放量符合GB/T 44690—2024標準要求，揮發性有機化合物釋放量達Ⅰ級。

3  結論

陳放時間與預壓時間是納米無醛淀粉膠制備HENF級膠合板預壓成型的核心影響因素：陳放3 h后預壓3 h（預壓壓力0.7 MPa）的成型效果最優，且合理延長陳放時間可保障膠合強度穩定、操作窗口期寬，工藝適配性強，能滿足工廠高效生產需求。同時，采用預壓排潮式熱壓解決了淀粉膠黏劑在厚度方向膠合強度不均的問題。基于優化工藝參數（涂膠量180 g/m2、陳放2.5～3.5 h、預壓0.7 MPa、預壓時間3 h、預壓排潮式熱壓），采用釋香抗菌抗病毒功能型浸漬膠膜紙制備飾面膠合板，兼具功能特性與環保優勢，甲醛釋放量達HENF級，TVOC釋放量達Ⅰ級。

本研究將上述優化工藝應用于年產6萬m3膠合板生產線，實現了納米無醛淀粉膠在膠合板領域的規模化工業應用，為我國膠合板產業應對環保標準升級、推動綠色低碳轉型提供了切實可行的技術支撐與解決方案。