l材料與方法

1.1試驗材料與主要儀器

 基材（高密度纖維板）由福人木業有限公司提供，幅面210 mm x210 mm，厚度6-8 mm；裝飾紙由福人木業有限公司提供，規格70 g.m-2;三聚氰胺、甲醛水溶液（濃度36 -37%）、無水乙醇均為工業用；超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；單層試驗熱壓機，上海人造板機器廠；TABER耐磨試驗機，上海市

泊睿儀器有限公司；納米無機物如表l所示。

1.2試驗方法

1.2.1  MF樹脂的制備按配方稱取定量的三聚氰胺，甲醛水溶液，蒸餾水。向三口燒瓶中加入計量好的甲醛溶液和蒸餾水，用30%氫氧化鈉調節反應介質的pH值至9.0 - 9.5。將溫度緩慢升至65℃，加入三聚氰胺，并緩慢升溫至85 -90℃，保溫反應一段時間，取樣測定反應終點，當水數（即加水的倍數）達到2.5 -2.8時即為反應終點，立即加入乙醇，隨后降溫至65℃，保溫30 min，將pH值調至9.0 - 10.0，降溫至30℃以下放料。

1.2.2耐磨MF樹脂的制備將各種定量的納米無機物加入到定量的MF樹脂中，并置于超聲波清洗器中，超聲震蕩60 min，使納米無機物均勻地分散在MF樹脂中。

1.2.3裝飾紙的浸漬、涂布與壓貼裝飾紙先用純MF樹脂浸漬2次，浸膠量130c/o，使裝飾紙浸透，經低溫烘干后，再在其表面涂布含有耐磨材料的MF樹脂，其用量350%，總上膠量為4800%。然后按照行業標準LY/T1143-1993“飾面用浸漬膠膜紙”的規定將其烘干至生產上浸漬紙的最佳預固化度55% - 60%．再將其熱貼到基材。熱貼工藝：溫度150℃、單位壓力2.5 MPa、時間40 s。

1.2.4  MF樹脂浸漬紙層壓板的耐磨性能檢測按GB/T 18102-2007“浸漬紙層壓木質地板”中6.3規定的方法：在TABER耐磨試驗機上檢測耐磨性能，記錄試件在3個象限破損面積大于0.6mm2時的磨耗轉數，精確至100 r。

1.2.5  儀器分析樣品的制備取純MF樹脂和用硅鋁復合納米無機物改性的MF樹脂各做成2份平行試樣，其中一份試樣直接用于做差示掃描量熱法分析；另一份試樣先于低溫完全凍結后，在冷凍干燥機中冷凍干燥24 h，取出后研磨成粉末，用于紅外光譜分析。

1.2.6紅外光譜分析采用Nicolet 380傅立葉變換紅外光譜儀。將1-2 mg試樣與200 mg純KBr研磨均勻，壓成透明薄片，放入紅外光譜儀中以500 -4 000 cm。1波數進行掃描，對其進行紅外光譜分析(infia-red spectroscopic analysis,IR).

1.2.7差示掃描量熱分析采用DSC 200 F3差示掃描量熱儀，以10 0C.min一的加熱速度，在氬氣氣氛中測量樣品在25 - 200℃的加熱過程中熱流速率隨溫度變化的情況，對其進行差示掃描量熱分析（differential scanning calorimety,DSC）。

2結果與分析

2.1單一納米無機物對MF樹脂耐磨性能的影響

   傳統的浸漬紙層壓木質地板的耐磨性能是由覆蓋在最上層的專用耐磨表層紙決定的。耐磨紙在生產中加入了三氧化二鋁等耐磨材料，單位面積內三氧化二鋁含量越高，耐磨性越好。每平方米含30 g A1203的耐磨紙產品耐磨轉數約為4 000 r，含量為38 g的約為5 000 r，含量為44 g的約為9 000 r。Al203由紙張承載，穩定性好，但成本高，且需增加這層耐磨紙的浸膠工序。將耐磨材料直接加入到MF樹脂中，擬提高MF樹脂的耐磨性，從而取消表層紙的使用。選用3種用量的納米無機物，分別加入MF樹脂中，然后檢測其耐磨性。不同用量的納米無機物改性MF樹脂浸漬裝飾紙層壓板耐磨轉數的試驗結果。

   可以看出，各種納米無機物改性MF樹脂浸漬裝飾紙層壓板的耐磨轉數均隨著其用量的增加而呈現先增加后減小的趨勢，當納米無機物的用量為30 g.m-z時，耐磨轉數最大。在單一納米無機物中，對MF樹脂耐磨改性效果最佳的是納米三氧化二鋁HTAI-06和納米二氧化硅HTSi-03，耐磨轉數分別為2 900和2 600 r。納米三氧化二鋁能使MF樹脂浸漬紙的耐磨性能得到較大地提高，是因為納米三氧化二鋁在MF樹脂層表面產生富集，足以形成完整的潤滑膜，充當了自潤滑劑的作用，因而降低了涂膜的摩擦系數和樹脂被直接磨損的幾率，從而提高了涂膜的耐磨性。納米二氧化硅HTSi-03是經硅烷偶聯劑KH570處理過的，用它改性MF樹脂，其耐磨轉數也能達到2 600 r，這是由于硅烷偶聯劑KH570可將無機物固相和MF樹脂液相連接在一起，使兩相間產生化學鍵，阻止了宏觀上的相分離，在摩擦時無機物不易脫落，從而提高了樹脂整體的耐磨性；另一可取的是在MF樹脂中加入納米二氧化硅HTSi-03不影響樹脂的透明性。

但是將用量為30 g.m-2納米三氧化二鋁加入到MF樹脂后，容易發生團聚現象，部分納米三氧化二鋁沉降于MF樹脂底部，未能被MF樹脂液充分包圍，因此將其涂布在裝飾紙上時，使納米三氧化二鋁顆粒大多直接裸露在表面，所以在測定耐磨性能時，納米三氧化二鋁顆粒容易被整個剝離，未能發揮其耐磨改性作用。而納米二氧化硅加入MF樹脂后，雖然可以較好地分散，但是其本身的耐磨性不如納米三氧化二鋁。所以，用等量的納米耐磨材料直接加入MF樹脂中，其耐磨改性效果不如用傳統耐磨紙的耐磨效果。因此，本研究將2種單一改性效果較佳的納米三氧化二鋁HTAI-06和納米二氧化硅HTSi-03復合，共同改性MF樹脂的耐磨性能。

2.2復合納米無機物對MF樹脂耐磨性能的影響

   先用南京海泰納米無機物有限公司生產的硅鋁混合耐磨粉HT618-2加入到MF樹脂中，用量為2.1中的最佳用量30 g.m-2，然后檢測其耐磨性能，耐磨轉數可達到3 200 r，尚未達到浸漬紙層壓木質地板國家標準家用Ⅱ級的要求，但比上述采用單一納米無機物改性MF樹脂的耐磨性顯著提高，這說明采用復合納米無機物改性MF樹脂的耐磨性效果比單一納米無機物好。因此，本研究將2.1中單一改性效果較好的納米三氧化二鋁HTAI-06和納米二氧化硅HTSi-03進行復合，分別以不同的質量比加入到MF樹脂中，總用量為30g．m-2，然后檢測其耐磨性能，試驗結果可以發現，MF樹脂浸漬裝飾紙層壓板的耐磨轉數隨著納米二氧化硅HTSi-03和納米三氧化二鋁HTAI-06質量比的降低呈現先增加后減小的趨勢，當其比例等于1：2時，MF樹脂浸漬裝飾紙層壓板的耐磨轉數最大，可達到4300轉，超過了國家標準CB/T18102-2007中家用Ⅱ級(>4 000 r)的規定。這說明納米二氧化硅HTSi-03和納米三氧化二鋁HTAI-06以1：2的比例復合以后能有效改善MF樹脂的耐磨性能。納米三氧化二鋁HTAI-06是提高MF樹脂耐磨性能的主要成分，因此，其在復合組分中的比例更大。但是若使用過多的納米三氧化二鋁HTAI-06，其粒子間易發生團聚沉降，使浸漬裝飾紙層壓板表層產生白斑和開裂現象，開裂的MF樹脂表層除外觀不符合要求外，也會降低耐磨轉數。納米二氧化硅HTSi-03對提高MF樹脂耐磨性能雖不及納米三氧化二鋁HTAI-06，但采用一定量的納米二氧化硅HTSi-03可起到輔助增強樹脂耐磨性的作用，同時可提高樹脂的透明性，改善裝飾效果。因此納米二氧化硅HTSi-03與納米三氧化二鋁HTAI-06以1:2的比例復合加入到MF樹脂中，既可以保證有足量的納米無機物來提高樹脂的耐磨性能，也可以減少無機物對MF樹脂透明性的影響。

2.3紅外光譜分析和差示掃描量熱分析

   制備純MF樹脂試樣和用納米二氧化硅HTSi-03與納米三氧化二鋁HTAI-06復合改性的MF樹脂試樣，按照進行傅里葉紅外光譜分析與差示掃描量熱法分析。

對比可以發現，加入了納米無機物改性以后，在3 344 -3 413 cm。1波數范圍內，MF樹脂的游離羥基峰強度明顯減弱，這說明，MF樹脂的部分羥基與納米無機物的基團發生了化學結合，將納米無機物與MF樹脂很好地聯結在一起，從而使得MF樹脂的耐磨性能顯著提高。

   可以看出，納米無機物復合改性MF樹脂產生的第一個突變峰的峰值比純MF樹脂的低，由此可推斷，加入的納米無機物進入到MF樹脂的分子鏈中，降低了分子的表面張力，使樹脂里的活性基團更容易發生交聯反應，提高了樹脂的固化性能；另外，改性MF樹脂固化所需要的熱能降低了，可以避免因固化溫度過高而發生MF樹脂浸漬裝飾紙層壓板表層開裂的現象，有效地提高改性MF樹脂浸漬裝飾紙層壓板的耐磨性能。

3結論

   將納米無機物直接加入MF樹脂中可改善MF樹脂的耐磨性能，采用單一的納米三氧化鋁HTAI-06或納米二氧化硅HTSi-03改性MF樹脂，當用量為30 g.m-2時，改性效果較好。

   納米二氧化硅HTSi-03和納米三氧化二鋁HTAI-06以l：2的質量比復合改性MF樹脂，當總用量為30 g.m-2時，耐磨轉數可達4 300 r，達到浸漬紙層壓木質地板國家標準家用Ⅱ級的要求。

   紅外光譜分析可知，改性MF樹脂的部分羥基與納米無機物表面的基團發生了化學結合，將納米無機

物與MF樹脂很好地聯結在一起，使得改性MF樹脂的耐磨性能顯著提高。

   差示掃描量熱法分析發現，硅鋁復合納米無機物的加入，提高了樹脂的固化性能，降低了改性MF樹

脂固化所需要的熱能，避免了因固化溫度過高而發生MF樹脂浸漬裝飾紙層壓板表層開裂的現象，有效地

提高了改性MF樹脂浸漬裝飾紙層壓板的耐磨性能。