CN108117368A - 一种无醛阻燃地板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于地板加工技术领域，特别涉及一种无醛阻燃地板及其制造方法，其制造方法包括以下步骤：将木材加工剩余物、农作物秸秆粉碎，筛选，干燥后，混合，形成草料，溶于氯化镁、促凝剂、氧化镁、填料和水形成的无机粘结剂溶液中，搅拌均匀，形成混合液，加入聚乙二醇，搅拌均匀后，在铺装框内与玻璃纤维网格布交替铺匀，压实至能够脱模后，热压硬化，冷压成材，陈放，得板材；上述板材定厚砂光、裁边，其表面涂布胶粘剂后，热压覆贴一层科技木板，即得无醛阻燃地板；本发明制成的无醛阻燃氯氧镁水泥基压缩板，较传统防火建材相比，具有质轻高强度、耐水性能好等优点，生产工艺简单，生产周期短，生产效率高，易实现工业化生产。

Description

一种无醛阻燃地板及其制备方法
技术领域
本发明属于地板加工技术领域，特别涉及一种无醛阻燃地板及其制造方法。
背景技术
目前，木质地板以其返璞归真、质感自然的装饰风格，一直独占地面装饰材料鳌头，但由于产品价格不菲、甲醛释放量高以及阻燃性能不高等问题制约了地板行业的发展。当今，发展农林循环经济对我国实施可持续发展战略具有重要意义，据统计，我国每年农林废弃物超过17亿吨，包括农作物秸秆、木材加工剩余物等。因此，利用农林加工剩余物(如秸秆、木粉等)制备地板是木材加工行业备受关注的研究课题。秸秆类地板若采用常规木材胶粘剂，强度不高且环保性能差，故多采用价格昂贵的异氰酸酯胶粘剂，大大增加了生产成本；木粉类废弃物一般制成木塑类地板，具有防水、防潮、耐腐蚀等优点，但存在质地较脆、韧性不够等缺点。此外，现今农林加工剩余物制备的地板阻燃性能低，存在一定的安全隐患。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种无醛阻燃地板及其制备方法，以木材加工剩余物和农作物剩余物秸秆为填充材料，通过与氯化镁、氧化镁无机胶凝材料的协同复配技术制备而成，产品质轻高强，具有环保、阻燃等优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种无醛阻燃地板的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
(1)制备草料：将木材、农作物秸秆粉碎，筛选一定的规格的木材、农作物碎末，干燥后，按一定比例混合；
(2)将氯化镁、促凝剂、氧化镁和填料溶于水中，形成无机粘结剂溶液；将步骤(1)得到的草料，溶于上述无机粘结剂溶液中，搅拌均匀，形成混合液；
(3)将一定量的聚乙二醇加入到步骤(2)得到的混合液中，在铺装框内与玻璃纤维网格布交替铺匀，压实至能够脱模后，置入热压机中热压硬化，取出置入冷压机中冷压成材，室温陈放20～25h；
(4)将步骤(3)得到的板材定厚砂光、裁边，形成地板基材，其表面涂布一层胶粘剂后，覆贴一层厚度为0.3～1.0mm的科技木板，即得无醛阻燃地板。
作为优选，所述步骤(1)中，所述木材加工剩余物为下脚料刨花、锯屑、边皮、料头中的一种或几种，农作物秸秆为水稻秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆、玉米秸秆、棉花秸秆和甘蔗等中的一种或几种，其中农作物秸秆并不限于这几种，还可能有芝麻秸秆、高粱秸秆、油菜秸秆等。
作为优选，所述步骤(1)中，粉碎后的木材、农作物秸秆，筛选规格为20～100目，干燥后的含水量为低于6％，筛选的木材和农作物秸秆的混合质量比为1∶(0.4～1.5)。
作为优选，所述步骤(2)中，氯化镁、氧化镁和水的摩尔比为1∶(6～8)∶(18～22)，促凝剂与水的质量比为(1～4)∶100，填料与水的质量比为(1～3)∶10。
所述步骤(2)中，促凝剂为磷酸盐化合物、硫酸盐化合物和早强剂的一种或几种，所述早强剂由甲酸钙和尿素组成，促凝剂能够加快氯氧镁水泥基材料的固化速度，提高生产效率；填料由粉煤灰、和硅微粉组成，其粒径为500～800nm，所述填料颗粒细小、比表面积大、具有一定的孔道结构，填充地板空隙使其有更小的孔隙结构、有更好的透气性，避免地板不易干燥，提高地板的内应力，避免地板材料产生细纹并进一步扩大开裂变形，提高地板的机械强度，且填料缩小地板空隙结构，与氯氧镁通过热压、冷压产生作用力，可有效缩小地板的吸湿膨胀系数。
作为优选，硫酸盐为硫酸铝、硫酸镁、硫酸亚铁的一种或几种。
作为优选，所述步骤(3)中，热压硬化条件为：热压温度90～120℃，热压压力0.9～1.6MPa，热压时间45～150min。
作为优选，所述步骤(3)中，冷压机中冷却、定型条件为：冷压温度为室温，冷压压力1.2～1.7MPa，冷压时间10～30min。
作为优选，所述步骤(4)中，胶粘剂为异氰酸酯胶粘剂，其涂布量为120～140g/cm2，贴面条件：热压温度110～130℃，热压压力0.5～0.8MPa，热压时间5～１0min。
其中，聚乙二醇的分子量为600～1000，具有良好的热、酸、碱稳定性、润滑性和粘结性，其形态为半液固态状，吸湿性较低，分子内有羟基极性基团，在水中有一定的溶解性，由于木材、农作物秸秆纤维含有丰富的羟基极性基团，而与它们具有良好的相容性，聚乙二醇能够提高无机粘结剂和木材、农作物秸秆的相溶均匀性，其次，由于聚乙二醇良好的粘结性，及其与木材、农作物秸秆纤维含有丰富的羟基极性基团和氯氧镁的金属元素之间有较好的分子间作用力，能够提高地板的机械强度。
本发明还提供了上述方法制备出的无醛阻燃地板。
本发明取得的有益效果是：
(1)本发明以农林剩余物为原材料，制成的无醛阻燃氯氧镁水泥基地板，较木质地板相比，拥有无醛环保、阻燃性能优异、力学强度良好、表面耐磨性高、耐化学腐蚀等特点，同时还可减少室内热量流失，具备保温节能功能；
(2)本发明通过添加粉煤灰、硅微粉填补了无机胶凝材料中的气孔尺径，避免地板材料产生细纹并进一步扩大开裂变形，提高地板的机械强度；
(3)本发明通过添加促凝剂、早强剂共同作用，加快氯氧镁水泥水化过程，有效保证其早后期较高水平的机械强度，提高生产效率；交替铺装的玻璃纤维网格布，可长期维持地板良好的力学性能，提高地板的耐久性。
(4)本发明原料来源简单，成本低廉，生产工艺简单，生产周期短，生产效率高，易实现工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明及其具体实施方式作进一步详细说明，但不意味着限制本发明的范围。
实施例1：
一种无醛阻燃地板的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
(1)制备草料：将杨木下脚料、小麦秸秆粉碎，筛选规格为20～100目的杨木、小麦秸秆粉末，按重量份比为1∶0.8的比例混合；
(2)将10g氯化镁、0.1g甲酸钙、0.2g尿素、0.3g硫酸铝、30g氧化镁、3g粉煤灰和2g硅微粉溶于40g水中，形成无机粘结剂溶液；将40g步骤(1)得到的草料，溶于上述无机粘结剂溶液中，搅拌均匀，形成混合液；其中，粉煤灰和硅微粉的粒径规格为400～2000目；
(3)将3g聚乙二醇加入到步骤(2)得到的混合液中，在铺装框内与玻璃纤维网格布交替铺匀，压实至能够脱模后，置入热压机中热压硬化，热压温度110℃，热压压力1.2MPa，热压60min；取出置入冷压机中冷压成材，冷压温度为室温，冷压压力1.5MPa，冷压20min；室温陈放24h；其中玻璃纤维网格布质量为16g，聚乙二醇的分子量为600～1000；
(4)将步骤(3)得到的板材定厚砂光、裁边，形成地板基材，其表面涂布一层异氰酸酯胶粘剂，涂布量为130～135g/cm2，再热压覆贴一层厚度为0.6mm的科技木板，热压温度120℃，压力0.6MPa，时间6min，即得无醛阻燃地板；
本实施例还提供了上述方法制备的一种无醛阻燃地板。
实施例2：
一种无醛阻燃地板的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
(1)制备草料：将杨木下脚料、小麦秸秆粉碎，筛选规格为20～100目的杨木、小麦秸秆粉末，按重量份比为1∶1的比例混合；
(2)将10g氯化镁、0.3g甲酸钙、0.2g尿素、0.2g磷酸钾、0.3g硫酸铝、27g氧化镁、5g粉煤灰和3g硅微粉溶于40g水中，形成无机粘结剂溶液；将42g步骤(1)得到的草料，溶于上述无机粘结剂溶液中，搅拌均匀，形成混合液；其中，粉煤灰和硅微粉的粒径规格为400～2000目；
(3)将2.5g聚乙二醇加入到步骤(2)得到的混合液中，在铺装框内与玻璃纤维网格布交替铺匀，压实至能够脱模后，置入热压机中热压硬化，热压温度100℃，热压压力1.5MPa，热压80min；取出置入冷压机中冷压成材，冷压温度为室温，冷压压力1.4MPa，冷压30min；室温陈放24h；其中玻璃纤维网格布质量为15g，聚乙二醇的分子量为600～1000；
(4)将步骤(3)得到的板材定厚砂光、裁边，形成地板基材，其表面涂布一层异氰酸酯胶粘剂，涂布量为130～135g/cm2，再热压覆贴一层厚度为0.6mm的科技木板，热压温度110℃，压力0.7MPa，时间10min，即得无醛阻燃地板；
本实施例还提供了上述方法制备的一种无醛阻燃地板，
实施例3：
一种无醛阻燃地板的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
(1)制备草料：将杨木下脚料、小麦秸秆粉碎，筛选规格为20～100目的杨木、小麦秸秆粉末，按重量份比为1∶1.2的比例混合；
(2)将10g氯化镁、0.3g甲酸钙、0.2g尿素、0.3g硫酸镁、32g氧化镁、4g粉煤灰和3g硅微粉，溶于41g水中，形成无机粘结剂溶液；将40g步骤(1)得到的草料，溶于上述无机粘结剂溶液中，搅拌均匀，形成混合液；其中，所述粉煤灰和硅微粉的粒径规格为400～2000目；
(3)将4g聚乙二醇加入到步骤(2)得到的混合液中，在铺装框内与玻璃纤维网格布交替铺匀，压实至能够脱模后，置入热压机中热压硬化，热压温度110℃，热压压力1.5MPa，热压80min；取出置入冷压机中冷压成材，冷压温度为室温，冷压压力1.7MPa，冷压15min；室温陈放24h；其中玻璃纤维网格布质量为15g，聚乙二醇的分子量为600～1000；
(4)将步骤(3)得到的板材定厚砂光、裁边，形成地板基材，其表面涂布一层异氰酸酯胶粘剂，涂布量为130～135g/cm2，再热压覆贴一层厚度为0.6mm的科技木板，热压温度130℃，压力0.8MPa，时间5min，即得无醛阻燃地板；
本实施例还提供了上述方法制备的一种无醛阻燃地板。
对比例1：
一种无醛阻燃地板的制备方法，其制备方法重复实施例2，但是制备过程不添加粉煤灰、硅微粉填料；
本对比例还提供了上述方法制备的一种无醛阻燃地板，但是所述地板中不含有粉煤灰、硅微粉填料。
对比例2：
一种无醛阻燃地板的制备方法，其制备方法重复实施例2，但是制备过程不添加聚乙二醇和玻璃纤维网格布；
本对比例还提供了上述方法制备的一种无醛阻燃地板，但是所述地板中不含有聚乙二醇和玻璃纤维网格布。
对比例3：
一种无醛阻燃地板的制备方法，其制备方法重复实施例2，但是制备过程不添加甲酸钙、尿素、磷酸钾和硫酸铝；
本对比例还提供了上述方法制备的一种无醛阻燃地板，但是所述地板中不含有甲酸钙、尿素、磷酸钾和硫酸铝。
应用实施例1：
对实施例1～3制备的无醛阻燃地板和对比例1～3制备的无醛阻燃地板进行力学性能测试，密度检测按国家标准GB-T 6343-2009进行测定；地板的静曲强度、内结合强度、吸水厚度膨胀率按照国家标准GB/T 17657-2013进行测定，其测定结果如表1所示；
表1实施例1～3和对比例1～3性能测定结果
从表1可以看出，对比例2的无醛阻燃地板的静曲强度和内结合强度都较低，这是因为聚乙二醇加强地板分子间作用力，可有效提高地板的机械性能，且不添加玻璃纤维网格布，地板没有一定的骨架结构，其抗弯曲性能较差，影响其力学性能；对比例1不添加粉煤灰、硅微粉填料，制备的地板密度较小、吸水厚度膨胀率大，这是因为填料填充了地板的空隙结构，使其密度变大，且避免地板材料产生细纹并进一步扩大开裂变形，提高地板的机械强度，其次可与氯氧镁通过热压、冷压产生作用力，有效缩小地板的吸湿膨胀系数；对比例3的无醛阻燃地板的静曲强度和内结合强度都较低，这是因为甲酸钙、尿素、磷酸钾和硫酸铝的协同作用，加快水泥化进程，增强地板早后期的机械强度，且尿素分子中的氧原子和氮原子都有孤电子对，可与钙、铝等金属络合，产生强的分子间作用力，提高地板的力学性能。
对实施例1～3和对比例1～3制备的无醛阻燃地板，按照国家标准GB18581-2001测定其甲醛释放量，测定甲醛释放量均小于0.2mg/L；
对实施例1～3和对比例1～3制备的无醛阻燃地板，按照国家标准GB8624-2012测定其防火性能，测定地板防火性能均达到B1级。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，对本领域熟悉的人员来说，可容易的实现另外的修改，在不违背权利要求及等同范围所限定的一般概念的情况下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (9)

1.一种无醛阻燃地板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)制备草料：将木材加工剩余物、农作物秸秆粉碎，筛选，干燥后，按一定比例混合；
(2)将氯化镁、促凝剂、氧化镁和填料溶于水中，形成无机粘结剂溶液；将步骤(1)得到的草料，溶于上述无机粘结剂溶液中，搅拌均匀，形成混合液；
(3)将步骤(2)得到的混合液中加入聚乙二醇，在铺装框内与玻璃纤维网格布交替铺匀，压实至能够脱模后，置入热压机中热压硬化，取出置入冷压机中冷压成材，室温陈放20～25h；
(4)将步骤(3)得到的板材定厚砂光、裁边，形成地板基材，其表面涂布一层胶粘剂后，热压覆贴一层厚度为0.3～1.0mm的科技木板，即得无醛阻燃地板。
2.根据权利要求1所述的一种无醛阻燃地板的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述木材加工剩余物为下脚料刨花、锯屑、边皮、料头中的一种或几种，农作物秸秆为水稻秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆、玉米秸秆、棉花秸秆和甘蔗中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种无醛阻燃地板的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，粉碎后的木粉、农作物秸秆粉，筛选规格为20～100目，干燥后的含水量为低于6％，木材和农作物秸秆的混合质量比为1∶(0.4～1.5)。
4.根据权利要求1所述的一种无醛阻燃地板的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，氯化镁、氧化镁和水的摩尔比为1∶(6～8)∶(18～22)。
5.根据权利要求1所述的一种无醛阻燃地板的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，促凝剂为为磷酸盐化合物、硫酸盐化合物和早强剂的一种或几种，所述早强剂由甲酸钙和尿素组成；填料由粉煤灰和硅微粉组成。
6.根据权利要求1所述的一种无醛阻燃地板的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，热压硬化条件为：热压温度90～120℃，热压压力0.9～1.6MPa，热压时间45～150min。
7.根据权利要求1所述的一种无醛阻燃地板的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，冷压机中条件为：冷压温度为室温，冷压压力1.2～1.7MPa，冷压时间10～30min。
8.根据权利要求1所述的一种无醛阻燃地板的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，胶粘剂涂布量为120～140g/cm2，热压条件：热压温度110～130℃，热压压力O.5～O.8MPa，热压时间5～10min。
9.一种如权利要求1～8任意一项所制备的无醛阻燃地板。
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