CN109516751B - 一种具有分解甲醛作用的硅纤板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有分解甲醛作用的硅纤板及其制备方法,涉及建筑装饰领域,要解决的是现有板材不能将吸附的有害物质降解的问题。本产品包括芯层和表层,表层包括以下重量份的原料:硅藻土7‑10份、石灰7‑10份、火山灰1.6‑2.5份、硅微粉1‑2份、木质纤维1‑2份、凹凸棒石1‑2份、羟乙基纤维素0.1‑0.5份、TiO2‑(C8H13O5N)n复合材料0.3‑0.8份、雪硅钙石1‑2份和水70‑81份,芯层包括以下重量份的原料:硅藻土7‑10份、石灰7‑10份、火山灰2.4‑3.0份、木质纤维1.2‑2.2份、硫酸钙晶须1‑2份、羟乙基纤维素0.1‑0.5份、海泡石1‑2份和水70‑80份。本发明的成品具有抗菌、吸附并降解室内有害物质的作用。

Description

一种具有分解甲醛作用的硅纤板及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑装饰领域,具体是一种具有分解甲醛作用的硅纤板。
背景技术
市场上建筑装饰板材主要有有机类板材和无机类板材两种材料。有机板材主要是PVC板材或PVC衍生材料为主的竹木纤维板、木塑板、石塑板、塑钢板等。有机材料便于生产加工,可塑性强,饰面丰富,但这些板材在生产中会添加各类增塑剂,增塑剂中的邻苯二甲酸酯类物质会干扰人体的内分泌***,会引发激素失调,导致人体免疫力下降;PVC材料在使用过程中,也会游离出氯化氢气体,对眼和呼吸道粘膜有强烈的刺激作用,会引起慢性支气管炎,甚至诱发癌症。
无机板材生产原料来自来大自然,材料获取丰富,作为装饰材料被广泛应用于室内装修领域,但品类较少,表面单一;目前市场上的无机板材主要有石膏基的石膏类板材、水泥基的水泥纤维板和硅酸钙板,还有菱镁基的玻镁板等菱镁材料等三大类板材,其理化性质相对稳定,价格低廉,但是生产过程中或多或少会添加石棉,它的纤维非常细小,肉眼几乎看不见,当这些细小的纤维被吸入人体内,就会附着并沉积在肺部,造成肺部疾病;而且这些无机板材属于硬脆型板材,不易塑型,在使用中极易破损断裂,表面加工难度也比较大,不能单独作为饰面,需要结合油漆或用胶水复合各种面板作为装饰;不能回收利用,在建筑翻新和二次装修中,将会造成大量的建筑垃圾,造成环境污染。
目前市场中有吸附功能的板材较少,有机类板材一般通过添加竹炭、活性炭等有机添加剂达到吸附甲醛的目的,无机板材一般用硅藻土吸附甲醛,但是这两类板材都不能将所吸收的甲醛分解,当板材吸附达到饱和之后,有害物质会重新释放到空气中,造成了二次污染。
在国家大力推行装配式建筑和内装技术的环境下,装配式材料的需求也日益增加,目前市场上装配式内装材料的种类有限,装配式内装材料要求较高,可供选择的基板较少。装配式内装材料一方面要具备无机材料的防火、稳定和空气干湿度等性能,同时要具备有机材料的易加工、韧性塑性好等优势,更重要的一定要环保、零污染,也要有吸附、降解甲醛等室内有害气体等功能,从装饰材料的源头消除污染。
为了促进装配式建筑和内装技术的发展,同时解决上述问题,本发明提供一种装配式内装基板(硅纤板)及其制备方法,成品板材是一种可吸附并降解甲醛的无机板材,可调节空气干湿度,改善空气质量,原料中含有TiO2-(C8H13O5N)n复合材料,可以彻底分解甲醛等有害气体,在室内装饰材料的源头清除污染;作为装配式内装基板,在墙面、顶面、地面均可使用,一方面可代替石膏板,不用处理基层、涂涂料,可直接作为室内墙面吊顶或墙饰面板使用,另一方面因其吃钉性能极强,可代替木工板作为家具板材使用,同时其纤维含量高、极易塑型,可弯曲成弧面等造型,丰富装饰语言;最重要的是,硅纤板作为一种绿色环保材料,可回收重复利用,解决了建筑垃圾无法回收利用,污染环境和浪费资源等一系列社会问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有分解甲醛作用的硅纤板,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种具有分解甲醛作用的硅纤板,包括芯层和表层,芯层包裹在表层内,表层包括以下重量份的原料:硅藻土7-10份、石灰7-10份、火山灰1.6-2.5份、硅微粉1-2份、木质纤维1-2份、凹凸棒石1-2份、羟乙基纤维素0.1-0.5份、TiO2-(C8H13O5N)n复合材料0.3-0.8份、雪硅钙石1-2份和水70-81份,芯层包括以下重量份的原料:硅藻土7-10份、石灰7-10份、火山灰2.4-3.0份、木质纤维1.2-2.2份、硫酸钙晶须1-2份、羟乙基纤维素0.1-0.5份、海泡石1-2份和水70-80份。
所述具有分解甲醛作用的硅纤板的制备方法,具体步骤如下:
步骤一,按照重量比称取表层原料和芯层原料;
步骤二,将表层原料全部混合投入到搅拌机,充分搅拌10-15分钟,使之混合成第一料浆,将芯层原料全部混合投入到搅拌机,充分搅拌10-15分钟,使之混合成第二料浆;
步骤三,将第一料浆均匀铺在毛毯上,再将第二料浆均匀铺在第一料浆上,然后再在第二料浆上均匀铺设第一料浆,再经压力成型筒挤压脱水成型,得到坯体,坯体中水的质量分数为40-45%;
步骤四,将坯体进入压机进行平整并分为三个阶段完成,第一阶段为低密度板压机压5分钟;第二阶段为中密度板压机压5分钟;第三阶段为高密度板压机压20分钟,第一阶段压力要求从零缓慢升到300公斤,第二阶段压力升到1000吨并保持,然后第三阶段从1000吨升到5000吨压力并保持10分钟,第四阶段压力从5000吨升到10000吨压力保持5分钟,最后5分钟从10000吨缓慢降到0;
步骤五:将步骤四所得板坯放置在预养房预养3-6小时;
步骤六:将步骤五所得板坯堆垛放置在密闭蒸压釜中,然后进气蒸压,整个过程总计24小时,分为三个阶段,第一阶段为升压时间,总计6小时,压力要求从0-10MPa,升压过程压力要求缓慢匀速;第二阶段为保压时间,总计15小时,压力达到保压,压力为9.5-10.5MPa,期间不得超出保压压力要求范围;第三阶段为排气阶段,时间为3小时,期间操作要求压力缓慢匀速下降至零;
步骤七:将蒸压完成后的板坯进行自然冷却,然后进行常温烘烤,使板材水分蒸发,达到所需要求的成品板材。
作为本发明进一步的方案:步骤三中压力成型筒的压力为2.5-3.0MPa。
作为本发明进一步的方案:步骤五中预养房的温度为30-40摄氏度。
作为本发明进一步的方案:步骤六中第二阶段的温度为180-190摄氏度。
作为本发明进一步的方案:步骤七中常温烘烤的温度为70-95摄氏度,时间为2小时。
作为本发明进一步的方案:步骤七中成品板材的厚度为4-20mm。
作为本发明进一步的方案:步骤三和步骤四可以替换为将第一料桨和第二料桨分别脱水成形,制成板坯,然后将所述板坯按照第一料桨、第二料桨和第一料桨的顺序放好,进入压机进行平整,制得高密度板。
TiO2-(C8H13O5N)n复合材料是由TiO2和(C8H13O5N)n所合成的一种复合材料,所述(C8H13O5N)n是一种可以降解的天然甲壳素(几丁聚糖),甲壳素是从虾、蟹等甲壳类动物的甲壳中提炼出来的物质,因为几丁聚糖结构的特殊性,其具有强大反应性的氨基(NH2)可与多种有害气体进行化学反应,因此对于逸散至空气中的甲醛、TVOC等有毒气体,皆能将其捕捉分解,并转化成水和肟(分子结构近似二氧化碳),同时对室内异味也有比较好的净化作用;所述TiO2是一种无机抗菌材料,可净化空气,作为催化剂可加快化学反应的反应速率,通过特定的化学反应,把甲醛氧化分解或者转化为安全性的物质,可达到该板材的降解甲醛等有害气体的功能。
TiO2-(C8H13O5N)n的制备方法如下:将纳米TIO2和甲壳素按照一定比例混合,以水或水-有机溶剂混合体系为溶液,加入10mol/L的NaOH,然后充分搅拌均匀,放入不锈钢制作的密闭高压釜中,温度160-180摄氏度,恒温反应24小时,将反应的产物放入到烘箱中50摄氏度烘干2小时,然后再放入干燥箱内自然干燥48小时得到。
本发明制备的成品厚度为4-20mm,容量为0.7-1.2g/cm3,导热系数为0.09-0.25w/(m.k),抗压强度为10-30MPa,抗折强度为5-15MPa。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明原料来源广泛,制备的成品板材是一种可以抗菌、吸附并降解甲醛等室内有害物质的无机板材,使用前景广阔。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1-2的成分见表1,实施例3-4的成分见表2。
表1
Figure BDA0001931443530000041
Figure BDA0001931443530000051
表2
Figure BDA0001931443530000052
Figure BDA0001931443530000061
实施例一的制备方法如下:
步骤一:按重量计配比,称取表层原料和芯层原料;
步骤二:将表层原料全部混合投入到搅拌机,充分搅拌15分钟,使之混合成第一料浆,第一料浆浓度控制在质量分数为13.5%,同理获得第二料桨;
步骤三:采取抄取法或长网法制坯,先将第一料桨均匀铺在毛毯上,再将第二料桨均匀铺在所述第一料桨上,然后再在第二料桨上均匀铺设第一料桨,再经2.8MPa压力成型筒挤压脱水成型,得到坯体,坯体含水的质量分数在42%之间;
步骤四:将步骤三所得坯体进入压机进行平整,根据低密中密高密所需密度要求将压力分为三个等级,低密度板压机压力200吨,压5分钟;中密度板压机压力要求1000吨,压5分钟;高密度板压机压20分钟,并分为三个阶段完成,第一阶段前5分钟压力要求从零缓慢升到300公斤,第二阶段5分钟压力升到1000吨并保持,然后第三阶段从1000吨升到5000吨压力并保持10分钟,第四阶段压力从5000吨升到10000吨压力保持5分钟,最后5分钟从10000吨缓慢降到0。
步骤五:将步骤五所得板坯静止放置在温度为36摄氏度的预养房预养5小时。
步骤六:将步骤六所得板坯堆垛放置在密闭蒸压釜中,然后进气蒸压,整个过程总计24小时,分为三个阶段,第一阶段升压时间总计6小时,压力要求从0-10MPa,升压过程压力要求缓慢匀速;第二阶段为保压时间,总计15小时,压力达到保压,压力为10.2MPa,温度达到185摄氏度,期间不得超出保压压力要求范围;第三阶段为排气阶段,时间为3小时,期间操作要求压力缓慢匀速下降至零。
步骤七:板坯进行蒸压完成后,进行自然冷却,然后进行常温烘烤,烘烤时间是2小时连续进行,温度要求控制在78摄氏度,使板材水分蒸发,达到所需要求的成品板材。
实施例一所得的板材密度为0.98g/cm3,抗折强度大于8MPa,性能适中。
实施例二的制备方法如下:
步骤一:按重量计配比,称取表层原料和芯层原料;
步骤二:将表层原料全部混合投入到搅拌机,充分搅拌14分钟,使之混合成第一料浆,第一料浆浓度控制在质量分数为12.8%,同理获得第二料桨;
步骤三:采取抄取法或长网法制坯,先将第一料桨均匀铺在毛毯上,再将第二料桨均匀铺在所述第一料桨上,然后再在第二料桨上均匀铺设第一料桨,再经2.8MPa压力成型筒挤压脱水成型,得到坯体,坯体含水的质量分数在42%;
步骤四:将步骤三所得坯体进入压机进行平整,根据低密中密高密所需密度要求将压力分为三个等级,低密度板压机压力200吨,压5分钟;中密度板压机压力要求1000吨,压5分钟;高密度板压机压20分钟,并分为三个阶段完成,第一阶段前5分钟压力要求从零缓慢升到300公斤,第二阶段5分钟压力升到1000吨并保持,然后第三阶段从1000吨升到5000吨压力并保持10分钟,第四阶段压力从5000吨升到10000吨压力保持5分钟,最后5分钟从10000吨缓慢降到0。
步骤五:将步骤五所得板坯静止放置在温度为38度的预养房预养4.5小时。
步骤六:将步骤六所得板坯堆垛放置在密闭蒸压釜中,然后进气蒸压,整个过程总计24小时,分为三个阶段,第一阶段升压时间总计6小时,压力要求从0-10MPa,升压过程压力要求缓慢匀速;第二阶段为保压时间,总计15小时,压力达到保压,压力为10.2MPa,温度达到185摄氏度,期间不得超出保压压力要求范围;第三阶段为排气阶段,时间为3小时,期间操作要求压力缓慢匀速下降至零。
步骤七:板坯进行蒸压完成后,进行自然冷却,然后进行常温烘烤,烘烤时间是2小时连续进行,温度要求控制在78摄氏度,使板材水分蒸发,达到所需要求的成品板材。
实施例二所得的板材密度为0.86g/cm3,抗折强度大于10MPa,性能优。
实施例三的制备方法如下:
步骤一:按重量计配比,称取表层原料和芯层原料;
步骤二:将表层原料全部混合投入到搅拌机,充分搅拌12分钟,使之混合成第一料浆,第一料浆浓度控制在质量分数为13.6%,同理获得第二料桨;
步骤三:将第一料桨和第二料桨分别脱水成形,制成板坯,然后将所述板坯按照第一料桨、第二料桨和第一料桨的顺序放好,得到预压坯体;
步骤四:将步骤三所得预压坯体进入压机进行平整,根据低密中密高密所需密度要求将压力分为三个等级,低密度板压机压力200吨,压5分钟;中密度板压机压力要求1000吨,压5分钟;高密度板压机压20分钟,并分为三个阶段完成,第一阶段前5分钟压力要求从零缓慢升到300公斤,第二阶段5分钟压力升到1000吨并保持,然后第三阶段从1000吨升到5000吨压力并保持10分钟,第四阶段压力从5000吨升到10000吨压力保持5分钟,最后5分钟从10000吨缓慢降到0。
步骤五:将步骤五所得板坯静止放置在温度为35度的预养房预养5小时。
步骤六:将步骤六所得板坯堆垛放置在密闭蒸压釜中,然后进气蒸压,整个过程总计24小时,分为三个阶段,第一阶段升压时间总计6小时,压力要求从0-10MPa,升压过程压力要求缓慢匀速;第二阶段为保压时间,总计15小时,压力达到保压,压力为10.4MPa,温度达到188摄氏度,期间不得超出保压压力要求范围;第三阶段为排气阶段,时间为3小时,期间操作要求压力缓慢匀速下降至零。
步骤七:板坯进行蒸压完成后,进行自然冷却,然后进行常温烘烤,烘烤时间是2小时连续进行,温度要求控制在92摄氏度,使板材水分蒸发,达到所需要求的成品板材。
实施例三所得的板材密度为0.94g/cm3,抗折强度大于7MPa,强度低,但韧性好。
实施例四的制备方法如下:
步骤一:按重量计配比,称取表层原料和芯层原料;
步骤二:将表层原料全部混合投入到搅拌机,充分搅拌15分钟,使之混合成第一料浆,第一料浆浓度控制在质量分数为14.5%,同理获得第二料桨;
步骤三:将第一料桨和第二料桨分别脱水成形,制成板坯,然后将所述板坯按照第一料桨、第二料桨和第一料桨的顺序放好,得到预压坯体;
步骤四:将步骤三所得预压坯体进入压机进行平整,根据低密中密高密所需密度要求将压力分为三个等级,低密度板压机压力200吨,压5分钟;中密度板压机压力要求1000吨,压5分钟;高密度板压机压20分钟,并分为三个阶段完成,第一阶段前5分钟压力要求从零缓慢升到300公斤,第二阶段5分钟压力升到1000吨并保持,然后第三阶段从1000吨升到5000吨压力并保持10分钟,第四阶段压力从5000吨升到10000吨压力保持5分钟,最后5分钟从10000吨缓慢降到0。
步骤五:将步骤五所得板坯静止放置在温度为36度的预养房预养8小时。
步骤六:将步骤六所得板坯堆垛放置在密闭蒸压釜中,然后进气蒸压,整个过程总计24小时,分为三个阶段,第一阶段升压时间总计6小时,压力要求从0-10MPa,升压过程压力要求缓慢匀速;第二阶段为保压时间,总计15小时,压力达到保压,压力为9.9MPa,温度达到189摄氏度,期间不得超出保压压力要求范围;第三阶段为排气阶段,时间为3小时,期间操作要求压力缓慢匀速下降至零。
步骤七:板坯进行蒸压完成后,进行自然冷却,然后进行常温烘烤,烘烤时间是2小时连续进行,温度要求控制在86摄氏度,使板材水分蒸发,达到所需要求的成品板材。
实施例四所得的板材密度为1.14g/cm3,抗折强度大于9MPa,强度好,密度高,硬度大。
准备两个1立方米的实验舱,厚度为10mm厚的玻璃制品,实验舱内尺寸为100cm*100cm*100cm,一个放置测试样品舱,另一个放置空白玻璃板作为对比,舱缝采用密封胶处理,实验舱中心位置放置30W日光灯一支,用于对需要光照的光催化类材料测试,在舱内右侧位置放置一个功率为15W的风扇,用于均匀舱内空气。将同样大小且不小于250mm*250mm的硅纤板和空白玻璃板分别放入样品仓和对比仓中,然后将玻璃平皿放入实验舱底部,密闭实验舱,然后用微量注射器取(3±0.25)uL分析甲醇溶液,通过注射孔滴到玻璃平皿内,密闭主射孔。两个舱不开启日光灯,密闭1小时后采集舱内气体测试其浓度,此浓度为初使浓度,24小时后采集舱内气体并测试其浓度,此浓度为终止浓度,采集气体前开启1分钟,采样时关闭,最终得到甲醛净化效率大于90%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种具有分解甲醛作用的硅纤板,其特征在于,包括芯层和表层,芯层包裹在表层内,表层包括以下重量份的原料:硅藻土7-10份、石灰7-10份、火山灰1.6-2.5份、硅微粉1-2份、木质纤维1-2份、凹凸棒石1-2份、羟乙基纤维素0.1-0.5份、TiO2-(C8H13O5N)n复合材料0.3-0.8份、雪硅钙石1-2份和水70-81份,芯层包括以下重量份的原料:硅藻土7-10份、石灰7-10份、火山灰2.4-3.0份、木质纤维1.2-2.2份、硫酸钙晶须1-2份、羟乙基纤维素0.1-0.5份、海泡石1-2份和水70-80份,所述具有分解甲醛作用的硅纤板的制备方法,具体步骤如下:
步骤一,按照重量比称取表层原料和芯层原料;
步骤二,将表层原料全部混合投入到搅拌机,充分搅拌10-15分钟,使之混合成第一料浆,将芯层原料全部混合投入到搅拌机,充分搅拌10-15分钟,使之混合成第二料浆;
步骤三,将第一料浆均匀铺在毛毯上,再将第二料浆均匀铺在第一料浆上,然后再在第二料浆上均匀铺设第一料浆,再经压力成型筒挤压脱水成型,得到坯体,坯体中水的质量分数为40-45%;
步骤四,将坯体进入压机进行平整并分为三个阶段完成,第一阶段为低密度板压机压5分钟;第二阶段为中密度板压机压5分钟;第三阶段为高密度板压机压20分钟,第一阶段压力要求从零缓慢升到300公斤,第二阶段压力升到1000吨并保持,然后第三阶段从1000吨升到5000吨压力并保持10分钟,第四阶段压力从5000吨升到10000吨压力保持5分钟,最后5分钟从10000吨缓慢降到0;
步骤五:将步骤四所得板坯放置在预养房预养3-6小时;
步骤六:将步骤五所得板坯堆垛放置在密闭蒸压釜中,然后进气蒸压,整个过程总计24小时,分为三个阶段,第一阶段为升压时间,总计6小时,压力要求从0-10MPa,升压过程压力要求缓慢匀速;第二阶段为保压时间,总计15小时,压力为9.5-10.5MPa;第三阶段为排气阶段,时间为3小时,期间操作要求压力缓慢匀速下降至零;
步骤七:将蒸压完成后的板坯进行自然冷却,然后进行常温烘烤,达到所需要求的成品板材。
2.根据权利要求1所述的具有分解甲醛作用的硅纤板,其特征在于,所述制备方法的步骤三中压力成型筒的压力为2.5-3.0MPa。
3.根据权利要求1所述的具有分解甲醛作用的硅纤板,其特征在于,所述制备方法的步骤五中预养房的温度为30-40摄氏度。
4.根据权利要求2或1所述的具有分解甲醛作用的硅纤板,其特征在于,所述制备方法的步骤六中第二阶段的温度为180-190摄氏度。
5.根据权利要求1所述的具有分解甲醛作用的硅纤板,其特征在于,所述制备方法的步骤七中常温烘烤的温度为70-95摄氏度,时间为2小时。
6.根据权利要求1或5所述的具有分解甲醛作用的硅纤板,其特征在于,所述制备方法的步骤七中成品板材的厚度为4-20mm。
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