CN103145374A

CN103145374A - 一种高强度高功能膨润土组合物的制备方法

Info

Publication number: CN103145374A
Application number: CN 201310062388
Authority: CN
Inventors: 高洋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2013-06-12

Abstract

本发明公开一种高强度高功能膨润土组合物的制备方法，涉及快速成型的高强度高功能膨润土组合物，属于膨润土复合材料的制备和应用技术领域。其特征在于：该组合物包含：膨润土、填加料、胶粘剂、抗菌剂、加工助剂，其中膨润土50～65份、填加料10～15份，胶粘剂10～15份、抗菌剂5份、成型加工助剂0～30份其为重量比。其有益效果在于：板材和型材的成型周期短，适于大批量生产，产品具有良好的力学机械性能，并具有良好的阻燃、防水、隔热、质轻、低甲醛释放、抗菌、吸湿放湿等使用性能和环保功能。

Description

一种高强度高功能膨润土组合物的制备方法

技术领域

本发明涉及快速成型的高强度高功能膨润土组合物，属于膨润土复合材料的制备和应用技术领域，具体的说是一种高强度高功能膨润土组合物的制备方法。

背景技术

膨润土(Bentonite)是以蒙脱石为主的含水粘土矿。是一种黏土岩、亦称蒙脱石黏土岩、常含少量伊利石、高岭石、埃洛石、绿泥石、沸石、石英、长石、方解石等；一般为白色、淡黄色，因含铁量变化又呈浅灰、浅绿、粉红、褐红、砖红、灰黑色等；具蜡状、土状或油脂光泽；膨润土有的松散如土，也有的致密坚硬。主要化学成分是二氧化硅、三氧化二铝和水，还含有铁、镁、钙、钠、钾等元素，Na2O和CaO含量对膨润土的物理化学性质和工艺技术性能影响颇大。蒙脱石矿物属单斜晶系，通常呈土状块体，白色，有时带浅红、浅绿、淡黄等色。光泽暗淡。硬度1～2，密度2～3g/cm3。按蒙脱石可交换阳离子的种类、含量和层电荷大小，膨润土可分为钠基膨润土(碱性土)、钙基膨润土(碱土性土)、天然漂白土(酸性土或酸性白土)，其中钙基膨润土又包括钙钠基和钙镁基等。膨润土具有强的吸湿性和膨胀性，可吸附8～15倍于自身体积的水量，体积膨胀可达数倍至30倍；在水介质中能分散成胶凝状和悬浮状，这种介质溶液具有一定的黏滞性、能变性和润滑性；有较强的阳离子交换能力；对各种气体、液体、有机物质有一定的吸附能力，最大吸附量可达5倍于自身的重量；它与水、泥或细沙的掺和物具有可塑性和黏结性；具有表面活性的酸性漂白土能吸附有色离子。

健康家居的基础是建筑材料和装饰装修材料。人们大量使用普通人造板和含挥发性有机物涂料，已造成了室内有毒有机物污染严重，导致气喘、恶心、皮肤过敏等房屋综合症。我国膨润土资源十分丰富，已探明储量达4亿吨，居世界第二位，利用膨润土的强吸附性、吸水释水性、隔热保温、不燃等功能特性，可以制造出膨润土基环保型板材和型材，用于室内建筑装饰和室内家具，降低室内污染，营造健康的家居环境。但是，膨润土的细腻和松散状态，使其加工成型难，应用的局限性大。目前膨润土还仅作为添加剂，用作普通水泥、轻质保温板、内墙涂料等的组分。

由此可见，膨润土的成型方法主要来源于无机水泥、石膏板的生产技术，产品成型和养护的周期长，生产效率低，产品附加值低。而膨润土与树脂或粘合剂制成片材，仅用于非受力结构部件的用途，对材料力学机械性能要求低。迄今尚未见膨润土为主体（占30～60%以上重量）与热固性树脂或粘合剂组成的复合材料组合物及其快速成型的制造技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度高功能膨润土组合物的制备方法，具有阻燃、阻燃、防水、质轻，低甲醛释放、抗菌等功能特性为一体的膨润土组合物及其板材和型材制品，并具有好的力学机械强度，可用于室内建筑装饰、家具等的受力结构材料。

为实现上述目的，本发明所述一种高强度高功能膨润土组合物的制备方法，其特征在于：该组合物包含：膨润土、填加料、胶粘剂、抗菌剂、加工助剂，其中膨润土50～65份、填加料10～15份，胶粘剂10～15份、抗菌剂5份、成型加工助剂0～30份其为重量比。

所述膨润土为蒙脱石含量大于80%、颗粒大小为1～100um的膨润土、提纯膨润土、或煅烧膨润土；具有吸附甲醛和室内有害有机物的作用，同时具有在高空气湿度下吸湿、低空气湿度下放湿的室内环境空气湿度平衡作用。

所述填加料为属植物纤维的木质纤维、麻纤维及其编织物，属植物粉碎料的木粉、秸秆粉碎料、稻壳粉，属无机纤维的短切玻璃纤维、海泡石纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维长丝，属无机粉体的石英砂、沸石粉、珍珠岩、碳酸钙、云母粉、滑石粉、高岭土、粘土、石膏粉、粉煤灰、或冶金矿渣。

填加料一般成本较低，可以起到降低原料成本；同时，纤维结构的填加料对制品有增强作用；木粉等软质填加料对制品有增韧作用；几种不同性能的填加料同时使用，可起到对制品力学机械性能的综合平衡作用。

填加料的形态为10～100um的粉体、长度0.1～4cm的短纤维、或连续纤维编织物。

所述胶粘剂为三聚氰胺甲醛树脂胶、脲醛树脂胶、酚醛树脂胶、异氰酸酯胶、丙烯酸树脂乳液、或聚乙酸乙烯酯乳液，及它们中的两种或两种以上的混合物；与膨润土和填加料具有较强的渗透性和结合力，固化后复合材料机械强度高。同时，几种不同的树脂胶粘剂复配使用，可获得强度和韧性均衡的制成品。

所述抗菌剂为属无机抗菌剂的银系无机抗菌剂、银锌复合无机抗菌剂、银铜锌复合无机抗菌剂、纳米二氧化钛光触媒抗菌剂、属有机抗菌剂的酚醚类、苯酚类、季胺盐类、双胍类、异噻唑、N-卤代烷基硫代类、吡咯衍生物、有机金属类、吡啶类、咪唑类、噻唑类、或砜类。抗菌剂使细菌、霉菌在制成品上不能生长繁殖。同时，银系抗菌剂和光触媒Ti0₂抗菌剂可激活空气中生成活性氧，通过活性氧和氢氧自由基分解甲醛等室内有毒有机物。

所述成型加工助剂为属防水剂的硅油、液体石蜡，属分散剂的氧化石蜡、脂肪酸盐，属偶联剂的硅烷、钛酸酯、铝酸酯，或它们中的两种或两种以上的混合物。

所述防水剂的作用是保护制成品，以防被水侵蚀破坏。

所述分散剂是用来提高膨润土及无机填加料的分散性，使它们与粘合剂混合时，其表面易于被粘合剂润湿，使粘合均匀、强度提高。

所述偶联剂是为了增强膨润土、填加料与胶粘剂的界面结合，提高制品的力学机械性能。

本发明所述一种高强度高功能膨润土组合物的制备方法，其特征在于：按下列步骤进行：

一、烘料和混料：将膨润土和填加料烘干，按比例称重，加入高速搅拌机中低速搅拌1～2min，高速搅拌1～3min，掺混均匀；

二、表面处理和拌胶：将膨润土和填加料混合物在高速搅拌机中用偶联剂进行表面活化处理1～3min后，加入胶粘剂，低速混合3～5min，出料；

三、铺料：将拌好胶的膨润土和填加料混合物在热压机底板上或模具中铺成板坯或型坯；

四、热压成型：将上述底板和模具送入热压机，经热压成型，制成板材或型材。在热压机中热压成型条件下，热固性高分子胶粘剂，将膨润土、填加料等固态物质牢固地粘合成型，所获得的板材和型材等成型物具有良好的力学机械性能。

本发明提供的一种高强度高功能膨润土组合物的制备方法，其工艺过程也可以是先分别将膨润土与填加料用加工助剂处理、施胶，然后混料和铺料，其特征在于按下列步骤进行：

一、表面处理和拌胶：经烘干的膨润土在高速搅拌机中用偶联剂进行表面活化处理1～3min后，加入胶粘剂，低速混合3～5min，出料，采用与膨润土的相同的步骤，用偶联剂和分散剂处理无机粉体、木粉等填加料，然后加入胶粘剂，混合，出料；

二、混料和铺料：将拌好胶的膨润土和填加料在机械搅拌下掺混均匀，然后将混合料在热压机底板上或模具中铺成板坯或型坯；

三、热压成型：将上述底板和模具送入热压机，经热压成型，制成板材或型材；使用热压成型机成型，热压成型的温度为70～175℃，时间为5～60min，压强为0.8～40MPa。

本发明提供的一种高强度高功能膨润土组合物的制备方法，其有益效果在于：板材和型材的成型周期短，适于大批量生产，产品具有良好的力学机械性能，并具有良好的阻燃、防水、隔热、质轻、低甲醛释放、抗菌、吸湿放湿等使用性能和环保功能。

具体实施方式

以下实施例为本发明作进一步出阐述。

实施例1

1.按重量称取膨润土65kg、填加料10kg，胶粘剂10kg、抗菌剂5kg、成型加工助剂10kg；

2.将膨润土和填加料烘干，按比例称重，加入高速搅拌机中低速搅拌1min，高速搅拌1min，掺混均匀；将膨润土和填加料混合物在高速搅拌机中用偶联剂进行表面活化处理1min后，加入胶粘剂，低速混合3min，出料；

3.将拌好胶的膨润土和填加料混合物在热压机底板上或模具中铺成板坯或型坯；

4.将上述底板和模具送入热压机，经热压成型，制成板材或型材，在热压机中热压成型条件下，热固性高分子胶粘剂，将膨润土、填加料等固态物质牢固地粘合成型，所获得的板材和型材等成型物具有良好的力学机械性能。

实施例2

1.按重量称取膨润土50kg、填加料15kg，胶粘剂15kg、抗菌剂5kg、成型加工助剂20kg；

2.将膨润土和填加料烘干，按比例称重，加入高速搅拌机中低速搅拌2min，高速搅拌3min，掺混均匀；将膨润土和填加料混合物在高速搅拌机中用偶联剂进行表面活化处理3min后，加入胶粘剂，低速混合5min，出料；

实施例3

1.按重量称取膨润土65kg、填加料15kg，胶粘剂10kg、抗菌剂5kg、成型加工助剂5kg；

2.将膨润土和填加料烘干，按比例称重，加入高速搅拌机中低速搅拌1min，高速搅拌2min，掺混均匀；将膨润土和填加料混合物在高速搅拌机中用偶联剂进行表面活化处理2min后，加入胶粘剂，低速混合5min，出料；

Claims

1.一种高强度高功能膨润土组合物的制备方法，其特征在于：该组合物包含：膨润土、填加料、胶粘剂、抗菌剂、加工助剂，其中膨润土50～65份、填加料10～15份，胶粘剂10～15份、抗菌剂5份、成型加工助剂0～30份其为重量比。

2.如权利要求1所述一种高强度高功能膨润土组合物的制备方法，其特征在于：所述膨润土为蒙脱石含量大于80%、颗粒大小为1～100um的膨润土、提纯膨润土、或煅烧膨润土。

3.如权利要求1所述一种高强度高功能膨润土组合物的制备方法，其特征在于：所述填加料的形态为10～100um的粉体、长度0.1～4cm的短纤维、或连续纤维编织物。