CN103708809B - 一种环保木化石船舶地板及其制备方法 - Google Patents

一种环保木化石船舶地板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及船舶地板技术领域，尤其涉及一种环保木化石船舶地板及其制备方法，包括以下质量百分比的原料：珍珠岩10～30%、碳酸钙或硅酸盐5～20%、木质素20～60%、麻纤维5～20%、可塑剂5～20%和助剂5～15%。本发明制得的环保木化石船舶地板具有质轻、可抗1200度高温不燃烧、无有毒物质及烟雾挥发，可抗强酸、强碱，防水,防潮，防霉变，抗冲击力强，施工方便可用钉子锤钉及锯子裁断，使用方便等优点；本发明制得的环保木化石船舶地板专用于船舶上的装饰板材及商用,家用的墙面与地板等。本发明的制备工艺简单，操作方便，有利于大规模推广应用。

Description

一种环保木化石船舶地板及其制备方法
技术领域
本发明涉及船舶地板技术领域，尤其涉及一种环保木化石船舶地板及其制备方法。
背景技术
为了提高船舶地板使用安全性和符合对现代客轮的相对严格的规定，提高用于建造船舱区域的材料的阻燃性变得越来越重要。在当今极端激烈的国际的工艺行业竞争的环境下，为了减少船舶建造总时间，预制的船舱区部件的使用不断地增加。需要满足越来越严格的使旅客和船员舒适的环保规范以及越来越严格的使海上生命安全（SOLAS）的防火规定。
然而，目前市面上的有机板材都不能抗高温及明火持续燃烧,如实木、多层实木、强化板和金刚板复合板皆经不住高热火源，以上所有现有的人造装饰板材虽经加入阻燃剂也仍然抵挡不了超高温燃烧，而且人造装饰板材有甲酫的致癌物质释出，不符合环保需求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种环保木化石船舶地板及其制备方法，具有质轻、可抗高温不燃烧、无有毒物质及烟雾挥发，可抗强酸、强碱，防水,防潮，防霉变，抗冲击力强，使用方便等优点，本发明的制备工艺简单，操作方便，有利于大规模推广应用。
本发明是通过以下技术方案来实现的。
一种环保木化石船舶地板，包括以下质量百分比的原料：
优选地，一种环保木化石船舶地板，包括以下质量百分比的原料：
更优选地，一种环保木化石船舶地板，包括以下质量百分比的原料：
珍珠岩，台湾称珍珠石，是一种类似流纹岩的酸性火山喷发熔岩，由于喷发后急速冷却，形成球粒状玻璃质岩石，有弧形或圆形裂纹，尤如珍珠的结构，所以被命名为珍珠岩。珍珠岩一般为浅灰色、淡绿色和褐色，二氧化硅含量达70%，水分含量为3-5%，当将珍珠岩加热到850–900℃时，由于玻璃质软化，其中水分蒸发，造成体积膨胀，可以达到原有体积的7–16倍，为膨胀珍珠岩。膨胀珍珠岩具有吸音性好，吸湿性小，抗冻性强的性能，因此被广泛用作建筑的保温隔音材料，也可以作为农业改良土壤，增加保墒能力的材料，此外在工艺的铸造、酿造、过滤、洗涤等工艺中也可以作为辅助材料应用。
木质素，是一种广泛存在于植物体中的无定形的、分子结构中含有氧代苯丙醇或其衍生物结构单元的芳香性高聚物。
木质素的分子结构:同时含有多种活性官能团，如羟基、羰基、羧基、甲基及侧链结构。其中羟基在木质素中存在较多，以醇羟基和酚羟基两种形式存在，而酚羟基的多少又直接影响到木质素的物理和化学性质，如能反映出木质素的醚化和缩合程度，同时也能衡量木质素的溶解性能和反应能力；在木质素的侧链上，有对羟基安息香酸、香草酸、紫丁香酸、对羟基肉桂酸、阿魏酸等酯型结构存在，这些酯型结构存在于侧链的α位或γ位。在侧链α位除了酯型结构外，还有醚型连接，或作为联苯型结构的碳-碳联结。同酚羟基一样，木质素的侧链结构也直接关系到它的化学反应性。
木质素的应用：利用其粘结性、分散性、螯合性广泛应用各个行业，以改善其物理化学性能，节省成本，提高效率。1.增强剂，在耐火材料、陶瓷制品生产中起到减水、增塑、絮凝等作用，亦可用于铸造业，作为辅助粘结剂，粘结力大且解崩性好；2.矿粉粘结剂，冶炼业将矿粉与之混合制成矿粉球，干燥后入窑，提高冶炼回收率，也可用作选矿剂；3.用作混凝土减水剂，掺加量在0.2%-0.3%时，可减少混凝土搅拌时用水量10%-12%，降低水灰比，节约水泥10%左右，改善混凝土和易性、流动性及抗渗透性，提高混凝土强度和密实性，具有早强效应，缩短凝结时间，提高抗压强度，同时减少混凝土坍落度损失；4.防垢剂和缓蚀剂，用于工业容器和管道中，起到防垢和缓蚀的作用，提高窗口和管道的使用寿命；5.水煤浆分散剂，用于火力发电厂等使用水煤浆的企业，作为分散剂，提高对煤的分散能力，增加燃煤的发热率和利用率，大大降低粉煤灰中的含煤量，同时减少搭桥和结块，提高炉体寿命；6.其他：可用作三次采油的化学剂、油田钻井泥浆稀释剂，及用于封井，另外，还可用于沥青乳化剂、饲料粘结剂、精炼助剂等，还广泛用于农药加工、型煤制作、鞣革的填料、炭黑造粒及土壤、沙丘、粉杰的控制等。
麻纤维，是取之于植物兢杆或叶的润皮纤维，纤维较长也较粗，且粗细不均匀，具有良好的强度。麻纤维是纤维素纤维，按其性能可分为2大类，一类是从植物叶身或叶鞘中剥取的管束纤维，质地粗硬，如剑麻，番麻等，由于其润力大和耐水性强，一般只用来制造绳索，渔网等，另一类是从植物茎部取下来的润皮纤维，质地相对柔软，称为软质纤维。软质纤维又因木质素的含量多少而有区别。含木质素较多的质地比较粗硬，适宜制造麻袋，绳索等，如红麻，黄麻等。含木质量较少的质地柔软，可以作为纺织原料，如亚麻，苎麻等。麻纤维的化学成分主要是纤维素，还含有胶质，水分木质，腊质等。
其中，所述可塑剂为亚克力树脂。亚克力树脂又称为丙烯酸树脂，亚克力树脂的特性及用途：预促触变型树脂，强度高，刚性好，粘接性能优良，固化收缩小，耐热耐水。
其中，所述助剂包括以下重量份的原料：
氢氧化铝  3份
催化剂    1.5份
促进剂    0.5份。
氢氧化铝，分子式为Al(OH)3，其主要用途有：1.用于制各种催化剂载体。2.是一种填充型阻燃剂,氢氧化铝在无机阻燃添加剂中的用量最大、应用最广。氢氧化铝作为阻燃剂不仅能阻燃，而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体。适用于热固性塑料、热塑性塑料、合成橡胶、涂料、矿用运输带、矿用导风筒涂覆布、胶管、地毯、橡皮衬垫、PVC电线电缆料、电线电缆护套、建筑材料、阻尼膏、阻尼板、电子等，可赋予制品阻燃、消烟、抗静电等特性。3.氢氧化铝是制造各种铝盐、搪瓷、陶瓷、玻璃器皿、干燥剂、吸附剂的原料，也用于制备催化剂、脱硫剂、催化剂载体、媒染剂及离子交换剂。氢氧化铝在200℃以上开始脱水，放出三分子结晶水，可以吸收大量热量，降低温度，故可作为聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂、聚酯及聚氯乙烯、聚乙烯等多种塑料的阻燃剂。其阻燃效果较好，参考用量40～60质量份。还可用于防水织物、纸张填料、牙膏摩擦剂、印花酸浆制剂及油墨增稠等方面。
其中，所述催化剂为二元醇。
二元醇，分子中有两个羟基的醇。一般两个羟基不是在同一个碳上。二元醇的通式为CnH2n+2O2。
具体地，所述催化剂为聚乙二醇。
聚乙二醇：分子式为HO(CH2CH2O)nH，由环氧乙烷与水或乙二醇逐步加成聚合而成，是优良的抗静电剂及柔软剂等，在化妆品、制药、化纤、橡胶、塑料、造纸、油漆、电镀、农药、金属加工及食品加工等行业中均有着极为广泛的应用。本品溶于水、乙醇和许多其它有机溶剂。蒸气压低，对热、酸、碱稳定。与许多化学品不起作用。有良好的保湿性、润滑性、粘结性、分散性，无毒，无刺激。平均分子量300，n=5～5.75，熔点-15～8℃，相对密度1.124～1.130。平均分子量600，n=12～13，熔点20～25℃，闪点246℃，相对密度1.13(20℃)。平均分子量4000，n=70～85，熔点53～56℃。
其中，所述促进剂为二元酸。
具体地，所述促进剂为无机二元酸或有机二元酸。
无机二元酸：每个分子在水中能够且只能电离出两个氢离子的酸，包括含氧酸和无氧酸，如硫酸（H2SO4）、亚硫酸（H2SO3）、氢硫酸（H2S）、碳酸(H2CO3)、偏硅酸（H2SiO3）等。
有机二元酸：含有两个羧基的酸，如乙二酸，即草酸（H2C2O4)。
进一步地，所述促进剂为有机二元酸。
优选地，所述促进剂为乙二酸。
乙二酸，别名草酸，分子式为H2C2O4，无色单斜片状或棱柱体结晶或白色粉末，150～160℃升华。在高热干燥空气中能风化。1g溶于7ml水、2ml沸水、2.5ml乙醇、1.8ml沸乙醇、100ml乙醚、5.5ml甘油，不溶于苯、氯仿和石油醚。0.1mol/L溶液的pH值为1.3。相对密度(d18.54)1.653。熔点101～102℃(187℃，无水)。低毒，半数致死量(兔，经皮)2000mg/kg。用途：络合剂、掩蔽剂、沉淀剂、还原剂。分析中用以检定和测定铍、钙、铬、金、锰、锶、钍等金属离子。显微微晶分析检验钠和其他元素。沉淀钙、镁、钍和稀土元素。校准高锰酸钾和硫酸铈溶液的标准溶液。漂白剂。助染剂。也可用来除去衣服上的铁锈建筑行业在涂刷外墙涂料前、由于墙面碱性较强应先涂刷草酸除碱。塑料工艺用于生产聚氯乙烯、氨基塑料、脲醛塑料。
其中，所述碳酸钙为重质碳酸钙和纳米碳酸钙以质量比为3-5:1-2的比例混合的混合物。
利用纳米碳酸钙的小质量和高表面能，使得纳米碳酸钙附着在重质碳酸钙表面，形成核\壳层的复合结构。在混炼的过程中，纳米碳酸钙附着在重质碳酸钙的表面随着重质碳酸钙一起运动，有效避免了纳米碳酸钙的团聚现象；另外由于纳米碳酸钙具有高的表面能，它与珍珠岩、木质素、麻纤维、可塑剂和助剂的混合物结合更加紧密，因此重质碳酸钙可以通过附着在其表面的纳米碳酸钙与珍珠岩、木质素、麻纤维、可塑剂和助剂的混合物结合，使得地板材料可抗高温不燃烧、无烟雾挥发，可抗强酸、强碱，防水,防潮，抗冲击力强；没有附着在重质碳酸钙表面的纳米碳酸钙将填充到珍珠岩、木质素、麻纤维、可塑剂和助剂的混合物的各种间隙，表现出纳米材料的各种优点，克服了单独使用重质碳酸钙和纳米碳酸钙填充聚丙烯的缺点，保持良好物理机械性能。
硅酸盐，所谓硅酸盐指的是硅、氧与其它化学元素（主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等）结合而成的化合物的总称。它在地壳中分布极广，是构成多数岩石（如花岗岩）和土壤的主要成分。由于其结构上的特点，种类繁多（硅酸盐矿物的基本结构是硅――氧四面体；在这种四面体内，硅原子占据中心，四个氧原子占据四角。这些四面体，依着四面体，依着不同的配合，形成了各类的硅酸盐）。它们大多数熔点高，化学性质稳定，是硅酸盐工业的主要原料。硅酸盐制品和材料广泛应用于各种工业、科学研究及日常生活中。
其中，所述硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾。
硅酸钠，俗称泡花碱，是一种水溶性硅酸盐，其水溶液俗称水玻璃,是一种矿黏合剂。其化学式为R2O·nSiO2，式中R2O为碱金属氧化物，n为二氧化硅与碱金属氧化物摩尔数的比值，称为水玻璃的摩数。建筑上常用的水玻璃是硅酸钠（Na2O·nSiO2）的水溶液。用途：A、涂刷材料表面，提高其抗风化能力以密度为1.35g/cm3的水玻璃浸渍或涂刷黏土砖、水泥混凝土、硅酸盐混凝土、石材等多孔材料，可提高材料的密实度、强度、抗渗性、抗冻性及耐水性等。B、加固土，将水玻璃和氯化钙溶液交替压注到土中，生成的硅酸凝胶在潮湿环境下，因吸收土中水分处于膨胀状态，使土固结。C、配制速凝防水剂。D、修补砖墙裂缝，将水玻璃、粒化高炉矿渣粉、砂及氟硅酸钠按适当比例拌合后，直接压入砖墙裂缝，可起到粘结和补强作用。E、硅酸钠水溶液可做防火门的外表面。F、可用来制作耐酸胶泥，用于炉窖类的内衬。
硅酸钾，分子式：K2O-nSiO2，无色、略带色透明稠状液体。用途：保护涂层（防止“起霜”即盐表面结晶）。催化剂。黏合剂。制造玻璃、陶瓷中用作去垢剂。磷光体胶粘于显像管上，涂电焊棒外面，可以克服溅散。用做还原染料、防火剂、电焊条粘合剂及无机涂料粘结剂，还可用于肥皂、医药、耐火材料的生产等。
一种环保木化石船舶地板的制备方法，包括以下加工步骤：
步骤A、将上述质量百分比的可塑剂倒入容器中，再加入助剂搅拌均匀；
步骤B、依次将木质素、麻纤维、珍珠岩和碳酸钙或硅酸盐加入容器中加热搅拌，得到熔融基料；
步骤C、将熔融基料倒入预制挤出机，按所需厚度、宽度和长度调整挤出板材规格，并通过输送带将挤出材料输送到高温炉內固化及冷却后制得板材。
其中，所述步骤C中，高温炉的煅烧温度为150-180℃，煅烧时间为3-6分钟，冷却温度为25-40℃，冷却时间为5-8分钟。
本发明的有益效果为：本发明制得的环保木化石船舶地板具有质轻、可抗1200度高温不燃烧、无有毒物质及烟雾挥发，可抗强酸、强碱，防水,防潮，防霉变，抗冲击力强，施工方便可用钉子锤钉及锯子裁断，使用方便等优点；本发明制得的环保木化石船舶地板专用于船舶上的装饰板材及商用,家用的墙面与地板等。本发明的制备工艺简单，操作方便，有利于大规模推广应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1。
一种环保木化石船舶地板，包括以下质量百分比的原料：
其中，所述可塑剂为亚克力树脂。所述助剂包括以下重量份的原料：氢氧化铝3份、催化剂1.5份和促进剂0.5份。所述催化剂为乙二醇；所述促进剂为硫酸。
一种环保木化石船舶地板的制备方法，包括以下加工步骤：
步骤A、将上述质量百分比的可塑剂倒入容器中，再加入助剂搅拌均匀；
步骤B、依次将木质素、麻纤维、珍珠岩和硅酸钠加入容器中加热搅拌，得到熔融基料；
步骤C、将熔融基料倒入预制挤出机，按所需厚度、宽度和长度调整挤出板材规格，并通过输送带将挤出材料输送到高温炉內固化及冷却后制得板材。高温炉的煅烧温度为150℃，煅烧时间为6分钟，冷却温度为25℃，冷却时间为5分钟。
实施例2。
一种环保木化石船舶地板，包括以下质量百分比的原料：
其中，所述可塑剂为亚克力树脂。所述助剂包括以下重量份的原料：氢氧化铝3份、催化剂1.5份和促进剂0.5份。所述催化剂为聚乙二醇；所述促进剂为偏硅酸。
一种环保木化石船舶地板的制备方法，包括以下加工步骤：
步骤A、将上述质量百分比的可塑剂倒入容器中，再加入助剂搅拌均匀；
步骤B、依次将木质素、麻纤维、珍珠岩和硅酸钾加入容器中加热搅拌，得到熔融基料；
步骤C、将熔融基料倒入预制挤出机，按所需厚度、宽度和长度调整挤出板材规格，并通过输送带将挤出材料输送到高温炉內固化及冷却后制得板材。高温炉的煅烧温度为160℃，煅烧时间为5分钟，冷却温度为30℃，冷却时间为6分钟。
实施例3。
一种环保木化石船舶地板，包括以下质量百分比的原料：
其中，所述可塑剂为亚克力树脂。所述助剂包括以下重量份的原料：氢氧化铝3份、催化剂1.5份和促进剂0.5份。所述催化剂为丙二醇；所述促进剂为乙二酸；所述碳酸钙为重质碳酸钙和纳米碳酸钙以质量比为5:1的比例混合的混合物。
一种环保木化石船舶地板的制备方法，包括以下加工步骤：
步骤A、将上述质量百分比的可塑剂倒入容器中，再加入助剂搅拌均匀；
步骤B、依次将木质素、麻纤维、珍珠岩和碳酸钙加入容器中加热搅拌，得到熔融基料；
步骤C、将熔融基料倒入预制挤出机，按所需厚度、宽度和长度调整挤出板材规格，并通过输送带将挤出材料输送到高温炉內固化及冷却后制得板材。高温炉的煅烧温度为170℃，煅烧时间为4分钟，冷却温度为35℃，冷却时间为7分钟。
实施例4。
一种环保木化石船舶地板，包括以下质量百分比的原料：
其中，所述可塑剂为亚克力树脂。所述助剂包括以下重量份的原料：氢氧化铝3份、催化剂1.5份和促进剂0.5份。所述催化剂为丁二醇；所述促进剂为丙二酸；所述碳酸钙为重质碳酸钙和纳米碳酸钙以质量比为5:2的比例混合的混合物。
一种环保木化石船舶地板的制备方法，包括以下加工步骤：
步骤A、将上述质量百分比的可塑剂倒入容器中，再加入助剂搅拌均匀；
步骤B、依次将木质素、麻纤维、珍珠岩和碳酸钙加入容器中加热搅拌，得到熔融基料；
步骤C、将熔融基料倒入预制挤出机，按所需厚度、宽度和长度调整挤出板材规格，并通过输送带将挤出材料输送到高温炉內固化及冷却后制得板材。高温炉的煅烧温度为180℃，煅烧时间为3分钟，冷却温度为40℃，冷却时间为8分钟。
以上所述实施方式，只是本发明的较佳实施方式，并非来限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括本发明专利申请范围内。

Claims (6)

1.一种环保木化石船舶地板的制备方法，其特征在于，包括以下加工步骤：
步骤A、将下述质量百分比的可塑剂倒入容器中，再加入助剂搅拌均匀；
步骤B、依次将木质素、麻纤维、珍珠岩和碳酸钙或硅酸盐加入容器中加热搅拌，得到熔融基料；
步骤C、将熔融基料倒入预制挤出机，按所需厚度、宽度和长度调整挤出板材规格，并通过输送带将挤出材料输送到高温炉內固化及冷却后制得板材；
其中，所述环保木化石船舶地板包括以下质量百分比的原料：
其中，所述助剂包括以下重量份的原料：
氢氧化铝  3份
二元醇    1.5份
二元酸    0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种环保木化石船舶地板的制备方法，其特征在于，所述步骤C中，高温炉的煅烧温度为150-180℃，煅烧时间为3-6分钟，冷却温度为25-40℃，冷却时间为5-8分钟。
3.根据权利要求1所述的一种环保木化石船舶地板的制备方法，其特征在于：所述环保木化石船舶地板包括以下质量百分比的原料：
4.根据权利要求1所述的一种环保木化石船舶地板的制备方法，其特征在于：所述环保木化石船舶地板包括以下质量百分比的原料：
5.根据权利要求1所述的一种环保木化石船舶地板的制备方法，其特征在于：所述可塑剂为亚克力树脂。
6.根据权利要求1所述的一种环保木化石船舶地板的制备方法，其特征在于：所述碳酸钙为重质碳酸钙和纳米碳酸钙以质量比为3-5:1-2的比例混合的混合物。
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