CN104308946B

CN104308946B - 可快速降解的植物纤维建筑装饰材料及其制备方法

Info

Publication number: CN104308946B
Application number: CN201410434021.4A
Authority: CN
Inventors: 伍兴发
Original assignee: Zhu Niancai
Current assignee: Zhu Niancai
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2034-08-29
Also published as: CN104308946A

Abstract

本发明涉及装饰材料领域，提供可快速降解的新型环保植物纤维建筑装饰材料及其制备方法，所述的建筑装饰材料包括竹木纤维43～49%、玉米淀粉8～13%、滑石粉12～17%、纸浆13～17%、胶黏剂14～18%，所述的竹木纤维包括竹纤维和木纤维，竹纤维和木纤维的重量配比为4:1。所述的可快速降解的植物纤维建筑装饰材料的方法包括预料预混、浆料筛选、二次细化、热压成型和后处理等工序。本发明所述的可快速降解的植物纤维建筑装饰材料具有绿色环保、可降解性强、力学性能优异、硬度高、外观光洁度好等优点。

Description

可快速降解的植物纤维建筑装饰材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及装饰材料领域，特别涉及一种可快速降解的植物纤维建筑装饰材料及其制备方法。

背景技术

植物纤维材料具有屈取材方便、成本低、环保、生产能耗低等优点，目前已经广泛应用于隔音材料、保温材料等领域，并且在装饰材料领域以其可降解性具有巨大的应用前景。但是，目前的植物纤维材料还存在产品结构不均匀化、强度低、表面光洁度低、降解能力较差、抗老化能力较弱等问题，直接限制了其在建筑装饰材料领域的推广应用。

发明内容

本发明针对现有植物纤维材料应用作为建筑装饰材料领域上存在的产品结构不均匀化、强度低、表面光洁度低、降解能力较差、抗老化能力较弱等问题，提供可快速降解的新型环保植物纤维建筑装饰材料及其制备方法。

本发明的技术方案是：

可快速降解的植物纤维建筑装饰材料由以下重量百分比的原料制备而成：竹木纤维43～49%、玉米淀粉8～13%、滑石粉12～17%、纸浆10～17%、胶黏剂14-18%。植物纤维产品质量控制的一个关键控制点在于配方。原料配比直接决定产品的硬度强度降低和自行降解能力。本发明采用竹纤维和木纤维作为主要原材料，纤维形态细长，细胞壁薄而大，纤维柔韧性好，相互间易于结合，彼此之间具有较好的缠绕、交织能力，纤维间的结合强度较大，在硬度方面相对于普通的装饰材料，硬度提高了30%左右。玉米淀粉是可完全降解的天然高分子物质，其降解的性能良好，产品回收埋藏在潮湿环境中，可迅速在2-3年间完全降解，对环境起到保护作用。纸浆由纤维素和半纤维素等成分组成，合适的纸浆成分比例可以提升材料的抗张强度、耐破强度和撕裂强度。滑石粉表面带有玻璃光泽，解理面具有珍珠光泽，纤维状集合体带有丝绢光泽，可以有效改善材料表面的光洁度，且滑石粉具有凝胶作用，在结构上提高材料的硬度和力学性能，此外，滑石粉修饰在材料的表面，在外观上可以有效提高材料的抗老化能力。

优选地，所述的竹木纤维包括竹纤维和木纤维，竹纤维和木纤维的重量配比为4:1。竹纤维具有单位细度细、白度好、韧性及耐磨性强的特点，在力学性能上有独特的回弹性、较强的纵向和横向强度，且材质稳定均一，悬垂性佳，很好地保证制备所得的建筑装饰材料的硬度、力学性能和外观。木纤维的单位细度级细、悬垂性佳，且相对于竹纤维成本较低，是竹纤维的有益补充。

优选地，所述的竹纤维的长度为0.3～2.0mm，直径为0.125～0.225mm，宽度分布为10～15um。竹纤维之间较好的缠绕、交织，提升了纤维间的结合强度，显著提高材料的硬度和力学性能，有效提升材料的防老化能力。

制备所述的可快速降解的植物纤维建筑装饰材料的方法包括以下步骤：

第一步、原料预混：按照配比要求称取符合重量百分比的竹纤维、木纤维、玉米淀粉、滑石粉、纸浆、胶黏剂加入搅拌机中进行搅拌混合均匀，得到混合浆料；

第二步、浆料筛选：将第一步所得的混合浆料转移至过筛机进行筛选，过滤粒径过大的颗粒的粉末，保留过滤浆料；

第三步、二次细化：将第二步所得的过滤浆料转移放入搅拌机进行二次细化，使之更加均匀，获得细化浆料；

第四步、热压成型：称取一定质量的第三步所得的细化浆料，转移至于模具中，把装有细化浆料的模具放入平板硫化机中，加热至160～180℃进行热压成形，制得植物纤维材料粗产品；

第五步、后处理：将第四步所得的可快速降解的植物纤维建筑装饰材料粗产品进行打磨后工序处理，即得本发明的产品。

通过设置原料预混、浆料筛选和二次细化等工序，可以有效清除大颗粒对浆料均匀性的影响，保证热压过程中颗粒之间结合均匀，硬度、力学强度显著提升；热压成型通过在各个方向均匀受热，避免出现热压过程后单一缺陷结合点压合程度不足造成的材料硬度和力学性能短板；后处理工序的打磨工序可以有对材料表面的光洁度进一步提高。

优选地，所述的过筛机的目数为40～60目。过筛机的目数不宜过大或者过小，过大使产品颗粒过大，颗粒均匀性差；过小的会造成产品压合后结合力偏小，影响材料的硬度、强度等指标。

优选地，所述的搅拌机的转速为200～350转。搅拌转速不宜过高，过高的转速会在一定程度上破坏掉原料内在结构，劣化材料的力学性能；过低的搅拌转速，搅拌的均匀程度无法保障。

优选地，所述的模具的材质为高强度钢。常规的模具材质主要采用泥模，石膏模，在加热过程中存在受热不均的问题，本发明采用的高强度钢导热性能良好，保障材料的受热均匀，保证了产品加工性能的一致性。

优选地所述的热压成型的压力为18～25MPa。成型压力过大，硬度会提供，但是材料会由于过度压实变脆，表面抗老化能力会明显下降；成型压力过小，材料的硬度达不到要求，力学性能明显裂化。

本发明的有益效果是：

第一、绿色环保，本发明以竹纤维、木纤维、玉米淀粉、滑石粉、纸浆作为主要原料，过程溶剂为水，过程中不使用有机溶剂，无甲醛产生，加之所得的产品可降解能力强，对环境非常友好;

第二、力学性能优异，本发明以竹纤维、木纤维作为主要材料，以纸浆进行力学性能改善，制得的产品拉伸强度在20～60MPa、弯曲强度为40～130MPa、冲击强度稳定在10～20MPa，较常规的装饰材料力学性能提高30%；

第三、硬度高，本发明在工艺控制过程中搅拌细化均匀，热压一致，所制得的产品压缩强度为100～200MPa，硬度为50-60BS；

第四、外观光洁度好，本发明所制得的产品表面粗糙度Ra小于1.6um，均匀度保持在95%以上；

第五、成本低廉，本发明的工艺简单，材料来源广泛，制备成本相对于传统的装饰材料具有明显的优势。

附图说明

附图1为本发明可快速降解的植物纤维建筑装饰材料及其制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本发明中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

可快速降解的植物纤维建筑装饰材料，由以下重量百分比的原料制备而成：竹木纤维40%、玉米淀粉12%、滑石粉15%、纸浆13%、胶黏剂18%。竹木纤维中竹纤维为40%、木纤维为10%。选用的竹纤维的长度为0.3～2.0mm，直径为0.125～0.225mm，宽度分布为10～15um。

第一步、原料预混：按照配比要求称取符合重量百分比的竹纤维、木纤维、玉米淀粉、滑石粉、纸浆、胶黏剂加入搅拌机中进行搅拌混合均匀，得到混合浆料，所述的搅拌机的转速为300转。

第二步、浆料筛选：将第一步所得的混合浆料转移至过筛机进行筛选，过滤粒径过大的颗粒的粉末，保留过滤粉料，所述的过筛机的目数为50目。

第三步、二次细化：将第二步所得的过滤浆料转移放入搅拌机进行二次细化，使之更加均匀，获得细化浆料，所述的搅拌机的转速为300转。

第四步、热压成型：称取一定质量的第三步所得的细化浆料，转移至于模具中，把装有细化浆料的模具放入平板硫化机中，加热至170℃进行热压成形，制得植物纤维材料粗产品，所述的模具的材质为高强度钢，所述的热压成型的压力为23MPa。

最终制备得的产品拉伸强度在58MPa、弯曲强度为115MPa、冲击强度稳定在17MPa、压缩强度为195MPa，硬度为59BS、表面粗糙度Ra为1.6um，均匀度为96%。

实施例2：

可快速降解的植物纤维建筑装饰材料，由以下重量百分比的原料制备而成：竹木纤维47%、玉米淀粉13%、滑石粉13%、纸浆17%、胶黏剂10%。竹木纤维中竹纤维为37.6%、木纤维为9.4%。选用的竹纤维的长度为0.3～2.0mm，直径为0.125～0.225mm，宽度分布为10～15um。

第一步、原料预混：按照配比要求称取符合重量百分比的竹纤维、木纤维、玉米淀粉、滑石粉、纸浆、胶黏剂加入搅拌机中进行搅拌混合均匀，得到混合浆料，所述的搅拌机的转速为200转。

第二步、浆料筛选：将第一步所得的混合浆料转移至过筛机进行筛选，过滤粒径过大的颗粒的粉末，保留过滤浆料，所述的过筛机的目数为60目。

第三步、二次细化：将第二步所得的过滤浆料转移放入搅拌机进行二次细化，使之更加均匀，获得细化浆料，所述的搅拌机的转速为350转。

第四步、热压成型：称取一定质量的第三步所得的细化浆料，转移至于模具中，把装有细化浆料的模具放入平板硫化机中，加热至180℃进行热压成形，制得植物纤维材料粗产品，所述的模具的材质为高强度钢，所述的热压成型的压力为18MPa。

最终制备得的产品拉伸强度在50MPa、弯曲强度为65MPa、冲击强度稳定在13MPa、压缩强度为120MPa，硬度为50BS、表面粗糙度Ra为1.57um，均匀度为95.5%。

实施例3

可快速降解的植物纤维建筑装饰材料，由以下重量百分比的原料制备而成：竹木纤维43%、玉米淀粉8%、滑石粉17%、纸浆14%、胶黏剂18%。竹木纤维中竹纤维为42.4%、木纤维为10.6%。选用的竹纤维的长度为0.3～2.0mm，直径为0.125～0.225mm，宽度分布为10～15um。

第二步、浆料筛选：将第一步所得的混合浆料转移至过筛机进行筛选，过滤粒径过大的颗粒的粉末，保留过滤粉料，所述的过筛机的目数为40目。

第三步、二次细化：将第二步所得的过滤浆料转移放入搅拌机进行二次细化，使之更加均匀，获得细化粉料，所述的搅拌机的转速为280转。

第四步、热压成型：称取一定质量的第三步所得的细化浆料，转移至于模具中，把装有细化浆料的模具放入平板硫化机中，加热至180℃进行热压成形，制得植物纤维材料粗产品，所述的模具的材质为高强度钢，所述的热压成型的压力为25MPa。

最终制备得的产品拉伸强度在53MPa、弯曲强度为108MPa、冲击强度稳定在16MPa、压缩强度为138MPa，硬度为55BS、表面粗糙度Ra为1.58um，均匀度为95.7%。

实施例4

可快速降解的植物纤维建筑装饰材料，由以下重量百分比的原料制备而成：竹木纤维46%、玉米淀粉9%、滑石粉12%、纸浆17%、胶黏剂18%。竹木纤维中竹纤维为40%、木纤维为10%。选用的竹纤维的长度为0.3～2.0mm，直径为0.125～0.225mm，宽度分布为10～15um。

第一步、原料预混：按照配比要求称取符合重量百分比的竹纤维、木纤维、玉米淀粉、滑石粉、纸浆、胶黏剂加入搅拌机中进行搅拌混合均匀，得到混合粉料，所述的搅拌机的转速为320转。

第三步、二次细化：将第二步所得的过滤浆料转移放入搅拌机进行二次细化，使之更加均匀，获得细化浆料，所述的搅拌机的转速为280转。

最终制备得的产品拉伸强度在43MPa、弯曲强度为62MPa、冲击强度稳定在12MPa、压缩强度为143MPa，硬度为52BS、表面粗糙度Ra为1.7um，均匀度为95.4%。

上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域技术人员根据本发明的构思，所作出的适当变通或修改，都应在本发明的保护范围之内。

Claims

1.可快速降解的植物纤维建筑装饰材料，其特征在于：所述的植物纤维建筑装饰材料由以下重量百分比的原料制备而成：竹木纤维47～53%、玉米淀粉8～13%、滑石粉12～17%、纸浆13～17%、胶黏剂8～12%；所述的竹木纤维包括竹纤维和木纤维，竹纤维和木纤维的重量配比为4:1；

所述植物纤维建筑装饰材料的制备方法包括以下步骤：

第四步、压模成型：称取一定质量的第三步所得的细化浆料，转移至于模具中，把装有细化浆料的模具放入平板硫化机中，加热至160～180℃进行热压成形，制得植物纤维材料粗产品；

2.根据权利要求1所述的可快速降解的植物纤维建筑装饰材料，其特征在于：所述的竹纤维的长度为0.3～2.0mm，直径为0.125～0.225mm，宽度分布为10～15um。

3.根据权利要求2所述的可快速降解的植物纤维建筑装饰材料，其特征在于：所述的过筛机的目数为40～60目。

4.根据权利要求3所述的可快速降解的植物纤维建筑装饰材料，其特征在于：所述的模具的材质为高强度钢。

5.根据权利要求4所述的可快速降解的植物纤维建筑装饰材料，其特征在于：所述的热压成型的压力为18-25MPa。