CN107142763B - 一种耐温阻燃的木质复合纤维装饰板的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐温阻燃的木质复合纤维装饰板的加工方法，包括如下步骤：（1）木质纤维处理、（2）混合料制备、（3）热压成型。本发明在木质复合纤维装饰板的制备过程中，合理选配了原料成分，并对加工工艺进行了特殊的改进优化，最终制得的板材具有良好的耐温阻燃性，较高的氧指数，同时其强度、耐腐特性等均有很好的提升，具有很好的经济效益和使用价值。

Description

一种耐温阻燃的木质复合纤维装饰板的加工方法
技术领域
本发明属于材料加工技术领域，具体涉及一种耐温阻燃的木质复合纤维装饰板的加工方法。
背景技术
近年来天然纤维复合材料备受关注, 成为全球研究的热点, 而且是近年来所有复合材料中需求增长最快的产品之一，平均增长率达25%以上。木质纤维复合板材现很大一部分应用于家装中，其主要是由天然纤维与树脂等混合热压成型，制成不同形状、性能的装饰板材，用于装修使用。此类复合材料不仅能有效的节约木材的使用，同时又具有更强的硬度、耐腐性、耐磨性等，使用寿命较长，且价格便宜，已得到广泛的应用。但此类材料存在着阻燃性不强的问题，而近年来家庭中的火灾发生率不断升高，给家庭带来了不可承受的损失，因此合理的提升材料的耐火阻燃性是现代家装中必不可少的要求之一，也是保障家庭财产安全的重要因素之一，故而不断改善此材料的阻燃特性具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种耐温阻燃的木质复合纤维装饰板的加工方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种耐温阻燃的木质复合纤维装饰板的加工方法，包括如下步骤：
（1）木质纤维处理：
a.将木质纤维放入蒸汽爆破机中，注入水蒸汽，控制蒸汽爆破机内的温度为140~150℃，控制蒸汽爆破机内的压力为1.3~1.5MPa，保温保压处理35~40s后，快速进行卸温卸压处理，完成后将木质纤维取出备用；
b.将操作a处理后的木质纤维放入质量分数为12~15%的硅烷偶联剂水溶液中，加热保持硅烷偶联剂水溶液的温度为40~45℃，浸泡处理1.5~2h后取出，最后再对木质纤维进行干燥处理后备用；
c.将操作b处理后的木质纤维放入改性液中，加热保持改性液的温度为73~77℃，搅拌处理40~45min后过滤，滤出木质纤维后备用，所述的改性液中的各物质及其重量百分比为：4~6%细粒二氧化硅、0.5~1%盐酸，余量为水；
（2）混合料制备：
a.按对应重量份称取下列物质：60~70份步骤（1）所得的木质纤维、33~37份松香树脂、5~10份环氧树脂、15~20份双飞粉、11~16份粗粒二氧化硅、0.5~1.5份分散剂；
b.将上述成分共同放入高速混料机内，充分混拌均匀后得混合料备用；
（3）热压成型：
先将步骤（2）所得的混合料预热到65~70℃，然后送入热压成型机内，控制成型的温度为135~145℃，热压处理10~14min后取出，再冷却至常温即得成品。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH792、硅烷偶联剂KBM602中的任意一种。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的干燥的温度为95~100℃。选用较高的干燥温度处理，可提升硅烷偶联剂在木质纤维表面附着、偶联的强度。
进一步的，步骤（1）操作c中所述的细粒二氧化硅颗粒的直径大小为10~60nm。
进一步的，步骤（2）操作a中所述的粗粒二氧化硅颗粒的直径大小为1~50μm。
进一步的，步骤（2）操作a中所述的分散剂为微晶石蜡、硬脂酸镁、三硬脂酸甘油酯中的任意一种。
进一步的，步骤（2）操作b中所述的高速混拌的速度为2000~2300转/分。
进一步的，步骤（3）中所述的热压处理时的压力为3~3.5MPa。
向木质复合纤维板材内添加无机填料改善其耐磨、阻燃、强度等特性已取得了不错的成效，其作用的影响因素不仅是填料自身的特性，同时还通过改善材料整体的密度、强度等，是其综合作用的结果，但通常填料在添加使用时存在分散不均、易积聚等问题，造成使用效果不佳，或者是与其余原料组分相容性不佳、粘结不稳定等问题，造成性能改善不完全、不稳定，对此本发明合理优化了使用的原料以及制备工艺，进一步优化了复合材料的特性。
本发明先对木质纤维进行了特殊的处理，将木质纤维放入蒸汽爆破机内进行爆破处理，有效的松散了纤维的内部组织结构，提升了纤维的活性，增强了纤维的孔隙度和表面积，然后又浸入到硅烷偶联剂水溶液中，对木质纤维进行了硅烷表面改性处理，经过处理后的木质纤维的改性效果更佳，品质更稳定，之后又将木质纤维放入到改性液中进行改性处理，改性液中是含有细粒二氧化硅的微酸性水溶液，其中较细颗粒的二氧化硅能渗入到处理后的木质纤维空隙中，增强木质纤维的整体强度、耐腐、耐温等特性，同时在木质纤维表面连接的硅烷偶联剂水解后形成硅醇基团，能与二氧化硅表面进行脱水反应，实现化学键连接，进一步提升了两者间的固定效果和整体特性，接着进行混合料制备时，又添加了特殊颗粒大小的粗粒二氧化硅，在物料中形成了很好的填充相，可有效的分散在树脂成分中，又不会被完全裹覆失去效果，合理配比的松香树脂和环氧树脂的添加增强了整体的粘性、硬度、耐温性等。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明在木质复合纤维装饰板的制备过程中，合理选配了原料成分，并对加工工艺进行了特殊的改进优化，最终制得的板材具有良好的耐温阻燃性，较高的氧指数，同时其强度、耐腐特性等均有很好的提升，具有很好的经济效益和使用价值。
具体实施方式
实施例1
一种耐温阻燃的木质复合纤维装饰板的加工方法，包括如下步骤：
（1）木质纤维处理：
a.将木质纤维放入蒸汽爆破机中，注入水蒸汽，控制蒸汽爆破机内的温度为140℃，控制蒸汽爆破机内的压力为1.3MPa，保温保压处理35s后，快速进行卸温卸压处理，完成后将木质纤维取出备用；
b.将操作a处理后的木质纤维放入质量分数为12%的硅烷偶联剂水溶液中，加热保持硅烷偶联剂水溶液的温度为40℃，浸泡处理1.5h后取出，最后再对木质纤维进行干燥处理后备用；
c.将操作b处理后的木质纤维放入改性液中，加热保持改性液的温度为73℃，搅拌处理40min后过滤，滤出木质纤维后备用，所述的改性液中的各物质及其重量百分比为：4%细粒二氧化硅、0.5%盐酸，余量为水；
（2）混合料制备：
a.按对应重量份称取下列物质：60份步骤（1）所得的木质纤维、33份松香树脂、5份环氧树脂、15份双飞粉、11份粗粒二氧化硅、0.5份分散剂；
b.将上述成分共同放入高速混料机内，充分混拌均匀后得混合料备用；
（3）热压成型：
先将步骤（2）所得的混合料预热到65℃，然后送入热压成型机内，控制成型的温度为135℃，热压处理10min后取出，再冷却至常温即得成品。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的干燥的温度为95℃。
进一步的，步骤（1）操作c中所述的细粒二氧化硅颗粒的直径大小为10~60nm。
进一步的，步骤（2）操作a中所述的粗粒二氧化硅颗粒的直径大小为1~50μm。
进一步的，步骤（2）操作a中所述的分散剂为微晶石蜡。
进一步的，步骤（2）操作b中所述的高速混拌的速度为2000转/分。
进一步的，步骤（3）中所述的热压处理时的压力为3MPa。
实施例2
一种耐温阻燃的木质复合纤维装饰板的加工方法，包括如下步骤：
（1）木质纤维处理：
a.将木质纤维放入蒸汽爆破机中，注入水蒸汽，控制蒸汽爆破机内的温度为145℃，控制蒸汽爆破机内的压力为1.4MPa，保温保压处理38s后，快速进行卸温卸压处理，完成后将木质纤维取出备用；
b.将操作a处理后的木质纤维放入质量分数为14%的硅烷偶联剂水溶液中，加热保持硅烷偶联剂水溶液的温度为44℃，浸泡处理1.8h后取出，最后再对木质纤维进行干燥处理后备用；
c.将操作b处理后的木质纤维放入改性液中，加热保持改性液的温度为75℃，搅拌处理42min后过滤，滤出木质纤维后备用，所述的改性液中的各物质及其重量百分比为：5%细粒二氧化硅、0.8%盐酸，余量为水；
（2）混合料制备：
a.按对应重量份称取下列物质：65份步骤（1）所得的木质纤维、36份松香树脂、8份环氧树脂、18份双飞粉、14份粗粒二氧化硅、1份分散剂；
b.将上述成分共同放入高速混料机内，充分混拌均匀后得混合料备用；
（3）热压成型：
先将步骤（2）所得的混合料预热到68℃，然后送入热压成型机内，控制成型的温度为140℃，热压处理12min后取出，再冷却至常温即得成品。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH792。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的干燥的温度为98℃。
进一步的，步骤（1）操作c中所述的细粒二氧化硅颗粒的直径大小为10~60nm。
进一步的，步骤（2）操作a中所述的粗粒二氧化硅颗粒的直径大小为1~50μm。
进一步的，步骤（2）操作a中所述的分散剂为硬脂酸镁。
进一步的，步骤（2）操作b中所述的高速混拌的速度为2200转/分。
进一步的，步骤（3）中所述的热压处理时的压力为3.2MPa。
实施例3
一种耐温阻燃的木质复合纤维装饰板的加工方法，包括如下步骤：
（1）木质纤维处理：
a.将木质纤维放入蒸汽爆破机中，注入水蒸汽，控制蒸汽爆破机内的温度为150℃，控制蒸汽爆破机内的压力为1.5MPa，保温保压处理40s后，快速进行卸温卸压处理，完成后将木质纤维取出备用；
b.将操作a处理后的木质纤维放入质量分数为15%的硅烷偶联剂水溶液中，加热保持硅烷偶联剂水溶液的温度为45℃，浸泡处理2h后取出，最后再对木质纤维进行干燥处理后备用；
c.将操作b处理后的木质纤维放入改性液中，加热保持改性液的温度为77℃，搅拌处理45min后过滤，滤出木质纤维后备用，所述的改性液中的各物质及其重量百分比为：6%细粒二氧化硅、1%盐酸，余量为水；
（2）混合料制备：
a.按对应重量份称取下列物质：70份步骤（1）所得的木质纤维、37份松香树脂、10份环氧树脂、20份双飞粉、16份粗粒二氧化硅、1.5份分散剂；
b.将上述成分共同放入高速混料机内，充分混拌均匀后得混合料备用；
（3）热压成型：
先将步骤（2）所得的混合料预热到70℃，然后送入热压成型机内，控制成型的温度为145℃，热压处理14min后取出，再冷却至常温即得成品。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KBM602。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的干燥的温度为100℃。
进一步的，步骤（1）操作c中所述的细粒二氧化硅颗粒的直径大小为10~60nm。
进一步的，步骤（2）操作a中所述的粗粒二氧化硅颗粒的直径大小为1~50μm。
进一步的，步骤（2）操作a中所述的分散剂为三硬脂酸甘油酯。
进一步的，步骤（2）操作b中所述的高速混拌的速度为2300转/分。
进一步的，步骤（3）中所述的热压处理时的压力为3.5MPa。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，不进行步骤（1）的操作a处理，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，将步骤（1）操作c中改性液的细粒二氧化硅成分用等质量份的颗粒直径大小为1~50μm的粗粒二氧化硅进行取代，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例2相比，在步骤（2）混合料制备中，用等质量份的颗粒直径大小为10~60nm的细粒二氧化硅取代粗粒二氧化硅，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例4
本对比实施例4与实施例2相比，省去步骤（1）木质纤维处理中的操作a和操作c，除此外的方法步骤均相同。
为了对比本发明效果，对上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3、对比实施例4所述的方法制得的复合装饰板进行性能测试，具体对比数据如下表1所示：
表1
氧指数（%） 弯曲强度（MPa）
实施例2 41.7 58.6
对比实施例1 31.4 51.0
对比实施例2 34.5 53.3
对比实施例3 37.8 55.6
对比实施例4 27.8 48.7
注：上表1中所述的氧指数参照GB2406-80进行测试，具体是在HC-2型氧指数仪上进行装饰板的氧指数测试；所述的弯曲强度参照GB/T 17748-2008进行测试。
由上表1可以看出，本发明制得的复合装饰板的阻燃性较好，且强度性能也得到有效提升，综合使用价值较高。

Claims (5)

1.一种耐温阻燃的木质复合纤维装饰板的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）木质纤维处理：
a.将木质纤维放入蒸汽爆破机中，注入水蒸汽，控制蒸汽爆破机内的温度为140~150℃，控制蒸汽爆破机内的压力为1.3~1.5MPa，保温保压处理35~40s后，快速进行卸温卸压处理，完成后将木质纤维取出备用；
b.将操作a处理后的木质纤维放入质量分数为12~15%的硅烷偶联剂水溶液中，加热保持硅烷偶联剂水溶液的温度为40~45℃，浸泡处理1.5~2h后取出，最后再对木质纤维进行干燥处理后备用；
c.将操作b处理后的木质纤维放入改性液中，加热保持改性液的温度为73~77℃，搅拌处理40~45min后过滤，滤出木质纤维后备用，所述的改性液中的各物质及其重量百分比为：4~6%细粒二氧化硅、0.5~1%盐酸，余量为水，所述细粒二氧化硅颗粒的直径大小为10~60nm；
（2）混合料制备：
a.按对应重量份称取下列物质：60~70份步骤（1）所得的木质纤维、33~37份松香树脂、5~10份环氧树脂、15~20份双飞粉、11~16份粗粒二氧化硅、0.5~1.5份分散剂，所述的粗粒二氧化硅颗粒的直径大小为1~50μm；
b.将上述成分共同放入高速混料机内，充分混拌均匀后得混合料备用；所述的混拌的速度为2000~2300转/分；
（3）热压成型：
先将步骤（2）所得的混合料预热到65~70℃，然后送入热压成型机内，控制成型的温度为135~145℃，热压处理10~14min后取出，再冷却至常温即得成品。
2.根据权利要求1所述的一种耐温阻燃的木质复合纤维装饰板的加工方法，其特征在于，步骤（1）操作b中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH792、硅烷偶联剂KBM602中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种耐温阻燃的木质复合纤维装饰板的加工方法，其特征在于，步骤（1）操作b中所述的干燥的温度为95~100℃。
4.根据权利要求1所述的一种耐温阻燃的木质复合纤维装饰板的加工方法，其特征在于，步骤（2）操作a中所述的分散剂为微晶石蜡、硬脂酸镁、三硬脂酸甘油酯中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种耐温阻燃的木质复合纤维装饰板的加工方法，其特征在于，步骤（3）中所述的热压处理时的压力为3~3.5MPa。
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