CN107189479A - 一种防虫高强环保复合功能板材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防虫高强环保复合功能板材，包括以下重量份的原料：植物纤维80‑100份、防虫剂4‑6份、杀菌剂5‑7份、无机磷酸盐胶黏剂18‑24份、稀土金属盐6‑8份、氧化硅2‑4份、粘结剂10‑16份、阻燃添加剂8‑12份、硬脂酸锌3‑5份、硬脂酸钙2‑4份、除醛填土8‑12份。本发明的防虫高强环保复合功能板材具有高强、阻燃、零甲醛、无污染的特点，材料抗压耐磨、耐老化，具有优异的抗菌、防虫蛀性能；同时本发明的制备方法采用了大量农业废弃物，节约了资源、保护了环境，成本较低、原料易得、工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

Description

一种防虫高强环保复合功能板材及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种防虫高强环保复合功能板材及其制备方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展和城市化率的不断提高，原木的数量越来越少，价格也越来越高，同时原木并不具有阻燃、耐腐蚀和硬度高的优点，因此，质量稳定、环保等级高、具有安全阻燃功能的人造板材具有广阔的市场空间。
市场现有人造板大多为施加胶黏剂的产品，且其胶黏结通常为醛类有机胶黏剂，能够不断的向环境中释放甲醛、苯、氨等有毒气体，严重污染了环境，影响人们的身体健康。目前业界开发使用的环保型人造板通常采用增加负离子涂层的方式以抑制人造板中有毒气体的释放，这种方法可以在一定程度上缓解上述问题，却仍不能从根本上解决人造板产生有毒气体的缺陷，且用负离子固定有毒气体存在时间、接触面积、有效期等的限制，不能从根本上解决上述人造板污染环境的问题。另外，现有人造板功能单一，耐用性和耐久性较差，使用寿命短。
此外随着时间推移，人造板材内容易滋生虫子、蜈蚣等，非常不卫生，而且其会爬到住户的屋内，带来一定的困扰。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种防虫高强环保复合功能板材，该防虫高强环保复合功能板材具有高强、阻燃、零甲醛、无污染的特点，材料抗压耐磨、耐老化，具有优异的抗菌、防虫蛀性能；同时本发明的制备方法采用了大量农业废弃物，节约了资源、保护了环境，成本较低、原料易得、工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种防虫高强环保复合功能板材，包括以下重量份的原料：
植物纤维80-100份、防虫剂4-6份、杀菌剂5-7份、无机磷酸盐胶黏剂18-24份、稀土金属盐6-8份、氧化硅2-4份、粘结剂10-16份、阻燃添加剂8-12份、硬脂酸锌3-5份、硬脂酸钙2-4份、除醛填土8-12份。
优选地，所述防虫高强环保复合功能板材包括以下重量份的原料：
植物纤维90份、防虫剂5份、杀菌剂6份、无机磷酸盐胶黏剂21份、稀土金属盐7份、氧化硅3份、粘结剂13份、阻燃添加剂10份、硬脂酸锌4份、硬脂酸钙3份、除醛填土10份。
优选地，所述植物纤维为农业秸秆、松针、树皮按照重量比5:1:2组成的混合物；所述植物纤维的制备方法为：将农业秸秆、松针、树皮浸泡在温度为45℃，浓度为18％的稀盐酸溶液中1.5小时；取出后用清水冲洗30分钟，再浸泡在温度为45℃，浓度为18％的苛性钠溶液中2.5小时；取出后冲洗至其pH呈中性，得到植物纤维。
优选地，所述防虫剂为除虫聚酯、樟脑油按照3:1组成的混合物。
优选地，所述杀菌剂为纳米氧化铜、纳米氧化锌、五氯苯酚、按照重量比3:4:1组成的混合物。
优选地，所述稀土金属盐为镧、铈、铕、钇、镱、镤、钬、钐的硝酸盐或硫酸盐或氯化物。
优选地，所述粘结剂为聚乙烯醇、白乳胶、羧甲基纤维素按照重量比3:1:2组成的混合物。
优选地，所述阻燃添加剂为聚磷酸铵、十溴二苯乙烷、氢氧化镁、氢氧化铝，按照重量比2:3:3:1组成的混合物；
所述除醛填土为凹凸棒土、电气石粉、膨润土按照重量比5:1:1组成的混合物。
本发明还提供一种防虫高强环保复合功能板材的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将植物纤维、除醛填土加入高速粉碎机中粉碎，再加入球磨机中，球磨后过200目筛，再混合稀土金属盐、氧化硅送入高速搅拌机中，搅拌20-30分钟，搅拌转速250-350r/min，得到混合物A；
步骤三，将硬脂酸锌、硬脂酸钙、步骤二制备的混合物A、粘结剂、无机磷酸盐胶黏剂加入高速搅拌机中，在温度为45-55℃下搅拌10-14分钟，搅拌转速200-300 r/min，再依次加入防虫剂、杀菌剂、阻燃添加剂继续搅拌30-40分钟，得到混合物B；
步骤四，将步骤三制得的混合物B送入板材形状的模具中，送入热压成型机中，在温度为85-95℃、压力为300-400N/cm2下压制成型，自然冷却、阴凉处放置3-5天，得到发明的防虫高强环保复合功能板材。
优选地，所述防虫高强环保复合功能板材的制备步骤为：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将植物纤维、除醛填土加入高速粉碎机中粉碎，再加入球磨机中，球磨后过200目筛，再混合稀土金属盐、氧化硅送入高速搅拌机中，搅拌25分钟，搅拌转速300r/min，得到混合物A；
步骤三，将硬脂酸锌、硬脂酸钙、步骤二制备的混合物A、粘结剂、无机磷酸盐胶黏剂加入高速搅拌机中，在温度为50℃下搅拌12分钟，搅拌转速250r/min，再依次加入防虫剂、杀菌剂、阻燃添加剂继续搅拌35分钟，得到混合物B；
步骤四，将步骤三制得的混合物B送入板材形状的模具中，送入热压成型机中，在温度为90℃、压力为350N/cm2下压制成型，自然冷却、阴凉处放置4天，得到发明的防虫高强环保复合功能板材。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的一种防虫高强环保复合功能板材采用的植物纤维，其主要成分为农业秸秆、松针、树皮，增加了农业废弃物的附加值和科技含量，实现了农业废弃物的小材大用、劣材优用，达到了节约资源，生态环保的效果，并且通过先酸洗再碱洗来达到使植物破碎完全，得到的更多的粗纤维。
（2）本发明的一种防虫高强环保复合功能板材添加的无机磷酸盐胶黏剂以及粘结剂一方面提供了较大的粘黏性，使得板材紧密结实、耐磨稳定，其机械强度和拉伸强度得到了很大的提高，另一方面二者成分安全环保，解决了人造板材产生有毒有害气体，污染环境的问题。
（3）本发明的一种防虫高强环保复合功能板材添加的除醛填土，能够吸收空气中的污染物，达到了较好的净化空气的作用，另一方面其粒度较小，具有较大的比表面积，能够有效的和其他物质交联，形成致密的膏状弹性体，不受热涨、冻涨的侵害，从而使制备的板材具有优异的耐候性。
（4）本发明的一种防虫高强环保复合功能板材添加的了防虫剂主要为除虫聚酯、樟脑油，能有效的减少虫蛾等在保温板处产卵繁殖的机率，从而大大降低虫子的滋生率。
（5）本发明的一种防虫高强环保复合功能板材添加的阻燃剂，主要为聚磷酸铵、十溴二苯乙烷、氢氧化镁、氢氧化铝，通过有机阻燃剂和无机阻燃剂的混合使用，能使板材的阻燃性能更强，作用时间更长久。
（6）本发明的一种防虫高强环保复合功能板材添加纳米氧化铜、纳米氧化锌、五氯苯酚，几者复合作用，大大提高了其杀菌效果，有效防止了板材表面发霉变黑的现象。
（7）本发明的一种防虫高强环保复合功能板材具有高强、阻燃、零甲醛、无污染的特点，材料抗压耐磨、耐老化，具有优异的抗菌、防虫蛀性能；同时本发明的制备方法采用了大量农业废弃物，节约了资源、保护了环境，成本较低、原料易得、工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的一种防虫高强环保复合功能板材，包括以下重量份的原料：
植物纤维80份、防虫剂4份、杀菌剂5份、无机磷酸盐胶黏剂18份、稀土金属盐6份、氧化硅2份、粘结剂10份、阻燃添加剂8份、硬脂酸锌3份、硬脂酸钙2份、除醛填土8份。
本实施例中的植物纤维为农业秸秆、松针、树皮按照重量比5:1:2组成的混合物；所述植物纤维的制备方法为：将农业秸秆、松针、树皮浸泡在温度为45℃，浓度为18％的稀盐酸溶液中1.5小时；取出后用清水冲洗30分钟，再浸泡在温度为45℃，浓度为18％的苛性钠溶液中2.5小时；取出后冲洗至其pH呈中性，得到植物纤维。
本实施例中的防虫剂为除虫聚酯、樟脑油按照3:1组成的混合物。
本实施例中的杀菌剂为纳米氧化铜、纳米氧化锌、五氯苯酚按照重量比3:4:1组成的混合物。
本实施例中的稀土金属盐为镧、铈、铕、钇、镱、镤、钬、钐的硝酸盐或硫酸盐或氯化物。
本实施例中的粘结剂为聚乙烯醇、白乳胶、羧甲基纤维素按照重量比3:1:2组成的混合物。
本实施例中的阻燃添加剂为聚磷酸铵、十溴二苯乙烷、氢氧化镁、氢氧化铝，按照重量比2:3:3:1组成的混合物；
所述除醛填土为凹凸棒土、电气石粉、膨润土按照重量比5:1:1组成的混合物。
本实施例的一种防虫高强环保复合功能板材的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将植物纤维、除醛填土加入高速粉碎机中粉碎，再加入球磨机中，球磨后过200目筛，再混合稀土金属盐、氧化硅送入高速搅拌机中，搅拌20分钟，搅拌转速250r/min，得到混合物A；
步骤三，将硬脂酸锌、硬脂酸钙、步骤二制备的混合物A、粘结剂、无机磷酸盐胶黏剂加入高速搅拌机中，在温度为45℃下搅拌10分钟，搅拌转速200r/min，再依次加入防虫剂、杀菌剂、阻燃添加剂继续搅拌30分钟，得到混合物B；
步骤四，将步骤三制得的混合物B送入板材形状的模具中，送入热压成型机中，在温度为85℃、压力为300N/cm2下压制成型，自然冷却、阴凉处放置3天，得到发明的防虫高强环保复合功能板材。
实施例2.
本实施例的一种防虫高强环保复合功能板材，包括以下重量份的原料：
植物纤维100份、防虫剂6份、杀菌剂7份、无机磷酸盐胶黏剂24份、稀土金属盐8份、氧化硅4份、粘结剂16份、阻燃添加剂12份、硬脂酸锌5份、硬脂酸钙4份、除醛填土12份。
本实施例中的植物纤维为农业秸秆、松针、树皮按照重量比5:1:2组成的混合物；所述植物纤维的制备方法为：将农业秸秆、松针、树皮浸泡在温度为45℃，浓度为18％的稀盐酸溶液中1.5小时；取出后用清水冲洗30分钟，再浸泡在温度为45℃，浓度为18％的苛性钠溶液中2.5小时；取出后冲洗至其pH呈中性，得到植物纤维。
本实施例中的防虫剂为除虫聚酯、樟脑油按照3:1组成的混合物。
本实施例中的杀菌剂为纳米氧化铜、纳米氧化锌、五氯苯酚按照重量比3:4:1组成的混合物。
本实施例中的稀土金属盐为镧、铈、铕、钇、镱、镤、钬、钐的硝酸盐或硫酸盐或氯化物。
本实施例中的粘结剂为聚乙烯醇、白乳胶、羧甲基纤维素按照重量比3:1:2组成的混合物。
本实施例中的阻燃添加剂为聚磷酸铵、十溴二苯乙烷、氢氧化镁、氢氧化铝，按照重量比2:3:3:1组成的混合物；
所述除醛填土为凹凸棒土、电气石粉、膨润土按照重量比5:1:1组成的混合物。
本实施例的一种防虫高强环保复合功能板材的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将植物纤维、除醛填土加入高速粉碎机中粉碎，再加入球磨机中，球磨后过200目筛，再混合稀土金属盐、氧化硅送入高速搅拌机中，搅拌30分钟，搅拌转速350r/min，得到混合物A；
步骤三，将硬脂酸锌、硬脂酸钙、步骤二制备的混合物A、粘结剂、无机磷酸盐胶黏剂加入高速搅拌机中，在温度为55℃下搅拌14分钟，搅拌转速300 r/min，再依次加入防虫剂、杀菌剂、阻燃添加剂继续搅拌40分钟，得到混合物B；
步骤四，将步骤三制得的混合物B送入板材形状的模具中，送入热压成型机中，在温度为95℃、压力为400N/cm2下压制成型，自然冷却、阴凉处放置5天，得到发明的防虫高强环保复合功能板材。
实施例3.
本实施例的一种防虫高强环保复合功能板材，包括以下重量份的原料：
植物纤维90份、防虫剂5份、杀菌剂6份、无机磷酸盐胶黏剂21份、稀土金属盐7份、氧化硅3份、粘结剂13份、阻燃添加剂10份、硬脂酸锌4份、硬脂酸钙3份、除醛填土10份。
本实施例中的植物纤维为农业秸秆、松针、树皮按照重量比5:1:2组成的混合物；所述植物纤维的制备方法为：将农业秸秆、松针、树皮浸泡在温度为45℃，浓度为18％的稀盐酸溶液中1.5小时；取出后用清水冲洗30分钟，再浸泡在温度为45℃，浓度为18％的苛性钠溶液中2.5小时；取出后冲洗至其pH呈中性，得到植物纤维。
本实施例中的防虫剂为除虫聚酯、樟脑油按照3:1组成的混合物。
本实施例中的杀菌剂为纳米氧化铜、纳米氧化锌、五氯苯酚按照重量比3:4:1组成的混合物。
本实施例中的稀土金属盐为镧、铈、铕、钇、镱、镤、钬、钐的硝酸盐或硫酸盐或氯化物。
本实施例中的粘结剂为聚乙烯醇、白乳胶、羧甲基纤维素按照重量比3:1:2组成的混合物。
本实施例中的阻燃添加剂为聚磷酸铵、十溴二苯乙烷、氢氧化镁、氢氧化铝，按照重量比2:3:3:1组成的混合物；
所述除醛填土为凹凸棒土、电气石粉、膨润土按照重量比5:1:1组成的混合物。
本实施例的一种防虫高强环保复合功能板材的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将植物纤维、除醛填土加入高速粉碎机中粉碎，再加入球磨机中，球磨后过200目筛，再混合稀土金属盐、氧化硅送入高速搅拌机中，搅拌25分钟，搅拌转速300r/min，得到混合物A；
步骤三，将硬脂酸锌、硬脂酸钙、步骤二制备的混合物A、粘结剂、无机磷酸盐胶黏剂加入高速搅拌机中，在温度为50℃下搅拌12分钟，搅拌转速250r/min，再依次加入防虫剂、杀菌剂、阻燃添加剂继续搅拌35分钟，得到混合物B；
步骤四，将步骤三制得的混合物B送入板材形状的模具中，送入热压成型机中，在温度为90℃、压力为350N/cm2下压制成型，自然冷却、阴凉处放置4天，得到发明的防虫高强环保复合功能板材。
以上各实施例制备的防虫高强环保复合功能板材的性能测试结果如下：
抗拉伸强度Mpa 甲醛去除率% 防火性能 霉菌杀灭率%
实施例1 14.5 97 B1 86
实施例2 13.2 93 B1 89
实施例3 13.7 94 B1 85
对比例 8.6 65 B2 23
本发明的一种防虫高强环保复合功能板材具有高强、阻燃、零甲醛、无污染的特点，材料抗压耐磨、耐老化，具有优异的抗菌、防虫蛀性能；同时本发明的制备方法采用了大量农业废弃物，节约了资源、保护了环境，成本较低、原料易得、工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
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 (10)

1.一种防虫高强环保复合功能板材，其特征在于，包括以下重量份的原料：
植物纤维80-100份、防虫剂4-6份、杀菌剂5-7份、无机磷酸盐胶黏剂18-24份、稀土金属盐6-8份、氧化硅2-4份、粘结剂10-16份、阻燃添加剂8-12份、硬脂酸锌3-5份、硬脂酸钙2-4份、除醛填土8-12份。
2.根据权利要求1所述的一种防虫高强环保复合功能板材，其特征在于，所述防虫高强环保复合功能板材包括以下重量份的原料：
植物纤维90份、防虫剂5份、杀菌剂6份、无机磷酸盐胶黏剂21份、稀土金属盐7份、氧化硅3份、粘结剂13份、阻燃添加剂10份、硬脂酸锌4份、硬脂酸钙3份、除醛填土10份。
3.根据权利要求1或2所述的一种防虫高强环保复合功能板材，其特征在于，所述植物纤维为农业秸秆、松针、树皮按照重量比5:1:2组成的混合物；所述植物纤维的制备方法为：将农业秸秆、松针、树皮浸泡在温度为45℃，浓度为18％的稀盐酸溶液中1.5小时；取出后用清水冲洗30分钟，再浸泡在温度为45℃，浓度为18％的苛性钠溶液中2.5小时；取出后冲洗至其pH呈中性，得到植物纤维。
4.根据权利要求1或2所述的一种防虫高强环保复合功能板材，其特征在于，所述防虫剂为除虫聚酯、樟脑油按照3:1组成的混合物。
5.根据权利要求1或2所述的一种防虫高强环保复合功能板材，其特征在于，所述杀菌剂为纳米氧化铜、纳米氧化锌、五氯苯酚按照重量比3:4:1组成的混合物。
6.根据权利要求1或2所述的一种防虫高强环保复合功能板材，其特征在于，所述稀土金属盐为镧、铈、铕、钇、镱、镤、钬、钐的硝酸盐或硫酸盐或氯化物。
7.根据权利要求1或2所述的一种防虫高强环保复合功能板材，其特征在于，所述粘结剂为聚乙烯醇、白乳胶、羧甲基纤维素按照重量比3:1:2组成的混合物。
8.根据权利要求1或2所述的一种防虫高强环保复合功能板材，其特征在于，所述阻燃添加剂为聚磷酸铵、十溴二苯乙烷、氢氧化镁、氢氧化铝，按照重量比2:3:3:1组成的混合物；
所述除醛填土为凹凸棒土、电气石粉、膨润土按照重量比5:1:1组成的混合物。
9.一种制备如权利要求1或2所述的防虫高强环保复合功能板材的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将植物纤维、除醛填土加入高速粉碎机中粉碎，再加入球磨机中，球磨后过200目筛，再混合稀土金属盐、氧化硅送入高速搅拌机中，搅拌20-30分钟，搅拌转速250-350r/min，得到混合物A；
步骤三，将硬脂酸锌、硬脂酸钙、步骤二制备的混合物A、粘结剂、无机磷酸盐胶黏剂加入高速搅拌机中，在温度为45-55℃下搅拌10-14分钟，搅拌转速200-300 r/min，再依次加入防虫剂、杀菌剂、阻燃添加剂继续搅拌30-40分钟，得到混合物B；
步骤四，将步骤三制得的混合物B送入板材形状的模具中，送入热压成型机中，在温度为85-95℃、压力为300-400N/cm2下压制成型，自然冷却、阴凉处放置3-5天，得到发明的防虫高强环保复合功能板材。
10.根据权利要求9所述的一种防虫高强环保复合功能板材的制备方法，其特征在于，所述步骤为：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将植物纤维、除醛填土加入高速粉碎机中粉碎，再加入球磨机中，球磨后过200目筛，再混合稀土金属盐、氧化硅送入高速搅拌机中，搅拌25分钟，搅拌转速300r/min，得到混合物A；
步骤三，将硬脂酸锌、硬脂酸钙、步骤二制备的混合物A、粘结剂、无机磷酸盐胶黏剂加入高速搅拌机中，在温度为50℃下搅拌12分钟，搅拌转速250r/min，再依次加入防虫剂、杀菌剂、阻燃添加剂继续搅拌35分钟，得到混合物B；
步骤四，将步骤三制得的混合物B送入板材形状的模具中，送入热压成型机中，在温度为90℃、压力为350N/cm2下压制成型，自然冷却、阴凉处放置4天，得到发明的防虫高强环保复合功能板材。
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