CN107473692B - 一种建筑装饰生态石木地板砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑装饰生态石木地板砖及其制备方法，涉及地板技术领域，包括以下重量份的原料：植物纤维30‑40份、粉煤灰50‑60份、氢氧化钙20‑30份、硅酸钠7‑15份、硫酸铝20‑30份、纳米氧化锌7‑15份、水适量。本发明将植物纤维进行酯化处理后，赋予其一定的热塑性，改善其界面相容性，将粉煤灰、氢氧化钙、硅酸钠、硫酸铝混合，与水发生水化作用，生成硬质钙矾石和硅酸钙，得到一种无机胶凝体，与酯化处理后的植物纤维很好的粘结在一起构成复合整体，加入的纳米氧化锌能够减少地板砖胚体硬化后的体积收缩，提高地板砖产品的光洁度和紧密度，制备的石木地板砖具有良好的强度和柔性，而且兼具防水，抗菌防霉等功能，绿色健康、生态环保。

Description

一种建筑装饰生态石木地板砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及地板技术领域，特别是涉及一种建筑装饰生态石木地板砖及其制备方法。

背景技术

新型建筑材料是在传统建筑材料基础上产生的新一代升级换代建筑材料，主要包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料和装饰装修材料等。新型建筑材料具有轻质、高强度、保温、节能、节土、装饰等优良特性，采用新型建材不但使房屋功能大大改善，还可以使建筑物内外更具现代气息，满足人们的审美要求，有的新型建材可以显著减轻建筑物自重，为推广轻型建筑结构创造了条件，推动了建筑施工技术现代化，大大加快了建房速度。在低碳时代到来之际，在国家提倡节能降耗、转型发展的大背景下，绿色低碳、节能环保已经成为新型建材不可回避的使命。为此， 以绿色环保、利废、隔热、保温、防火、质轻、高强、替代、成本低廉、节土、节地为目标的新型建材从中获得巨大的发展新机遇。新型建材的工业产值超过6000亿元，年增长超过14%，从业企业超过5000多家。在党和政府的高度重视和支持下，经过20多年的发展，已经具备了相当的规模和较为齐全的品种。目前，不断有新型建材被开发，特别是一些复合化、多功能化、节能化、绿色化、轻质高强化的新型建材占据了传统建材50%以上的比重。

随着社会经济的发展，人们的生活水平的提高，对地板装饰的美观要求也在不断提高。作为家装的主材，地板主要选用陶瓷地板砖、实木地板、木塑复合地板等。除非在万不得已的情况下，一般家装不会在短时间内轻易更换地板的，甚至直到这个房屋易主才会重新装修。因此，要求地板具有质地坚实、便于清理、耐磨、耐酸碱、不渗水等优点，而且现在还要求具有环保和节能的效果。然而传统的地板砖存在许多不足，如陶瓷地板是采用黏土在高温条件下烧制而成的，虽然其质地坚实、耐压耐磨且防潮，但是生产能耗高，且舒适性差；实木地板舒适度高、成本高，但硬木资源消耗量大，铺设安装工作量大，易变形，不防潮，且易发生霉变等；木塑强化地板既保证了舒适度，且防潮不易变形，又降低了成本，但由于加工过程使用胶合材料，环保型难以达标。

石木地板是近年来出现的新型建材，其中使用了无机物与植物纤维复合，因此具有超强耐磨、超强抗冲击、防火阻燃、防水防潮、吸音防噪、抗菌性能、安装施工快捷、花色品种繁多、耐酸碱腐蚀、保养方便、环保可再生、国际流行等优点，在装修装饰和园林景观等领域得到了一定应用，石木地板克服了陶瓷地板、实木地板、木塑复合地板的各个缺点，同时又兼具各种地板的优点，受到了广大消费者的青睐。但因现有在加工过程中仍然采用聚氯乙烯作为热熔粘合剂，使得地板不具备环保的特性。

发明内容

针对现有石木地板砖需要利用聚氯乙烯热熔粘接的缺陷，本发明提出一种建筑装饰生态石木地板砖及其制备方法，是将植物纤维进行酯化预处理后，与无机材料粉煤灰、氧化钙、硅酸钠、硫酸铝、纳米氧化锌混合，在适量水的作用下，构成复合整体，制备的石木地板砖具有良好的强度和柔性，并且兼具防水功能，健康绿色，生态环保。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种建筑装饰生态石木地板砖，包括以下重量份的原料：植物纤维30-40份、粉煤灰50-60份、氢氧化钙20-30份、硅酸钠7-15份、硫酸铝20-30份、纳米氧化锌7-15份、水适量。

优选地，包括以下重量份的原料：植物纤维32-36份、粉煤灰50-55份、氢氧化钙20-25份、硅酸钠10-14份、硫酸铝22-26份、纳米氧化锌8-11份、水适量。

优选地，包括以下重量份的原料：植物纤维35份、粉煤灰52份、氢氧化钙22份、硅酸钠12份、硫酸铝24份、纳米氧化锌9份、水适量。

本发明还提出了上述建筑装饰生态石木地板砖的制备方法，包括以下步骤：

（1）植物纤维预处理：将植物纤维浸入到酯化试剂中进行浸泡处理，过滤；

（2）拌料：将粉煤灰、氢氧化钙、硅酸钠、硫酸铝、纳米氧化锌加入到高速搅拌机中，混合均匀，再加入步骤（1）中预处理后的植物纤维，搅拌均匀，加水，搅拌均匀，得拌合料；

（3）热压成型：将步骤（2）的拌合料加入到模具中，加压热压成型，冷却，保养2-3天，制得地板砖胚料；

（4）打磨涂装：将步骤（3）的地板砖胚料进行切割打磨抛光后，即得建筑装饰生态石木地板砖。

酯化改性是将基团通过酯键连接在植物纤维上，赋予植物纤维热塑性和热粘接性，而且可以降低植物纤维的表面极性，使其易于在基体中分散，从而改善植物纤维和无极胶凝材料之间的界面相容性，优选地，所述步骤（1）中，酯化试剂为小分子羧基化合物；优选的，选自乙酸、乙酸酐、马来酸酐、邻苯二甲酸酐中的一种。

浸泡酯化时，植物纤维应全部浸没在酯化试剂中，优选地，所述步骤（1）中，植物纤维和酯化试剂的质量体积比（g/mL）为1：10-20。

随着浸泡时间的延长，植物纤维表面酯化程度越高，但浸泡一定时间后，随着浸泡时间的延长，其酯化程度增长不明显，因此，优选地，本发明步骤（1）中，浸泡处理时间为2-4h。

热压成型的压力和温度对地板砖胚体有很大影响，随着压力的增大，制得的石木地板砖胚体紧密度增加，但当压力过大时，则有可能使得制得的胚体出现裂纹，因此，所述步骤（3）中，热压成型的压力为2-5Mpa，热压温度为140-150℃，保压时间为10-20min。

天然植物纤维是由纤维素、半纤维素、木素及有机抽提物等组成，是一种不均匀的各向异性天然高分子材料，其表面含有大量的羟基和酚羟基等极性官能团，具有很强的亲水性和化学极性，通过对其表面进行酯化反应进行改性，可以降低植物纤维表面的极性，改善其表面润湿性，赋予优异的热塑性和热粘接性，并具有一定的热流动性，使之与无机矿物复合时，能够很好的分散再无机物基体中，改善植物纤维与无机物基体之间的界面相容性和粘合性能，压制后的砖胚内部结构紧密，密实度增加，有很好的强度；

粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物，我国火电厂粉煤灰的氧化物组成为：SiO2、Al2O3及少量的FeO、Fe2O3、CaO、MgO、SO3、TiO2等。其中SiO2和Al2O3是粉煤灰的主要活性成分，其含量可占总含量的60%以上，粉煤灰与氢氧化钙、硅酸钠、硫酸铝混合后，与水能够发生水化作用，生成硬质钙矾石和硅酸钙，从而得到一种无机胶凝体，能够与酯化处理后的植物纤维很好的粘结在一起，无需另外添加粘结材料。

纳米氧化锌使一种多功能的新型无极材料，颗粒大小在1-100nm范围内，由于晶粒的细微化，其表面电子结构和晶体结构发生变化，产生了宏观物体所不具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等特点，具有较好的遮蔽紫外线的特性，还有抗菌抑菌、祛味防霉的特性，将其加入到石木地板砖中，能够提高其耐人工老化性能，抗菌抗霉性能，且由于纳米氧化锌的尺寸小，比表面积大，能够很好的填充到地板砖基材中，减少地板砖胚体硬化后的体积收缩，提高地板砖产品的光洁度和紧密度。

将地板砖胚料进行切割打磨处理后，得到长度厚度均匀，表面平整的地板砖，整个石木地板砖加工过程中不使用挥发性粘结材料，克服了现有石木地板制备过程中采用聚氯乙烯粘结的缺陷，生态环保。

有益效果：本发明将植物纤维进行酯化处理后，赋予其一定的热塑性和粘接性，改善其界面相容性，将粉煤灰、氢氧化钙、硅酸钠、硫酸铝混合，与水发生水化作用，生成硬质钙矾石和硅酸钙，得到一种无机胶凝体，与酯化处理后的植物纤维很好的粘结在一起构成复合整体，加入的纳米氧化锌能够减少地板砖胚体硬化后的体积收缩，提高地板砖产品的光洁度和紧密度，制备的石木地板砖具有良好的强度和柔性，而且兼具防水，抗菌防霉等功能，制得石木地板砖产品中不含挥发成分，克服了现有石木地板使用聚氯乙烯粘接的缺陷，绿色健康、生态环保。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。

实施例1

一种建筑装饰生态石木地板砖，包括以下重量份的原料：植物纤维30份、粉煤灰60份、氢氧化钙20份、硅酸钠15份、硫酸铝20份、纳米氧化锌15份、水适量。

本发明还提出了上述建筑装饰生态石木地板砖的制备方法，包括以下步骤：

（1）植物纤维预处理：将植物纤维浸入到乙酸中，植物纤维和乙酸的质量体积比（g/mL）为1：10，浸泡处理2h，过滤；

（2）拌料：将粉煤灰、氢氧化钙、硅酸钠、硫酸铝、纳米氧化锌加入到高速搅拌机中，混合均匀，再加入步骤（1）中预处理后的植物纤维，搅拌均匀，加水，搅拌均匀，得拌合料；

（3）热压成型：将步骤（2）的拌合料加入到模具中，加压热压成型，热压成型的压力为2Mpa，热压温度为140℃，保压时间为10min，冷却，保养2天，制得地板砖胚料；

（4）打磨涂装：将步骤（3）的地板砖胚料进行切割打磨抛光后，即得建筑装饰生态石木地板砖。

实施例2

一种建筑装饰生态石木地板砖，包括以下重量份的原料：植物纤维32份、粉煤灰54份、氢氧化钙24份、硅酸钠8份、硫酸铝22份、纳米氧化锌12份、水适量。

本发明还提出了上述建筑装饰生态石木地板砖的制备方法，包括以下步骤：

（1）植物纤维预处理：将植物纤维浸入到乙酸酐中，植物纤维和乙酸酐的质量体积比（g/mL）为1：12，浸泡处理2.5h，过滤；

（2）拌料：将粉煤灰、氢氧化钙、硅酸钠、硫酸铝、纳米氧化锌加入到高速搅拌机中，混合均匀，再加入步骤（1）中预处理后的植物纤维，搅拌均匀，加水，搅拌均匀，得拌合料；

（3）热压成型：将步骤（2）的拌合料加入到模具中，加压热压成型，热压成型的压力为3Mpa，热压温度为140℃，保压时间为15min，冷却，保养3天，制得地板砖胚料；

（4）打磨涂装：将步骤（3）的地板砖胚料进行切割打磨抛光后，即得建筑装饰生态石木地板砖。

实施例3

一种建筑装饰生态石木地板砖，包括以下重量份的原料：植物纤维35份、粉煤灰52份、氢氧化钙22份、硅酸钠12份、硫酸铝24份、纳米氧化锌9份、水适量。

本发明还提出了上述建筑装饰生态石木地板砖的制备方法，包括以下步骤：

（1）植物纤维预处理：将植物纤维浸入到马来酸酐中，植物纤维和马来酸酐的质量体积比（g/mL）为1：15，浸泡处理3h，过滤；

（2）拌料：将粉煤灰、氢氧化钙、硅酸钠、硫酸铝、纳米氧化锌加入到高速搅拌机中，混合均匀，再加入步骤（1）中预处理后的植物纤维，搅拌均匀，加水，搅拌均匀，得拌合料；

（3）热压成型：将步骤（2）的拌合料加入到模具中，加压热压成型，热压成型的压力为3.5Mpa，热压温度为145℃，保压时间为20min，冷却，保养2天，制得地板砖胚料；

（4）打磨涂装：将步骤（3）的地板砖胚料进行切割打磨抛光后，即得建筑装饰生态石木地板砖。

实施例4

一种建筑装饰生态石木地板砖，包括以下重量份的原料：植物纤维34份、粉煤灰54份、氢氧化钙23份、硅酸钠13份、硫酸铝25份、纳米氧化锌10份、水适量。

本发明还提出了上述建筑装饰生态石木地板砖的制备方法，包括以下步骤：

（1）植物纤维预处理：将植物纤维浸入到邻苯二甲酸酐中，植物纤维和邻苯二甲酸酐的质量体积比（g/mL）为1：16，浸泡处理3h，过滤；

（2）拌料：将粉煤灰、氢氧化钙、硅酸钠、硫酸铝、纳米氧化锌加入到高速搅拌机中，混合均匀，再加入步骤（1）中预处理后的植物纤维，搅拌均匀，加水，搅拌均匀，得拌合料；

（3）热压成型：将步骤（2）的拌合料加入到模具中，加压热压成型，热压成型的压力为4Mpa，热压温度为145℃，保压时间为10min，冷却，保养3天，制得地板砖胚料；

（4）打磨涂装：将步骤（3）的地板砖胚料进行切割打磨抛光后，即得建筑装饰生态石木地板砖。

实施例5

一种建筑装饰生态石木地板砖，包括以下重量份的原料：植物纤维40份、粉煤灰50份、氢氧化钙30份、硅酸钠7份、硫酸铝30份、纳米氧化锌7份、水适量。

本发明还提出了上述建筑装饰生态石木地板砖的制备方法，包括以下步骤：

（1）植物纤维预处理：将植物纤维浸入到乙酸酐中，植物纤维和乙酸酐的质量体积比（g/mL）为1：18，浸泡处理3.5h，过滤；

（2）拌料：将粉煤灰、氢氧化钙、硅酸钠、硫酸铝、纳米氧化锌加入到高速搅拌机中，混合均匀，再加入步骤（1）中预处理后的植物纤维，搅拌均匀，加水，搅拌均匀，得拌合料；

（3）热压成型：将步骤（2）的拌合料加入到模具中，加压热压成型，热压成型的压力为4.5Mpa，热压温度为150℃，保压时间为15min，冷却，保养2天，制得地板砖胚料；

（4）打磨涂装：将步骤（3）的地板砖胚料进行切割打磨抛光后，即得建筑装饰生态石木地板砖。

实施例6

一种建筑装饰生态石木地板砖，包括以下重量份的原料：植物纤维36份、粉煤灰58份、氢氧化钙25份、硅酸钠14份、硫酸铝22份、纳米氧化锌12份、水适量。

本发明还提出了上述建筑装饰生态石木地板砖的制备方法，包括以下步骤：

（1）植物纤维预处理：将植物纤维浸入到乙酸中，植物纤维和乙酸的质量体积比（g/mL）为1：20，浸泡处理4h，过滤；

（2）拌料：将粉煤灰、氢氧化钙、硅酸钠、硫酸铝、纳米氧化锌加入到高速搅拌机中，混合均匀，再加入步骤（1）中预处理后的植物纤维，搅拌均匀，加水，搅拌均匀，得拌合料；

（3）热压成型：将步骤（2）的拌合料加入到模具中，加压热压成型，热压成型的压力为5Mpa，热压温度为150℃，保压时间为20min，冷却，保养3天，制得地板砖胚料；

（4）打磨涂装：将步骤（3）的地板砖胚料进行切割打磨抛光后，即得建筑装饰生态石木地板砖。

对本发明实施例1-6制备的建筑装饰生态石木地板砖进行性能检测，其常温耐压强度均≥8.7MPa，且无挥发性物质释放，生态环保。

对比例1

一种建筑装饰生态石木地板砖，包括以下重量份的原料：植物纤维36份、粉煤灰58份、氢氧化钙25份、硅酸钠14份、硫酸铝22份、纳米氧化锌12份、水适量、PVC5份。

本发明还提出了上述建筑装饰生态石木地板砖的制备方法，包括以下步骤：

（1）拌料：将粉煤灰、氢氧化钙、硅酸钠、硫酸铝、纳米氧化锌、PVC加入到高速搅拌机中，混合均匀，再加入植物纤维，搅拌均匀，加水，搅拌均匀，得拌合料；

（3）热压成型：将步骤（2）的拌合料加入到模具中，加压热压成型，热压成型的压力为5Mpa，热压温度为150℃，保压时间为20min，冷却，保养3天，制得地板砖胚料；

（4）打磨涂装：将步骤（3）的地板砖胚料进行切割打磨抛光后，即得建筑装饰生态石木地板砖。

对比例2

一种建筑装饰生态石木地板砖，包括以下重量份的原料：植物纤维36份、粉煤灰58份、氢氧化钙25份、硅酸钠14份、硫酸铝22份、纳米氧化锌12份、PVC5份。

本发明还提出了上述建筑装饰生态石木地板砖的制备方法，包括以下步骤：

（1）拌料：将粉煤灰、氢氧化钙、硅酸钠、硫酸铝、纳米氧化锌、PVC加入到高速搅拌机中，混合均匀，再加入植物纤维，搅拌均匀，得拌合料；

（3）热压成型：将步骤（2）的拌合料加入到模具中，加压热压成型，热压成型的压力为5Mpa，热压温度为150℃，保压时间为20min，冷却，保养3天，制得地板砖胚料；

（4）打磨涂装：将步骤（3）的地板砖胚料进行切割打磨抛光后，即得建筑装饰生态石木地板砖。

对本发明实施例6制备的建筑装饰生态石木地板砖进行性能检测，其常温耐压强度均≥14MPa，且无挥发性物质释放，生态环保。甲醛释放量0。

对对比例1制备的建筑装饰生态石木地板砖进行性能检测，其常温耐压强度均6.5MPa，且无挥发性物质释放，生态环保。甲醛释放量8mg／100g。

对对比例2制备的建筑装饰生态石木地板砖进行性能检测，其常温耐压强度均1.6MPa，且无挥发性物质释放，生态环保。甲醛释放量8mg／100g。

Claims (7)

1.一种建筑装饰生态石木地板砖，其特征在于，所述石木地板砖包括以下重量份的原料：植物纤维32-36份、粉煤灰50-55份、氢氧化钙20-25份、硅酸钠10-14份、硫酸铝22-26份、纳米氧化锌8-11份、水适量；

所述石木地板砖是由以下方法制备得到的：

（1）植物纤维预处理：将植物纤维浸入到酯化试剂中进行浸泡处理，过滤；

（2）拌料：将粉煤灰、氢氧化钙、硅酸钠、硫酸铝、纳米氧化锌加入到高速搅拌机中，混合均匀，再加入步骤（1）中预处理后的植物纤维，搅拌均匀，加水，搅拌均匀，得拌合料；

（3）热压成型：将步骤（2）的拌合料加入到模具中，加压热压成型，冷却，保养2-3天，制得地板砖胚料；

（4）打磨涂装：将步骤（3）的地板砖胚料进行切割打磨抛光后，开槽、转印覆膜、涂装制成具有木纹纹理的石木地板成品，即得建筑装饰生态石木地板砖。

2.根据权利要求1所述的建筑装饰生态石木地板砖，其特征在于，包括以下重量份的原料：植物纤维35份、粉煤灰52份、氢氧化钙22份、硅酸钠12份、硫酸铝24份、纳米氧化锌9份、水适量。

3.根据权利要求1所述的建筑装饰生态石木地板砖，所述步骤（1）中，酯化试剂为小分子羧基化合物。

4.根据权利要求1所述的建筑装饰生态石木地板砖，所述步骤（1）中，植物纤维和酯化试剂的质量体积比g/mL为1：10-20。

5.根据权利要求1所述的建筑装饰生态石木地板砖，所述步骤（1）中，浸泡处理时间为2-4h。

6.根据权利要求1所述的建筑装饰生态石木地板砖，所述步骤（3）中，热压成型的压力为2-5MPa，热压温度为140-150℃，保压时间为10-20min。

7.根据权利要求3所述的建筑装饰生态石木地板砖，所述酯化试剂选自乙酸、乙酸酐、马来酸酐、邻苯二甲酸酐中的一种。