CN107825812A - 一种环保型轻量化复合板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型轻量化复合板的制备方法，所述环保型轻量化复合板是由自然纤维与聚丙烯合成纤维制成复合纤维毡，并采用钢制模具热压成型技术制备而得。通过本发明制备的环保型轻量化复合板一方面由于采用自然纤维和聚丙烯合成纤维材质，利用热塑技术完成，所以绝对不含甲醛等有害物质，同时单组分水溶性冷胶是水溶性聚氨酯粘合剂，它以水为介质，无毒不燃，无公害、无危险，能够真正做到零甲醛环保等级；另一方面能够根据用户不同需求，相应调整该轻量化复合板的长度、宽度和厚度，增加实用性。

Description

一种环保型轻量化复合板的制备方法
技术领域
本发明涉及节能建筑材料、装饰材料加工技术领域，更具体的说是涉及一种环保型轻量化复合板的制作方法。
背景技术
目前市场上传统轻量化复合板多采用人造板结构，用普通的粘合剂粘接而成。人造板则是利用天然木材和其加工中的边角废料，经过机械加工而成的板材，在生产过程中绝大部分采用脲醛树脂或改性的脲醛胶，这类胶黏剂具有胶接强度高、不易开胶的特点，但它在一定条件下会产生甲醛释放，甲醛被世界卫生组织确定为致癌和致畸性物质，对人体健康造成一定的危害。
随着生活水平的提高，人们对于建筑材料或装饰材料的环保性、安全性、以及实用性都有了更高的要求。
因此，如何提供一种环保性好的轻量化复合板的制作方法，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种环保型轻量化复合板的制作方法，使轻量化复合板能够达到环保性好的要求。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种环保型轻量化复合板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备复合纤维毡：将自然纤维与聚丙烯合成纤维分层叠加复合成整体毡状结构，得到复合纤维毡；
(2)制备钢制模具：根据所述环保型轻量化复合板的规格制作钢制模具；
(3)制备芯材：将所述钢制模具固定在热压机上，并根据所述环保型轻量化复合板的使用要求设定热压压力、温度与压制时间；待所述复合纤维毡在所述钢制模具内固化为模具形态，从所述钢制模具中取出冷却，得到芯材；
(4)制备面材：利用数控加工中心在板材上铣孔，所述孔的深度为1.5-5mm，得到处理后的带孔的板材，即面材，面材分为上下两片；
(5)芯材与面材复合：在所述孔内点入单组分水溶性冷胶，将所述芯材和步骤(4)所述的上下两片面材进行粘接复合，得到所述环保型轻量化复合板半成品；
(6)冷压冷却：将步骤(5)中的半成品放入冷压机中定型保压，使其完全固化冷却，得到环保型轻量化复合板。
自然纤维是一种健康型与环保型兼备的天然植物纤维素纤维，自然纤维可以自行生物降解，无垃圾污染产生。此外，自然纤维采用种植速成林作为原料来源，不会破坏生态环境，是地道的生态纤维，源于天然而优于天然。聚丙烯合成纤维是以丙烯聚合得到的等规聚丙烯为原料纺制而成的合成纤维，在我国的商品名为丙纶。聚丙烯合成纤维密度小、重量轻、覆盖力强、耐磨性好、抗微生物、抗虫蛀。
自然纤维和聚丙烯合成纤维均为环保型材料，并且自然纤维和聚丙烯合成纤维相对传统人造板或实木框架能够达到减重的轻量效果，同时自然纤维具有良好的抗压能力，具有不易折断的优点，在地震等自然灾害中能够极大地减轻因家具或建筑断裂对人体伤害的程度，更加安全。
通过采取以上技术方案，本发明所达到的有益效果如下：
(1)通过自然纤维与聚丙烯合成纤维经热塑工艺制备得到复合纤维毡，因材料中不含任何添加剂和胶，所以具有真正环保和一次成型的特点；
(2)自然纤维与聚丙烯合成纤维的融合使用，具有良好的抗压能力，具有不裂不断的特点；
(3)环保型轻量化复合板的表面可复合耐火纤维、防水膜等，通过在其表面复合多种材料，以使环保型轻量化复合板可以根据使用环境的不同，相应达到防火或防潮的效果；
(4)根据用户不同需求，相应调整该环保型轻量化复合板的长、宽和厚度，增加产品的实用性；
(5)利用钢制模具热压成型技术制得的环保型轻量化复合板具有一次成型、表面平整的特点；并且外形美观，可满足不同领域的使用需求。
所述自然纤维与所述聚丙烯合成纤维依次经开松机、振动给棉机、梳理机、铺网机、针刺机和切边机制备得复合纤维毡。
其中，所述开松机分别将自然纤维和聚丙烯合成纤维松解去杂质，进行均匀混合；
所述振动给棉机输出均匀的纤维棉层；
所述梳理机将均匀的纤维棉层加工成网状纤维薄层；
所述铺网机将所述网状纤维薄层分多层得组合毡；
所述针刺机将组合毡针刺达到紧密和厚度均匀；
所述切边机将针刺后的组合毡按照目标规格进行裁切，分别得到自然纤维组合毡和聚丙烯合成纤维组合毡，自然纤维组合毡和聚丙烯合成纤维组合毡分层叠加，得到复合纤维毡。
优选的，所述复合纤维毡的中心两层是所述聚丙烯合成纤维，中心向外双面叠加所述自然纤维，一层所述自然纤维一层所述聚丙烯合成纤维，逐层叠加，直至次表层为双层所述聚丙烯合成纤维，表层为所述自然纤维。
这样使得复合纤维毡能够从芯部固化，保证强度；逐层叠加能够保证自然纤维可以均匀地与聚丙烯纤维融和。
优选的，所述步骤(3)中，所述芯材的形状为规则的单层波浪形、双层波浪形或锯齿形。
优选的，所述步骤(3)中，将所述钢制模具固定在热压机上，加热温度为120-200度，压强为80-160Mpa，热压压制时间为120-240s，然后将所述钢制模具从所述热压机中取出，自然冷却120s-240s。这样保证纤维毡从芯部固化，保证强度，逐层叠加保证自然纤维可以均匀的与聚丙烯纤维融和。温度控制根据自然纤维的种类和厚度设定。
优选的，所述步骤(6)中，所述环保型轻量化复合板半成品放入冷压机中，在0.5-1Mpa压强下进行压制使其完全固化，固化后冷却时间为100-240min。这样通过冷压后的面材可以达到胶合程度紧密，不开胶，且完全平整无翘曲。
优选的，所述自然纤维包括木纤维、竹纤维、麻纤维或植物纤维中的一种或多种，满足多种使用要求，增加实用性。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种环保型轻量化复合板的制备方法，一方面由于该环保型轻量化复合板采用自然纤维和聚丙烯合成纤维材质，利用热塑技术完成，所以绝对不含甲醛等有害物质，真正做到零甲醛环保等级；另一方面，由于环保型轻量化复合板的表面可复合耐火纤维、防水膜等，通过在其表面复合多种材料，以使该环保型轻量化复合板可以根据使用环境的不同，相应达到防火或防潮的效果，并且坚固、抗变形能力强；另外，根据用户不同需求，相应调整该环保型轻量化复合板的长度、宽度和厚度，增加实用性。
进一步地，在制备过程中采用单组分水溶性冷胶将芯材和面材粘接，单组分水溶性冷胶是水溶性聚氨酯粘合剂，它以水为介质，无毒不燃，无公害、无危险，无有机物挥发(VOC)，不污染环境，节省能源，适用于易被有机溶剂侵蚀的基材，可用水溶性增稠剂和水进行调节，操作方便，残胶易于清理，主要成分是以聚乙二醇(PEG)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、丁二醇(BDO)和环氧树脂，不含甲醛等有害物质，进一步实现了环保。
可见，通过本发明能够使轻量化复合板达到环保、性能稳定、安全、实用性强的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明环保型轻量化复合板的制备方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
参见说明书附图1，本发明实施例公开了一种环保型轻量化复合板的制备方法，使轻量化复合板达到环保、性能稳定、安全、实用性强的要求。
为更好地理解本发明，下面通过以下实施例对本发明作进一步具体的阐述，但不可理解为对本发明的限定，对于本领域的技术人员根据上述发明内容所作的一些非本质的改进与调整，也视为落在本发明的保护范围内。
实施例一
一种环保型轻量化复合板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将自然纤维与聚丙烯合成纤维分别依次经开松机去杂质，振动给棉机输出均匀的纤维棉层，后经梳理机将纤维棉层加工成网状纤维薄层，再经铺网机将网状纤维薄层分多层得组合毡，最后经针刺机将组合毡针刺以达到紧密和厚度均匀，再由切边机把针刺后的组合毡按照目标规格进行裁切，分别得到自然纤维组合毡和聚丙烯合成纤维组合毡，自然纤维组合毡和聚丙烯合成纤维组合毡分层叠加，得到所需求的复合纤维毡；
其中，复合纤维毡的中心两层是聚丙烯合成纤维，中心向外双面叠加自然纤维，一层自然纤维一层聚丙烯合成纤维，逐层叠加，直至次表层为双层聚丙烯合成纤维，表层为自然纤维；
(2)制作单层波浪形钢制模具；
(3)将步骤(2)中制备的钢制模具固定在热压机上，加热至180度，压强80Mpa，将复合纤维毡放置在已加热好的钢制模具上进行热压压制120s，待复合纤维毡固化为模具形态，从热压机中取出冷却，得到单层波浪形芯材，芯材厚度为14mm；
(4)利用数控加工中心在实木板上铣孔，实木板厚度3mm，铣孔深度为1.5mm，得到面材，面材为上下两片；
(5)在孔内点入单组分水溶性冷胶，将芯材和上下两片面材进行粘接复合，得到环保型轻量化复合板半成品；板材组合总厚度为19mm。
其中，单组分水溶性冷胶是水溶性聚氨酯粘合剂，它以水为介质，无毒不燃，无公害、无危险，无有机物挥发(VOC)，不污染环境，节省能源，适用于易被有机溶剂侵蚀的基材，可用水溶性增稠剂和水进行调节，操作方便，残胶易于清理，主要成分是以聚乙二醇(PEG)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、丁二醇(BDO)和环氧树脂；
(6)将步骤(5)中的半成品放入冷压机中，在0.5Mpa压强下进行压制使其完全固化，压制时间为100min，得到环保型轻量化复合板，可应用于家具板。板材的弯曲强度23N/mm2，拉伸强度0.3N/mm2，压缩强度0.75N/mm2，弯曲弹性模量3.0N/mm2。
实施例二
一种环保型轻量化复合板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将自然纤维与聚丙烯合成纤维分别依次经开松机去杂质，振动给棉机输出均匀的纤维棉层，后经梳理机将纤维棉层加工成网状纤维薄层，再经铺网机将网状纤维薄层分多层得组合毡，最后经针刺机将组合毡针刺以达到紧密和厚度均匀，再由切边机把针刺后的组合毡按照目标规格进行裁切，分别得到自然纤维组合毡和聚丙烯合成纤维组合毡，自然纤维组合毡和聚丙烯合成纤维组合毡分层叠加，得到所需求的复合纤维毡；
其中，复合纤维毡分层结构为：中心两层是聚丙烯合成纤维，中心向外双面叠加自然纤维，一层自然纤维一层聚丙烯合成纤维，逐层叠加，直至次表层为双层聚丙烯合成纤维，表层为自然纤维；
(2)制作双层波浪形钢制模具；
(3)将步骤(2)中制备的钢制模具固定在热压机上，加热至180度，压强120Mpa，将复合纤维毡放置在已加热好的钢制模具上进行热压压制140s，待复合纤维毡固化为模具形态，从热压机中取出冷却，压制两片同规格芯材得到双层波浪形芯材，芯材厚度为34mm；
(4)利用数控加工中心在欧松板上铣孔，欧松板厚度8mm，共三片，铣孔深度为3mm，两片单面铣孔得到上下面材，一片双面铣孔得到两片芯材之间的夹层板材；
(5)在孔内点入单组分水溶性冷胶，将2片芯材和3片面材进行粘接复合，得到环保型轻量化复合板半成品；板材组合总厚度为90mm；
其中，单组分水溶性冷胶是水溶性聚氨酯粘合剂，它以水为介质，无毒不燃，无公害、无危险，无有机物挥发(VOC)，不污染环境，节省能源，适用于易被有机溶剂侵蚀的基材。可用水溶性增稠剂和水进行调节，操作方便，残胶易于清理。主要成分是以聚乙二醇(PEG)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、丁二醇(BDO)和环氧树脂；
(6)将步骤(5)中的半成品放入冷压机中，在0.8Mpa压强下进行压制使其完全固化，冷却160min，得到环保型轻量化复合板成品，板材的弯曲强度4.5N/mm2，拉伸强度0.10N/mm2，压缩强度0.3N/mm2，弯曲弹性模量1.1N/mm2；可应用于墙体隔断板、楼板及承重板。
实施例三
一种环保型轻量化复合板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将自然纤维与聚丙烯合成纤维分别依次经开松机去杂质，振动给棉机输出均匀的纤维棉层，后经梳理机将纤维棉层加工成网状纤维薄层，再经铺网机将网状纤维薄层分多层得组合毡，最后经针刺机将组合毡针刺以达到紧密和厚度均匀，再由切边机把针刺后的组合毡按照目标规格进行裁切，分别得到自然纤维组合毡和聚丙烯合成纤维组合毡，自然纤维组合毡和聚丙烯合成纤维组合毡分层叠加，得到所需求的复合纤维毡；
其中，复合纤维毡分层结构为：中心两层聚丙烯合成纤维，中心向外双面叠加自然纤维，一层自然纤维一层聚丙烯合成纤维，逐层叠加，直至次表层为双层聚丙烯合成纤维，表层为自然纤维；
(2)制作锯齿形钢制模具；
(3)将步骤(2)中制备的钢制模具固定在热压机上，加热至180度，压强160Mpa，将复合纤维毡放置在已加热好的钢制模具上进行热压压制240s，待复合纤维毡固化为模具形态，从热压机中取出冷却，压制成型，得到锯齿形芯材，芯材厚度为26mm；
(4)取厚度为8mm的成品高密度板2片作为上下面材；
(5)将单组分水溶性冷胶均匀滚涂在两片高密度板上，将锯齿形芯材与面材进行粘接复合，得到环保型轻量化复合板半成品；板材组合尺寸为40mm厚度；
其中，单组分水溶性冷胶是水溶性聚氨酯粘合剂，它以水为介质，无毒不燃，无公害、无危险，无有机物挥发(VOC)，不污染环境，节省能源，适用于易被有机溶剂侵蚀的基材。可用水溶性增稠剂和水进行调节，操作方便，残胶易于清理。主要成分是以聚乙二醇(PEG)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、丁二醇(BDO)和环氧树脂；
(6)将步骤(5)中的半成品放入冷压机中，在1Mpa压强下进行压制使其完全固化，冷却240min，得到环保型轻量化复合板，可应用于户门或家具板使用。板材的弯曲强度5.0N/mm2,拉伸强度0.15N/mm2，压缩强度0.4N/mm2，弯曲弹性模量1.2N/mm2。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种环保型轻量化复合板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备复合纤维毡：将自然纤维与聚丙烯合成纤维分层叠加复合成整体毡状结构，得到复合纤维毡；
(2)制备钢制模具：根据所述环保型轻量化复合板的规格制作钢制模具；
(3)制备芯材：将步骤(2)制作的所述钢制模具固定在热压机上，并根据所述环保型轻量化复合板的使用要求设定热压压力、温度与压制时间；待所述复合纤维毡在所述钢制模具内固化为模具形态，从所述钢制模具中取出冷却，得到芯材；
(4)制备面材：利用数控加工中心在板材上铣孔，所述孔的深度为1.5-5mm，得到处理后的带孔的板材，即面材,且面材分为上下两片；
(5)芯材与面材复合：在步骤(4)制备的所述面材的孔内点入单组分水溶性冷胶，将步骤(3)制备的所述芯材和步骤(4)所述的上下两片面材进行粘接复合，得到所述环保型轻量化复合板的半成品；
(6)冷压粘合得成品：将步骤(5)获取的的所述半成品放入冷压机中定型保压，得到环保型轻量化复合板。
2.根据权利要求1所述的一种环保型轻量化复合板的制备方法，其特征在于，所述复合纤维毡的中心两层是所述聚丙烯合成纤维，中心向外双面叠加所述自然纤维，一层所述自然纤维一层所述聚丙烯合成纤维，逐层叠加，直至次表层为双层所述聚丙烯合成纤维，表层为所述自然纤维。
3.根据权利要求1所述的一种环保型轻量化复合板的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述芯材的形状为规则的单层波浪形、双层波浪形或锯齿形。
4.根据权利要求1所述的一种环保型轻量化复合板的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，将所述钢制模具固定在热压机上，加热温度为120-200度，压强为80-160Mpa，热压压制时间为120-240s，然后将所述钢制模具从所述热压机中取出，自然冷却120s-240s。
5.根据权利要求1所述的一种环保型轻量化复合板的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)中，所述环保型轻量化复合板半成品放入冷压机中，在0.5-1Mpa的压强下进行压制使其完全固化，固化后冷却时间为100-240min。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种环保型轻量化复合板的制备方法，其特征在于，所述自然纤维包括木纤维、竹纤维、麻纤维或植物纤维中的一种或多种。
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