CN108098964A - 一种内墙保温用竹纤维板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内墙保温用竹纤维板及其制备方法,所述竹纤维板由以下重量份的原料制成:竹纤维:60‑70份;改性玄武岩纤维:10‑25份;环氧树脂5‑10份;聚氨酯树脂3‑5份;稀释剂1‑10份;固化剂1‑10份;对羟基苯甲酸酯0.05‑0.1份。所述制备方法为:先将环氧树脂、聚氨酯树脂加入到稀释剂中充分搅拌并分散均匀后,加入到混合均匀的竹纤维和改性玄武岩纤维加入环氧树脂中,充分搅拌制成预混料;加入固化剂,再充分搅拌作为备料;然后将备料倒入模具中热压成型,最后待自然降温后脱模得成品。由本发明方法制得的竹纤维板不仅蓄热保温、隔音效果好,而且抗压、抗弯断裂等力学性能优良。

Description

一种内墙保温用竹纤维板及其制备方法
技术领域
本发明属于板材领域,具体涉及一种内墙保温用竹纤维板及其制备方法。
背景技术
竹纤维就是从自然生长的竹子中提取出的一种纤维素纤维,是继棉、麻、毛、丝之后的第五大天然纤维。竹材纤维制品的构成单元,可为单体纤维细胞或纤维束。由于竹纤维的横截面凹凸变形,布满了近似于椭圆形的孔隙,呈高度中空,其可以蓄热保暖和隔音、同时又具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线功能,由此材料建筑的房屋具有冬暖夏凉的特点,因此被越来越多的应用于新型环保装饰建筑材料,符合整屋快装的发展趋势;然而,目前市场上的竹纤维板主要分为两种,第一种是由竹纤维胶合而成的胶合板,其保存了竹纤维的优良特性,但是在抗压和抗弯断裂等性能上确显不足,另一种是竹纤维玻镁板,由粉煤灰等无机材料和竹纤维混合后由水泥粘结而成,由于采用了粉煤灰和水泥等材料,其制品抗压和抗弯断裂性能显著提高,但由于很大程度上降低了竹纤维的用量,从而使得板材的蓄热保暖、隔音以及抗菌防臭除螨效果大大降低,因此,需要研发一种保温隔音性能好、且硬度和耐磨特性优良的竹纤维板及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种内墙保温用竹纤维板及其制备方法,其制得的竹纤维板不仅蓄热保温、隔音效果好,而且抗压、抗弯断裂等力学性能优良。
为了实现上述目的,本发明采取的技术方案如下:
技术方案一:
一种内墙保温用竹纤维板,其特征在于,由以下重量份的原料制成:竹纤维:60-70份;改性玄武岩纤维:10-25份;环氧树脂5-10份;聚氨酯树脂3-5份;稀释剂1-10份;固化剂1-10份;对羟基苯甲酸酯0.05-0.1份。
进一步的,所述稀释剂选自苯、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、丙酮、汽油、丁基缩水甘油醚、聚丙烯醇二缩水甘油醚中的一种或几种。
进一步的,所述固化剂选自胺类固化剂、有机酸酐、碱类中的一种或几种。
进一步的,所述竹纤维的制作工艺为:首先将竹子沿竹子的生长方向切割成长条状竹条,然后于3.0-3.5MPa的压力下用160---230℃的蒸汽碳化4-5h,以使竹条的含糖量降低至5%以下,竹纤维降低至90%以下,含水量达到35%以下,得碳化竹条,然后将碳化竹条机械解纤得到初步竹纤维后,将初步竹纤维在120~180℃干燥处理,控制其含水率在5%以下,得竹纤维。
进一步的,所述改性玄武岩纤维的制作方法为:首先配制浸润剂,所述浸润剂中各组分的质量浓度为包括环氧树脂5%、聚乙烯烷基酯0.3%、硬脂酸聚氧烯酯0.3%、脂肪酰胺醋酸盐0.5%、环氧丙氧基硅烷0.4%,然后将玄武岩纤维浸渍于所述浸润剂中使所述浸润剂涂覆于玄武岩纤维表面,然后用200-250℃的高温对涂覆有所述浸润剂的玄武岩纤维进行烘焙、烧结,使环氧树脂熔融以后在纤维表面结膜,得改性玄武岩纤维。
技术方案二:
一种内墙保温用竹纤维板的制作方法,包括以下步骤:
步骤一、按重量份称取各原料,将先将竹纤维和改性玄武岩纤维混合均匀,然后将环氧树脂、聚氨酯树脂加入到稀释剂中充分搅拌并分散均匀后,加入到混合均匀的竹纤维和改性玄武岩纤维加入环氧树脂中,充分搅拌制成预混料;
步骤二、将充分搅拌均匀后的预混料加入固化剂,再充分搅拌作为备料;
步骤三、将备料倒入模具中于130-200℃,压力为3~7MPa的条件下,在硫化机上进行热压成型,保温保压时间为30~120min;
步骤四、自然降温后脱模得成品。
与现有技术相比,本发明所取得的有益效果如下:
1、本发明的竹纤维板以竹纤维为主成分,并添加玄武岩纤维作为竹纤维抗压、抗弯断裂、耐磨、阻燃的增强材料,并以环氧树脂和聚氨酯树脂作为胶黏剂,经过热压胶合而成,其制得的竹纤维板不仅保留了竹纤维蓄热保暖、隔音优良特性,还很大程度上增强了其抗压、抗弯折断裂,耐磨、阻燃等性能,是一种新型环保建筑材料,符合整屋快装的发展趋势;此外,由于玄武岩纤维具有多孔结构和无规则的排列方式,其还是绝热保温、吸声隔音的良好材料,不会对竹纤维的蓄热保暖、隔音效果有任何的影响。
2、本发明的玄武岩纤维由环氧树脂浸润,并将环氧树脂烧结于玄武岩纤维的表面,对玄武岩纤维进行改性,改性后的玄武岩纤维与竹纤维能够通过环氧树脂进行热压胶粘,其胶粘效果好,不会发生玄武岩纤维的松散脱落,进一步增强了制得的竹纤维板的耐磨、抗压特性。
3、本发明以环氧树脂和聚酰胺树脂的混合物作为胶黏剂,聚酰胺树脂的加入增强了环氧树脂的粘结性能,进一步提高了改性玄武岩纤维和竹纤维的粘结力度,避免了竹纤维和玄武岩纤维松散脱落而导致的硬度、耐磨、抗压性能的降低。
本发明各组分起协同作用,生产的竹纤维板具有优良的蓄热保暖、隔音、抗压、抗弯、耐磨、阻燃效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行进一步详细的叙述。
实施例1
竹纤维的制作工艺为:首先将竹子沿竹子的生长方向切割成长条状竹条,然后于3.2MPa的压力下用200℃的蒸汽碳化4.5h,以使竹条的含糖量降低至4%,竹纤维降低至80%,含水量达到30%,得碳化竹条,然后将碳化竹条机械解纤得到初步竹纤维后,将初步竹纤维在50℃干燥处理,控制其含水率在3%,得竹纤维。
实施例2
改性玄武岩纤维的制作方法为:首先配制浸润剂(所述浸润剂中各组分的质量浓度为环氧树脂5%、聚乙烯烷基酯0.3%,硬脂酸聚氧烯酯0.3%、脂肪酰胺醋酸盐0.5%、环氧丙氧基硅烷0.4%)配制方法为:称取所述环氧树脂、聚乙烯烷基酯,硬脂酸聚氧烯酯、脂肪酰胺醋酸盐、环氧丙氧基硅烷后,将其依次加入去离子水中,搅拌分散至均匀,即得浸润剂;然后将玄武岩纤维浸渍于所述浸润剂中使所述浸润剂涂覆于玄武岩纤维表面,然后用200-250℃的高温对涂覆有所述浸润剂的玄武岩纤维进行烘焙、烧结,使环氧树脂熔融以后在纤维表面结膜,得改性玄武岩纤维。
实施例3
一种内墙保温用竹纤维板,包括以下重量份的原料::实施例1制得的竹纤维:65份;实施例2制得的改性玄武岩纤维:20份;环氧树脂7份;聚氨酯树脂4份;稀释剂:聚丙烯醇二缩水甘油醚6份;固化剂:间苯二胺6份;对羟基苯甲酸酯0.05份。
其制备工艺如下:
步骤一、按上述重量称取各原料,将先将竹纤维和改性玄武岩纤维混合均匀,然后将环氧树脂、聚氨酯树脂加入到稀释剂中充分搅拌并分散均匀后,加入到混合均匀的竹纤维和改性玄武岩纤维加入环氧树脂中,充分搅拌制成预混料;
步骤二、将充分搅拌均匀后的预混料加入固化剂,再充分搅拌作为备料;
步骤三、将备料倒入模具中于150℃,压力为5MPa的条件下,在硫化机上进行热压成型,保温保压时间为80min;
步骤四、自然降温后脱模得成品。
实施例4
一种内墙保温用竹纤维板,包括以下重量份的原料::实施例1制得的竹纤维:70份;实施例2制得的改性玄武岩纤维:25份;环氧树脂10份;聚氨酯树脂5份;稀释剂:聚丙烯醇二缩水甘油醚8份;固化剂:间苯二胺8份;对羟基苯甲酸酯0.05份。
其制备工艺如下同实施例3。
实施例5
一种内墙保温用竹纤维板,包括以下重量份的原料::实施例1制得的竹纤维:60份;实施例2制得的改性玄武岩纤维:15份;环氧树脂5份;聚氨酯树脂3份;稀释剂:聚丙烯醇二缩水甘油醚3份;固化剂:间苯二胺3份;对羟基苯甲酸酯0.05份。
其制备工艺如下同实施例3。
对比例1
一种内墙保温用竹纤维板,包括以下重量份的原料:实施例1制得的竹纤维:65份;普通玄武岩纤维:20份;环氧树脂7份;聚氨酯树脂4份;稀释剂:聚丙烯醇二缩水甘油醚6份;固化剂:间苯二胺6份;对羟基苯甲酸酯0.05份。
其制备工艺如下:
步骤一、按上述重量称取各原料,将先将竹纤维和玄武岩纤维混合均匀,然后将环氧树脂、聚氨酯树脂加入到稀释剂中充分搅拌并分散均匀后,加入到混合均匀的竹纤维和改性玄武岩纤维加入环氧树脂中,充分搅拌制成预混料;
步骤二、将充分搅拌均匀后的预混料加入固化剂,再充分搅拌作为备料;
步骤三、将备料倒入模具中于150℃,压力为5MPa的条件下,在硫化机上进行热压成型,保温保压时间为80min;
步骤四、自然降温后脱模得成品。
对比例2
一种内墙保温用竹纤维板,包括以下重量份的原料::实施例1制得的竹纤维:60份;实施例2制得的改性玄武岩纤维:15份;环氧树脂5份;稀释剂:聚丙烯醇二缩水甘油醚3份;固化剂:间苯二胺3份;对羟基苯甲酸酯0.05份。
其制备工艺如下:
步骤一、按上述重量称取各原料,将先将竹纤维和玄武岩纤维混合均匀,然后将环氧树脂加入到稀释剂中充分搅拌并分散均匀后,加入到混合均匀的竹纤维和改性玄武岩纤维加入环氧树脂中,充分搅拌制成预混料;
步骤二、将充分搅拌均匀后的预混料加入固化剂,再充分搅拌作为备料;
步骤三、将备料倒入模具中于150℃,压力为5MPa的条件下,在硫化机上进行热压成型,保温保压时间为80min;
步骤四、自然降温后脱模得成品。
效果例1
蓄热量:按ISO11357-3进行;
导热系数:按GB/T 10294进行;
阻燃性能:按ASTM E84-15建筑材料表面燃烧特征测试方法进行。
抗压强度:采用试件尺寸400mm*100mm*15mm,测试方法:四点弯曲,三分点加载,测试跨度为300mm。
抗弯强度:采用试件尺寸40mm*40mm*160mm,测试方法:棱柱体单轴压缩。
由以上数据可知,采用本发明方法值得的竹纤维板其蓄热保暖、隔音、抗压、抗弯以及阻燃效果均较好,而采用对比例1所述方法将改性玄武岩纤维替换为普通玄武岩纤维后,其抗压和抗弯强度有所下降,其主要是竹纤维和玄武岩纤维的粘结性能下降,导致其纤维容易脱落松散,从而影响了其力学性能;采用对比例2所述方法将聚氨酯树脂去除后,其抗压和抗弯强度仍有所下降,其主要是因为单纯的环氧树脂作为粘结剂其粘结效果要差于采用环氧树脂和聚氨酯树脂的混合物的粘结效果,当去除聚氨酯后,竹纤维和玄武岩纤维的粘结性能下降,导致其纤维容易脱落松散,从而影响了其力学性能;市售竹纤维胶合板其主要原料即为竹纤维,蓄热保暖性能优良,但力学性能一般,且不具有阻燃性;市售竹纤维玻镁板由于采用水泥将竹纤维和粉煤灰等无机材料粘合在一起,而粉煤灰等无机材料占板材的主要成分,竹纤维仅为添加的辅料,其力学性能及隔热较好,但失去了竹纤维的蓄热保暖和隔声的性能。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例,而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言,在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动,都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种内墙保温用竹纤维板,其特征在于,由以下重量份的原料制成:竹纤维:60-70份;改性玄武岩纤维:10-25份;环氧树脂5-10份;聚氨酯树脂3-5份;稀释剂1-10份;固化剂1-10份;对羟基苯甲酸酯0.05-0.1份。
2.根据权利要求1所述的一种内墙保温用竹纤维板,其特征在于,所述稀释剂选自苯、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、丙酮、汽油、丁基缩水甘油醚、聚丙烯醇二缩水甘油醚中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种内墙保温用竹纤维板,其特征在于,所述固化剂选自胺类固化剂、有机酸酐、碱类中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种内墙保温用竹纤维板,其特征在于,所述竹纤维的制作工艺为:首先将竹子沿竹子的生长方向切割成长条状竹条,然后于3.0-3.5MPa的压力下用160---230℃的蒸汽碳化4-5h,以使竹条的含糖量降低至5%以下,竹纤维降低至90%以下,含水量达到35%以下,得碳化竹条,然后将碳化竹条机械解纤得到初步竹纤维后,将初步竹纤维在120~ 180℃干燥处理,控制其含水率在 5%以下,得竹纤维 。
5.根据权利要求1所述的一种内墙保温用竹纤维板,其特征在于,所述改性玄武岩纤维的制作方法为: 首先配制浸润剂,所述浸润剂中各组分的质量浓度为包括环氧树脂5%、聚乙烯烷基酯0.3%、硬脂酸聚氧烯酯0.3%、脂肪酰胺醋酸盐0.5%、环氧丙氧基硅烷0.4%,然后将玄武岩纤维浸渍于所述浸润剂中使所述浸润剂涂覆于玄武岩纤维表面,然后用200-250℃的高温对涂覆有所述浸润剂的玄武岩纤维进行烘焙、烧结,使环氧树脂熔融以后在纤维表面结膜,得改性玄武岩纤维。
6.一种内墙保温用竹纤维板的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、按重量份称取各原料,将先将竹纤维和改性玄武岩纤维混合均匀,然后将环氧树脂、聚氨酯树脂加入到稀释剂中充分搅拌并分散均匀后,加入到混合均匀的竹纤维和改性玄武岩纤维加入环氧树脂中,充分搅拌制成预混料;
步骤二、将充分搅拌均匀后的预混料加入固化剂,再充分搅拌作为备料;
步骤三、将备料倒入模具中于130-200℃,压力为3~7MPa 的条件下,在硫化机上进行热压成型,保温保压时间为 30~120min;
步骤四、自然降温后脱模得成品。
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