CN108393997B - 一种以杨木废弃木屑制备的集成墙板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑材料领域，公开了一种以杨木废弃木屑制备的集成墙板，所述集成墙板包括主料和辅料，所述主料按照重量百分比计包括：杨木木粉35‑55％、竹粉40‑50％、轻质钙粉5‑25％；所述辅料中各成分按照重量百分比计包括：粘合剂70‑85％和助剂15‑30％；其中主料占总成分75‑85％；本发明所制备的集成墙板具有较高的冲击强度和拉伸强度，且韧性也较好；并提供了所述集成墙板的制备方法。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料领域，尤其涉及一种以杨木废弃木屑制备的集成墙板及其制备方法。
背景技术
集成墙板表面贴涂墙纸，墙纸色泽丰富、图案多样，同时避免了使用油漆、乳胶漆等，其装修工艺简单，空气污染小，受到人们喜爱。目前，一般集成墙面材料，主要是采用PVC合成材料制成，有机粘合剂含量高达60％以上，其中有机氯没有被去除，会给人体造成安全隐患，环保性不高。竹木墙板是一种主要有竹木维素为主料与热塑型高分子材料和加工助剂等，混合均匀后在经模具设备加热挤出成型而制成的墙板，广受消费者喜爱。
杨木主要产地是在我国北方，杨木以其细软、性稳、价廉易得的特点常做为榆木家具的附料和大漆家具的胎骨在古家具上使用。但是杨木纤维结构疏松、材质相对较差，大量废弃杨木得不到很好的使用。因此，研究一种以杨木废弃木屑制备的集成墙板，扩大杨木的使用范围，同时节约资源，具有较大意义。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种以杨木废弃木屑制备的集成墙板，所述集成墙板具有较高的冲击强度和拉伸强度，且韧性也较好；并提供了所述集成墙板的制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种以杨木废弃木屑制备的集成墙板，所述集成墙板包括主料和辅料，所述主料按照重量百分比计包括：杨木木粉35-55％、竹粉40-50％、轻质钙粉5-25％；所述辅料中各成分按照重量百分比计包括：粘合剂70-85％和助剂15-30％；其中主料的重量占集成墙板总成分的75-85％；
所述集成墙板的制备方法包括以下步骤：
1)制备杨木木粉：收集废弃杨木木屑，剔除木屑上的树皮、枝叶，清洗后晾干，将晾干后的木屑浸泡于摩尔浓度为1-3mol/L的氢氧化钙溶液中1-3h，转入烘箱中，烘干至含水量低于10％；将烘干的杨木转入粉碎机中磨粉，备用；
2)主料预活化：将步骤1)中制备的杨木木粉与竹粉、轻质钙粉分别粉碎，过筛100目，按照相应比例放入搅拌器中，加入所述主料总重量0.01-0.05倍的改性剂和所述主料总重量0.3-0.6倍的去离子水，搅拌均匀后，转入微波干燥机内，在80-100℃温度下干燥60-180min，缓慢降温至30-40℃，烘干至含水量低于2％，备用；
3)混料：在步骤2)中制得的主料中依次加入所述辅料，在温度100-130℃的条件下，放入搅拌机中，以转速为300-500rad/s搅拌30-60min，制成混合粉末；将所述混合粉末通过挤塑机在高温800-1000℃的条件下挤压成型，经过真空冷却3-5分钟后形成半成品墙板；将所述半成品墙板于切割机中切割至合适尺寸得到所需的集成墙板。
本发明中，进一步的，所述主料按照重量百分比计包括：木粉45％、竹粉40％、轻质钙粉15％；所述辅料中各成分按照重量百分比计包括：粘合剂80％和助剂20％；其中主料占总成分重量的80％。
本发明中，进一步的，所述粘合剂按照重量百分比计包括：PVC树脂30-45％、EVA树脂25-40％、糊精胶黏剂10-20％、松香树脂8-16％、皮胶5-8％。
本发明中，进一步的，所述助剂按照重量百分比计包括：硬脂酸钙35-45％、硬脂酸锌20-35％、聚乙烯蜡12-20％、石蜡3-8％、麦石粉10-20％。
本发明中，进一步的，所述改性剂为质量浓度为1-3％甲基硅油乙醇溶液。
本发明中，进一步的，所述轻质钙粉的密度为2.45-2.55g/cm3。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
(1)本发明的集成墙板以杨木木粉、竹粉、轻质钙粉为主料，其中杨木木粉经过氢氧化钙浸泡处理，氢氧化钙的碱性性质能够破坏纤维素的结构，使细胞内渗透压升高，水分渗出从而使杨木木粉烘干是脱水更充分，使杨木木粉、竹粉、轻质钙粉间粘连更紧密；并在杨木木质空隙中填充了氢氧化钙，减少磨粉的摩擦阻力，粉末细腻；再将主料与辅料混合后以800-1000℃的高温挤压一次成型，改进了竹木粉材间的力学性能，使其粘连紧密，提高了其抗冲击能力与拉伸强度，制备的墙板不但保持了较高的冲击强度和拉伸强度，且韧性也符合人们需求，稳定性高，耐用时间长。
(2)本发明的集成墙板的辅料包括粘合剂和助剂，其中粘合剂包括PVC树脂、EVA树脂、松香树脂、糊精胶黏剂、皮胶；PVC树脂是一个极性非结晶性高聚物，分子之间有较强的作用力，制备的材料坚硬，但其抗冲击强度较低；而EVA树脂是具有良好的柔软性，橡胶般的弹性，化学稳定性良好，抗老化和耐臭氧强度好；将PVC树脂和EVA树脂配合，相互配合，保持较高的冲击强度和拉伸强度，且韧性也较好；糊精胶黏剂比定粉胶具有更高的粘接强度，更好的耐水性；皮胶粘度坚强，凝性极强；松香树脂具有高软化点、高粘性，和更好的抗氧化性；五大成分配伍作用，使粘合剂粘粘性强，制备的材料保持较高的冲击强度和拉伸强度，化学稳定性良好，抗老化，且韧性也较好。
(3)本发明集成墙板的辅料中助剂，助剂包括硬脂酸钙、硬脂酸锌、石蜡、聚乙烯蜡、麦石粉；其中硬脂酸钙是一种热稳定剂和多种塑料加工的润滑剂，脱模剂等，能够提高凝胶化速度，提高材料的稳定性；硬脂酸锌具有硫化活性剂、软化剂、热稳定剂、润滑剂等功能，与硬脂酸钙配合作用，进一步增加墙板的稳定性；聚乙烯蜡具有优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性，广泛的应用聚烯烃加工中，增加产品的光泽和加工性能；饭麦石粉主要化学成分是无机的硅铝酸盐，还含有多种微量元素和稀土元素，具有吸附性、溶解性、调节性、生物活性和矿化性等性能；各成分间相互配合，增加墙板的稳定性。
(4)本发明制备的集成墙板，原料易得，废弃杨木得以加工再利用，符合可持续发展的需要，且制备的墙板成型性好，化学稳定性良好，保持较高的冲击强度和拉伸强度，且韧性也较好。本发明集成墙板的制备方法，加工工艺简单，可行性高。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施例，进一步阐述本发明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所用的原料均可从市面上购买。
实施例1
一种以杨木废弃木屑制备的集成墙板：
(1)原料：1)主料：杨木木粉26.25份、竹粉30份、轻质钙粉18.75份；
2)辅料：粘合剂17.5份和助剂7.5份；其中粘合剂按照重量百分比计包括：PVC树脂30％、EVA树脂40％、糊精胶黏剂10％、松香树脂12％、皮胶8％；其中助剂按照重量百分比计包括：硬脂酸钙35％、硬脂酸锌35％、聚乙烯蜡12％、石蜡8％、麦石粉10％；
(2)制备方法：
1)制备杨木木粉：收集废弃杨木木屑，剔除木屑上的树皮、枝叶，清洗后晾干，将晾干后的木屑浸泡于摩尔浓度为1mol/L的氢氧化钙溶液中3h，转入烘箱中，烘干至含水量低于10％；将烘干的杨木转入粉碎机中磨粉，备用；
2)主料预活化：将步骤1)中制备的杨木木粉26.25份与竹粉30份、轻质钙粉18.75份分别粉碎，过筛100目，放入搅拌器中，加入0.75份3％甲基硅油乙醇溶液和22份去离子水，搅拌均匀后，转入微波干燥机内，在80℃温度下干燥180min，缓慢降温至30℃，烘干至含水量低于2％，备用；
3)混料：在步骤2)中制得的主料中依次加入所述辅料，在温度100℃的条件下，放入搅拌机中，以转速为300rad/s搅拌60min，制成混合粉末；将所述混合粉末通过挤塑机在高温800℃的条件下挤压成型，经过真空冷却3分钟后形成半成品墙板；将所述半成品墙板于切割机中切割至合适尺寸得到所需的集成墙板。
实施例2
一种以杨木废弃木屑制备的集成墙板：
(1)原料：1)主料：杨木木粉31.2份、竹粉35.1份、轻质钙粉11.7份；
2)辅料：粘合剂16.5份和助剂5.5份；其中粘合剂按照重量百分比计包括：PVC树脂35％、EVA树脂30％、糊精胶黏剂16％、松香树脂12％、皮胶7％；其中助剂按照重量百分比计包括：硬脂酸钙40％、硬脂酸锌29％、聚乙烯蜡13％、石蜡7％、麦石粉11％；
(2)制备方法：
1)制备杨木木粉：收集废弃杨木木屑，剔除木屑上的树皮、枝叶，清洗后晾干，将晾干后的木屑浸泡于摩尔浓度为2mol/L的氢氧化钙溶液中2h，转入烘箱中，烘干至含水量低于10％；将烘干的杨木转入粉碎机中磨粉，备用；
2)主料预活化：将步骤1)中制备的杨木木粉31.2份与竹粉35.1份、轻质钙粉11.7份分别粉碎，过筛100目，放入搅拌器中，加入1.56份2％甲基硅油乙醇溶液和31.2份去离子水，搅拌均匀后，转入微波干燥机内，在90℃温度下干燥150min，缓慢降温至35℃，烘干至含水量低于2％，备用；
3)混料：在步骤2)中制得的主料中依次加入所述辅料，在温度110℃的条件下，放入搅拌机中，以转速为350rad/s搅拌50min，制成混合粉末；将所述混合粉末通过挤塑机在高温900℃的条件下挤压成型，经过真空冷却4分钟后形成半成品墙板；将所述半成品墙板于切割机中切割至合适尺寸得到所需的集成墙板。
实施例3
一种以杨木废弃木屑制备的集成墙板：
(1)原料：1)主料：杨木木粉36份、竹粉32份、轻质钙粉12份；
2)辅料：粘合剂16份和助剂4份；其中粘合剂按照重量百分比计包括：PVC树脂37％、EVA树脂32％、糊精胶黏剂15％、松香树脂10％、皮胶6％；其中助剂按照重量百分比计包括：硬脂酸钙42％、硬脂酸锌26％、聚乙烯蜡15％、石蜡5％、麦石粉12％；
(2)制备方法：
1)制备杨木木粉：收集废弃杨木木屑，剔除木屑上的树皮、枝叶，清洗后晾干，将晾干后的木屑浸泡于摩尔浓度为2mol/L的氢氧化钙溶液中2h，转入烘箱中，烘干至含水量低于10％；将烘干的杨木转入粉碎机中磨粉，备用；
2)主料预活化：将步骤1)中制备的杨木木粉36份与竹粉32份、轻质钙粉12份分别粉碎，过筛100目，放入搅拌器中，加入2.4份2％甲基硅油乙醇溶液和40份去离子水，搅拌均匀后，转入微波干燥机内，在95℃温度下干燥100min，缓慢降温至35℃，烘干至含水量低于2％，备用；
3)混料：在步骤2)中制得的主料中依次加入所述辅料，在温度120℃的条件下，放入搅拌机中，以转速为450rad/s搅拌40min，制成混合粉末；将所述混合粉末通过挤塑机在高温950℃的条件下挤压成型，经过真空冷却4分钟后形成半成品墙板；将所述半成品墙板于切割机中切割至合适尺寸得到所需的集成墙板。
实施例4
一种以杨木废弃木屑制备的集成墙板：
(1)原料：1)主料：杨木木粉46.75份、竹粉34份、轻质钙粉4.25份；
2)辅料：粘合剂12.75份和助剂2.25份；其中粘合剂按照重量百分比计包括：PVC树脂45％、EVA树脂32％、糊精胶黏剂10％、松香树脂8％、皮胶5％；其中助剂按照重量百分比计包括：硬脂酸钙45％、硬脂酸锌20％、聚乙烯蜡17％、石蜡3％、麦石粉15％；
(2)制备方法：
1)制备杨木木粉：收集废弃杨木木屑，剔除木屑上的树皮、枝叶，清洗后晾干，将晾干后的木屑浸泡于摩尔浓度为3mol/L的氢氧化钙溶液中1h，转入烘箱中，烘干至含水量低于10％；将烘干的杨木转入粉碎机中磨粉，备用；
2)主料预活化：将步骤1)中制备的杨木木粉46.75份与竹粉34份、轻质钙粉4.25份分别粉碎，过筛100目，放入搅拌器中，加入4.25份1％甲基硅油乙醇溶液和51份去离子水，搅拌均匀后，转入微波干燥机内，在100℃温度下干燥60min，缓慢降温至40℃，烘干至含水量低于2％，备用；
3)混料：在步骤2)中制得的主料中依次加入所述辅料，在温度130℃的条件下，放入搅拌机中，以转速为500rad/s搅拌30min，制成混合粉末；将所述混合粉末通过挤塑机在高温1000℃的条件下挤压成型，经过真空冷却5分钟后形成半成品墙板；将所述半成品墙板于切割机中切割至合适尺寸得到所需的集成墙板。
对比例1：用申请号CN105089200名为一种集成墙板及其制作方法，该方法制备的墙板分子间作用力较强，有较佳的硬度，但是柔韧性有待提高。
对比例2：市售集成墙板，厂家：东莞市飞宇装饰材料有限公司。
下面通过实验考察本实施例1-4制备的墙板和对比例1-2的墙板在物质性能上的情况，相应数值为5次试验后的平均值，具体结果如表1所示：
表1
注：表中数据上标不同大小写字母aA和bB代表有显著性差异(P﹤0.05)。
由表1可以看出：本发明实施例1-4方法制备的墙板在拉伸强度、弯曲强度和断裂标称应变都保持了较高且稳定的强度，与对比例1相比，对比例1方法制备的墙板分子间作用力较强，但是韧性不够，其拉伸强度和弯曲强度均低于本实施例1-4方法制备的墙板；与对比2市售墙板相比，对比2市售墙板的韧性较佳，但是质脆，易断裂；因此本发明制备的集成墙板，成型性好，保持较高的冲击强度和拉伸强度，且韧性也较好，可行性高。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (6)
1.一种以杨木废弃木屑制备的集成墙板，其特征在于，所述集成墙板包括主料和辅料，所述主料按照重量百分比计包括：杨木木粉35-55％、竹粉40-50％、轻质钙粉5-25％；所述辅料中各成分按照重量百分比计包括：粘合剂70-85％和助剂15-30％；其中主料的重量占集成墙板总成分的75-85％；
所述集成墙板的制备方法包括以下步骤：
1)制备杨木木粉：收集废弃杨木木屑，剔除木屑上的树皮、枝叶，清洗后晾干，将晾干后的木屑浸泡于摩尔浓度为1-3mol/L的氢氧化钙溶液中1-3h，转入烘箱中，烘干至含水量低于10％；将烘干的杨木转入粉碎机中磨粉，备用；
2)主料预活化：将步骤1)中制备的杨木木粉与竹粉、轻质钙粉分别粉碎，过筛100目，按照相应比例放入搅拌器中，加入所述主料总重量0.01-0.05倍的改性剂和所述主料总重量0.3-0.6倍的去离子水，搅拌均匀后，转入微波干燥机内，在80-100℃温度下干燥60-180min，缓慢降温至30-40℃，烘干至含水量低于2％，备用；
3)混料：在步骤2)中制得的主料中依次加入所述辅料，在温度100-130℃的条件下，放入搅拌机中，以转速为300-500rad/s搅拌30-60min，制成混合粉末；将所述混合粉末通过挤塑机在高温800-1000℃的条件下挤压成型，经过真空冷却3-5分钟后形成半成品墙板；将所述半成品墙板于切割机中切割至合适尺寸得到所需的集成墙板。
2.根据权利要求1所述的一种以杨木废弃木屑制备的集成墙板，其特征在于，所述主料按照重量百分比计包括：木粉45％、竹粉40％、轻质钙粉15％；所述辅料中各成分按照重量百分比计包括：粘合剂80％和助剂20％；其中主料占总成分重量的80％。
3.根据权利要求1所述的一种以杨木废弃木屑制备的集成墙板，其特征在于，所述粘合剂按照重量百分比计包括：PVC树脂30-45％、EVA树脂25-40％、糊精胶黏剂10-20％、松香树脂8-16％、皮胶5-8％。
4.根据权利要求1所述的一种以杨木废弃木屑制备的集成墙板，其特征在于，所述助剂按照重量百分比计包括：硬脂酸钙35-45％、硬脂酸锌20-35％、聚乙烯蜡12-20％、石蜡3-8％、麦石粉10-20％。
5.根据权利要求1所述的一种以杨木废弃木屑制备的集成墙板，其特征在于，所述改性剂为质量浓度为1-3％甲基硅油乙醇溶液。
6.根据权利要求1所述的一种以杨木废弃木屑制备的集成墙板，其特征在于，所述轻质钙粉的密度为2.45-2.55g/cm 3。
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