CN108456415A - 一种保温防腐复合型地板砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种保温防腐复合型地板砖，涉及新型建材领域，包括以下重量份计的原料：聚氨酯30‑40份、聚乳酸15‑20份、植物纤维20‑28份、玻璃纤维8‑15份、废弃陶瓷粒6‑12份、云母粉6‑12份、膨胀珍珠岩5‑10份、玻化微珠5‑10份、纳米二氧化钛4‑8份、邻苯二甲酸辛酯2‑5份和钛酸脂偶联剂1.5‑4份；本发明地板砖以植物纤维为原材料制备而成，密度小，刚度大，耐腐蚀性、抗老化和保温性能优异，具有良好的力学能加工性能，原料来源广泛，生产成本低，无有毒有害物质产生，绿色环保。

Description

一种保温防腐复合型地板砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及新型建材领域，具体涉及一种保温防腐复合型地板砖及其制备方法。
背景技术
植物纤维广泛存在种子植物的茎秆、叶和果实壳中，通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物(通常为粗粮)在收获籽实后的剩余部分。是一种良好的可再生利用资源，可是现实中秸秆的利用率很低，主要将秸秆进行燃烧，解决其占用空间的问题，秸秆燃烧产生大量的烟雾和有害气体，是雾霾形成的原因之一。秸秆燃烧即危害环境，又浪费资源，百害而无一益。
建筑保温材料是通过对建筑外围护结构采取措施，减少建筑室内热量向室外散发，从而保持建筑室内温度，建筑保温材料在建筑保温上对创造适宜的室内热环境和节约能源有重要作用，是现有建材中的热门研究对象，将秸秆等废弃物利用到新型建材中更是建材行业中的热门研究课题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种保温防腐复合型地板转及其制备方法，本发明地板砖以植物纤维为原材料制备而成，密度小，刚度大，耐腐蚀性、抗老化和保温性能优异，具有良好的力学能加工性能，原料来源广泛，生产成本低，无有毒有害物质产生，绿色环保。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种保温防腐复合型地板砖，包括以下重量份计的原料：
聚氨酯30-40份、聚乳酸15-20份、植物纤维20-28份、玻璃纤维8-15份、废弃陶瓷粒6-12份、云母粉6-12份、膨胀珍珠岩5-10份、玻化微珠5-10份、纳米二氧化钛4-8份、邻苯二甲酸辛酯2-5份和钛酸脂偶联剂1.5-4份。
优选地，包括以下重量份计的原料：聚氨酯34-37份、聚乳酸17-19份、植物纤维24-26份、玻璃纤维10-13份、废弃陶瓷粒8-10份、云母粉8-10份、膨胀珍珠岩7-9份、玻化微珠7-9份、纳米二氧化钛5-7份、邻苯二甲酸辛酯3-4份和钛酸脂偶联剂2.5-3.5份。
优选地，包括以下重量份计的原料：聚氨酯35份、聚乳酸18份、植物纤维25份、玻璃纤维12份、废弃陶瓷粒9份、云母粉9份、膨胀珍珠岩8份、玻化微珠8份、纳米二氧化钛6份、邻苯二甲酸辛酯3.5份和钛酸脂偶联剂3.2份。
优选地，所述玻璃纤维的长度为1.5-3毫米，所述玻化微珠颗粒粒径为0.2-1毫米。
优选地，植物纤维为稻秸纤维、小麦秸纤维、稻壳纤维、竹纤维和椰子纤维中的一种或几种。
本发明中还公开了一种上述保温防腐复合型地板砖的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)植物纤维的预处理
(a)将植物纤维放入粉碎机进行粉碎至颗粒粒径为300-500目，得植物纤维粉；
(b)将植物纤维粉放入碱溶液中进行浸泡，浸泡后用清水冲洗干净，置于烘箱中在80-90摄氏度下烘干，至植物纤维粉水分含量在2％以下；
(c)将植物纤维粉与硅烷偶联剂加入高速搅拌机中以1500-2000转/分钟，搅拌混合20-30分钟后，放入烘箱中干燥40-60分钟；
(2)将废弃陶瓷粒、粉煤灰、云母粉、膨胀珍珠岩混合放入研磨机中进行研磨，过200-400目筛，和玻璃纤维、玻化微珠、纳米二氧化钛混合均匀，置于烘干箱中在90-120摄氏度下烘干5-8小时；
(3)将步骤(1)制得的植物纤维粉和步骤(2)制得的混合粉末与聚氨酯、聚乳酸、邻苯二甲酸辛酯、钛酸酯偶联剂加入高速混合机中，在60-80摄氏度条件下，高速混合均匀，加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度210-230摄氏度，螺杆速度100-130转/分钟；
(4)将步骤(3)制得的粒料放入模具中模压成型，模压温度180-200摄氏度，模压压力20-25MPa，冷却至室温，脱模，检验筛选，切割修整后，即得所述保温防腐复合型地板砖。
优选地，所述步骤(b)中的植物纤维粉放入碱溶液浸泡为将植物纤维粉放在质量分数30-45％氢氧化钠溶液中浸泡8-12小时。
优选地，所述步骤(c)中植物纤维粉与硅烷偶联剂按照质量比100:1.5-3.5混合搅拌均匀。
优选地，所述步骤(c)中的硅烷偶联剂为双-(2-(三乙氧基硅烷)丙基)-四硫化物、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物中的一种或几种结合。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明地板砖以植物纤维为原材料制备而成，密度小，刚度大，耐腐蚀性、抗老化和保温性能优异，具有良好的力学能加工性能，原料来源广泛，生产成本低，无有毒有害物质产生，绿色环保。
(2)聚乳酸是可生物降解的热塑性聚酯，来源广泛，绿色环保，具有良好的生物相容性、刚度与力学强度，但是聚乳酸材料性脆，抗冲击性、柔韧性差和热稳定差，聚氨酯具有良好的机械强度、化学稳定性、柔曲性和回弹性，将聚氨酯与聚乳酸共混，可以改善材料的冲击韧性，同时可以保持较高的力学强度。
(3)本发明制备方法中，首先将植物纤维粉碎碱浸泡，烘干后，用硅烷偶联剂混合的预处理，增强植物纤维粉的分散性和材料复合稳定性。
(4)本发明选用废弃陶瓷粒和植物纤维作为原料，可以减少废弃陶瓷粒和植物秸秆的空间占用，减少资源，同时可以解决废弃物对环境的污染，变废为宝，循环利用，绿色环保。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种保温防腐复合型地板砖，包括以下重量份计的原料：
聚氨酯30份、聚乳酸15份、植物纤维20份、玻璃纤维8份、废弃陶瓷粒6份、云母粉6份、膨胀珍珠岩5份、玻化微珠5份、纳米二氧化钛4份、邻苯二甲酸辛酯2份和钛酸脂偶联剂1.5份。
本实施例中保温防腐复合型地板砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)植物纤维的预处理
(a)将植物纤维放入粉碎机进行粉碎至颗粒粒径为300目，得植物纤维粉；
(b)将植物纤维粉放入质量分数30％氢氧化钠溶液中浸泡8小时，浸泡后用清水冲洗干净，置于烘箱中在80摄氏度下烘干，至植物纤维粉水分含量在2％以下；
(c)将植物纤维粉与硅烷偶联剂双-(2-(三乙氧基硅烷)丙基)-四硫化物按照质量比100:1.5混合加入高速搅拌机中以1500转/分钟，搅拌混合20分钟后，放入烘箱中干燥40分钟；
(2)将废弃陶瓷粒、粉煤灰、云母粉、膨胀珍珠岩混合放入研磨机中进行研磨，过200目筛，和玻璃纤维、玻化微珠、纳米二氧化钛混合均匀，置于烘干箱中在90摄氏度下烘干5小时；
(3)将步骤(1)制得的植物纤维粉和步骤(2)制得的混合粉末与聚氨酯、聚乳酸、邻苯二甲酸辛酯、钛酸酯偶联剂加入高速混合机中，在60摄氏度条件下，高速混合均匀，加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度210摄氏度，螺杆速度100转/分钟；
(4)将步骤(3)制得的粒料放入模具中模压成型，模压温度180摄氏度，模压压力20MPa，冷却至室温，脱模，检验筛选，切割修整后，即得所述保温防腐复合型地板砖。
实施例2
一种保温防腐复合型地板砖，包括以下重量份计的原料：
聚氨酯40份、聚乳酸20份、植物纤维28份、玻璃纤维15份、废弃陶瓷粒12份、云母粉12份、膨胀珍珠岩10份、玻化微珠10份、纳米二氧化钛8份、邻苯二甲酸辛酯2-5份和钛酸脂偶联剂4份。
玻璃纤维的长度为3毫米，玻化微珠颗粒粒径为1毫米。
植物纤维为稻秸纤维、小麦秸纤维和稻壳纤维的混合物。
本实施例中保温防腐复合型地板砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)植物纤维的预处理
(a)将植物纤维放入粉碎机进行粉碎至颗粒粒径为500目，得植物纤维粉；
(b)将植物纤维粉放在质量分数45％氢氧化钠溶液中浸泡12小时，浸泡后用清水冲洗干净，置于烘箱中在90摄氏度下烘干，至植物纤维粉水分含量在2％以下；
(c)将植物纤维粉与硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷按照质量比100:3.5混合加入高速搅拌机中以2000转/分钟，搅拌混合30分钟后，放入烘箱中干燥60分钟；
(2)将废弃陶瓷粒、粉煤灰、云母粉、膨胀珍珠岩混合放入研磨机中进行研磨，过400目筛，和玻璃纤维、玻化微珠、纳米二氧化钛混合均匀，置于烘干箱中在120摄氏度下烘干8小时；
(3)将步骤(1)制得的植物纤维粉和步骤(2)制得的混合粉末与聚氨酯、聚乳酸、邻苯二甲酸辛酯、钛酸酯偶联剂加入高速混合机中，在80摄氏度条件下，高速混合均匀，加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度230摄氏度，螺杆速度130转/分钟；
(4)将步骤(3)制得的粒料放入模具中模压成型，模压温度200摄氏度，模压压力25MPa，冷却至室温，脱模，检验筛选，切割修整后，即得所述保温防腐复合型地板砖。
实施例3
一种保温防腐复合型地板砖，包括以下重量份计的原料：
聚氨酯34份、聚乳酸17份、植物纤维24份、玻璃纤维10份、废弃陶瓷粒8份、云母粉8份、膨胀珍珠岩7份、玻化微珠7份、纳米二氧化钛5份、邻苯二甲酸辛酯3份和钛酸脂偶联剂2.5份。
玻璃纤维的长度为2.5毫米，所述玻化微珠颗粒粒径为0.5毫米。
植物纤维为稻秸纤维、竹纤维和椰子纤维的混合物。
本实施例中保温防腐复合型地板砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)植物纤维的预处理
(a)将植物纤维放入粉碎机进行粉碎至颗粒粒径为400目，得植物纤维粉；
(b)将植物纤维粉放入质量分数40％氢氧化钠溶液中浸泡10小时，浸泡后用清水冲洗干净，置于烘箱中在88摄氏度下烘干，至植物纤维粉水分含量在2％以下；
(c)将植物纤维粉与硅烷偶联剂双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物按照质量比100:2混合加入高速搅拌机中以1800转/分钟，搅拌混合28分钟后，放入烘箱中干燥55分钟；
(2)将废弃陶瓷粒、粉煤灰、云母粉、膨胀珍珠岩混合放入研磨机中进行研磨，过300目筛，将研磨后的粉末和玻璃纤维、玻化微珠、纳米二氧化钛混合均匀，置于烘干箱中在100摄氏度下烘干6小时；
(3)将步骤(1)制得的植物纤维粉和步骤(2)制得的混合粉末与聚氨酯、聚乳酸、邻苯二甲酸辛酯、钛酸酯偶联剂加入高速混合机中，在68摄氏度条件下，高速混合均匀，加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度220摄氏度，螺杆速度120转/分钟；
(4)将步骤(3)制得的粒料放入模具中模压成型，模压温度190摄氏度，模压压力23MPa，冷却至室温，脱模，检验筛选，切割修整后，即得所述保温防腐复合型地板砖。
实施例4
一种保温防腐复合型地板砖，包括以下重量份计的原料：
聚氨酯37份、聚乳酸19份、植物纤维26份、玻璃纤维13份、废弃陶瓷粒10份、云母粉10份、膨胀珍珠岩9份、玻化微珠9份、纳米二氧化钛7份、邻苯二甲酸辛酯4份和钛酸脂偶联剂3.5份。
玻璃纤维的长度为2.5毫米，玻化微珠颗粒粒径为0.8毫米。
植物纤维为稻秸纤维、小麦秸纤维、稻壳纤维、竹纤维和椰子纤维的混合物。
本实施例中保温防腐复合型地板砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)植物纤维的预处理
(a)将植物纤维放入粉碎机进行粉碎至颗粒粒径为350目，得植物纤维粉；
(b)将植物纤维粉放入质量分数40％氢氧化钠溶液中浸泡10小时，浸泡后用清水冲洗干净，置于烘箱中在84摄氏度下烘干，至植物纤维粉水分含量在2％以下；
(c)将植物纤维粉与硅烷偶联剂按照质量比100:2.8混合加入高速搅拌机中以1600转/分钟，搅拌混合23分钟后，放入烘箱中干燥45分钟；
(2)将废弃陶瓷粒、粉煤灰、云母粉、膨胀珍珠岩混合放入研磨机中进行研磨，过250目筛，和玻璃纤维、玻化微珠、纳米二氧化钛混合均匀，置于烘干箱中在98摄氏度下烘干5.5小时；
(3)将步骤(1)制得的植物纤维粉和步骤(2)制得的混合粉末与聚氨酯、聚乳酸、邻苯二甲酸辛酯、钛酸酯偶联剂加入高速混合机中，在72摄氏度条件下，高速混合均匀，加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度222摄氏度，螺杆速度108转/分钟；
(4)将步骤(3)制得的粒料放入模具中模压成型，模压温度180-200摄氏度，模压压力21MPa，冷却至室温，脱模，检验筛选，切割修整后，即得所述保温防腐复合型地板砖。
步骤(c)中的硅烷偶联剂为双-(2-(三乙氧基硅烷)丙基)-四硫化物和双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物按照质量比1:1混合组成。
实施例5
一种保温防腐复合型地板砖，包括以下重量份计的原料：
聚氨酯35份、聚乳酸18份、植物纤维25份、玻璃纤维12份、废弃陶瓷粒9份、云母粉9份、膨胀珍珠岩8份、玻化微珠8份、纳米二氧化钛6份、邻苯二甲酸辛酯3.5份和钛酸脂偶联剂3.2份。
玻璃纤维的长度为1.8毫米，所述玻化微珠颗粒粒径为0.4毫米。
植物纤维为竹纤维和椰子纤维按照质量比3:2混合组成。
本实施例中保温防腐复合型地板砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)植物纤维的预处理
(a)将植物纤维放入粉碎机进行粉碎至颗粒粒径为450目，得植物纤维粉；
(b)将植物纤维粉放在质量分数36％氢氧化钠溶液中浸泡11小时，浸泡后用清水冲洗干净，置于烘箱中在82摄氏度下烘干，至植物纤维粉水分含量在2％以下；
(c)将植物纤维粉与硅烷偶联剂按照质量比100:2.1混合加入高速搅拌机中以1900转/分钟，搅拌混合28分钟后，放入烘箱中干燥55分钟；
(2)将废弃陶瓷粒、粉煤灰、云母粉、膨胀珍珠岩混合放入研磨机中进行研磨，过350目筛，将研磨后的粉末和玻璃纤维、玻化微珠、纳米二氧化钛混合均匀，置于烘干箱中在105摄氏度下烘干7小时；
(3)将步骤(1)制得的植物纤维粉和步骤(2)制得的混合粉末与聚氨酯、聚乳酸、邻苯二甲酸辛酯、钛酸酯偶联剂加入高速混合机中，在72摄氏度条件下，高速混合均匀，加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度225摄氏度，螺杆速度125转/分钟；
(4)将步骤(3)制得的粒料放入模具中模压成型，模压温度195摄氏度，模压压力24MPa，冷却至室温，脱模，检验筛选，切割修整后，即得所述保温防腐复合型地板砖。
步骤(c)中的硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物按照质量比2:1混合组成。
将实施例1-5制得保温防腐复合型地板砖进行性能测试，试验结果如下表所示：
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种保温防腐复合型地板砖，其特征在于，包括以下重量份计的原料：聚氨酯30-40份、聚乳酸15-20份、植物纤维20-28份、玻璃纤维8-15份、废弃陶瓷粒6-12份、云母粉6-12份、膨胀珍珠岩5-10份、玻化微珠5-10份、纳米二氧化钛4-8份、邻苯二甲酸辛酯2-5份和钛酸脂偶联剂1.5-4份。
2.根据权利要求1所述的保温防腐复合型地板砖，其特征在于，包括以下重量份计的原料：聚氨酯34-37份、聚乳酸17-19份、植物纤维24-26份、玻璃纤维10-13份、废弃陶瓷粒8-10份、云母粉8-10份、膨胀珍珠岩7-9份、玻化微珠7-9份、纳米二氧化钛5-7份、邻苯二甲酸辛酯3-4份和钛酸脂偶联剂2.5-3.5份。
3.根据权利要求1所述的保温防腐复合型地板砖，其特征在于，包括以下重量份计的原料：聚氨酯35份、聚乳酸18份、植物纤维25份、玻璃纤维12份、废弃陶瓷粒9份、云母粉9份、膨胀珍珠岩8份、玻化微珠8份、纳米二氧化钛6份、邻苯二甲酸辛酯3.5份和钛酸脂偶联剂3.2份。
4.根据权利要求1所述的保温防腐复合型地板砖，其特征在于，所述玻璃纤维的长度为1.5-3毫米，所述玻化微珠颗粒粒径为0.2-1毫米。
5.根据权利要求1所述的保温防腐复合型地板砖，其特征在于，所述植物纤维为稻秸纤维、小麦秸纤维、稻壳纤维、竹纤维和椰子纤维中的一种或几种。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的保温防腐复合型地板砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)植物纤维的预处理
(a)将植物纤维放入粉碎机进行粉碎至颗粒粒径为300-500目，得植物纤维粉；
(b)将植物纤维粉放入碱溶液中进行浸泡，浸泡后用清水冲洗干净，置于烘箱中在80-90摄氏度下烘干，至植物纤维粉水分含量在2％以下；
(c)将植物纤维粉与硅烷偶联剂加入高速搅拌机中以1500-2000转/分钟，搅拌混合20-30分钟后，放入烘箱中干燥40-60分钟；
(2)将废弃陶瓷粒、粉煤灰、云母粉、膨胀珍珠岩混合放入研磨机中进行研磨，过200-400目筛，和玻璃纤维、玻化微珠、纳米二氧化钛混合均匀，置于烘干箱中在90-120摄氏度下烘干5-8小时；
(3)将步骤(1)制得的植物纤维粉和步骤(2)制得的混合粉末与聚氨酯、聚乳酸、邻苯二甲酸辛酯、钛酸酯偶联剂加入高速混合机中，在60-80摄氏度条件下，高速混合均匀，加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度210-230摄氏度，螺杆速度100-130转/分钟；
(4)将步骤(3)制得的粒料放入模具中模压成型，模压温度180-200摄氏度，模压压力20-25MPa，冷却至室温，脱模，检验筛选，切割修整后，即得所述保温防腐复合型地板砖。
7.根据权利要求6所述的保温防腐复合型地板砖的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中的植物纤维粉放入碱溶液浸泡为将植物纤维粉放在质量分数30-45％氢氧化钠溶液中浸泡8-12小时。
8.根据权利要求6所述的保温防腐复合地板砖的制备方法，其特征在于，所述步骤(c)中植物纤维粉与硅烷偶联剂按照质量比100:1.5-3.5混合搅拌均匀。
9.根据权利要求6所述的保温防腐复合地板砖的制备方法，其特征在于，所述步骤(c)中的硅烷偶联剂为双-(2-(三乙氧基硅烷)丙基)-四硫化物、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物中的一种或几种结合。
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