CN108608549A - 一种轻质高强无机刨花板及其制备方法 - Google Patents

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李新功
李佩琦
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高歌
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Abstract

本发明公开了一种轻质高强无机刨花板，至少由木质或非木质刨花、无机胶粘剂和海绵颗粒按重量比为(40‑60):(100‑120):(1‑3)混合组成。该轻质高强无机刨花板的制备方法大致如下：将无机胶粘剂喷入海绵颗粒表面均匀混合，再加入木质或非木质刨花均匀混合，铺装成板坯后热压成半成品，堆放后经干燥、齐边、砂光处理即得到。本发明的轻质高强无机刨花板，不仅有效提高了无机胶粘剂施加均匀性，而且将无机刨花板的密度有效降低到0.8‑1.0g/cm3，进而降低了无机刨花板的重量，且无游离甲醛释放，防水，防火，板材力学强度高，适合在家具生产中推广应用。

Description

一种轻质高强无机刨花板及其制备方法
技术领域
本发明属于家具与装饰材料制造领域，尤其涉及一种轻质高强无机刨花板及其制备方法。
背景技术
无机刨花板是将无机胶粘剂与木质或非木质刨花通过一定的成型工艺制备的一种人造板。无机刨花板具有无游离甲醛释放、防水、防火性能好等优点，可广泛应用于建筑墙体材料、室内外装修材料等领域。但是，无机刨花板生产因无机胶黏剂粘度大，施胶均匀性很难控制，一定程度上会影响板材强度。另外，无机刨花板因密度(通常在1.2g/cm3以上)大从而导致重量较大，因此很难在家具生产中推广应用。
我国是世界家具生产和消费大国，家具产值颇为可观，家具用材量每年不断增加。开发一种轻质无机刨花板，将无游离甲醛释放、防水、防火的高强无机刨花板应用于家具生产，对拓宽无机刨花板应用领域和提高家具质量、环保性能非常重要，对调整优化家具材料产业结构，转变经济发展方式，快速提升家具材料产业先进生产力，加快淘汰落后企业，推动家具产业绿色发展具有重大的现实意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种轻质高强无机刨花板及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为提供一种轻质高强无机刨花板，至少由木质或非木质刨花、无机胶粘剂和海绵颗粒混合组成，所述木质或非木质刨花、无机胶粘剂和海绵颗粒的重量比为(40-60):(100-120):(1-3)。
本发明的轻质高强无机刨花板，其中无机胶粘剂为胶凝成分，木质或非木质刨花为增强材料，海绵颗粒既为轻化填充材料也为施胶介质，不仅有效提高了无机胶粘剂施加均匀性，而且将无机刨花板的密度有效降低到0.8-1.0g/cm3，进而降低了无机刨花板的重量，且无游离甲醛释放，防水，防火，板材力学强度高，适合在家具生产中推广应用。
上述的轻质高强无机刨花板，优选的，所述海绵颗粒的孔径为100-300nm，孔隙率为90％以上，粒径大小为1-4目。该孔径、孔隙率和粒径更有利于无机胶粘剂的吸附和释放。
优选的，所述无机胶粘剂包括硅酸盐水泥、氯氧镁水泥、硫铝酸水泥和石膏中的任意一种或几种，所述无机胶粘剂的粘度为200-300厘泊。采用的无机胶粘剂不仅粘度符合要求，而且无游离甲醛释放，经济环保。
基于一个总的技术构思，本发明还提供一种轻质高强无机刨花板的制备方法，包括如下步骤：
(1)将无机胶粘剂喷入海绵颗粒表面进行一次常压机械搅拌，使无机胶粘剂与海绵颗粒均匀混合；
(2)在所述步骤(1)混合后得到的海绵颗粒中加入木质或非木质刨花进行二次常压机械搅拌，得到均匀的混合物料；
(3)将所述步骤(2)后得到的混合物料铺装成板坯后热压成半成品，所述半成品进行堆放后经干燥、齐边、砂光处理即得到所述的轻质高强无机刨花板。
上述的制备方法，优选的，所述步骤(1)中，一次常压机械搅拌的时间为3-5min，所述海绵颗粒是由块状海绵通过粉碎机粉碎得到。
更优选的，所述一次常压机械搅拌的具体操作包括如下步骤：将海绵颗粒送入真空搅拌机，通过螺杆泵将无机胶粘剂喷入真空搅拌机中的海绵颗粒表面，同时启动搅拌机进行一次常压机械搅拌，再将真空搅拌机抽真空，使真空度为102-103Pa，并将真空搅拌机的气阀(慢慢)打开，同时进行真空机械搅拌，使无机胶粘剂均匀浸润到海绵颗粒微孔中。将真空度控制在102-103Pa可保证海绵颗粒微孔内部的空气刚好完全排出，真空度太低会导致空气不能排尽。
优选的，所述步骤(2)中，二次常压搅拌的时间为5-10min，木质或非木质刨花的规格为长×宽×厚＝1-30mm×0.3-3mm×0.2-1.5mm，所述木质或非木质刨花为农林加工剩余物。
优选的，所述步骤(3)中，板坯的厚度为30-120mm，半成品堆放时间为14-16天。
优选的，所述步骤(3)中，热压的具体操作如下(热压压力与时间曲线如图1所示)：将板坯送入热压机进行热压，在5s时间内先升压至3.1-4.8MPa进行高压热压，使海绵颗粒微孔中的无机胶粘剂充分释放到板坯的刨花间隙中，再保压2-3s，随后在2-3s时间内降压至2.1-3.0MPa进行低压热压，低压热压后在5-10s内卸压，板材成型。
优选的，所述一次常压机械搅拌和二次常压机械搅拌的压力为一个大气压力。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明的轻质高强无机刨花板，其中无机胶粘剂为胶凝成分，木质或非木质刨花为增强材料，海绵颗粒既为轻化填充材料也为施胶介质，不仅有效提高了无机胶粘剂施加均匀性，而且将无机刨花板的密度有效降低到0.8-1.0g/cm3，进而降低了无机刨花板的重量，且无游离甲醛释放，防水，防火，板材力学强度高，适合在家具生产中推广应用。
2、本发明的制备方法，通过抽一次真空机械搅拌和两次常压机械搅拌联合处理，可以使无机胶粘剂充分浸润到海绵颗粒的微孔中；热压工段通过高压使海绵颗粒微孔中的无机胶粘剂充分释放到板坯中刨花间隙，达到提高施加均匀性的目的，板材力学强度显著提高；通过低压使板材有效成型，便于得到最终的无机刨花板成品。
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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是发明内容中热压压力与时间曲线图。
图2是实施例1中热压压力与时间曲线图。
图3是实施例2中热压压力与时间曲线图。
图4是实施例3中热压压力与时间曲线图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1：
一种本发明的轻质高强无机刨花板，由木质刨花、无机胶粘剂和海绵颗粒混合组成；所述木质刨花、无机胶粘剂和海绵颗粒的重量比为50:100:1；所述海绵颗粒的孔径为150nm，孔隙率为92％，粒径大小为1目；所述无机胶粘剂为粘度调至200-300厘泊的氯氧镁水泥。
所述轻质高强无机刨花板的制备方法，包括如下步骤：
(1)选取孔径为150nm、孔隙率为92％的块状海绵，通过粉碎机粉碎成1目的海绵颗粒；
(2)将海绵颗粒送入真空搅拌机，通过螺杆泵将无机胶粘剂喷入真空搅拌机中的海绵颗粒表面，同时启动搅拌机进行一次常压机械搅拌5min(常压机械搅拌的压力为一个大气压力)，将真空搅拌机抽真空，使真空度为102Pa，并将真空搅拌机的气阀慢慢打开，同时进行真空机械搅拌，使无机胶粘剂均匀浸润到海绵颗粒微孔中；
(3)向真空搅拌机加入长×宽×厚为10×1×0.8mm的木质刨花，同时启动搅拌机进行二次常压机械搅拌8min(常压机械搅拌的压力为一个大气压力)，得到均匀混合物料；
(4)将混合物料送入机械铺装机铺装成30mm厚度的板坯，再将板坯送入热压机热压，在5s时间内先升压至3.1MPa进行高压热压，使海绵颗粒微孔中的无机胶粘剂充分释放到板坯的刨花间隙中，再保压2s，随后在2s时间内降压至2.1MPa进行低压热压，最后在5s内卸压，板材成型得到半成品，热压压力与时间曲线如图2所示；
(5)将半成品堆放14-16天后经干燥、齐边、砂光处理得到所述的轻质高强无机木刨花板。
本实施例制备的轻质高强无机木刨花板的密度为0.85g/cm3，内结合强度达到1.25MPa，超过密度为1.2g/cm3的普通无机木刨花板，防火达到A2级，吸水厚度膨胀率1.1％，无游离甲醛释放量。
实施例2：
一种本发明的轻质高强无机刨花板，由麦秸刨花(非木质刨花)、无机胶粘剂和海绵颗粒混合组成；所述麦秸刨花、无机胶粘剂和海绵颗粒的重量比为60:120:1.5；所述海绵颗粒的孔径为300nm，孔隙率为95％，粒径大小为4目；所述无机胶粘剂为粘度调至200-300厘泊的硫铝酸水泥。
所述轻质高强无机刨花板的制备方法，包括如下步骤：
(1)选取孔径为300nm、孔隙率为95％的块状海绵，通过粉碎机粉碎成4目的海绵颗粒；
(2)将海绵颗粒送入真空搅拌机，通过螺杆泵将无机胶粘剂喷入真空搅拌机中的海绵颗粒表面，同时启动搅拌机进行一次常压机械搅拌5min(常压机械搅拌的压力为一个大气压力)，将真空搅拌机抽真空，使真空度为103Pa，并将真空搅拌机的气阀慢慢打开，同时进行真空机械搅拌，使无机胶粘剂均匀浸润到海绵颗粒微孔中；
(3)向真空搅拌机加入长×宽×厚为30×2×1.1mm的麦秸刨花，同时启动搅拌机进行二次常压机械搅拌10min(常压机械搅拌的压力为一个大气压力)，得到均匀混合物料；
(4)将混合物料送入机械铺装机铺装成90mm厚度的板坯，再将板坯送入热压机热压，在5s时间内先升压至4.0MPa进行高压热压，使海绵颗粒微孔中的无机胶粘剂充分释放到板坯的刨花间隙中，再保压3s，随后在3s时间内降压至2.5MPa进行低压热压，低压热压后在8s内卸压，板材成型得到半成品，得到半成品，热压压力与时间曲线如图3所示
(5)将半成品堆放14-16天后经干燥、齐边、砂光处理得到所述的轻质高强无机木刨花板。
本实施例制备的轻质高强无机木刨花板的密度为0.9g/cm3，内结合强度达到1.13MPa，超过密度为1.2g/cm3的普通无机木刨花板，防火达到B1级，吸水厚度膨胀率1.21％，无游离甲醛释放量。
实施例3：
一种本发明的轻质高强无机刨花板，由竹刨花(非木质刨花)、无机胶粘剂和海绵颗粒混合组成；所述竹刨花、无机胶粘剂和海绵颗粒的重量比为55:110:2；所述海绵颗粒的孔径为200nm，孔隙率为92％，粒径大小为2目；所述无机胶粘剂为粘度调至200-300厘泊的硅酸盐水泥。
所述轻质高强无机刨花板的制备方法，包括如下步骤：
(1)选取孔径为200nm、孔隙率为92％的块状海绵，通过粉碎机粉碎成2目的海绵颗粒；
(2)将海绵颗粒送入真空搅拌机，通过螺杆泵将无机胶粘剂喷入真空搅拌机中的海绵颗粒表面，同时启动搅拌机进行一次常压机械搅拌4min(常压机械搅拌的压力为一个大气压力)，将真空搅拌机抽真空，使真空度为103Pa，并将真空搅拌机的气阀慢慢打开，同时进行真空机械搅拌，使无机胶粘剂均匀浸润到海绵颗粒微孔中；
(3)向真空搅拌机加入长×宽×厚为25×2.5×0.4mm的竹刨花，同时启动搅拌机进行二次常压机械搅拌8min(常压机械搅拌的压力为一个大气压力)，得到均匀混合物料；
(4)将混合物料送入机械铺装机铺装成60mm厚度的板坯，再将板坯送入热压机热压，在5s时间内先升压至4.5MPa进行高压热压，使海绵颗粒微孔中的无机胶粘剂充分释放到板坯的刨花间隙中，再保压3s，随后在3s时间内降压至2.8MPa进行低压热压，低压热压后在10s内卸压，板材成型得到半成品，得到半成品，热压压力与时间曲线如图4所示。
(5)将半成品堆放14-16天后经干燥、齐边、砂光处理得到所述的轻质高强无机刨花板。
本实施例制备的轻质高强无机木刨花板的密度为1.0g/cm3，内结合强度达到1.18MPa，超过密度为1.2g/cm3的普通无机木刨花板，防火达到B1级，吸水厚度膨胀率1.21％，无游离甲醛释放量。

Claims (10)

1.一种轻质高强无机刨花板，其特征在于，至少由木质或非木质刨花、无机胶粘剂和海绵颗粒混合组成，所述木质或非木质刨花、无机胶粘剂和海绵颗粒的重量比为(40-60):(100-120):(1-3)。
2.根据权利要求1所述的轻质高强无机刨花板，其特征在于，所述海绵颗粒的孔径为100-300nm，孔隙率为90％以上，粒径大小为1-4目。
3.根据权利要求1所述的轻质高强无机刨花板，其特征在于，所述无机胶粘剂包括硅酸盐水泥、氯氧镁水泥、硫铝酸水泥和石膏中的任意一种或几种，所述无机胶粘剂的粘度为200-300厘泊。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述轻质高强无机刨花板的制备方法，包括如下步骤：
(1)将无机胶粘剂喷入海绵颗粒表面进行一次常压机械搅拌，使无机胶粘剂与海绵颗粒均匀混合；
(2)在所述步骤(1)混合后得到的海绵颗粒中加入木质或非木质刨花进行二次常压机械搅拌，得到均匀的混合物料；
(3)将所述步骤(2)后得到的混合物料铺装成板坯后热压成半成品，所述半成品进行堆放后经干燥、齐边、砂光处理即得到所述的轻质高强无机刨花板。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，一次常压机械搅拌的时间为3-5min，所述海绵颗粒是由块状海绵通过粉碎机粉碎得到。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述一次常压机械搅拌的具体操作包括如下步骤：将海绵颗粒送入真空搅拌机，通过螺杆泵将无机胶粘剂喷入真空搅拌机中的海绵颗粒表面，同时启动搅拌机进行一次常压机械搅拌，再将真空搅拌机抽真空，使真空度为102-103Pa，并将真空搅拌机的气阀打开，同时进行真空机械搅拌，使无机胶粘剂均匀浸润到海绵颗粒微孔中。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，二次常压搅拌的时间为5-10min，木质或非木质刨花的规格为长×宽×厚＝1-30mm×0.3-3mm×0.2-1.5mm，所述木质或非木质刨花为农林加工剩余物。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，板坯的厚度为30-120mm，半成品堆放时间为14-16天。
9.根据权利要求4-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，热压的具体操作如下：将板坯送入热压机进行热压，在5s时间内先升压至3.1-4.8MPa进行高压热压，使海绵颗粒微孔中的无机胶粘剂充分释放到板坯的刨花间隙中，再保压2-3s，随后在2-3s时间内降压至2.1-3.0MPa进行低压热压，低压热压后在5-10s内卸压，板材成型。
10.根据权利要求4-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述一次常压机械搅拌和二次常压机械搅拌的压力为一个大气压力。
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