CN108623991A - 一种高强度天花板材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度天花板材料及其制备方法，包括以下重量份计的原料：改性酚醛树脂35‑45份、聚四氟乙烯8‑15份、硅灰粉8‑15份、中空玻璃微珠6‑12份、海泡石纤维6‑12份、电气石粉3‑6份、硼酸锌3‑6份、纳米氧化锌2‑4份、膨胀石墨4‑8份、硅藻土6‑12份、椰壳粉20‑30份、竹炭粉5‑10份、麦绿素4‑8份、纳米二氧化钛3‑7份、碳纳米管4‑8份、硅烷偶联剂1.5‑3.2份、抗氧化剂1.2‑2.5份和阻燃剂1.8‑3.6份；本发明天花板材料通过原料之间合理的配比协同配合作用，具有良好的抗折率和抗压性，强度高，易在加工，同时具有清新空气的作用，绿色环保。

Description

一种高强度天花板材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及天花板材料领域，具体涉及一种高强度天花板材料及其制备方法。
背景技术
天花板作为室内屋顶装饰材料，过去传统民居中多以草席、苇席、木板等为主要材料，随着科技的进步，更多的建筑材料被应用进来。现有技术中常用的天花板主要为石膏天花板，石膏天花板具有质轻、吸声和不燃的优点，材料便宜，装饰美观大方。但是石膏天花板同时存在再加工容易粉状碎裂和抗折性差的缺点。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高强度天花板材料及其制备方法，本发明天花板材料通过原料之间合理的配比协同配合作用，具有良好的抗折率和抗压性，强度高，易在加工，同时具有清新空气的作用，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：
一种高强度天花板材料，包括以下重量份计的原料：
改性酚醛树脂35-45份、聚四氟乙烯8-15份、硅灰粉8-15份、中空玻璃微珠6-12份、海泡石纤维6-12份、电气石粉3-6份、硼酸锌3-6份、纳米氧化锌2-4份、膨胀石墨4-8份、硅藻土6-12份、椰壳粉20-30份、竹炭粉5-10份、麦绿素4-8份、纳米二氧化钛3-7份、碳纳米管4-8份、硅烷偶联剂1.5-3.2份、抗氧化剂1.2-2.5份和阻燃剂1.8-3.6份；
所述改性酚醛树脂的制备包括以下步骤：将酚醛树脂和相当其重量5％的N-(4-羟基苯基)马来酰亚胺搅拌混合均匀，升温至90-110摄氏度，以600-1000转/分钟的速度搅拌反应20-30分钟后，缓慢相当于酚醛树脂重量8％的质量份数为30％的盐酸溶液，升温至120-130摄氏度，搅拌混合反应40-60分钟后，置入真空干燥箱中在65-80摄氏度的条件下，干燥10-12小时，即得所述改性酚醛树脂。
优选地，包括以下重量份计的原料：改性酚醛树脂40份、聚四氟乙烯12份、硅灰粉12份、中空玻璃微珠10份、海泡石纤维10份、电气石粉4.5份、硼酸锌4.5份、纳米氧化锌3份、膨胀石墨6份、硅藻土10份、椰壳粉25份、竹炭粉8份、麦绿素6份、纳米二氧化钛5份、碳纳米管6份、硅烷偶联剂2.6份、抗氧化剂1.8份和阻燃剂2.8份。
优选地，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷和N-(β-氨乙基)-γ氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种结合。
优选地，所述抗氧化剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸脂、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯中的一种或几种结合。
优选地，所述阻燃剂为基膦酸二甲酯、亚磷酸脂和氧化石墨烯按照质量比2:1:1混合组成。
本发明中还公开了一种上述高强度天花板材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将硅灰粉、膨胀石墨、硅藻土、椰壳粉、竹炭粉和麦绿素混合放入研磨机中进行研磨，过200-400目筛，得混合粉料1；
(2)将混合粉末与中空玻璃微珠、海泡石纤维、电气石粉、硼酸锌、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、碳纳米管加入高速混合机中，升温至60-80摄氏度，高速搅拌混合10-20分钟，得混合粉料2；
(3)将硅烷偶联剂用一定量的有机溶剂进行稀释均匀后，加入混合粉料2中，在80-90摄氏度下，搅拌混合5-10分钟后，依次加入改性酚醛树脂、聚四氟乙烯、抗氧化剂和阻燃剂，搅拌混合15-30分钟；
(4)将步骤(3)制得的混合物添加到双螺杆挤出机中进行挤出造粒，挤出温度为210-230摄氏度，粒料冷区至室温后，置入真空干燥箱中在80-90摄氏度的条件下，烘干5-8小时；
(5)将步骤(4)制得的粒料添加到模具中进行模压成型，模压温度200-220摄氏度，模压压力40-50MPa，脱模，冷却至室温，即得所述高强度天花板材料。
优选地，所述步骤(3)中的有机溶剂为丙酮和乙醇按照质量比2:3混合组成。
优选地，所述步骤(3)中硅烷偶联剂和有机溶剂按照1:3的质量比进行混合稀释。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明天花板材料通过原料之间合理的配比协同配合作用，具有良好的抗折率和抗压性，强度高，易在加工，同时具有清新空气的作用，绿色环保。
(2)本发明材料为改性酚醛树脂和聚四氟乙烯的共融物，具有良好的强度和机械性能，耐腐蚀性能高，通过添加适量的硅藻土、椰壳粉、海泡石纤维和麦绿素，增强共融物的柔韧性和抗拉伸性，改善共融物易脆碎的缺点，提高材料的综合性能，同时材料中的电气石粉、竹炭粉、麦绿素、纳米氧化锌、硅藻土，协同作用可以吸附空气中的异味，调节室内湿度，具有杀菌清新空气的作用，碳纳米管的特殊结构，可以增强材料结构的稳定性，提高材料的强度和耐腐蚀性。
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
一种高强度天花板材料，包括以下重量份计的原料：
改性酚醛树脂35份、聚四氟乙烯8份、硅灰粉8份、中空玻璃微珠6份、海泡石纤维6份、电气石粉3份、硼酸锌3份、纳米氧化锌2份、膨胀石墨4份、硅藻土6份、椰壳粉20份、竹炭粉5份、麦绿素4份、纳米二氧化钛3份、碳纳米管4份、硅烷偶联剂1.5份、抗氧化剂1.2份和阻燃剂1.8份；
改性酚醛树脂的制备包括以下步骤：
将酚醛树脂和相当其重量5％的N-(4-羟基苯基)马来酰亚胺搅拌混合均匀，升温至90摄氏度，以600转/分钟的速度搅拌反应20分钟后，缓慢相当于酚醛树脂重量8％的质量份数为30％的盐酸溶液，升温至120摄氏度，搅拌混合反应40分钟后，置入真空干燥箱中在65摄氏度的条件下，干燥10小时，即得所述改性酚醛树脂。
硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷按照质量比1:1混合组成。
抗氧化剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸脂。
阻燃剂为基膦酸二甲酯、亚磷酸脂和氧化石墨烯按照质量比2:1:1混合组成。
本实施例中的高强度天花板材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将硅灰粉、膨胀石墨、硅藻土、椰壳粉、竹炭粉和麦绿素混合放入研磨机中进行研磨，过200目筛，得混合粉料1；
(2)将混合粉末与中空玻璃微珠、海泡石纤维、电气石粉、硼酸锌、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、碳纳米管加入高速混合机中，升温至60摄氏度，高速搅拌混合10分钟，得混合粉料2；
(3)将硅烷偶联剂用一定量的有机溶剂进行稀释均匀后，加入混合粉料2中，在80摄氏度下，搅拌混合5分钟后，依次加入改性酚醛树脂、聚四氟乙烯、抗氧化剂和阻燃剂，搅拌混合15分钟；
(4)将步骤(3)制得的混合物添加到双螺杆挤出机中进行挤出造粒，挤出温度为210摄氏度，粒料冷区至室温后，置入真空干燥箱中在80摄氏度的条件下，烘干5小时；
(5)将步骤(4)制得的粒料添加到模具中进行模压成型，模压温度200摄氏度，模压压力40MPa，脱模，冷却至室温，即得所述高强度天花板材料。
步骤(3)中的有机溶剂为丙酮和乙醇按照质量比2:3混合组成。
步骤(3)中硅烷偶联剂和有机溶剂按照1:3的质量比进行混合稀释。
实施例2
一种高强度天花板材料，包括以下重量份计的原料：
改性酚醛树脂45份、聚四氟乙烯15份、硅灰粉15份、中空玻璃微珠12份、海泡石纤维12份、电气石粉6份、硼酸锌6份、纳米氧化锌4份、膨胀石墨8份、硅藻土12份、椰壳粉30份、竹炭粉10份、麦绿素8份、纳米二氧化钛7份、碳纳米管8份、硅烷偶联剂3.2份、抗氧化剂2.5份和阻燃剂3.6份；
所述改性酚醛树脂的制备包括以下步骤：
将酚醛树脂和相当其重量5％的N-(4-羟基苯基)马来酰亚胺搅拌混合均匀，升温至110摄氏度，以1000转/分钟的速度搅拌反应30分钟后，缓慢相当于酚醛树脂重量8％的质量份数为30％的盐酸溶液，升温至130摄氏度，搅拌混合反应60分钟后，置入真空干燥箱中在80摄氏度的条件下，干燥12小时，即得所述改性酚醛树脂。
硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷和γ-巯丙基三乙氧基硅烷按照质量比2:1混合组成。
抗氧化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯。
所述阻燃剂为基膦酸二甲酯、亚磷酸脂和氧化石墨烯按照质量比2:1:1混合组成。
本实施例中的高强度天花板材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将硅灰粉、膨胀石墨、硅藻土、椰壳粉、竹炭粉和麦绿素混合放入研磨机中进行研磨，过400目筛，得混合粉料1；
(2)将混合粉末与中空玻璃微珠、海泡石纤维、电气石粉、硼酸锌、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、碳纳米管加入高速混合机中，升温至80摄氏度，高速搅拌混合20分钟，得混合粉料2；
(3)将硅烷偶联剂用一定量的有机溶剂进行稀释均匀后，加入混合粉料2中，在90摄氏度下，搅拌混合10分钟后，依次加入改性酚醛树脂、聚四氟乙烯、抗氧化剂和阻燃剂，搅拌混合30分钟；
(4)将步骤(3)制得的混合物添加到双螺杆挤出机中进行挤出造粒，挤出温度为230摄氏度，粒料冷区至室温后，置入真空干燥箱中在90摄氏度的条件下，烘干8小时；
(5)将步骤(4)制得的粒料添加到模具中进行模压成型，模压温度220摄氏度，模压压力50MPa，脱模，冷却至室温，即得所述高强度天花板材料。
步骤(3)中的有机溶剂为丙酮和乙醇按照质量比2:3混合组成。
步骤(3)中硅烷偶联剂和有机溶剂按照1:3的质量比进行混合稀释。
实施例3
一种高强度天花板材料，包括以下重量份计的原料：
改性酚醛树脂40份、聚四氟乙烯12份、硅灰粉12份、中空玻璃微珠10份、海泡石纤维10份、电气石粉4.5份、硼酸锌4.5份、纳米氧化锌3份、膨胀石墨6份、硅藻土10份、椰壳粉25份、竹炭粉8份、麦绿素6份、纳米二氧化钛5份、碳纳米管6份、硅烷偶联剂2.6份、抗氧化剂1.8份和阻燃剂2.8份。
改性酚醛树脂的制备包括以下步骤：
将酚醛树脂和相当其重量5％的N-(4-羟基苯基)马来酰亚胺搅拌混合均匀，升温至100摄氏度，以800转/分钟的速度搅拌反应25分钟后，缓慢相当于酚醛树脂重量8％的质量份数为30％的盐酸溶液，升温至125摄氏度，搅拌混合反应45分钟后，置入真空干燥箱中在72摄氏度的条件下，干燥11小时，即得所述改性酚醛树脂。
所述硅烷偶联剂为N-(β-氨乙基)-γ氨丙基三乙氧基硅烷。
所述抗氧化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯。
所述阻燃剂为基膦酸二甲酯、亚磷酸脂和氧化石墨烯按照质量比2:1:1混合组成。
本实施例中的高强度天花板材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将硅灰粉、膨胀石墨、硅藻土、椰壳粉、竹炭粉和麦绿素混合放入研磨机中进行研磨，过300目筛，得混合粉料1；
(2)将混合粉末与中空玻璃微珠、海泡石纤维、电气石粉、硼酸锌、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、碳纳米管加入高速混合机中，升温至70摄氏度，高速搅拌混合15分钟，得混合粉料2；
(3)将硅烷偶联剂用一定量的有机溶剂进行稀释均匀后，加入混合粉料2中，在85摄氏度下，搅拌混合8分钟后，依次加入改性酚醛树脂、聚四氟乙烯、抗氧化剂和阻燃剂，搅拌混合22分钟；
(4)将步骤(3)制得的混合物添加到双螺杆挤出机中进行挤出造粒，挤出温度为220摄氏度，粒料冷区至室温后，置入真空干燥箱中在85摄氏度的条件下，烘干6小时；
(5)将步骤(4)制得的粒料添加到模具中进行模压成型，模压温度210摄氏度，模压压力45MPa，脱模，冷却至室温，即得所述高强度天花板材料。
步骤(3)中的有机溶剂为丙酮和乙醇按照质量比2:3混合组成。
骤(3)中硅烷偶联剂和有机溶剂按照1:3的质量比进行混合稀释。

Claims (8)

1.一种高强度天花板材料，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：改性酚醛树脂35-45份、聚四氟乙烯8-15份、硅灰粉8-15份、中空玻璃微珠6-12份、海泡石纤维6-12份、电气石粉3-6份、硼酸锌3-6份、纳米氧化锌2-4份、膨胀石墨4-8份、硅藻土6-12份、椰壳粉20-30份、竹炭粉5-10份、麦绿素4-8份、纳米二氧化钛3-7份、碳纳米管4-8份、硅烷偶联剂1.5-3.2份、抗氧化剂1.2-2.5份和阻燃剂1.8-3.6份；
所述改性酚醛树脂的制备包括以下步骤：将酚醛树脂和相当其重量5％的N-(4-羟基苯基)马来酰亚胺搅拌混合均匀，升温至90-110摄氏度，以600-1000转/分钟的速度搅拌反应20-30分钟后，缓慢相当于酚醛树脂重量8％的质量份数为30％的盐酸溶液，升温至120-130摄氏度，搅拌混合反应40-60分钟后，置入真空干燥箱中在65-80摄氏度的条件下，干燥10-12小时，即得所述改性酚醛树脂。
2.根据权利要求1所述的高强度天花板材料，其特征在于，包括以下重量份计的原料：改性酚醛树脂40份、聚四氟乙烯12份、硅灰粉12份、中空玻璃微珠10份、海泡石纤维10份、电气石粉4.5份、硼酸锌4.5份、纳米氧化锌3份、膨胀石墨6份、硅藻土10份、椰壳粉25份、竹炭粉8份、麦绿素6份、纳米二氧化钛5份、碳纳米管6份、硅烷偶联剂2.6份、抗氧化剂1.8份和阻燃剂2.8份。
3.根据权利要求1所述的高强度天花板材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷和N-(β-氨乙基)-γ氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种结合。
4.根据权利要求1所述的高强度天花板材料，其特征在于，所述抗氧化剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸脂、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯中的一种或几种结合。
5.根据权利要求1所述的高强度天花板材料，其特征在于，所述阻燃剂为基膦酸二甲酯、亚磷酸脂和氧化石墨烯按照质量比2:1:1混合组成。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的高强度天花板材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将硅灰粉、膨胀石墨、硅藻土、椰壳粉、竹炭粉和麦绿素混合放入研磨机中进行研磨，过200-400目筛，得混合粉料1；
(2)将混合粉末与中空玻璃微珠、海泡石纤维、电气石粉、硼酸锌、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、碳纳米管加入高速混合机中，升温至60-80摄氏度，高速搅拌混合10-20分钟，得混合粉料2；
(3)将硅烷偶联剂用一定量的有机溶剂进行稀释均匀后，加入混合粉料2中，在80-90摄氏度下，搅拌混合5-10分钟后，依次加入改性酚醛树脂、聚四氟乙烯、抗氧化剂和阻燃剂，搅拌混合15-30分钟；
(4)将步骤(3)制得的混合物添加到双螺杆挤出机中进行挤出造粒，挤出温度为210-230摄氏度，粒料冷区至室温后，置入真空干燥箱中在80-90摄氏度的条件下，烘干5-8小时；
(5)将步骤(4)制得的粒料添加到模具中进行模压成型，模压温度200-220摄氏度，模压压力40-50MPa，脱模，冷却至室温，即得所述高强度天花板材料。
7.根据权利要求6所述的高强度天花板材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的有机溶剂为丙酮和乙醇按照质量比2:3混合组成。
8.根据权利要求7所述的高强度天花板材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中硅烷偶联剂和有机溶剂按照1:3的质量比进行混合稀释。
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