CN110341024A - 一种耐久型无机刨花板及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑外墙装饰和室外家具材料制造技术领域，提供了一种耐久型无机刨花板及其制备方法和应用。本发明提供的制备方法包括以下步骤：(1)将热硫化型硅橡胶与有机溶剂混合，得到封闭剂溶液；(2)将氯化钙、十二烷基硫酸钠和水混合，得到固化剂溶液；(3)在刨花表面喷射所述封闭剂溶液后，与所述固化剂溶液、无机胶黏剂和水混合，得到混合料；(4)将所述混合料依次进行铺装和热压，得到预成型料；(5)将所述预成型料依次进行养护和干燥，得到所述耐久型无机刨花板。通过本发明方法制备得到的无机刨花板可很好地应用于室外装修、室外家具制造等领域，耐久性好，使用寿命长。

Description

一种耐久型无机刨花板及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及建筑外墙装饰和室外家具材料制造技术领域，特别涉及一种耐久型无机刨花板及其制备方法和应用。
背景技术
无机刨花板是以石膏、普通硅酸盐水泥等作为无机胶黏剂、以木质或非木质刨花(碎料)为增强材料，经混合搅拌、铺装成型、热压或冷压、养护、锯边、砂光等工序制备的无机人造板材。它具有力学强度好、防水、隔热、防火、无游离甲醛等有毒气体释放等优良性能，可广泛应用于装修、家具制造等领域。
应用于室外装修、室外家具制造等领域时，无机刨花板吸湿后其中的增强成分木质或非木质刨花在潮湿环境容易滋生腐朽菌等真菌，导致木质或非木质刨花腐朽，失去增强效果，无机刨花板的强度会显著降低，影响其使用寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种耐久型无机刨花板及其制备方法和应用。本发明提供的制备方法可显著延长无机刨花板的耐久性和使用寿命。通过本发明方法制备得到的无机刨花板可很好地应用于室外装修和室外家具制造领域。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种耐久型无机刨花板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将热硫化型硅橡胶与有机溶剂混合，得到封闭剂溶液；
(2)将氯化钙、十二烷基硫酸钠和水混合，得到固化剂溶液；
(3)在刨花表面喷射所述封闭剂溶液后，与所述固化剂溶液、无机胶黏剂和水混合，得到混合料；
(4)将所述混合料依次进行铺装和热压，得到预成型料；
(5)将所述预成型料依次进行养护和干燥，得到所述耐久型无机刨花板；
所述步骤(1)和(2)没有时间顺序的限定。
优选地，所述步骤(1)中的有机溶剂包括正己烷、六氢呋喃和二氧六环中的一种或几种；所述封闭剂溶液的粘度为150～350MPa·s。
优选地，所述步骤(2)中氯化钙、十二烷基硫酸钠和水的质量比为(8～10):(1～2):(88～95)。
优选地，所述步骤(3)中的刨花包括木质刨花和/或非木质刨花；所述刨花的长度为10～40mm，宽度为0.3～0.5mm，厚度为0.1～0.3mm；所述步骤刨花的含水率为10～12％。
优选地，所述步骤(3)封闭剂溶液中的热硫化型硅橡胶与刨花的质量比为0.5～1:9～9.5；所述刨花与无机胶黏剂、固化剂溶液和水的质量比为(20～30):(60～75):(1～2):(30～40)；所述刨花的质量以绝干重计；所述无机胶黏剂包括石膏和/或硅酸盐水泥。
优选地，所述步骤(4)中铺装的厚度为40～160mm；所述热压的温度为100～120℃，压力为3～4MPa，时间为50～80s/mm。
优选地，所述步骤(5)中的养护为常压自然养护，所述养护的时间为12～20天；所述干燥的温度为80～90℃；所述室外用耐久型无机刨花板的含水率为10～12％。
优选地，所述步骤(5)中干燥后，还包括对干燥后所得板材进行齐边与砂光处理。
本发明提供了以上方案所述制备方法制备的耐久型无机刨花板。
本发明还提供了以上方案所述耐久型无机刨花板在室外装修和室外家具制造领域的应用。
本发明提供了一种耐久型无机刨花板的制备方法，包括以下步骤：(1)将热硫化型硅橡胶与有机溶剂混合，得到封闭剂溶液；(2)将氯化钙、十二烷基硫酸钠和水混合，得到固化剂溶液；(3)在刨花表面喷射所述封闭剂溶液后，与所述固化剂溶液、无机胶黏剂和水混合，得到混合料；(4)将所述混合料依次进行铺装和热压，得到预成型料；(5)将所述预成型料依次进行养护和干燥，得到所述耐久型无机刨花板。本发明将热硫化型硅橡胶喷射在刨花表面，再经过热压工序的作用使热硫化型硅橡胶在刨花表面充分硫化，在刨花表面形成致密薄膜，使无机刨花板即使在潮湿的环境下使用，水分也不会与刨花接触；同时，因热硫化型硅橡胶薄膜的封闭导致刨花缺少氧气，腐朽菌等真菌失去滋生环境，从而避免刨花产生腐朽现象，显著延长无机刨花板的耐久性，从而提高使用寿命。因此，通过本发明制备得到的无机刨花板可很好地应用于室外装修、室外家具制造等领域，耐久性好，使用寿命长。实施例结果表明，采用本发明方法制得的无机刨花板，与不经过封闭处理的普通无机刨花板相比，可显著延长无机刨花板的耐久性。
具体实施方式
本发明提供了一种耐久型无机刨花板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将热硫化型硅橡胶与有机溶剂混合，得到封闭剂溶液；
(2)将氯化钙、十二烷基硫酸钠和水混合，得到固化剂溶液；
(3)在刨花表面喷射所述封闭剂溶液后，与所述固化剂溶液、无机胶黏剂和水混合，得到混合料；
(4)将所述混合料依次进行铺装和热压，得到预成型料；
(5)将所述预成型料依次进行养护和干燥，得到所述耐久型无机刨花板；
所述步骤(1)和(2)没有时间顺序的限定。
本发明将热硫化型硅橡胶与有机溶剂混合，得到封闭剂溶液。本发明对所述热硫化型硅橡胶的具体类型和来源没有特别的要求，采用本领域熟知的热硫化型硅橡胶即可，具体地如甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶等；在本发明中，所述热硫化型硅橡胶即为封闭剂。在本发明中，所述有机溶剂优选包括正己烷、六氢呋喃和二氧六环中的一种或几种，更优选为正己烷；所述封闭剂溶液的粘度优选为150～350MPa·s，更优选为200～300MPa·s。本发明对所述热硫化型硅橡胶与有机溶剂混合的方法没有特别的要求，采用本领域熟知的混合方法保证热硫化型硅橡胶与有机溶剂混合均匀即可，具体地如搅拌混合。
本发明将氯化钙、十二烷基硫酸钠和水混合，得到固化剂溶液。在本发明中，所述氯化钙、十二烷基硫酸钠和水的质量比优选为(8～10):(1～2):(88～95)，更优选为10:2:88；本发明对所述氯化钙和十二烷基硫酸钠的来源没有特别的要求，采用相应的市售产品即可。本发明对所述氯化钙、十二烷基硫酸钠和水混合的先后顺序没有特别的要求，以任意顺序混合均可；本发明对所述混合的方法没有特别的要求，采用本领域熟知的方法保证氯化钙、十二烷基硫酸钠和水混合均匀即可。在本发明中，所述氯化钙和十二烷基硫酸钠共同作为固化剂，用于促进无机胶黏剂的固化。
得到封闭剂溶液和固化剂溶液后，本发明在刨花表面喷射所述封闭剂溶液后，与所述固化剂溶液、无机胶黏剂和水混合，得到混合料。在本发明中，所述刨花优选包括木质刨花和/或非木质刨花；所述刨花的长度优选为10～40mm，更优选为20～30mm，宽度优选为0.3～0.5mm，更优选为0.4mm，厚度优选为0.1～0.3mm，更优选为0.2mm。在本发明中，所述刨花优选以木质或非木质材料为原料经机械加工而成，具体地可以木材、竹材或棉杆等农业秸秆为原料；本发明对所述机械加工的方法没有特别的要求，采用本领域熟知的机械加工方法保证所得刨花的长度、宽度和厚度满足需要即可。在本发明中，所述刨花的含水率优选为10～12％，在本发明的具体实施例中，若刨花的含水率不符合要求，则优选在喷射封闭剂溶液前，将刨花干燥至含水率为10～12％；本发明对所述干燥的方法没有特别的要求，采用本领域熟知的方法能够将所述刨花干燥至含水率符合要求即可。
在本发明中，所述封闭剂溶液中的热硫化型硅橡胶与刨花的质量比优选为0.5～1:9～9.5，更优选为0.8:9.3；所述刨花的质量以绝干重计。在本发明中，为使封闭剂溶液均匀地喷射在所述刨花表面，本发明优选在搅拌的条件下进行喷射，具体地为将所述刨花送入机械搅拌机开始搅拌，再向搅拌中的刨花喷射封闭剂溶液，边喷射边搅拌；所述喷射优选将所述封闭剂溶液形成雾状为宜。在本发明中，因所述封闭剂溶液中的有机溶剂易挥发，本发明还优选在所述机械搅拌机的上方接引风机，所述引风机的出口接冷凝器，有机溶剂挥发后被所述冷凝器冷凝回收进行再利用。本发明通过在刨花表面喷射封闭剂溶液，实现刨花的封闭处理，使封闭剂(即热硫化型硅橡胶)在刨花表面形成包裹膜。
刨花表面喷射所述封闭剂溶液后，与固化剂溶液、无机胶黏剂和水混合。在本发明中，所述刨花与无机胶黏剂、固化剂溶液和水的质量比优选为(20～30):(60～75):(1～2):(30～40)，更优选为(25～28):(65～70):(1.2～1.8):(34～36)；所述刨花的质量以绝干重计。在本发明中，所述无机胶黏剂优选包括石膏和/或硅酸盐水泥；本发明对所述石膏和硅酸盐水泥没有特别的要求，采用本领书熟知的石膏和普通硅酸盐水泥即可。本发明优选在搅拌的条件下进行混合，具体地可将喷射了封闭剂溶液的刨花、无机胶黏剂、固化剂溶液和水送入搅拌机进行搅拌混合；本发明对所述搅拌的时间和转速没有特别的要求，能够保证将各组分混合均匀即可。
得到混合料后，本发明将所述混合料依次进行铺装和热压，得到预成型料。在本发明中，所述铺装的厚度优选为40～160mm，更优选为80～120mm；所述铺装优选通过机械铺装机进行；本发明对所述机械铺装机没有特别的要求，采用本领域熟知的机械铺装机即可；经过铺装后，所述混合料形成无机刨花板板坯。在本发明中，所述热压的温度优选为100～120℃，更优选为110℃，压力优选为3～4MPa，更优选为3.5MPa，时间优选为50～80s/mm，更优选为70s/mm。在本发明中，所述热压优选通过热压机进行；本发明对所述热压机没有特别的要求，采用本领域熟知的热压机即可；所述无机刨花板板坯经过热压后形成预成型料。
得到预成型料后，本发明将所述预成型料依次进行养护和干燥，得到所述室外用耐久型无机刨花板。在本发明中，所述养护优选为常压自然养护；所述养护的时间优选为12～20天，更优选为14～18天；所述养护优选在养护室中进行。在本发明中，所述干燥的温度优选为80～90℃，更优选为85℃；干燥后所得耐久型无机刨花板的含水率优选为10～12％，即干燥的时间以所得板材的含水率降至所需范围为宜。在本发明中，所述干燥优选在干燥窑中进行。
干燥后，本发明还优选对干燥后所得板材进行齐边与砂光处理。本发明对所述齐边和砂光处理的方法没有特别的要求，采用本领域熟知的方法即可，具体地可将所述干燥后的板材送至纵横齐边锯进行齐边处理，然后送至宽带砂光机进行表面砂光处理。经过齐边和砂光处理后，得到所述耐久型无机刨花板。
本发明提供了以上耐久型无机刨花板的制备方法，本发明将热硫化型硅橡胶喷射在刨花表面，再经过热压工序的作用使热硫化型硅橡胶在刨花表面充分硫化，在刨花表面形成致密薄膜，使无机刨花板即使在潮湿的环境下使用，水分也不会与刨花接触；同时，因热硫化型硅橡胶薄膜的封闭导致刨花缺少氧气，腐朽菌等真菌失去滋生环境，从而避免刨花产生腐朽现象，显著延长无机刨花板的耐久性，从而提高使用寿命。
本发明还提供了以上所述方法制备的耐久型无机刨花板以及所述耐久型无机刨花板在室外装修和室外家具制造领域的应用。本发明提供的无机刨花板可很好地应用于室外装修、室外家具制造等领域，耐久性好，使用寿命长。
下面结合实施例对本发明提供的耐久型无机刨花板及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
(1)将杨木通过机械加工成长度为30mm，宽度为0.5mm，厚度为0.2mm规格的杨木刨花。
(2)将热硫化型硅橡胶与正己烷混合调制成粘度为250MPa·s的硅橡胶溶液，即封闭剂溶液。
(3)将氯化钙、十二烷基硫酸钠、自来水按照10:2:88的比例配置成溶液，即固化剂溶液。
(4)将杨木刨花干燥至含水率10％后送入机械搅拌机开始搅拌，再向搅拌机中的杨木刨花喷射粘度为250MPa·s的雾状封闭剂溶液，边喷射边搅拌8min，使封闭剂溶液均匀喷射在刨花表面，封闭剂溶液中的热硫化型硅橡胶与杨木刨花(绝干重)的质量比为1:19。搅拌机上方接引风机，引风机出口接冷凝器，正己烷易挥发，挥发后通过通过冷凝器将正己烷溶剂冷凝回收再利用。
(5)将封闭处理好的杨木刨花与325号硅酸盐水泥、自来水、固化剂溶液送入搅拌机搅拌均匀。其中杨木刨花(绝干重)占27质量份，普通硅酸盐水泥占70质量份，自来水占35质量份，固化剂溶液占1质量份。
(6)将搅拌均匀的混合物料送入机械铺装机，在垫板上铺装成120mm厚的无机刨花板板坯，再送入热压机进行热压成型为40mm厚的无机刨花板，热压温度110℃，热压压力为3.5MPa，热压时间2400s。
(7)将经过热压成型的半成品与垫板分开并堆垛送入养护室常压自然养护20天。
(8)将自然养护后的无机刨花板送至干燥窑在80℃的温度下干燥至含水率为10％左右。
(9)齐边与砂光：将干燥后的板材运送至纵横齐边锯进行纵横裁边处理，然后送至宽带砂光机进行表面砂光处理，最后得到杨木无机刨花板成品。
对比例1
省略实施例1的步骤(2)和(4)，即不对杨木刨花作封闭处理，其余同于实施例1，最后得到的杨木无机刨花板为普通无机刨花板。
对实施例1和对比例1得到的杨木无机刨花板分别进行室外自然老化试验(参照国际标准ISO 16053-2010进行)，结果如表1所示：
表1：实施例1和对比例1的杨木无机刨花板自然老化试验结果对比
实施例2
(1)将竹材通过机械加工成长度为25mm，宽度为0.4mm，厚度为0.3mm规格的竹刨花。
(2)将热硫化型硅橡胶与正己烷混合调制成粘度为200MPa·s的硅橡胶溶液，即封闭剂溶液。
(3)将氯化钙、十二烷基硫酸钠、自来水按照10:2:88的比例配置成溶液，即固化剂溶液。
(4)将竹刨花干燥至含水率10％后送入机械搅拌机开始搅拌，再向搅拌机中的竹刨花喷射粘度为200MPa·s的雾状封闭剂溶液，边喷射边搅拌6min，使封闭剂溶液均匀喷射在竹刨花表面，封闭剂溶液中的热硫化型硅橡胶与竹刨花(绝干重)的质量比为1:18。搅拌机上方接引风机，引风机出口接冷凝器，正己烷易挥发，挥发后通过通过冷凝器将正己烷溶剂冷凝回收再利用。
(5)将封闭处理好的竹刨花与425号硅酸盐水泥、自来水、固化剂溶液送入搅拌机搅拌均匀。其中竹刨花(绝干重)占25质量份，普通硅酸盐水泥占68质量份，自来水占34质量份，固化剂溶液占1.2质量份。
(6)将搅拌均匀的混合物料送入机械铺装机，在垫板上铺装成90mm厚的无机刨花板板坯，再送入热压机进行热压成型为30mm厚的无机刨花板。热压温度115℃，热压压力为4.0MPa，热压时间1800s。
(7)将经过热压成型的半成品与垫板分开并堆垛送入养护室常压自然养护20天。
(8)将自然养护后的无机刨花板送至干燥窑在80℃的温度下干燥至含水率为10％左右。
(9)齐边与砂光：将干燥后的板材运送至纵横齐边锯进行纵横裁边处理，然后送至宽带砂光机进行表面砂光处理，最后得到竹无机刨花板成品。
对比例2
省略实施例2的步骤(2)和(4)，即不对竹刨花作封闭处理，其余同于实施例2，最后得到的竹无机刨花板为普通无机刨花板。
对实施例2和对比例2得到的竹无机刨花板分别进行自然老化试验，结果如表2所示：
表2：实施例2和对比例2的竹无机刨花板自然老化试验结果对比
实施例3
(1)将棉杆通过机械加工成长度为30mm，宽度为0.4mm，厚度为0.3mm规格的棉杆刨花。
(2)将热硫化型硅橡胶与正己烷混合调制成粘度为300MPa·s的硅橡胶溶液，即封闭剂溶液。
(3)将氯化钙、十二烷基硫酸钠、自来水按照10:2:88的比例配置成溶液，即固化剂溶液。
(4)将棉杆刨花干燥至含水率10％后送入机械搅拌机开始搅拌，再向搅拌机中的棉杆刨花喷射粘度为300MPa·s的雾状封闭剂溶液，边喷射边搅拌8min，使封闭剂溶液均匀喷射在棉杆刨花表面，封闭剂溶液中的热硫化型硅橡胶与棉杆刨花(绝干重)的质量比为1:18.5。搅拌机上方接引风机，引风机出口接冷凝器，正己烷易挥发，挥发后通过通过冷凝器将正己烷溶剂冷凝回收再利用。
(5)将封闭处理好的棉杆刨花与425号硅酸盐水泥、自来水、固化剂溶液送入搅拌机搅拌均匀。其中棉杆刨花(绝干重)占30质量份，普通硅酸盐水泥占70质量份，自来水占35质量份，固化剂溶液占1.5质量份。
(6)将搅拌均匀的混合物料送入机械铺装机，在垫板上铺装成60mm厚的无机刨花板板坯，再送入热压机进行热压成型为20mm厚的无机刨花板。热压温度120℃，热压压力为3.0MPa，热压时间1400s。
(7)将经过热压成型的半成品与垫板分开并堆垛送入养护室常压自然养护20天。
(8)将自然养护后的无机刨花板送至干燥窑在75℃的温度下干燥至含水率为10％左右。
(9)齐边与砂光：将干燥后的板材运送至纵横齐边锯进行纵横裁边处理，然后送至宽带砂光机进行表面砂光处理，最后得到棉杆无机刨花板成品。
对比例3
省略实施例3的步骤(2)和(4)，即不对棉杆刨花作封闭处理，其余同于实施例3，最后得到的棉杆无机刨花板为普通无机刨花板。
对实施例3和对比例3得到的棉杆无机刨花板分别进行自然老化试验，结果如表3所示：
表3：实施例3和对比例3的棉杆无机刨花板自然老化试验结果对比
从以上实施例可以看出，实施例1～3制得的无机刨花板，与不经过封闭处理的普通无机刨花板相比，可显著延长无机刨花板的耐久性，从而有利于提高使用寿命，即实施例1～3制得的无机刨花板均为耐久型无机刨花板。因此，本发明制备的无机刨花板可很好地应用于室外装修、室外家具制造等领域，耐久性好，使用寿命长。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种耐久型无机刨花板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将热硫化型硅橡胶与有机溶剂混合，得到封闭剂溶液；
(2)将氯化钙、十二烷基硫酸钠和水混合，得到固化剂溶液；
(3)在刨花表面喷射所述封闭剂溶液后，与所述固化剂溶液、无机胶黏剂和水混合，得到混合料；
(4)将所述混合料依次进行铺装和热压，得到预成型料；
(5)将所述预成型料依次进行养护和干燥，得到所述耐久型无机刨花板；
所述步骤(1)和(2)没有时间顺序的限定。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的有机溶剂包括正己烷、六氢呋喃和二氧六环中的一种或几种；所述封闭剂溶液的粘度为150～350MPa·s。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中氯化钙、十二烷基硫酸钠和水的质量比为(8～10):(1～2):(88～95)。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的刨花包括木质刨花和/或非木质刨花；所述刨花的长度为10～40mm，宽度为0.3～0.5mm，厚度为0.1～0.3mm；所述刨花的含水率为10～12％。
5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)封闭剂溶液中的热硫化型硅橡胶与刨花的质量比为0.5～1:9～9.5；所述刨花与无机胶黏剂、固化剂溶液和水的质量比为(20～30):(60～75):(1～2):(30～40)；所述刨花的质量以绝干重计；所述无机胶黏剂包括石膏和/或硅酸盐水泥。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中铺装的厚度为40～160mm；所述热压的温度为100～120℃，压力为3～4MPa，时间为50～80s/mm。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中的养护为常压自然养护，所述养护的时间为12～20天；所述干燥的温度为80～90℃；所述耐久型无机刨花板的含水率为10～12％。
8.根据权利要求1或7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中干燥后，还包括对干燥后所得板材进行齐边与砂光处理。
9.权利要求1～8任意一项所述制备方法制备的耐久型无机刨花板。
10.权利要求9所述耐久型无机刨花板在室外装修和室外家具制造领域的应用。
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