CN111302758A - 新型增强增韧mgo基板、制备方法及具有该基板的复合板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型增强增韧MGO基板、制备方法及具有该基板的复合板。新型增强增韧MGO基板包括中间层及位于中间层上下表面的纤维层，纤维层为玻璃纤维表面毡，中间层由成型剂、轻质填料、改性剂和水组成，各组分的重量份如下：轻烧氧化镁34‑45份、七水硫酸镁23‑30份、木质纤维颗粒8‑10份、木质纤维4‑6份、改性剂0.5‑2份、水：18‑26份；所述改性剂为柠檬酸：元明粉：磷酸二氢盐：磷酸按质量比为10:3:1:6的比例混合而成；该MGO基板具有内部结合强度高、抗折强度、握螺钉力的性能高，不易剥离破碎的优点；该MGO基板的制备方法简单，提高基板内结合强度。另外，该复合板具有内部结合强度高，实用性高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及装饰材料领域，更具体地说，它涉及一种新型增强增韧MGO基板、制备方法及具有该基板的复合板。
背景技术
玻镁防火板亦称玻镁板、氧化镁板、菱镁板、镁质板。生产玻镁防火板材料成分为活性高纯氧化镁(MgO)、优质氯化镁(MgCl2)、抗碱玻纤布、植物纤维、不燃质轻的珍珠岩、化学稳定立德粉、高分子聚合物、高性能改性剂。
目前，授权公告号为CN101871246B的中国发明专利公开了一种玻镁板，由成型剂、增强材料、轻质填料、改性剂和水组成，其中成型剂为氧化镁、硫酸镁和氯化镁，增强材料为玻璃纤维网格布或其它增强材料，改性剂包括增白剂、稳定剂和调色剂。
上述现有技术采用玻璃纤维网格布作为增强材料，玻璃纤维网格布具有极佳的韧性，从而玻璃纤维网格布与其它材料结合时内结合强度偏低；当外界对该玻镁板进行安装开榫槽时，玻镁板开榫槽处容易受到剪切力的剥离从而出现开榫槽槽口碎裂的现象，影响该玻镁板的实用性。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种新型增强增韧MGO基板，其具有基板内部结合强度高、抗折强度、握螺钉力的性能高，不易剥离开裂的优点。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种新型增强增韧MGO基板，包括中间层及位于中间层上下表面的纤维层，所述纤维层为玻璃纤维表面毡，所述中间层由成型剂、轻质填料、改性剂和水制备而成，各组分的重量分数如下：轻烧氧化镁34-45份、七水硫酸镁23-30份、木质纤维颗粒8-10份、木质纤维4-6份、改性剂0.5-2份、水：18-26份；所述改性剂为柠檬酸：元明粉：磷酸二氢盐：磷酸按质量比为10:3:1:6的比例混合而成。
通过采用上述技术方案，氧化镁和七水硫酸镁作为成型剂是制备MGO基板的基本原料；木质纤维颗粒和木质纤维作为轻质填料，一方面可以降低基板的重量，另一方面可以提高基板的握螺钉力。此外，MGO基板中添加改性剂，提高基板的表面性能，减少基板内部和表面的气泡，从而提高了基板的内部结合强度。玻璃纤维表面毡作为增强材料，该玻璃纤维毡中表面纤维具均匀分布，使的基板表面结构非常致密，进一步提高基板的抗折强度以及不易剥离开裂的性能；改性剂中的柠檬酸，元明粉，磷酸二氢盐和磷酸均易溶于水，稳定性好，减少气泡的产生，增强基板的内部结合强度。
进一步地，所述磷酸二氢盐为磷酸二氢镁和磷酸二氢钠中的一种。
通过采用上述技术方案，进一步减少气泡的产生，增强基板的内部结合强度。
进一步地，所述轻烧氧化镁含镁量≥85％，活性镁含量＞65％。
通过采用上述技术方案，提高制备速率，节约轻烧氧化镁的用量，减少生产成本的使用。
进一步地，所述木质纤维颗粒的细度为20-60目，所述木质纤维颗粒的含水率为0.5％-10％，所述木质纤维的纤维长度为3-12mm，所述木质纤维的含水率为0.5％-10％。
通过采用上述技术方案，选用该细度的木质纤维颗粒和该长度的木质纤维，在硫氧镁凝胶材料中的分散性能更佳，且更容易与硫氧镁凝胶材料中的其他组分混合均匀；选用该含水率的木质纤维颗粒和木质纤维，保证基板的含水率，提高基板的内结合强度。
进一步地，所述玻璃纤维毡为无碱玻璃纤维表面毡，所述无碱玻璃纤维表面毡由玻纤长丝不定向地通过树脂粘结固化而成，所述玻纤长丝的质量含量为30-100g/m2，所述玻纤长丝的长度≥50mm。
通过采用上述技术方案，使得基板表面结构致密，提高基板的抗压强度；由于无碱纤维表面毡中的玻纤长丝是随机分布的，无碱玻璃纤维表面毡在各个方向强度均等，提高基材不易剥离开裂的性能。
本发明的第二个目的在于提供一种新型增强增韧MGO基板的制备方法，其具有制备过程简单，制备过程中减少硫氧镁凝胶材料的中产生的气泡，提高基板内结合强度，有效保证基板质量的优点。
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种新型增强增韧MGO基板的制备方法，包括如下步骤：
S1、将七水硫酸镁与水搅拌均匀得到七水硫酸镁溶液；
S2、将轻烧氧化镁与步骤S1中制备的七水硫酸镁溶液共混搅拌均匀，再依次加入改性剂、木质纤维颗粒、木质纤维搅拌混合，得到硫氧镁凝胶材料；
S3、将玻璃纤维表面毡平铺于模具中，将步骤S2中制备得到的硫氧镁凝胶材料平铺于玻璃纤维表面毡上，压平，再在硫氧镁凝胶材料表面铺设一层玻璃纤维表面毡，压平，直至玻璃纤维毡表面均匀的被浆料渗透，放置于温度为20-30℃、湿度为40％-60％的养护房中2-6h，即得初步固化半成品；
S4、将步骤S3中制备的初步固化半成品从养护房中取出，压平、排气；取出放置于温度为20-25℃、湿度为40％-50％的养护房中3-5天，得到第二养护半成品；S5、将步骤S4中制备的第二养护半成品从养护房中取出，修边、切割和抛光；然后将抛光的第二养护半成品放置于温度为20-25℃、湿度为40％-50％的养护房中5-12天，得到定型的基板。
通过采用上述技术方案，严格控制其各个原料的添加顺序，能够保证轻烧氧化镁、七水硫酸镁、改性剂、木质纤维颗粒和木质纤维之间的均匀分散，提高复合板基材层之间的内部结合力；后利用多次压平、排气的工艺方法进一步减少硫氧镁凝胶材料中的气泡，有效改善基板的内结合强度。同时经过三次养护，给予硫酸镁凝胶材料之间具有充分的反应定型时间，有效保证基板的质量。
本发明的第三个目的在于提供一种新型增强增韧MGO复合板，其具有应用范围广、进一步增强基板的抗压强度、抗冲击强度和握螺钉力的优点。
为实现上述第三个目的，本发明提供了如下技术方案：一种新型增强增韧MGO复合板，所述复合板包括面层和基板，所述面层通过粘胶剂粘合固化在所述基板上，所述面层包括大理石、木皮和新型防火板中的任意一种。
通过采用上述技术方案，面层为大理石时，增加了大理石资源的利用率；同时采用大理石制备复合板，解决大理石施工慢，易碎开裂的问题。面层为木皮可制备为复合木地板，复合木地板由于基板玻璃纤维表面毡的作用极大的减少湿度对木地板翘曲的影响。面层为新型防火板制备的复合防火板，该复合板尺寸稳定性超强，不开裂，开槽后可快速装入墙板与地板、天花板中；可应用于寒冷干燥地区，防火等级高的特点。
进一步地，所述新型防火板制备过程：将玻璃纤维表面毡浸没在树脂中120-150min，取出与三聚氰胺装饰纸在温度130-170℃、压力为10-21MPa的条件下热压成型。
通过采用上述技术方案，采用防火板本身具有轻质高强、耐久性好、施工方便等优点，玻璃纤维表面毡进一步使得制备的新型防火板在各个方向强度均等，使得整个新型防火板装饰面不易变形，从而有效的加强整个复合板不易剥离开裂的性能。
进一步地，所述新型防火板制备过程：所述新型防火板制备过程：将无纺布浸没在树脂中120-150min,取出与三聚氰胺装饰纸在温度130-170℃、压力为10-21MPa的条件下热压成型。
通过采用上述技术方案，制备新型防火板过程简单，同时保证无纺布加强了新型防火板装饰面的强度，使得制备的新型防火板在各个方向强度均等，从而有效的加强整个复合板不易剥离开裂的性能。
通过采用上述技术方案，三聚氰胺树脂和脲醛树脂均具有很高的抗热和防潮性能，进一步提高整体复合板的防潮性能。
进一步地，所述树脂包括三聚氰胺树脂和脲醛树脂中的一种或两种。
通过采用上述技术方案，三聚氰胺树脂和脲醛树脂均具有很高的抗热和防潮性能，进一步提高整体复合板的防潮性能。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
第一、由于本发明中优选采用改性剂，进一步减少硫氧镁凝胶材料中气泡，有效提高基板的内结合强度。
第二、本发明中优选采用无碱玻璃纤维表面毡，加强基板的机械强度。
第三、本发明制备的MGO基板可以多种面层进行复合，提高整体复合板的抗压强度、抗冲击强度和握螺钉力的力学性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
原料来源：见下表1
表1新型增强增韧MGO复合板的各原料来源和规格
热压机选用BY214*8/E系列多层胶合板热压机，购自于临沂市兰山区建业机械制造厂(临沂市兰山区建业顺达机械有限公司)；
PG02系列-数控开槽机(自刨机)，购自于上海恒力有限公司。
实施例
各实施例中的组分和配比如表2所示。
表2各实施例中新型增强增韧MGO基板的组分和配比：
以上实施例一至实施例十一的新型增强增韧MGO基板的制备方法如下：
S1、将按表2中的无碱玻璃纤维表面毡铺放平整，按照模具2440*1220对无碱玻璃纤维表面毡进行切割。
S2、硫酸镁溶液的配制，首先将按表2中的重量份的七水硫酸镁加入水中，搅拌均匀得到硫酸镁溶液；
S3、硫氧镁胶凝材料，将按照表2重量份轻烧氧化镁与S2中制备的硫酸镁溶液共混搅拌均匀，再加入改性剂搅拌均匀形成混合料浆，然后向混合料浆中依次加入按照表2的重量份的杨木粉、木质纤维，搅拌均匀，震动泵排气，得到硫氧镁凝胶材料；
S4、利用模具制备初步固化半成品，在常温下，将S1切割后的无碱玻璃纤维表面毡平铺于模具中，步骤S3中制备的硫氧镁凝胶材料平铺于玻璃纤维表面毡上，采用定厚辊压平，输送过程中使用震动泵排气，再在硫氧镁凝胶材料表面铺设一层玻璃纤维表面毡，压平，并使无碱玻璃纤维毡表面均匀的被浆料渗透；取出模具，放置于按表2中的养护房温度、湿度和时间，即得初步固化半成品；
S5、制备第二养护半成品，将S4中制备的初步固化半成品从养护房中取出，进行压平、排气；然后放置于按表2中养护房中温度、湿度和时间，得到第二养护半成品；
S6、最终定型基板，将S5中制备的第二养护半成品从养护房中取出，修边、切割和抛光；然后将抛光的第二养护半成品放置于养护房按表2中养护房温度、湿度和时间，得到基板。
以上各实施例制备的新型增强增韧MGO基板的性能由以下方法测试。
表观性能：包括握螺钉力前和握螺钉力后，并利用扫描电子显微镜对MGO基板或复合板标准试块进行微观检测，观测其表面裂纹。
抗压强度、表观密度均按照JC688-2006《玻镁平板》规定进行。
抗冲击强度：参照GB/T1043.1《塑料简支梁冲击性能的测定第1部分：非仪器化冲击试验》的抗冲击强度的测定方法。
抗返卤性：参照JC688-2006《玻镁平板》，在一组试样的3块板上每块任意切下200mm*200mm板各1块，放入相对湿度大于等于90％，温度30℃-35℃的恒温恒湿箱中，24h后取出观察，有无水珠或返潮。
握螺钉力的测定：参照JC688-2006《玻镁平板》，在一组式样的3块板上每块切下50mm*50mm板各1块，在试样对角线交点预先用台钻钻直径为3.2mm的穿孔，然后木螺钉垂直拧入，深度为对面出头10mm±1mm，不得锤钉，并以50N/S的速度加荷，拨出木螺钉，记录极限荷载值。
开榫槽后的测定，参照JC688-2006《玻镁平板》，在一组试样的3块板上每块切下300mm*300mm板各1块，使用数控开槽机对试样对角线角点的侧边进行开槽，并以50N/S的速度朝向试样的内部深度开榫槽，直至试样出现剥离开裂，记录试样出现剥离开裂的开榫槽深度。
耐磨度的测试：按照GB/T18301-2012《耐火材料常温耐磨性实验方法》进行评定。
耐火性能的测试：按照JC688-2006《玻镁平板》和GB/T8624-1997《建筑材料燃烧性能分级方法》进行评定。
表3新型增强增韧MGO复合板基板各项测试结果
由以上配比制备得新型增强增韧MGO基板表面无缝隙，表观密度在1.31-1.38t/m3之间，增强增韧MGO基板的孔隙率越小，基材的密实度越高，从而基材内结合强度高。同时上述实施例一至十一中的开榫槽出现剥离开裂现象的槽深度范围为160-175mm。
对比例
各对比例所制得新型增强增韧MGO基板的组分和配比如表4所示。
表4各对比例一至四中新型增强增韧MGO基板的组分和配比
与实施例二对比，对比例一未添加改性剂；对比例二、三、四添加的不同质量比的改性剂。
对比例五
从张家港益德进出口有限公司上购买的玻镁板与本发明制作的基板进行对比；该购买的玻镁板的成分为活性氧化镁、优质氯化镁、抗碱玻纤布、植物纤维、不燃质轻的珍珠岩、化学稳定立德粉、高分子聚合物、高性能改性剂。
对比例六
从张家港市时泰建筑材料有限公司上购买的玻镁板与本发明制作的基板进行对比；该购买的玻镁板的成分为活性氧化镁、优质氯化镁、抗碱玻纤布、柔性极佳的植物纤维、不燃质轻的珍珠岩、高分子聚合物、高性能改性剂。
以上各对比例一至四制得的新型增强增韧MGO基板按照与实施例相同的方法制得，对比例四、五购买于市场，以上各对比例一至六制得的新型增强增韧MGO基板测试结果如表5所示。
表5各对比例制得新型增强增韧MGO基板的性能测试结果
由以上数据可知，未添加改性剂、添加超量或少量的改性剂时，在制备硫氧镁凝胶材料时产生细小气泡不稳定，互相之间容易发生融并，并形成较大的气孔，开榫槽的深度大大降低，容易在安装基板时易于出现剥离碎裂现象。
新型增强增韧MGO复合板实施例
实施例八
一种新型增强增韧MGO复合板包括面层和基板，大理石作为面层，根据上述实施例二制备的MGO基板通过聚氨酯胶黏剂粘结在经过切割的大理石平面上，经过15min固化时间，然后将大理石连通MGO基板剖开，得到与MGO基板复合的大理石面，该大理石面厚度为0.5mm,MGO基板为3mm；取出与MGO复合板复合的大理石面，经过抛光、UV，得到新型增强增韧MGO复合板。
实施例九
一种新型增强增韧MGO复合板包括面层和基板，黄杨木皮作为面层，黄杨木皮的厚度为0.6mm，根据上述实施例二制备的MGO基板通过聚氨酯胶黏剂粘结在木皮的平面上，经过15min固化时间，得到半成品；然后将半成品经过砂光、UV或者上色后UV，切割，开槽，MGO基板为3mm，得到新型增强增韧MGO复合板。
实施例十
一种新型增强增韧MGO复合板包括面层和基板，防火板作为面层，新型防火板的制备方法为：将无碱玻璃纤维表面毡浸没在三聚氰胺树脂与脲醛树脂质量比为1：1的混合树脂中，浸泡130min，然后取出与三聚氰胺装饰纸在温度为150℃、压力为16Mpa的条件下，经过多层胶合板热压机热压成型，得到新型防火板。
然后将得到的新型防火板通过聚氨酯胶粘剂粘结在实施例二制备的基板两侧面上，得到新型增强增韧MGO复合板。
实施例十一
一种新型增强增韧MGO复合板包括面层和基板，新型防火板作为面层，新型防火板制备方法为：将无纺布浸没在三聚氰胺树脂与脲醛树脂质量比为1：1的混合树脂中，浸泡130min,然后取出与三聚氰胺装饰纸在温度为150℃、压力为16Mpa的条件下热压成型，得到新型防火板。
然后将得到的新型防火板通过聚氨酯胶粘剂粘结在实施例二制备的基板的两侧面上，得到新型增强增韧MGO复合板。
新型增强增韧MGO复合板实施例八至十一测试结果如下表所示。
表6新型增强增韧MGO复合板的各项测试结果
由以上数据可知，通过该制备方法制备的增强增韧MGO复合板的强度明显增加；同时实施八至十一制备的复合板耐磨性均达到AC3以上，不燃性均达到A级。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种新型增强增韧MGO基板，其特征在于，包括中间层及位于中间层上下表面的纤维层，所述纤维层为玻璃纤维表面毡，所述中间层由成型剂、轻质填料、改性剂和水组成，各组分的重量份如下：轻烧氧化镁34-45份、七水硫酸镁23-30份、木质纤维颗粒8-10份、木质纤维4-6份、改性剂0.5-2份、水：18-26份；所述改性剂为柠檬酸：元明粉：磷酸二氢盐：磷酸按质量比为10:3:1:6的比例混合而成。
2.根据权利要求1所述的一种新型增强增韧MGO基板，其特征在于，所述磷酸二氢盐为磷酸二氢镁和磷酸二氢钠中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种新型增强增韧MGO基板，其特征在于，所述轻烧氧化镁含镁量≥85%，活性镁含量＞65%。
4.根据权利要求1所述的一种新型增强增韧MGO基板，其特征在于，所述木质纤维颗粒的细度为20-60目，所述木质纤维颗粒的含水率为0.5%-10%，所述木质纤维的纤维长度为3-12mm，所述木质纤维的含水率为0.5%-10%。
5.根据权利要求1所述的一种新型增强增韧MGO基板，其特征在于，所述玻璃纤维表面毡为无碱玻璃纤维表面毡，所述无碱玻璃纤维表面毡由玻纤长丝不定向地通过树脂粘结固化而成，所述玻纤长丝的质量含量为30-100g/m2，所述玻纤长丝的长度≥50mm。
6.根据权利要求1-5所一项所述的一种新型增强增韧MGO基板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将七水硫酸镁与水搅拌均匀得到七水硫酸镁溶液；
S2、将轻烧氧化镁与步骤S1中制备的七水硫酸镁溶液共混搅拌均匀，再依次加入改性剂、木质纤维颗粒、木质纤维搅拌混合，得到硫氧镁凝胶材料；
S3、将玻璃纤维表面毡平铺于模具中，将步骤S2中制备得到的硫氧镁凝胶材料平铺于玻璃纤维表面毡上，压平，再在硫氧镁凝胶材料表面铺设一层玻璃纤维表面毡，压平，直至玻璃纤维毡表面均匀的被浆料渗透，放置于温度为20-30℃、湿度为40%-60%的养护房中2-6h，即得初步固化半成品；
S4、将步骤S3中制备的初步固化半成品从养护房中取出，压平、排气；取出放置于温度为25-30℃、湿度为40%-50%的养护房中3-5天，得到第二养护半成品；
S5、将步骤S4中制备的第二养护半成品从养护房中取出，修边、切割和抛光；然后将抛光的第二养护半成品放置于温度为25-30℃、湿度为40%-50%的养护房中5-12天，得到定型的基板。
7.一种新型增强增韧MGO复合板，其特征在于：所述复合板包括面层和基板，所述基板采用权利要求1-5任一项所述的增强增韧MGO基板，所述面层为大理石、木皮和新型防火板中的任意一种。
8.根据权利要求7所述一种新型增强增韧MGO复合板，其特征在于，所述新型防火板制备过程：将玻璃表面毡浸没在树脂中120-150min,取出与三聚氰胺装饰纸在温度130-170℃、压力为10-21MPa的条件下热压成型。
9.权利要求8所述一种新型增强增韧MGO复合板，其特征在于，所述新型防火板制备过程：将无纺布浸没在树脂中120-150min，取出与三聚氰胺装饰纸在温度130-170℃、压力为10-21MPa的条件下热压成型。
10.根据权利要求8或9所述一种新型增强增韧MGO复合板，其特征在于，所述树脂包括三聚氰胺树脂和脲醛树脂中的一种或两种。
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