CN111549578A - 一种阻燃性能好的节能环保板材及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及板材制造相关领域，具体公开了一种阻燃性能好的节能环保板材及其制造方法，本发明一种阻燃性能好的节能环保板材，包括板材原料和板材处理剂,所述板材原料包括改性农作物纤维粉、粉煤灰、改性高岭土、硅酸盐水泥和泡沫，所述板材处理剂包括表面活性剂、成膜剂、防腐剂、阻燃剂、混合助剂、防水剂和去离子水；本发明的阻燃性能好的节能环保板材的原料主要采用了改性农作物纤维粉，合理利用大量的农业废弃物，既降低了成本，又解决了农业秸秆的处理处理，绿色环保，且通过粉煤灰、改性高岭土或者硅酸盐水泥、泡沫的添加混合，在保证板材结构强度的同时赋予其一定的冲击韧性，隔热保温性能优越，阻燃剂的添加让其具备良好的阻燃性，防火效果显著。

Description

一种阻燃性能好的节能环保板材及其制造方法

技术领域

本发明涉及板材制造相关领域，具体为一种阻燃性能好的节能环保板材及其制造方法。

背景技术

家具是指人类维持正常生活、从事生产实践和开展社会活动必不可少的器具设施大类。家具也跟随时代的脚步不断发展创新，到如今门类繁多，用料各异，品种齐全，用途不一。是建立工作生活空间的重要基础。

在家具制造过程中需要用到大量的板材作为基本骨架支撑，现代化风格家具的生产制造多数是在木质板材外表面包裹有各类的装饰布，而现有的家具在发生遇到明火的时候因为其特殊制造材料的原因可能会使明火加剧燃烧从而产生火灾，市面上的阻燃型板材多数是直接涂覆一层防火漆，这种涂覆方式极易使防火漆脱落，板材的防火性能也不高；传统的板材主要采用木质结构，其在潮湿多水环境中易腐烂、老化和膨胀，还易受虫蚁骚扰。随着森林资源的日渐贫乏，板材也已经逐渐由单一的传统木质结构板材向其他类型板材转型，在市售的其他类型板材中，采用氧化硅质材料、氧化钙质材料、石棉与水按一定比例混合成的料浆制备得到的装饰板较为常见，其中，氧化硅质材料通常采用石英粉，成本相对较高，而且石棉具有一定的毒性，污染环境，且装饰板强度不够，达不到某些场合的需求，为了解决上述问题，因此，设计一种阻燃性能好的节能环保板材。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻燃性能好的节能环保板材及其制造方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括板材原料和板材处理剂,所述板材原料包括改性农作物纤维粉、粉煤灰、改性高岭土、硅酸盐水泥和泡沫，所述板材处理剂包括表面活性剂、成膜剂、防腐剂、阻燃剂、混合助剂、防水剂和去离子水，所述板材原料由以下重量份的原料组成：改性农作物纤维粉30-50份、粉煤灰6-10份、改性高岭土10-15份、硅酸盐水泥10-20份和泡沫15-30份，所述板材处理剂由以下重量份的原料组成：表面活性剂5-10份、成膜剂2-5份、防腐剂2-5份、阻燃剂5-15份、混合助剂2-5份，防水剂2-5份，余量为去离子水。

进一步的，所述混合助剂包括消泡剂和粘结剂，所述消泡剂和粘结剂的质量比为1.5-2:1，所述粘结剂为聚氨酯树脂、丙烯酸树脂或酚醛树脂中的一种，所述消泡剂采用乳化硅油或高碳醇脂肪酸酯复合物中的一种。

进一步的，所述成膜剂采用丙二醇丁醚或丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯中的一种。

进一步的，所述表面活性剂采用单硬脂酸甘油酯。

进一步的，所述阻燃剂为三聚氰胺焦磷酸盐、聚磷酸铵盐、成碳剂、二乙基磷酸铝中的一种或其混合物。

进一步的，所述防腐剂为季铵盐衍生物、卡松或两者混合物。

进一步的，所述防水剂为烷基烯酮二聚物、改性石蜡、松香胶、有机硅烷化合物及其水性乳液。

一种阻燃性能好的节能环保板材的制造方法，包括以下几个步骤：

步骤一、板材原料的制备：改性农作物纤维粉是将稻草秸秆、高粱秸秆、小麦秸秆按照重量比4:2:3晒干后加入粉碎机中粉碎，再加入质量分数为5％的双氧水浸泡40min后取出，清水冲洗3次，送入烘干箱中烘干，再加入质量分数为7％的氢氧化钠水溶液，在60℃条件下，保温搅拌20-30min，过滤，将滤渣用清水洗涤至中性，然后烘干制得备用；

改性高岭土是将高岭土置于马弗炉中在700-800℃条件下下煅烧3h，并随炉冷却，取煅烧产物与活性炭和硫酸铝在80-100℃的恒温水浴条件下反应8-12h，待反应终止时将混合溶液进行离心分离，洗涤，在100-130℃下干燥10-13h，研磨粉碎过150-200目筛制得备用；

粉煤灰是将称取完成的粉煤渣进行粉碎研磨处理，粉碎研磨完成的粉煤灰过60-80目的筛网进行筛选，筛选完成的粉煤灰备用；

硅酸盐水泥是将磷酸盐渣和石灰石混合所得混合料并将水泥熟料、混合料、石膏、水泥外加剂混合、粉磨即得硅酸盐水泥备用；

步骤二、板材原料的加工：

1、将上述制备所得备用原料按照重量份数称取改性农作物纤维粉30-50份、粉煤灰6-10份、改性高岭土10-15份、硅酸盐水泥10-20份、泡沫15-30份和去离子水10-50份；

2、将不锈钢反应釜内部加入去离子水并加热至45-50℃，将上述称取的一定质量份数的改性农作物纤维粉、粉煤灰、改性高岭土、硅酸盐水泥、泡沫加入不锈钢反应釜内部混合并用搅拌棒进行均匀搅拌，先低速搅拌30-60min，再高速搅拌30-60min，得混合浆料；

3、提前称取一定质量份数的表面活性剂、成膜剂、防腐剂、阻燃剂、混合助剂，防水剂备用，在混合浆料进行混合搅拌的过程中，将备用的表面活性剂、混合助剂、防腐剂和防水剂每隔15-20min依次放入不锈钢反应釜内部进行搅拌处理，搅拌过程中搅拌温度设置为45-50℃，搅拌棒转速设置为60-80r/min；

4、当上述步骤板材处理剂添加搅拌完成之后再将阻燃剂和成膜剂每隔30-35min依次放入不锈钢反应釜的内部，并将余量的去离子水放入不锈钢反应釜中搅拌，搅拌至完全溶解表面无气泡即可；

步骤三、板材成型：将上述步骤二制备所得的混合浆料送入事先制成的模具内，将模具放置在25-30℃的条件下静置3-8小时，后送入蒸养室，常压蒸养3-6小时，后从蒸养室取出，脱模；

步骤四、板材压制干燥：将脱模成型的板材板坯推进压力干燥区，通过调整压力板的压力与温度，将板坯压制到目标密度与厚度；

步骤五、板材裁剪与入库：将上述步骤四得到的干燥后的阻燃性能好的节能环保板材经普通裁切成符合市场需求的目标尺寸，打包后入库。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明一种阻燃性能好的节能环保板材，本发明的阻燃性能好的节能环保板材的原料主要采用了改性农作物纤维粉，合理利用大量的农业废弃物，既降低了成本，又解决了农业秸秆的处理处理，绿色环保，且在原料中通过粉煤灰、改性高岭土或者硅酸盐水泥、泡沫的添加混合，在保证板材结构强度的同时赋予其一定的冲击韧性，隔热保温性能优越，结合板材中阻燃剂的添加让板材具备良好的阻燃性能，防火效果显著，可有效的减少因板材着火燃烧造成的火灾隐患或人身伤害事故，本发明还提供了一种阻燃性能好的节能环保板材的制备方法，其方法简便易行，适于工业化应用。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：本发明提供一种技术方案：一种阻燃性能好的节能环保板材，包括板材原料和板材处理剂,板材原料由以下重量份的原料组成：改性农作物纤维粉30份、粉煤灰6份、改性高岭土10份和泡沫15份，板材处理剂由以下重量份的原料组成：表面活性剂5份、成膜剂2份、防腐剂2份、阻燃剂5份、混合助剂2份，防水剂2份，余量为去离子水。

混合助剂包括消泡剂和粘结剂，消泡剂和粘结剂的质量比为1.5-2:1，粘结剂为聚氨酯树脂，消泡剂采用乳化硅油。成膜剂采用丙二醇丁醚。表面活性剂采用单硬脂酸甘油酯。阻燃剂为三聚氰胺焦磷酸盐。防腐剂为季铵盐衍生物。防水剂为烷基烯酮二聚物。

一种阻燃性能好的节能环保板材的制造方法，包括以下几个步骤：

步骤一、板材原料的制备：改性农作物纤维粉是将稻草秸秆、高粱秸秆、小麦秸秆按照重量比4:2:3晒干后加入粉碎机中粉碎，再加入质量分数为5％的双氧水浸泡40min后取出，清水冲洗3次，送入烘干箱中烘干，再加入质量分数为7％的氢氧化钠水溶液，在60℃条件下，保温搅拌20-30min，过滤，将滤渣用清水洗涤至中性，然后烘干制得备用；

改性高岭土是将高岭土置于马弗炉中在700-800℃条件下下煅烧3h，并随炉冷却，取煅烧产物与活性炭和硫酸铝在80-100℃的恒温水浴条件下反应8-12h，待反应终止时将混合溶液进行离心分离，洗涤，在100-130℃下干燥10-13h，研磨粉碎过150-200目筛制得备用；

粉煤灰是将称取完成的粉煤渣进行粉碎研磨处理，粉碎研磨完成的粉煤灰过60-80目的筛网进行筛选，筛选完成的粉煤灰备用；

步骤二、板材原料的加工：

1、将上述制备所得备用原料按照重量份数称取改性农作物纤维粉30份、粉煤灰6份、改性高岭土10份、泡沫15份和去离子水10份；

2、将不锈钢反应釜内部加入去离子水并加热至45-50℃，将上述称取的一定质量份数的改性农作物纤维粉、粉煤灰、改性高岭土、泡沫加入不锈钢反应釜内部混合并用搅拌棒进行均匀搅拌，先低速搅拌30-60min，再高速搅拌30-60min，得混合浆料；

3、提前称取一定质量份数的表面活性剂、成膜剂、防腐剂、阻燃剂、混合助剂，防水剂备用，在混合浆料进行混合搅拌的过程中，将备用的表面活性剂、混合助剂、防腐剂和防水剂每隔15-20min依次放入不锈钢反应釜内部进行搅拌处理，搅拌过程中搅拌温度设置为45-50℃，搅拌棒转速设置为60-80r/min；

4、当上述步骤板材处理剂添加搅拌完成之后再将阻燃剂和成膜剂每隔30-35min依次放入不锈钢反应釜的内部，并将余量的去离子水放入不锈钢反应釜中搅拌，搅拌至完全溶解表面无气泡即可；

步骤三、板材成型：将上述步骤二制备所得的混合浆料送入事先制成的模具内，将模具放置在25-30℃的条件下静置3-8小时，后送入蒸养室，常压蒸养3-6小时，后从蒸养室取出，脱模；

步骤四、板材压制干燥：将脱模成型的板材板坯推进压力干燥区，通过调整压力板的压力与温度，将板坯压制到目标密度与厚度；

步骤五、板材裁剪与入库：将上述步骤四得到的干燥后的阻燃性能好的节能环保板材经普通裁切成符合市场需求的目标尺寸，打包后入库。

实施例2：本发明提供一种技术方案：一种阻燃性能好的节能环保板材，包括板材原料和板材处理剂,板材原料由以下重量份的原料组成：改性农作物纤维粉30份、硅酸盐水泥10份和泡沫15份，板材处理剂由以下重量份的原料组成：表面活性剂5份、成膜剂2份、防腐剂2份、阻燃剂5份、混合助剂2份，防水剂2份，余量为去离子水。

混合助剂包括消泡剂和粘结剂，消泡剂和粘结剂的质量比为1.5-2:1，粘结剂为聚氨酯树脂，消泡剂采用乳化硅油。成膜剂采用丙二醇丁醚。表面活性剂采用单硬脂酸甘油酯。阻燃剂为三聚氰胺焦磷酸盐。防腐剂为季铵盐衍生物。防水剂为烷基烯酮二聚物。

一种阻燃性能好的节能环保板材的制造方法，包括以下几个步骤：

步骤一、板材原料的制备：改性农作物纤维粉是将稻草秸秆、高粱秸秆、小麦秸秆按照重量比4:2:3晒干后加入粉碎机中粉碎，再加入质量分数为5％的双氧水浸泡40min后取出，清水冲洗3次，送入烘干箱中烘干，再加入质量分数为7％的氢氧化钠水溶液，在60℃条件下，保温搅拌20-30min，过滤，将滤渣用清水洗涤至中性，然后烘干制得备用；

硅酸盐水泥是将磷酸盐渣和石灰石混合所得混合料并将水泥熟料、混合料、石膏、水泥外加剂混合、粉磨即得硅酸盐水泥备用；

步骤二、板材原料的加工：

1、将上述制备所得备用原料按照重量份数称取改性农作物纤维粉30份、硅酸盐水泥10份、泡沫15份和去离子水10份；

2、将不锈钢反应釜内部加入去离子水并加热至45-50℃，将上述称取的一定质量份数的改性农作物纤维粉、硅酸盐水泥、泡沫加入不锈钢反应釜内部混合并用搅拌棒进行均匀搅拌，先低速搅拌30-60min，再高速搅拌30-60min，得混合浆料；

3、提前称取一定质量份数的表面活性剂、成膜剂、防腐剂、阻燃剂、混合助剂，防水剂备用，在混合浆料进行混合搅拌的过程中，将备用的表面活性剂、混合助剂、防腐剂和防水剂每隔15-20min依次放入不锈钢反应釜内部进行搅拌处理，搅拌过程中搅拌温度设置为45-50℃，搅拌棒转速设置为60-80r/min；

4、当上述步骤板材处理剂添加搅拌完成之后再将阻燃剂和成膜剂每隔30-35min依次放入不锈钢反应釜的内部，并将余量的去离子水放入不锈钢反应釜中搅拌，搅拌至完全溶解表面无气泡即可；

步骤三、板材成型：将上述步骤二制备所得的混合浆料送入事先制成的模具内，将模具放置在25-30℃的条件下静置3-8小时，后送入蒸养室，常压蒸养3-6小时，后从蒸养室取出，脱模；

步骤四、板材压制干燥：将脱模成型的板材板坯推进压力干燥区，通过调整压力板的压力与温度，将板坯压制到目标密度与厚度；

步骤五、板材裁剪与入库：将上述步骤四得到的干燥后的阻燃性能好的节能环保板材经普通裁切成符合市场需求的目标尺寸，打包后入库。

本发明的阻燃性能好的节能环保板材的原料主要采用了改性农作物纤维粉，合理利用大量的农业废弃物，既降低了成本，又解决了农业秸秆的处理处理，绿色环保，且在原料中通过粉煤灰、改性高岭土或者硅酸盐水泥、泡沫的添加混合，在保证板材结构强度的同时赋予其一定的冲击韧性，隔热保温性能优越，结合板材中阻燃剂的添加让板材具备良好的阻燃性能，防火效果显著，可有效的减少因板材着火燃烧造成的火灾隐患或人身伤害事故，本发明还提供了一种阻燃性能好的节能环保板材的制备方法，其方法简便易行，适于工业化应用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种阻燃性能好的节能环保板材，其特征在于：包括板材原料和板材处理剂,所述板材原料包括改性农作物纤维粉、粉煤灰、改性高岭土、硅酸盐水泥和泡沫，所述板材处理剂包括表面活性剂、成膜剂、防腐剂、阻燃剂、混合助剂、防水剂和去离子水，所述板材原料由以下重量份的原料组成：改性农作物纤维粉30-50份、粉煤灰6-10份、改性高岭土10-15份、硅酸盐水泥10-20份和泡沫15-30份，所述板材处理剂由以下重量份的原料组成：表面活性剂5-10份、成膜剂2-5份、防腐剂2-5份、阻燃剂5-15份、混合助剂2-5份，防水剂2-5份，余量为去离子水。

2.根据权利要求1所述的一种阻燃性能好的节能环保板材，其特征在于：所述混合助剂包括消泡剂和粘结剂，所述消泡剂和粘结剂的质量比为1.5-2:1，所述粘结剂为聚氨酯树脂、丙烯酸树脂或酚醛树脂中的一种，所述消泡剂采用乳化硅油或高碳醇脂肪酸酯复合物中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种阻燃性能好的节能环保板材，其特征在于：所述成膜剂采用丙二醇丁醚或丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种阻燃性能好的节能环保板材，其特征在于：所述表面活性剂采用单硬脂酸甘油酯。

5.根据权利要求1所述的一种阻燃性能好的节能环保板材，其特征在于：所述阻燃剂为三聚氰胺焦磷酸盐、聚磷酸铵盐、成碳剂、二乙基磷酸铝中的一种或其混合物。

6.根据权利要求1所述的一种阻燃性能好的节能环保板材，其特征在于：所述防腐剂为季铵盐衍生物、卡松或两者混合物。

7.根据权利要求1所述的一种阻燃性能好的节能环保板材，其特征在于：所述防水剂为烷基烯酮二聚物、改性石蜡、松香胶、有机硅烷化合物及其水性乳液。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种阻燃性能好的节能环保板材的制造方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤一、板材原料的制备：改性农作物纤维粉是将稻草秸秆、高粱秸秆、小麦秸秆按照重量比4:2:3晒干后加入粉碎机中粉碎，再加入质量分数为5％的双氧水浸泡40min后取出，清水冲洗3次，送入烘干箱中烘干，再加入质量分数为7％的氢氧化钠水溶液，在60℃条件下，保温搅拌20-30min，过滤，将滤渣用清水洗涤至中性，然后烘干制得备用；

改性高岭土是将高岭土置于马弗炉中在700-800℃条件下煅烧3h，并随炉冷却，取煅烧产物与活性炭和硫酸铝在80-100℃的恒温水浴条件下反应8-12h，待反应终止时将混合溶液进行离心分离，洗涤，在100-130℃下干燥10-13h，研磨粉碎过150-200目筛制得备用；

粉煤灰是将称取完成的粉煤渣进行粉碎研磨处理，粉碎研磨完成的粉煤灰过60-80目的筛网进行筛选，筛选完成的粉煤灰备用；

硅酸盐水泥是将磷酸盐渣和石灰石混合所得混合料并将水泥熟料、混合料、石膏、水泥外加剂混合、粉磨即得硅酸盐水泥备用；

步骤二、板材原料的加工：

1、将上述制备所得备用原料按照重量份数称取改性农作物纤维粉30-50份、粉煤灰6-10份、改性高岭土10-15份、硅酸盐水泥10-20份、泡沫15-30份和去离子水10-50份；

2、将不锈钢反应釜内部加入去离子水并加热至45-50℃，将上述称取的一定质量份数的改性农作物纤维粉、粉煤灰、改性高岭土、硅酸盐水泥、泡沫加入不锈钢反应釜内部混合并用搅拌棒进行均匀搅拌，先低速搅拌30-60min，再高速搅拌30-60min，得混合浆料；

3、提前称取一定质量份数的表面活性剂、成膜剂、防腐剂、阻燃剂、混合助剂，防水剂备用，在混合浆料进行混合搅拌的过程中，将备用的表面活性剂、混合助剂、防腐剂和防水剂每隔15-20min依次放入不锈钢反应釜内部进行搅拌处理，搅拌过程中搅拌温度设置为45-50℃，搅拌棒转速设置为60-80r/min；

4、当上述步骤板材处理剂添加搅拌完成之后再将阻燃剂和成膜剂每隔30-35min依次放入不锈钢反应釜的内部，并将余量的去离子水放入不锈钢反应釜中搅拌，搅拌至完全溶解表面无气泡即可；

步骤三、板材成型：将上述步骤二制备所得的混合浆料送入事先制成的模具内，将模具放置在25-30℃的条件下静置3-8小时，后送入蒸养室，常压蒸养3-6小时，后从蒸养室取出，脱模；

步骤四、板材压制干燥：将脱模成型的板材板坯推进压力干燥区，通过调整压力板的压力与温度，将板坯压制到目标密度与厚度；

步骤五、板材裁剪与入库：将上述步骤四得到的干燥后的阻燃性能好的节能环保板材经普通裁切成符合市场需求的目标尺寸，打包后入库。