CN111761848A - 利用农作物秸秆制备轻质地板革基材的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用农作物秸秆制备轻质地板革基材的方法，涉及地板革加工技术领域，本发明以农作物秸秆替代碳酸钙或石棉来作为地板革基材的加工原料，不仅降低了加工成本，还取得了轻质的效果，同时还解决了以碳酸钙或石棉作为原料存在的成本高和安全性低的问题，并且本申请通过分散增强剂的添加取得了促进地板革基材的成型以及优化地板革基材的机械性能的技术效果。

Description

利用农作物秸秆制备轻质地板革基材的方法

技术领域：

本发明涉及地板革加工技术领域，具体涉及一种利用农作物秸秆制备轻质地板革基材的方法。

背景技术：

地板革，是一种铺地材料，属于塑料制品，是现代居室装饰不可或缺的地面材料之一，不仅美观大方，并且具有隔音、隔潮、耐磨、耐腐蚀等特点，即可用于居室地面，还可用在厨房墙面、卫生间地面和墙面以代替瓷砖。

聚氯乙烯地板革是以PVC树脂为主要原料，加入适当助剂在片状连续基层材料上经涂覆或压延等工艺生产的地板卷材，其片状连续基层为发泡的PVC材料，厚度一般占地板革成品的80％以上。PVC发泡工艺复杂，并且需要加入大量的增塑剂、稳定剂、抗氧剂等助剂，极易造成有机组分的超量挥发。

每年夏收和秋冬之际，总有大量的小麦、玉米等农作物秸秆在田间焚烧，产生了大量浓重的烟雾，不仅成为农村环境保护的瓶颈问题，甚至成为殃及城市环境的罪魁祸首。近年来，人们尝试以农作物秸秆替代现有材料来实现农作物秸秆的合理利用，同时还需通过相关助剂的添加或者加工工艺的改进来保证产品的加工性能和使用性能。本发明就以农作物秸秆作为原料来制备地板革基材，不仅希望实现农作物秸秆的合理利用，而且还期望解决现有PVC基材所存在的上述技术问题。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种利用农作物秸秆制备轻质地板革基材的方法，以农作物秸秆替代本领域常用的碳酸钙或者石棉作为原料，在降低成本的同时提高安全性，并且通过其他原料的添加来优化基材的使用性能。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

利用农作物秸秆制备轻质地板革基材的方法，包括以下制备操作：

(1)将农作物秸秆经粉碎、球磨，制成800-1000目的秸秆粉；

(2)向水中加入聚醋酸乙烯酯乳液、上述秸秆粉和分散增强剂，经搅拌得到胶液；

(3)将短切玻璃纤维和分散增强剂加水搅拌得到浆料，再将浆料送入成型网带，浆料在网带上脱水，浆料中的玻璃纤维均匀地分布在网带上形成湿毡；

(4)将湿毡送入浸胶机，待浸透胶液后经抽吸箱除去多余胶液，再将湿毡烘干后热压，最后经卷取机收卷，得到地板革基材。

所述农作物秸秆的含水量低于5％。

所述粉碎包括一级粉碎、二级粉碎和三级粉碎，先将农作物秸秆经一级粉碎制成粗粉，再经二级粉碎制成细粉，然后经三级粉碎制成微粉。本发明通过逐级粉碎和球磨来减小秸秆的粒度，从而改善秸秆的分散性。

所述胶液中聚醋酸乙烯酯乳液的重量百分比为50-80％、秸秆粉的重量百分比为5-15％，分散增强剂的重量百分比为0.1-5％。

所述浆料中短切玻璃纤维的重量百分比为0.5-5％，分散增强剂的重量百分比为0.05-1％。

所述浸胶机的速度为50-100m/min。本发明通过浸胶工序来实现玻璃纤维与玻璃纤维之间以及玻璃纤维与秸秆粉之间的粘结，以保证地板革基材的成型和机械性能。

所述热压的温度在130-150℃，压力在3-8MPa。本发明通过热压工序来实现秸秆粉与玻璃纤维的融合，使秸秆粉渗透到玻璃纤维的内部，从而发挥填充作用。

在本发明步骤(2)和(3)中分散增强剂具有分散剂和增强剂的双重作用，一方面利用其分散作用来实现秸秆粉与聚醋酸乙烯酯乳液的共混相容、短切玻璃纤维在水中的均匀分散，另一方面利用其增强作用来优化地板革基材的机械性能。因为如果额外添加其他填料来增强地板革基材的机械性能，那么又会存在填料与玻璃纤维、聚醋酸乙烯酯相容性差的问题，因此本发明期望筛选出一种既能分散玻璃纤维和秸秆又能优化地板革基材机械性能的物质作为分散增强剂。现有分散剂多采用表面活性剂，而常规的表面活性剂并不能良好的分散玻璃纤维和秸秆，更不具备优化地板革基材机械性能的作用。

所述分散增强剂为硅烷偶联剂。硅烷偶联剂虽然能够同时发挥分散和增强的作用，但作用效果有限，因此发明人还尝试选用其他物质来替代本领域常用的硅烷偶联剂作为分散增强剂。

所述分散增强剂为N,N-二乙基-2,3,3,3-四氟丙酰胺。N,N-二乙基-2,3,3,3-四氟丙酰胺并不属于本领域已知能够同时作为分散剂和增强剂的物质，发明人是在研究中意外发现N,N-二乙基-2,3,3,3-四氟丙酰胺在地板革基材加工中的添加能够取得分散和增强的技术效果。

本发明的有益效果是：本发明以农作物秸秆替代碳酸钙或石棉来作为地板革基材的加工原料，不仅降低了加工成本，还取得了轻质的效果，同时还解决了以碳酸钙或石棉作为原料存在的成本高和安全性低的问题，并且本申请通过分散增强剂的添加取得了促进地板革基材的成型以及优化地板革基材的机械性能的技术效果。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

农作物秸秆购自同一块地收获的小麦秸秆并经晒干，短切玻璃纤维购自东莞市美伦复合材料制品有限公司，聚醋酸乙烯酯乳液购自北京冀成科技有限公司，硅烷偶联剂购自南京向前化工有限公司的硅烷偶联剂KH550，乙酰氨基丙基三甲氧基硅烷和N,N-二乙基-2,3,3,3-四氟丙酰胺购自百灵威科技有限公司。

实施例1

(1)将质量含水量在3.2％的农作物秸秆经粉碎、球磨，过800目筛，制成秸秆粉；粉碎包括一级粉碎、二级粉碎和三级粉碎，先将农作物秸秆经一级粉碎制成5-10mm的粗粉，再经二级粉碎制成0.5-1mm的细粉，然后经三级粉碎制成50-80μm的微粉；

(2)向32.5g水中加入55g聚醋酸乙烯酯乳液、12g上述秸秆粉和0.5g硅烷偶联剂KH550，经搅拌得到胶液；

(3)将150g短切玻璃纤维和20g硅烷偶联剂KH550加9830g水搅拌得到浆料，再将浆料送入成型网带，浆料在网带上脱水，浆料中的玻璃纤维均匀地分布在网带上形成湿毡；

(4)将湿毡送入浸胶机，浸胶机速度为80m/min，待浸透胶液后经抽吸箱除去多余胶液，再将湿毡于120℃热风下烘干后热压10min，热压温度在145℃，压力在5MPa，最后经卷取机收卷，得到地板革基材。

实施例2

本实施例与实施例1的区别之处仅在于将热压时间替换为15min。

(1)将质量含水量在3.2％的农作物秸秆经粉碎、球磨，过800目筛，制成秸秆粉；粉碎包括一级粉碎、二级粉碎和三级粉碎，先将农作物秸秆经一级粉碎制成5-10mm的粗粉，再经二级粉碎制成0.5-1mm的细粉，然后经三级粉碎制成50-80μm的微粉；

(2)向32.5g水中加入55g聚醋酸乙烯酯乳液、12g上述秸秆粉和0.5g硅烷偶联剂KH550，经搅拌得到胶液；

(3)将150g短切玻璃纤维和20g硅烷偶联剂KH550加9830g水搅拌得到浆料，再将浆料送入成型网带，浆料在网带上脱水，浆料中的玻璃纤维均匀地分布在网带上形成湿毡；

(4)将湿毡送入浸胶机，浸胶机速度为80m/min，待浸透胶液后经抽吸箱除去多余胶液，再将湿毡于120℃热风下烘干后热压15min，热压温度在145℃，压力在5MPa，最后经卷取机收卷，得到地板革基材。

实施例3

本实施例与实施例1的区别之处仅在于将分散增强剂替换为N,N-二乙基-2,3,3,3-四氟丙酰胺。

(1)将质量含水量在3.2％的农作物秸秆经粉碎、球磨，过800目筛，制成秸秆粉；粉碎包括一级粉碎、二级粉碎和三级粉碎，先将农作物秸秆经一级粉碎制成5-10mm的粗粉，再经二级粉碎制成0.5-1mm的细粉，然后经三级粉碎制成50-80μm的微粉；

(2)向32.5g水中加入55g聚醋酸乙烯酯乳液、12g上述秸秆粉和0.5gN,N-二乙基-2,3,3,3-四氟丙酰胺，经搅拌得到胶液；

(3)将150g短切玻璃纤维和20gN,N-二乙基-2,3,3,3-四氟丙酰胺加9830g水搅拌得到浆料，再将浆料送入成型网带，浆料在网带上脱水，浆料中的玻璃纤维均匀地分布在网带上形成湿毡；

(4)将湿毡送入浸胶机，浸胶机速度为80m/min，待浸透胶液后经抽吸箱除去多余胶液，再将湿毡于120℃热风下烘干后热压10min，热压温度在145℃，压力在5MPa，最后经卷取机收卷，得到地板革基材。

对比例1

本对比例与实施例1的区别之处仅在于将热压工序去除。

(1)将质量含水量在3.2％的农作物秸秆经粉碎、球磨，过800目筛，制成秸秆粉；粉碎包括一级粉碎、二级粉碎和三级粉碎，先将农作物秸秆经一级粉碎制成5-10mm的粗粉，再经二级粉碎制成0.5-1mm的细粉，然后经三级粉碎制成50-80μm的微粉；

(2)向32.5g水中加入55g聚醋酸乙烯酯乳液、12g上述秸秆粉和0.5g硅烷偶联剂KH550，经搅拌得到胶液；

(3)将150g短切玻璃纤维和20g硅烷偶联剂KH550加9830g水搅拌得到浆料，再将浆料送入成型网带，浆料在网带上脱水，浆料中的玻璃纤维均匀地分布在网带上形成湿毡；

(4)将湿毡送入浸胶机，浸胶机速度为80m/min，待浸透胶液后经抽吸箱除去多余胶液，再将湿毡于120℃热风下烘干，最后经卷取机收卷，得到地板革基材。

对比例2

本对比例与实施例1的区别之处仅在于将分散增强剂去除。

(1)将质量含水量在3.2％的农作物秸秆经粉碎、球磨，过800目筛，制成秸秆粉；粉碎包括一级粉碎、二级粉碎和三级粉碎，先将农作物秸秆经一级粉碎制成5-10mm的粗粉，再经二级粉碎制成0.5-1mm的细粉，然后经三级粉碎制成50-80μm的微粉；

(2)向33g水中加入55g聚醋酸乙烯酯乳液、12g上述秸秆粉，经搅拌得到胶液；

(3)将150g短切玻璃纤维加9850g水搅拌得到浆料，再将浆料送入成型网带，浆料在网带上脱水，浆料中的玻璃纤维均匀地分布在网带上形成湿毡；

(4)将湿毡送入浸胶机，浸胶机速度为80m/min，待浸透胶液后经抽吸箱除去多余胶液，再将湿毡于120℃热风下烘干后热压10min，热压温度在145℃，压力在5MPa，最后经卷取机收卷，得到地板革基材。

依照标准GB/T 6006.2-2013对上述实施例和对比例所制厚度均为1.5mm的地板革基材进行拉伸断裂强力的测定，测定结果如表1所示。

表1

从上表可以看出，实施例2通过延长热压时间能够提高地板革基材的抗拉性能但提高效果不明显，因此在降低能耗投入成本的考虑下，可以不延长热压时间；实施例3通过以N,N-二乙基-2,3,3,3-四氟丙酰胺作为分散增强剂可以明显提高地板革基材的抗拉性能，说明N,N-二乙基-2,3,3,3-四氟丙酰胺能够取得优于硅烷偶联剂KH550的技术效果；对比例1在将热压工序去除后会明显降低地板革基材的抗拉性能，说明热压工序能够优化地板革基材的抗拉性能；对比例2在去除分散增强剂后会显著降低地板革基材的抗拉性能，说明分散增强剂的添加能够优化地板革基材的抗拉性能。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.利用农作物秸秆制备轻质地板革基材的方法，其特征在于：包括以下制备操作：

(1)将农作物秸秆经粉碎、球磨，制成800-1000目的秸秆粉；

(2)向水中加入聚醋酸乙烯酯乳液、上述秸秆粉和分散增强剂，经搅拌得到胶液；

(3)将短切玻璃纤维和分散增强剂加水搅拌得到浆料，再将浆料送入成型网带，浆料在网带上脱水，浆料中的玻璃纤维均匀地分布在网带上形成湿毡；

(4)将湿毡送入浸胶机，待浸透胶液后经抽吸箱除去多余胶液，再将湿毡烘干后热压，最后经卷取机收卷，得到地板革基材。

2.根据权利要求1所述的利用农作物秸秆制备轻质地板革基材的方法，其特征在于：所述农作物秸秆的含水量低于5％。

3.根据权利要求1所述的利用农作物秸秆制备轻质地板革基材的方法，其特征在于：所述粉碎包括一级粉碎、二级粉碎和三级粉碎，先将农作物秸秆经一级粉碎制成粗粉，再经二级粉碎制成细粉，然后经三级粉碎制成微粉。

4.根据权利要求1所述的利用农作物秸秆制备轻质地板革基材的方法，其特征在于：所述胶液中聚醋酸乙烯酯乳液的重量百分比为50-80％、秸秆粉的重量百分比为5-15％，分散增强剂的重量百分比为0.1-5％。

5.根据权利要求1所述的利用农作物秸秆制备轻质地板革基材的方法，其特征在于：所述浆料中短切玻璃纤维的重量百分比为0.5-5％，分散增强剂的重量百分比为0.05-1％。

6.根据权利要求1所述的利用农作物秸秆制备轻质地板革基材的方法，其特征在于：所述浸胶机的速度为50-100m/min。

7.根据权利要求1所述的利用农作物秸秆制备轻质地板革基材的方法，其特征在于：所述热压的温度在130-150℃，压力在3-8MPa。

8.根据权利要求1所述的利用农作物秸秆制备轻质地板革基材的方法，其特征在于：所述分散增强剂为硅烷偶联剂。

9.根据权利要求1所述的利用农作物秸秆制备轻质地板革基材的方法，其特征在于：所述分散增强剂为N,N-二乙基-2,3,3,3-四氟丙酰胺。