CN112727000B - 一种环境友好型植物纤维增强树脂基户外复合地板及其制备方法 - Google Patents
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Classifications
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- E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
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Abstract
本发明公开了一种环境友好型植物纤维增强树脂基户外复合地板，所述复合地板包括聚氨酯芯材、包覆聚氨酯芯材的植物纤维层和覆盖植物纤维层的聚丙烯材料层。本发明解决了现有地板在木材原料消耗较多、耐水性差、强度低、刚度小、易产生有毒气体、人工成本高等方面的不足，本发明具有低吸湿性、耐腐蚀性、轻质高强、抗冲击性能好且可连续生产。
Description
技术领域
本发明涉及复合地板技术领域，尤其是涉及一种环境友好型植物纤维增强树脂基户外复合地板及其制备方法。
背景技术
户外地板一般用于铺设在公园、路面等露天场所，能适应户外多变的天气变化和温度变化，且具有承重高、耐腐蚀等特点。目前常见的地板有实木地板、生态木地板、聚氯乙烯地板和聚丙烯地板等几大类。姜春丽发明了一种高硬度实木地板(CN 110405887 A)、邱峰发明了一种生态防腐木地板(CN 109025162 A)、段培彩等人发明了一种高硬度聚氯乙烯地板(CN 110437557 A)和张小玲等发明了一种环保型的聚丙烯地板(CN 109986858 A)。
姜春丽提出了一种高硬度实木地板的制备方法，该方法将自然风干的板材放入制备好的混合溶液中浸泡得到初步处理的板材，再将另外一种混合溶液压入初步上述板材的纤维孔内，经烘干后即可得到高硬度耐磨实木地板。经过上述工艺后，即可在一定程度上提高实木地板的防水、防潮、防火性能。但是由于实木地板需要消耗大量的木材，国内木材资源的供给量远远不能满足日益增长的木材资源需求量，因此实木地板不符合可持续发展的理念，且实木本身的防水性较差。
邱峰发明了一种生态防腐木地板，该地板首先分别制造第一防潮层，第一防腐层、木板层、第二防腐层和第二防潮层，然后再依照此顺序将各层粘接在一起。该方法制造的生态防腐木不易滋生细菌和虫蛀，且能够释放负氧离子、吸收甲醛，以达到净化空气的作用。但是生态木本身强度较低、承载力差，且加工制造过程需要较多的人工参与。
段培彩等人发明了一种高硬度聚氯乙烯地板，该地板具有防水、防虫蛀、耐碱、防腐、硬度大、耐磨性好等特点，能广泛用于家具板、建筑板、广告板等。但是，聚氯乙烯地板的环保性不佳，其裂解产生有毒的氯化氢气体和一氧化碳气体，燃烧后产生二恶英等有毒气体。
张小玲等人发明了一种环保型聚丙烯地板，该地板首先制成一种复合型半成品，该半成品从上到下由平衡层、基板层、装饰层、耐磨层和耐刮层组成；然后滚涂耐刮层，最后经过回火、锯板等制成成品。此发明制作的板环保，不易产生有毒气体。但是纯聚丙烯板材在氧气、紫外线等的影响下，会发生氧化降解、光老化降解，从而大大降低地板的力学性能。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明申请人提供了一种环境友好型植物纤维增强树脂基户外复合地板及其制备方法。本发明解决了现有地板在木材原料消耗较多、耐水性差、强度低、刚度小、易产生有毒气体、人工成本高等方面的不足，本发明具有低吸湿性、耐腐蚀性、轻质高强、抗冲击性能好且可连续生产。
本发明的技术方案如下：
一种环境友好型植物纤维增强树脂基户外复合地板，所述复合地板包括聚氨酯芯材、包覆聚氨酯芯材的植物纤维层和覆盖植物纤维层的聚丙烯材料层。
所述聚氨酯芯材为聚氨酯硬质泡沫。
所述植物纤维层的厚度为2-3mm。
所述植物纤维为剑麻、黄麻、亚麻、蕉麻、罗布麻中的一种或多种。
所述聚丙烯材料层的厚度为0.5-1mm聚丙烯板。
一种所述户外复合地板的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将聚氨酯硬质泡沫裁剪成需要的尺寸，作为聚氨酯芯材；
(2)采用排纱系统对植物纤维进行排纱，得到2-3mm厚的平行布置的植物纤维束；
(3)在生产线的起点处，投入植物纤维束和聚氨酯芯材，使植物纤维经过装有不饱和树脂的浸胶槽，包覆在聚氨酯芯材周围，再经加热模具进行固化，之后冷却形成包覆复合材料，最后在生产线末端按照设定长度进行切割，制得半成品件；
(4)将步骤(3)得到的半成品件放置挤出机中，在进料口加入聚丙烯母料与复合抗氧化剂的混合物，经过模具，将聚丙烯包覆在步骤(3)制得半成品件的外围，依次经过冷却装置和切割装置，制得所述户外复合地板。
聚氨酯芯材的尺寸为190mm×50mm。
步骤(3)中，固化温度为145-165℃。
步骤(4)中，复合抗氧化剂为多元酚类抗氧剂3114和辅助抗氧剂DSTPD的混合物，其比例为1:1、1:2或1:3，用量为聚丙烯母料的2-4wt％。
步骤(4)中，聚丙烯母料与复合抗氧化剂在高速粉碎机中混合10min，得到聚丙烯和与氧化剂混合物。
本发明有益的技术效果在于：
本发明一方面利用了植物纤维复合材料板比强度高、比刚度高、成本低、材料来源丰富、废弃物易处理等性质，另一方面利用了聚氨酯硬质泡沫高效节能、防震抗压、防水防潮等性能，再者利用了复合材料夹层结构质量轻、抗失稳能力强的特点，发明了一种生态环保、防水防潮、经济耐用的新型地板。
本发明选择自然界生长周期短的草本植物纤维作为增强纤维，具有取材方便、成本低、易回收、环保等优点。本发明选择聚氨酯硬质泡沫作为地板的芯材，具有质量轻、耗材少、价格低、防水性好、抗冲击性能好、耐腐蚀等优点。
本发明可大大减少木材的使用，符合可持续发展的理念。
本发明采用了绿色环保的材料，不会因热分解或光分解产生有毒气体，适合在户外推广使用。
本发明给植物纤维复合材料板材表面粘贴了一层聚丙烯材料，并对聚丙烯进行了抗热氧老化改性，大大增加了复合材料板的耐磨性和抗老化性能。
附图说明
图1为本发明复合地板的截面示意图；
图中：1、植物纤维层；2、聚氨酯芯材；3聚丙烯材料层。
图2为本发明复合地板的立体图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行具体描述。
实施例1
一种所述户外复合地板的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将聚氨酯硬质泡沫裁剪成190mm×50mm，作为聚氨酯芯材；
(2)采用排纱系统对剑麻纤维进行排纱，得到3mm厚的平行布置的剑麻纤维束；
(3)在生产线的起点处，投入剑麻纤维束和聚氨酯芯材，使剑麻纤维经过装有不饱和树脂的浸胶槽，包覆在聚氨酯芯材周围，再经加热模具在145℃下进行固化，之后冷却形成包覆复合材料，最后在生产线末端按照设定长度进行切割，制得半成品件；
(4)将步骤(3)得到的半成品件放置挤出机中，在进料口加入聚丙烯母料与复合抗氧化剂的混合物(复合抗氧化剂为多元酚类抗氧剂3114和辅助抗氧剂DSTPD的混合物，其比例为1:1，用量为聚丙烯母料的2wt％)，经过模具，将聚丙烯包覆在步骤(3)制得半成品件的外围，依次经过冷却装置和切割装置，制得所述户外复合地板，聚丙烯材料层的厚度为0.5mm。
步骤(4)中，聚丙烯母料与复合抗氧化剂在高速粉碎机中混合10min，得到聚丙烯和与氧化剂混合物；挤出机温度设置为：加料段185℃、压缩段220℃、均化段200℃。
实施例2
一种所述户外复合地板的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将聚氨酯硬质泡沫裁剪成190mm×50mm，作为聚氨酯芯材；
(2)采用排纱系统对亚麻纤维进行排纱，得到2mm厚的平行布置的亚麻纤维束；
(3)在生产线的起点处，投入亚麻纤维束和聚氨酯芯材，使亚麻纤维经过装有不饱和树脂的浸胶槽，包覆在聚氨酯芯材周围，再经加热模具进行固化(加热模具包括预热区、凝胶区和固化区，三个区的加热温度分别为145、160、150℃，)，之后冷却形成包覆复合材料，最后在生产线末端按照设定长度进行切割，制得半成品件；
(4)将步骤(3)得到的半成品件放置挤出机中，在进料口加入聚丙烯母料与复合抗氧化剂的混合物(复合抗氧化剂为多元酚类抗氧剂3114和辅助抗氧剂DSTPD的混合物，其比例为1:2，用量为聚丙烯母料的4wt％)，经过模具，将聚丙烯包覆在步骤(3)制得半成品件的外围，依次经过冷却装置和切割装置，制得所述户外复合地板，聚丙烯材料层的厚度为1mm。
步骤(4)中，聚丙烯母料与复合抗氧化剂在高速粉碎机中混合10min，得到聚丙烯和与氧化剂混合物；挤出机温度设置为：加料段185℃、压缩段220℃、均化段200℃。
实施例3
一种所述户外复合地板的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将聚氨酯硬质泡沫裁剪成190mm×50mm，作为聚氨酯芯材；
(2)采用排纱系统对蕉麻纤维进行排纱，得到2mm厚的平行布置的蕉麻纤维束；
(3)在生产线的起点处，投入蕉麻纤维束和聚氨酯芯材，使蕉麻纤维经过装有不饱和树脂的浸胶槽，包覆在聚氨酯芯材周围，再经加热模具在145℃下进行固化，之后冷却形成包覆复合材料，最后在生产线末端按照设定长度进行切割，制得半成品件；
(4)将步骤(3)得到的半成品件放置挤出机中，在进料口加入聚丙烯母料与复合抗氧化剂的混合物(复合抗氧化剂为多元酚类抗氧剂3114和辅助抗氧剂DSTPD的混合物，其比例为1:3，用量为聚丙烯母料的3wt％)，经过模具，将聚丙烯包覆在步骤(3)制得半成品件的外围，依次经过冷却装置和切割装置，制得所述户外复合地板，聚丙烯材料层的厚度为0.8mm。
步骤(4)中，聚丙烯母料与复合抗氧化剂在高速粉碎机中混合10min，得到聚丙烯和与氧化剂混合物；挤出机温度设置为：加料段185℃、压缩段220℃、均化段200℃。
Claims (3)
1.一种环境友好型植物纤维增强树脂基户外复合地板的制备方法，其特征在于，所述复合地板包括聚氨酯芯材、包覆聚氨酯芯材的植物纤维层和覆盖植物纤维层的聚丙烯材料层；
所述制备方法包括如下步骤：
(1)将聚氨酯硬质泡沫裁剪成190mm×50mm，作为聚氨酯芯材；
(2)采用排纱系统对剑麻纤维进行排纱，得到3mm厚的平行布置的剑麻纤维束；
(3)在生产线的起点处，投入剑麻纤维束和聚氨酯芯材，使剑麻纤维经过装有不饱和树脂的浸胶槽，包覆在聚氨酯芯材周围，再经加热模具在145℃下进行固化，之后冷却形成包覆复合材料，最后在生产线末端按照设定长度进行切割，制得半成品件；
(4)将步骤(3)得到的半成品件放置挤出机中，在进料口加入聚丙烯母料与复合抗氧化剂的混合物，经过模具，将聚丙烯包覆在步骤(3)制得半成品件的外围，依次经过冷却装置和切割装置，制得所述户外复合地板，聚丙烯材料层的厚度为0.5mm；复合抗氧化剂为多元酚类抗氧剂3114和辅助抗氧剂DSTPD的混合物，其比例为1:1，用量为聚丙烯母料的2wt％；
步骤(4)中，聚丙烯母料与复合抗氧化剂在高速粉碎机中混合10min，得到聚丙烯和与氧化剂混合物；挤出机温度设置为：加料段185℃、压缩段220℃、均化段200℃。
2.一种环境友好型植物纤维增强树脂基户外复合地板的制备方法，其特征在于，所述复合地板包括聚氨酯芯材、包覆聚氨酯芯材的植物纤维层和覆盖植物纤维层的聚丙烯材料层；
所述制备方法包括如下步骤：
(1)将聚氨酯硬质泡沫裁剪成190mm×50mm，作为聚氨酯芯材；
(2)采用排纱系统对亚麻纤维进行排纱，得到2mm厚的平行布置的亚麻纤维束；
(3)在生产线的起点处，投入亚麻纤维束和聚氨酯芯材，使亚麻纤维经过装有不饱和树脂的浸胶槽，包覆在聚氨酯芯材周围，再经加热模具进行固化，之后冷却形成包覆复合材料，最后在生产线末端按照设定长度进行切割，制得半成品件；加热模具包括预热区、凝胶区和固化区，三个区的加热温度分别为145、160、150℃；
(4)将步骤(3)得到的半成品件放置挤出机中，在进料口加入聚丙烯母料与复合抗氧化剂的混合物，经过模具，将聚丙烯包覆在步骤(3)制得半成品件的外围，依次经过冷却装置和切割装置，制得所述户外复合地板，聚丙烯材料层的厚度为1mm；复合抗氧化剂为多元酚类抗氧剂3114和辅助抗氧剂DSTPD的混合物，其比例为1:2，用量为聚丙烯母料的4wt％；
步骤(4)中，聚丙烯母料与复合抗氧化剂在高速粉碎机中混合10min，得到聚丙烯和与氧化剂混合物；挤出机温度设置为：加料段185℃、压缩段220℃、均化段200℃。
3.一种环境友好型植物纤维增强树脂基户外复合地板的制备方法，其特征在于，所述复合地板包括聚氨酯芯材、包覆聚氨酯芯材的植物纤维层和覆盖植物纤维层的聚丙烯材料层；
所述制备方法包括如下步骤：
(1)将聚氨酯硬质泡沫裁剪成190mm×50mm，作为聚氨酯芯材；
(2)采用排纱系统对蕉麻纤维进行排纱，得到2mm厚的平行布置的蕉麻纤维束；
(3)在生产线的起点处，投入蕉麻纤维束和聚氨酯芯材，使蕉麻纤维经过装有不饱和树脂的浸胶槽，包覆在聚氨酯芯材周围，再经加热模具在145℃下进行固化，之后冷却形成包覆复合材料，最后在生产线末端按照设定长度进行切割，制得半成品件；
(4)将步骤(3)得到的半成品件放置挤出机中，在进料口加入聚丙烯母料与复合抗氧化剂的混合物，经过模具，将聚丙烯包覆在步骤(3)制得半成品件的外围，依次经过冷却装置和切割装置，制得所述户外复合地板，聚丙烯材料层的厚度为0.8mm；复合抗氧化剂为多元酚类抗氧剂3114和辅助抗氧剂DSTPD的混合物，其比例为1:3，用量为聚丙烯母料的3wt％；
步骤(4)中，聚丙烯母料与复合抗氧化剂在高速粉碎机中混合10min，得到聚丙烯和与氧化剂混合物；挤出机温度设置为：加料段185℃、压缩段220℃、均化段200℃。
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-
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