CN113773003B - 一种门内衬材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种门内衬材料及其制备方法,所述门内衬材料包括:门芯材料,所述门芯材料包括以下重量份组分的原料得到:门芯材料,和设于门芯材料表面的涂层,所述涂层由包括以下重量份组分的原料得到:乳液为5~30份、乳胶为5~20份、粘土为10~20份、碳酸钙为20~25份。本发明提供的门内衬材料,可以提升隔声性能及其与面板的粘接性能,具有声学性能突出、导热系数低、无甲醛释放、可加工性好、尺寸变化率低等优势。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域,尤其涉及一种门内衬材料及其制备方法。
背景技术
木质门是由实木或其他木质材料为主要材料制作的木框和门扇并通过五金件组合而成。门扇由骨架和门芯构成,骨架通常由单板或集成材构成,是门扇的结构部件;门芯材料是门扇的功能部件,常见的门芯填充材料有蜂窝纸板、空心刨花板等,提升门芯部件的声学性能有助于保障木质门的隔音效果。目前木质门芯材主要使用的是木条、蜂窝纸芯、空心刨花板。蜂窝纸芯在国外的木门和家具制造有广泛的应用,但国内应用很少。空心刨花板(又称“桥洞力学板”)是采用木屑,经过压力机高温挤压成型的人造板材,具有良好的抗压、保温、隔音等性能,缺点是有一定量的甲醛释放、防火等级低(最高只能达到B1级)。目前现有的矿棉吸声板芯材受潮变形较大,南方地区经常出现门板被撑破变形。现有内衬刨花板变形较大,有甲醛不环保,南方地区产品经常存在开裂,质量隐患较大。现有门内衬材料还存在功能不集中、性能较差等问题,本领域亟需提供一种功能集中、综合性能更优的多功能门内衬材料。
发明内容
本发明提供一种门内衬材料及其制备方法,本发明提供的门内衬材料,可以提升隔声性能及其与面板的粘接性能,具有声学性能突出、导热系数低、无甲醛释放、可加工性好、尺寸变化率低等优势。
本发明提供一种门内衬材料,包括:门芯材料,和设于门芯材料表面的涂层,所述涂层由包括以下重量份组分的原料得到:乳液为0~30份、乳胶为5~20份、粘土为10~20份、碳酸钙为20~45份。
本发明门芯材料表层的涂层研发具有技术难度,既要能保证产品表面硬度同时起到更好的隔声效果,无甲醛以及产品与面板更易粘接等。本发明提供的涂层配方具有声学性能突出、导热系数低、无甲醛释放、粘接性好、可加工性好、尺寸变化率低等优势。该门芯材料涂层可以提高产品表面硬度,易于粘接,不掉粉,确保产品连续生产。
根据本发明提供的所述的门内衬材料,所述涂层由包括以下重量份组分的原料得到:乳液为5~20份、乳胶为5~20份、粘土为10~20份、碳酸钙为25~40份;或者,乳胶为10~20份、粘土为10~20份、碳酸钙为25~40份。
本发明中,通过特殊配方得到的涂层,不仅可以进一步提升产品隔声性能,还可以进一步提升产品与面板的粘接性能。
根据本发明提供的所述的门内衬材料,所述门芯材料由包括以下重量份组分的原料得到:无机纤维为50~80份、淀粉3~10份、乳液3~10份、珍珠岩为5~20份、防水剂为5~8份、植物纤维为10~30份、粘土为5~20份。
本发明所提供的门芯材料,具有安全环保,吸湿无变形,易裁切,防火性能优且具备卓越的声学性能。还进一步解决了门芯吸水膨胀率高的弊端。
根据本发明提供的所述的门内衬材料,所述无机纤维为矿物纤维材料;所述乳液采用玻璃化温度为45~80℃的丙烯酸乳液;所述防水剂为有机硅防水剂;所述植物纤维选自针叶浆、麻纤维中的一种或多种;所述乳胶的粘度范围为30000~60000mpa.s。
本发明中,通过对门芯材料无机纤维、珍珠岩、粘结剂等原料分析及研究,采用本发明门芯材料配方进一步提升产品的防潮性、隔声性能和耐火性能,另外本发明能提高产品的一次成型厚度,从现在的20mm提高到30mm。本发明原材料决定了此产品吸湿不变形,稳定性优。
根据本发明提供的所述的门内衬材料,所述涂层的施用量为300~500g/平米;优选的,所述涂层设在门芯材料的。
根据本发明提供的所述的门内衬材料,所述门芯材料的强度为450~600N、硬度为400~600N、密度为210~240kg/m3、吸水率为45~85%;
和/或,所述门芯材料的厚度为20~32mm,密度250~380kg/m3,孔隙率为15~30%。本发明中,门芯材料的孔隙率、密度、厚度在上述范围能更好改善隔声性能。
根据本发明中采用组分及参数在保证无甲醛及TVOC的同时改善产品的各项性能。在涂层配方中,加入上述高玻璃化温度的乳液以及防水剂,能进一步降低吸潮率,确保产品涂层综合性能。而且通过选用环保的粘结剂,大幅度使用固体废弃物,实现产品的绿色化、固废资源化。节约了树木,有利于碳中和。
本发明还提供所述门内衬材料的制备方法,包括:按比例配料,长网抄取成型,烘干,进行表面处理。本发明中,能够借鉴矿棉吸声板的生产工艺和生产线进行配方和涂层等工艺调整,从而研制得到一款门芯使用的多功能材料。优选的,通过湿法连续配浆、加入其他添加物长网抄取成型烘干切割制成。
本发明发现,由于产品较厚,不能按照常规方式方法进行烘干,窑体采用直火热风,喷嘴距离产品较近,如果温度不合适会造成两种问题,一是表面已经干燥结壳,但是芯材仍未干燥完全,导致产品内结合力较差;另一是产品干燥过度,虽然板芯完全干燥,但是表面已经烧糊,破坏了产品表面物理性能,无法正常使用。
根据本发明提供的所述的门内衬材料的制备方法,所述烘干的工艺参数:将烘干过程按烘干总时间均分为16~18个阶段,分开进行温度控制;第1~5阶段,温度分别控制在70~100℃优选70~85℃,第6~10阶段,温度分别控制在85~120℃优选85~105℃,第11阶段以后,温度控制在100~190℃优选105~130℃。使得产品烘干彻底(中间无夹心层)又不于烧糊。
根据本发明提供的所述的门内衬材料的制备方法,所述烘干之前,在窑入口通入热蒸汽。本发明中,原来生产普通产品,烘干各阶段都需要稳定升温。此厚度产品前期需要低温烘干才可以干燥完全又不过火。普通产品不增加蒸汽,由于产品厚度问题,表面容易结壳影响烘干,造成烘干不彻底,本发明在待烘干材料进入烘干窑之前,利用管道在窑入口通入热蒸汽,能有效解决上述问题。
本发明中,通过采用上述产品配方及参数结合优化烘干工艺,一次成型厚度达到33mm的门用材料且吸湿膨胀率为0,解决门业变形问题;突破烘干窑设计和国家标准规定值(厚度20mm),进一步实现33mm厚单层整张门芯板的连续生产;而且通过烘干曲线不断优化且改变工艺增加蒸汽,进一步确保干燥更彻底。
本发明还提供一种木质门,采用所述门内衬材料或所述门内衬材料的制备方法得到的门内衬材料。本发明中,采用上述高性能门芯材料为芯材结合涂层,能够提高木质门综合性能;且通过材料隔声和构造隔声,优化各部件组合,提升木质门的隔声性能,达到甚至优于以桥洞力学板为芯材的木质门的相关性能指标。且通过木质门门芯材料的阻燃性能,提升常规木质门产品的阻燃和隔热性能。
根据本发明,近年来,木门产业处于快速发展阶段,门芯材料用量巨大,一旦应用推广成功,可以降低成本,扩大销量,产生经济效益。目前市场木门年销量大约16000万扇,其中使用桥洞力学板的木门大约4000-6000万扇,按照1.5平米/扇芯材计算,芯材使用量约为8000万平米/年,如推广成功,转化率约20%,按照市场占有率30%计算,年销量可达480万平米,实现利润2000万元。同时,提高产量可以分摊固定成本,降低成本。开辟新领域,引领行业发展,填补高性能矿棉吸声板行业空白。用无机废料替代不可再生木材,变废为宝,提升资源综合利用率,生态意义大,节约树木,有利于碳中和;本发明还符合市场需求,可以解决门变形的痛点;无甲醛,符合环保趋势。
本发明的有益效果至少在于:本发明提供的门内衬材料,通过采用特定配方的门芯材料及涂层,能够满足综合性能优异,提升隔声性能及门内衬材料与面板的粘接性能,具有声学性能突出、导热系数低、无甲醛释放、可加工性好、尺寸变化率低等优势。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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作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。
实施例中未注明具体技术或条件者,按照本领域内的文献所描述的技术或条件,或者按照产品说明书进行。所用仪器等未注明生产厂商者,均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。所述方法如无特别说明均为常规方法,所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。实施例中制备工艺流程:配料、长网抄取成型、干燥、表面处理、涂饰、压花冲孔、切削加工、包装和塑封码垛。
本发明中,烘干之前,在待烘干材料进入烘干窑之前,利用管道在窑入口通入热蒸汽,将烘干过程按烘干总时间均分为16~18个阶段,分开进行温度控制每个阶段的时间间隔为5~20min;第1~5阶段,温度分别控制在70~100℃优选70~85℃,第6~10阶段,温度分别控制在85~120℃优选85~105℃,第11阶段以后,温度控制在100~190℃优选105~130℃。
本发明以下实施例中,无极纤维选择钢渣或者合金渣生产的无极纤维棉,实施例中选择锰铁高渣,为了减少淀粉用量减少烘干难度,实施例中淀粉选择高粘度食用木薯淀粉,粘土为防火粘土,烧结温度要求800℃以上。乳液选择丙烯酸乳液,成膜温度40℃,TG温度55℃,植物纤维选择废纸浆。
本发明实施例中,吸水率依据GB/T 5480-2017矿物棉及其制品试验方法进行测试。弯曲破坏载荷依据GB/T 25998矿物棉装饰吸声板标准进行测试。硬度为表面洛氏硬度。含水率的检测依据为LY/T 1856,防火等级的检测依据为GB 8624,吸水膨胀率的检测依据为LY/T 1856,导热系数的检测依据为GB/T 10294,安全环保指标按照GB/T 18580检测,放射性检测依据GB6566。
实施例1
本实施例提供一种门内衬材料,包括门芯材料以及设于门芯材料表面的涂层,门芯材料厚度为30mm,涂层在门芯材料正面及背面的施用量均为320kg/m2。
所述门芯材料由以下重量份组分的原料得到:门芯材料由包括以下重量份组分的原料得到:无机纤维为50份、淀粉8份、乳液3份、珍珠岩为15份、防水剂为5份、植物纤维为14份、粘土为5份;
所述涂层由包括以下重量份组分的原料得到:乳液为5份、乳胶为5份、粘土为10份、碳酸钙为40份。
本实施例提供的门内衬材料的制备步骤中:将门芯材料的原料进行混合配料、经过网带长网抄取真空脱水,压制成型,进入烘干窑进行直火干燥、砂光,正反表面辊涂增强涂层处理。烘干过程分为18个阶段,每个阶段的时间间隔为10min。第1~5阶段温度分别为70℃、70℃、70℃、80℃、80℃,第6~10阶段温度分别为85℃、85℃、90℃、95℃、100℃,第11~10阶段温度分别为105℃、105℃、110℃、120℃、120℃、120℃、120℃、120℃。
实施例2~4
采用同实施例1的方法,不同之处在于:具体配方如表1-2。
表1门芯材料配方及检测性能
项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
无机纤维 | 50 | 60 | 60 | 60 |
淀粉 | 8 | 8 | 5 | 5 |
乳液 | 3 | 3 | 8 | 8 |
珍珠岩 | 15 | 10 | 10 | 10 |
防水剂 | 5 | 5 | 7 | 7 |
植物纤维 | 14 | 14 | 14 | 10 |
粘土 | 5 | 5 | 5 | 9 |
弯曲破坏载荷N | 520 | 480 | 500 | 540 |
硬度N | 400 | 420 | 540 | 580 |
密度kg/m3 | 320 | 330 | 330 | 332 |
吸水率% | 83 | 76 | 45 | 50 |
表2涂层配方及检测性能
项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
乳液 | 5 | 0 | 5 | 0 |
乳胶 | 5 | 10 | 15 | 20 |
粘土 | 10 | 10 | 15 | 15 |
碳酸钙 | 40 | 40 | 25 | 25 |
硬度(背面)N | 520 | 530 | 700 | 706 |
硬度(正面)N | 400 | 450 | 537 | 600 |
(注:由于门芯材料表面进行砂光处理,因此两面的硬度有所差异)
实验例1
以市场上的某刨花板产品作为对比例,对以上实施例和对比例所得到的材料进行性能检测,实施例中所制备门内衬材料具有良好的吸声、隔声功能,结构均匀,防火性能优异,表面平整,产品易加工,耐老化,无腐蚀性,导热系数低,吸湿膨胀率小等优势。本发明实施例中材料均优于内控指标,对实施例及市面上刨花板产品的检测结果如表3。
表3实施例性能检测结果
检测项目 | 实施例1~4 | 空心刨花板 |
体积密度kg/m3 | 320±20 | <550 |
含水率% | ≤1 | 5~13 |
吸水(厚度)膨胀率% | 无 | 1~5 |
甲醛含量 | 无 | E1 |
防火等级 | A2 | 需要特殊处理 |
长度尺寸变化率% | ≤0.5 | ≤15 |
空气隔声量dB | 28 | - |
吸声性能NRC | 0.5~0.75 | - |
导热系数W/(m·K) | ≤0.05 | >0.05 |
安全环保 | 无甲醛及TVOC | 含有 |
放射性 | 无放射性 | 无放射性 |
实验例2选用实施例1的相同方法及同批次产品,改变烘干参数,具体烘干参数及烘干结果如表4所示。
表4烘干的工艺参数试验结果
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种门内衬材料,其特征在于,包括:门芯材料,和设于门芯材料表面的涂层,所述涂层由包括以下重量份组分的原料得到:乳液为5~20份、乳胶为5~20份、粘土为10~20份、碳酸钙为25~40份;或者,乳胶为10~20份、粘土为10~20份、碳酸钙为25~40份;
所述门芯材料由包括以下重量份组分的原料得到:无机纤维为50~80份、淀粉3~10份、乳液3~10份、珍珠岩为5~20份、防水剂为5~8份、植物纤维为10~30份、粘土为5~20份;
所述门芯材料的厚度为20~32mm,密度250~380kg/m3,孔隙率为15~30%;
所述门内衬材料的制备包括按比例配料,长网抄取成型,烘干,进行表面处理;所述烘干之前,在窑入口通入热蒸汽;
所述烘干的工艺参数:将烘干过程按烘干总时间均分为16~18个阶段,分开进行温度控制;第1~5阶段,温度分别控制在70~85℃,第6~10阶段,温度分别控制在85~105℃,第11阶段以后,温度控制在105~130℃。
2.根据权利要求1所述的门内衬材料,其特征在于,所述无机纤维为矿物纤维材料;所述乳液采用玻璃化温度为45~80℃的丙烯酸乳液;所述防水剂为有机硅防水剂;所述植物纤维选自针叶浆、麻纤维中的一种或多种;所述乳胶的粘度范围为30000~60000mPa.s。
3.根据权利要求1所述的门内衬材料,其特征在于,包括:所述涂层的施用量为300~500g/平米。
4.权利要求1~3任一项所述门内衬材料的制备方法,其特征在于,包括:按比例配料,长网抄取成型,烘干,进行表面处理;所述烘干之前,在窑入口通入热蒸汽;所述烘干的工艺参数:将烘干过程按烘干总时间均分为16~18个阶段,分开进行温度控制;第1~5阶段,温度分别控制在70~85℃,第6~10阶段,温度分别控制在85~105℃,第11阶段以后,温度控制在105~130℃。
5.一种木质门,其特征在于,采用权利要求1~3任一项所述门内衬材料或权利要求4所述门内衬材料的制备方法得到的门内衬材料。
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