CN115256561A - 一种光触媒抗菌木地板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光触媒抗菌木地板及其制备方法，包括木质基体、蜂窝层和抗菌层，所述蜂窝层由所述木质基体在制孔剂中浸泡后取出烘干得到，所述抗菌层由喷涂工具蘸取光触媒涂料在所述蜂窝层外壁涂抹烘干得到，所述木质基体由基料和填充料加入胶合剂压制成型得到。本发明在其生产过程中对玻璃纤维顶层的木质层进行腐蚀开孔处理，在木质基板顶层快速形成多孔的蜂窝结构，再通过浸入和雾化喷涂光触媒剂，形成顶部含有蜂窝结构的光触媒抗菌木地板，使用过程中光触媒剂配合多孔的蜂窝结构，可更加快速地净化空间、吸附有害病菌、甲醛等污染物，并且光触媒抗菌材料设于多孔结构中相比于顶层水平面铺设更难以被摩擦损耗，从而能保持更长的使用寿命。

Description

一种光触媒抗菌木地板及其制备方法
技术领域
本发明涉及家装地板技术领域，具体为一种光触媒抗菌木地板及其制备方法。
背景技术
光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称。其涂布于基材表面，在紫外光线的作用下，能有效地降解空气中有毒有害气体、杀灭多种细菌，并将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理；同时还具备除甲醛、除臭、抗污、净化空气等功能。随着人们对健康生活越来越重视，光触媒材料也被广泛应用于人们生活中的方方面面。
现有技术中，如中国专利号为：CN 111576786 A的“一种光触媒抗菌木地板及其生产工艺”，其由上至下依次包括耐磨装饰层、基材层和平衡层，各层涂覆胶粘剂后组成板坯经热压复合而成，其中，所述耐磨装饰层表面设有厚度约0.05～0.1mm的抗菌层，所述抗菌层由三聚氰胺甲醛树脂与光触媒抗菌剂混合均匀后涂布于耐磨装饰层的表面而成。本发明还公开了所述光触媒抗菌木地板的生产工艺。此专利所公开的光触媒抗菌地板，抗菌层由三聚氰胺甲醛树脂与光触媒抗菌剂混合均匀后涂布于耐磨装饰层的表面而成，可以抑制大肠菌群、金色葡萄球菌。
但现有技术在实际使用过程中，因抗菌地板表面的光触媒层平铺至地板顶层，随着地板的长期使用，其顶层的光触媒层中的抗菌材料，会因摩擦损耗而逐渐减少，在家庭环境中无法保持长期且有效地除菌净化作用。
所以我们提出了一种光触媒抗菌木地板及其制备方法，以便于解决上述中提出的问题。
发明内容
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明的目的在于提供一种光触媒抗菌木地板及其制备方法，本发明所制备的一种光触媒抗菌木地板，在其生产过程中利用玻璃纤维在木质基板顶层进行分隔，再利用酸性腐蚀剂配合高压气流中，对玻璃纤维顶层的木质层进行腐蚀开孔处理，从而在木质基板顶层快速形成多孔的蜂窝结构，接着通过浸入和雾化喷涂光触媒剂，形成顶部含有蜂窝结构的光触媒抗菌木地板，在使用过程中，当光触媒剂配合多孔的蜂窝结构，可以更加快速地净化空间、吸附有害病菌、甲醛等污染物，并且光触媒抗菌材料设于多孔结构中相比于顶层水平面铺设更难以被摩擦损耗，从而能保持更长的使用寿命。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光触媒抗菌木地板，包括木质基体、蜂窝层和抗菌层，所述蜂窝层由所述木质基体在制孔剂中浸泡后取出烘干得到，所述抗菌层由喷涂工具蘸取光触媒涂料在所述蜂窝层外壁涂抹烘干得到，所述木质基体由基料和填充料加入胶合剂压制成型得到。
优选的，所述基料为木质/竹质刨花、粉碎、研磨后得到的85-150目颗粒；所述填充料为玻璃纤维、石英粉中的一种或多种组合。
优选的，所述胶合剂包括42-65重量份的淀粉、8-15重量份的双氧水溶液、5-8重量份的酰胺类聚合物和3-5重量份的聚乙烯醇。
优选的，所述光触媒涂料包括5-9重量份的纳米二氧化硅、2-7重量份的丙烯酸乙酯、1-5重量份的成膜剂、0.5-1.2重量份的六偏磷酸钠、15-22重量份的去离子水。
优选的，所述制孔剂包括硫酸、硝酸、盐酸中的一种。
一种光触媒抗菌木地板的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备木质基体；
S2、制备光触媒涂料；
S3、将木质基体浸入制孔剂中，并通入氮气高速气流，20-30℃下制孔10-15min，获得蜂窝基体；
S4、将光触媒涂料使用高压雾化喷涂机均匀喷涂于所述蜂窝基体表面后，进行除泡处理。
优选的，在步骤S1中，所述制备木质基体包括以下步骤：
S10、胶合剂制备：将淀粉溶于水配制成30-50％淀粉乳液，加入3-8％氢氧化钠调节pH至9.0-9.5，加热糊化10-25min，冷却至室温后，加酸调节pH至4-5，加入双氧水溶液，在70-85℃下氧化反应1-2h，调节pH至6-6.5，加入酰胺类聚合物，在45-55℃下搅拌反应1-2h后，加入聚乙烯醇，调节pH至6.5-7.2即可；
S11、木质纤维制备：将木质原料进行蒸煮3-4h后，加入聚乙烯蜡进行热磨，冲洗去杂，干燥至含水量为5-10％；
S12、施胶成型后，顶层铺设玻璃纤维：将所述木质纤维置于拌胶机中，搅拌，加入包含有氧化镁、硅烷偶联剂和邻苯二甲酸二甲酯的混合料，并将制备的胶合剂喷覆到木质纤维表面，搅拌拌胶25-40min，得到板材料，在板材料的顶层铺设压制玻璃纤维层及混合料的混合物后，铺设木质纤维1-1.3mm；
S13、铺装预压：将所述板材料铺装到板坯模板中，并用预压机以120-160bar的压力对进行预压；
S14、板材热压：在热压温度为140-170℃，热压压力为180-240bar，对预压后的板柸热压制成密度为0.5-0.8g/cm3的板材后，进行裁边、砂光处理。
优选的，在步骤S2中，所述制备光触媒涂料的步骤为将六偏磷酸钠加入到去离子水中分散均匀后，加热至42-60℃，加入丙烯酸乙酯、纳米二氧化硅、成膜剂，以200-400rpm转速搅拌10-20min。
优选的，在步骤S4中，所述除泡处理为将所述蜂窝基体放置于真空脱泡机中0-101.KPa处理3-5min即可。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明所制备的一种光触媒抗菌木地板，在其生产过程中利用玻璃纤维在木质基板顶层进行分隔，再利用酸性腐蚀剂配合高压气流中，对玻璃纤维顶层的木质层进行腐蚀开孔处理，从而在木质基板顶层快速形成多孔的蜂窝结构，接着通过浸入和雾化喷涂光触媒剂，形成顶部含有蜂窝结构的光触媒抗菌木地板，在使用过程中，当光触媒剂配合多孔的蜂窝结构，可以更加快速地净化空间、吸附有害病菌、甲醛等污染物，并且光触媒抗菌材料设于多孔结构中相比于顶层水平面铺设更难以被摩擦损耗，从而能保持更长的使用寿命。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
一种光触媒抗菌木地板，包括木质基体、蜂窝层和抗菌层，蜂窝层由木质基体在制孔剂中浸泡后取出烘干得到，抗菌层由喷涂工具蘸取光触媒涂料在蜂窝层外壁涂抹烘干得到，木质基体由基料和填充料加入胶合剂压制成型得到。
其中，基料为木质/竹质刨花、粉碎、研磨后得到的85目颗粒；填充料为玻璃纤维、石英粉中的一种或多种组合。胶合剂包括65重量份的淀粉、15重量份的双氧水溶液、8重量份的酰胺类聚合物和5重量份的聚乙烯醇。光触媒涂料包括9重量份的纳米二氧化硅、7重量份的丙烯酸乙酯、5重量份的成膜剂、1.2重量份的六偏磷酸钠、22重量份的去离子水。制孔剂包括硫酸、硝酸、盐酸中的一种。
一种光触媒抗菌木地板的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、制备木质基体：
10)胶合剂制备：将淀粉溶于水配制成50％淀粉乳液，加入8％氢氧化钠调节pH至9.0-9.5，加热糊化25min，冷却至室温后，加酸调节pH至4-5，加入双氧水溶液，在70-85℃下氧化反应1-2h，调节pH至6-6.5，加入酰胺类聚合物，在45-55℃下搅拌反应2h后，加入聚乙烯醇，调节pH至6.5-7.2即可；
11)木质纤维制备：将木质原料进行蒸煮3h后，加入聚乙烯蜡进行热磨，冲洗去杂，干燥至含水量为5％；
12)施胶成型后，顶层铺设玻璃纤维：将木质纤维置于拌胶机中，搅拌，加入包含有氧化镁、硅烷偶联剂和邻苯二甲酸二甲酯的混合料，并将制备的胶合剂喷覆到木质纤维表面，搅拌拌胶40min，得到板材料，在板材料的顶层铺设压制玻璃纤维层及混合料的混合物0.5mm后，铺设木质纤维1.3mm；
13)铺装预压：将板材料铺装到板坯模板中，并用预压机以160bar的压力对进行预压；
14)板材热压：在热压温度为140℃，热压压力为240bar，对预压后的板柸热压制成密度为0.5g/cm3的板材后，进行裁边、砂光处理。
步骤二、制备光触媒涂料：
制备光触媒涂料的步骤为将六偏磷酸钠加入到去离子水中分散均匀后，加热至42℃，加入丙烯酸乙酯、纳米二氧化硅、成膜剂，以200rpm转速搅拌10-20min。
步骤三、将木质基体浸入制孔剂中，并通入氮气高速气流，30℃下制孔15min，获得蜂窝基体。
步骤四、将光触媒涂料使用高压雾化喷涂机均匀喷涂于蜂窝基体表面后，进行除泡处理；除泡处理为将蜂窝基体放置于真空脱泡机中0-101.KPa处理3-5min即可。
实施例2
本实施例所提供的光触媒抗菌木地板及其制备方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：
基料为木质/竹质刨花、粉碎、研磨后得到的150目颗粒；填充料为玻璃纤维、石英粉中的一种或多种组合。胶合剂包括42重量份的淀粉、8重量份的双氧水溶液、5重量份的酰胺类聚合物和3重量份的聚乙烯醇。光触媒涂料包括5重量份的纳米二氧化硅、2重量份的丙烯酸乙酯、1重量份的成膜剂、0.5重量份的六偏磷酸钠、15重量份的去离子水。制孔剂包括硫酸、硝酸、盐酸中的一种。
实施例3
本实施例所提供的光触媒抗菌木地板及其制备方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：
基料为木质/竹质刨花、粉碎、研磨后得到的120目颗粒；填充料为玻璃纤维、石英粉中的一种或多种组合。胶合剂包括50重量份的淀粉、12重量份的双氧水溶液、6重量份的酰胺类聚合物和4重量份的聚乙烯醇。光触媒涂料包括7重量份的纳米二氧化硅、5重量份的丙烯酸乙酯、3重量份的成膜剂、1重量份的六偏磷酸钠、20重量份的去离子水。
对比例1
本实施例所提供的光触媒抗菌木地板及其制备方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：制孔剂选用醋酸、碳酸中的一种。
对比例2
本实施例所提供的光触媒抗菌木地板及其制备方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：在步骤12)中，在板材料的顶层铺设压制玻璃纤维层及混合料的混合物0.1mm后，铺设木质纤维1.8mm。
对比例3
本实施例所提供的光触媒抗菌木地板及其制备方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：在步骤12)中，在板材料的顶层未铺设压制玻璃纤维层及混合料的混合物，铺设木质纤维2mm。
性能测试
取实施例1～3和对比例1～3所制备的光触媒抗菌木地板，并对所制备出的光触媒抗菌木地板的相关性能进行检测，其检测方法如下：
1、根据GB/T 24508-2020检测实施例1-3和对比例1-3中制备的光触媒抗菌木地板完全浸入清水中0.5-1h后的吸水率；将所得测试结果记录于表1；
2、根据GB15979-2002标准，针对大肠杆菌和金黄葡萄球菌进行杀菌实验，用无菌去离子水对实施例1-3和对比例1-3中制备的光触媒抗菌木地板清洗后烘干，然后向光触媒抗菌木地板中加入100mL无菌去离子水，向其中分别加入1mL浓度为1X103CFU/g的大肠杆菌和金黄葡萄球菌；在常温下放置2h后，测定实施例1-3和对比例1-3中去离子水中大肠杆菌和金黄葡萄球菌的含量，即可测定其表面杀菌率，分别记为A和B；将所得测试结果记录于表1；
表1光触媒抗菌木地板检测表
Figure BDA0003747565770000071
Figure BDA0003747565770000081
通过分析上述表中的相关数据可知，通过本发明所制备的一种光触媒抗菌木地板，在其生产过程中利用玻璃纤维在木质基板顶层进行分隔，再利用酸性腐蚀剂配合高压气流中，对玻璃纤维顶层的木质层进行腐蚀开孔处理，从而在木质基板顶层快速形成多孔的蜂窝结构，接着通过浸入和雾化喷涂光触媒剂，形成顶部含有蜂窝结构的光触媒抗菌木地板，在使用过程中，当光触媒吸收紫外线及可见光时，就会将吸附到光触媒表面的污染物氧化成二氧化碳和水，以达到净化家居环境的目的，另外光触媒还能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理，具有甲醛去除、杀毒抗菌的作用，配合多孔的蜂窝结构，可以更加快速地净化空间、吸附污染物。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种光触媒抗菌木地板，其特征在于，包括木质基体、蜂窝层和抗菌层，所述蜂窝层由所述木质基体在制孔剂中浸泡后取出烘干得到，所述抗菌层由喷涂工具蘸取光触媒涂料在所述蜂窝层外壁涂抹烘干得到，所述木质基体由基料和填充料加入胶合剂压制成型得到。
2.根据权利要求1所述的光触媒抗菌木地板，其特征在于，所述基料为木质/竹质刨花、粉碎、研磨后得到的85-150目颗粒；所述填充料为玻璃纤维、石英粉中的一种或多种组合。
3.根据权利要求1所述的光触媒抗菌木地板，其特征在于，所述胶合剂包括42-65重量份的淀粉、8-15重量份的双氧水溶液、5-8重量份的酰胺类聚合物和3-5重量份的聚乙烯醇。
4.根据权利要求1所述的光触媒抗菌木地板，其特征在于，所述光触媒涂料包括5-9重量份的纳米二氧化硅、2-7重量份的丙烯酸乙酯、1-5重量份的成膜剂、0.5-1.2重量份的六偏磷酸钠、15-22重量份的去离子水。
5.根据权利要求1所述的光触媒抗菌木地板，其特征在于，所述制孔剂包括硫酸、硝酸、盐酸中的一种。
6.一种光触媒抗菌木地板的制备方法，其特征在于，使用了根据权利要求1-5任一项所述的一种光触媒抗菌木地板，包括以下步骤：
S1、制备木质基体；
S2、制备光触媒涂料；
S3、将木质基体浸入制孔剂中，并通入氮气高速气流，20-30℃下制孔10-15min，获得蜂窝基体；
S4、将光触媒涂料使用高压雾化喷涂机均匀喷涂于所述蜂窝基体表面后，进行除泡处理。
7.根据权利要求6所述的光触媒抗菌木地板的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述制备木质基体包括以下步骤：
S10、胶合剂制备：将淀粉溶于水配制成30-50％淀粉乳液，加入3-8％氢氧化钠调节pH至9.0-9.5，加热糊化10-25min，冷却至室温后，加酸调节pH至4-5，加入双氧水溶液，在70-85℃下氧化反应1-2h，调节pH至6-6.5，加入酰胺类聚合物，在45-55℃下搅拌反应1-2h后，加入聚乙烯醇，调节pH至6.5-7.2即可；
S11、木质纤维制备：将木质原料进行蒸煮3-4h后，加入聚乙烯蜡进行热磨，冲洗去杂，干燥至含水量为5-10％；
S12、施胶成型后，顶层铺设玻璃纤维：将所述木质纤维置于拌胶机中，搅拌，加入包含有氧化镁、硅烷偶联剂和邻苯二甲酸二甲酯的混合料，并将制备的胶合剂喷覆到木质纤维表面，搅拌拌胶25-40min，得到板材料，在板材料的顶层铺设压制玻璃纤维层及混合料的混合物0.3-0.5mm后，铺设木质纤维1-1.3mm；
S13、铺装预压：将所述板材料铺装到板坯模板中，并用预压机以120-160bar的压力对进行预压；
S14、板材热压：在热压温度为140-170℃，热压压力为180-240bar，对预压后的板柸热压制成密度为0.5-0.8g/cm3的板材后，进行裁边、砂光处理。
8.根据权利要求6所述的光触媒抗菌木地板的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述制备光触媒涂料的步骤为将六偏磷酸钠加入到去离子水中分散均匀后，加热至42-60℃，加入丙烯酸乙酯、纳米二氧化硅、成膜剂，以200-400rpm转速搅拌10-20min。
9.根据权利要求6所述的光触媒抗菌木地板的制备方法，其特征在于，在步骤S4中，所述除泡处理为将所述蜂窝基体放置于真空脱泡机中0-101.KPa处理3-5min即可。
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