CN116619496B - 一种装修用无甲醛轻质复合板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及高分子复合材料技术领域，公开了一种装修用无甲醛轻质复合板及其制备方法，包括以下步骤：制备板状纤维素气凝胶；在所述板状纤维素气凝胶上打排孔，收集打排孔时产生的板芯碎屑，得到气凝胶板芯；制备胶黏剂；在所述气凝胶板芯的一面铺上板装，在所述气凝胶板芯的所述排孔中注入满胶黏剂，在所述气凝胶板芯的另一面铺上板装，待胶黏剂凝固，用冷压机固定成型，得到装修用无甲醛轻质复合板。本申请所提供的装修用无甲醛轻质复合板的制备方法，通过改良胶黏剂的配方、气凝胶板芯的配方以及复合板的结构达到解决现有气凝胶板材力学强度低的问题。
Description
技术领域
本申请涉及高分子复合材料技术领域，主要涉及一种装修用无甲醛轻质复合板及其制备方法。
背景技术
甲醛被称为人类健康的“杀手”，游离在空气中的甲醛会对人的眼、鼻、呼吸系统造成明显伤害，严重者可导致鼻癌及呼吸系统癌变。目前市场上装饰板材甲醛超标现在十分严重，以胶合板为例，绝大部分产品甲醛含量超标10倍以上。
市场上常见的传统无机保温隔热材料，如保温砂浆、岩棉、泡沫玻璃等，性能都有不足之处，气凝胶材料拥有低热导、高孔隙率、低密度等优异特性，远远优于目前常见的传统无机耐高温材料。SiO2气凝胶是传统的气凝胶材料，由于其出色的隔热保温性能，被广泛用于装修建筑领域。但SiO2气凝胶存在强度低、脆性大、纳米级孔隙结构容易在外在压力下被破坏、力学强度低等缺点有待解决。
相较于传统的SiO2气凝胶，纤维素气凝胶的能源利用率高，可以充分利用农业回收废料（玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆）和建筑木材回收废料（木屑、竹屑），生产中残次品和回收的成品可循环再利用，制取纤维素原料。纤维素是全世界储藏量丰富多彩的天然高分子化学物质，生产原料来自木料、棉絮、棉短绒、干草、麦草、蒲棒、麻、桑皮、楮皮和蔗渣等。因为森林资源不够，纤维素的原料有百分之七十来自非木料资源。针叶材、阔叶植物材的纤维素均值成分约四十三到百分之四十五；草类茎杆的纤维素均值成分在百分之四十上下。纤维素气凝胶是环保且优秀的超轻质材料，但由于其本身力学强度低，限制了其在建筑板材中的实际应用，这一点问题需要解决。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种装修用无甲醛轻质复合板及其制备方法，旨在解决现有气凝胶板材力学强度低的问题。
本申请的技术方案如下：
一种装修用无甲醛轻质复合板的制备方法，其中，包括以下步骤：
（1）采用碱液法从植物回收料中提取纤维素原料；
（2）将所述纤维素原料和乙二醛溶液混合均匀，加入纤维材料、硅脂混合均匀，除去泡沫，得到前体溶液，将所述前体溶液倒入板状塑形模具中静置得到纤维素水凝胶，将所述纤维素水凝胶经过超临界二氧化碳干燥技术干燥去除水分，得到板状纤维素气凝胶；
（3）在所述板状纤维素气凝胶上打排孔，收集打排孔时产生的板芯碎屑，得到气凝胶板芯；
（4）将大豆蛋白胶黏剂、镁盐、所述纤维素原料、所述板芯碎屑混合，在80-90℃恒温下搅拌40-60h，得到胶黏剂，80-90℃保温备用；
（5）在所述气凝胶板芯的一面铺上板装，在所述气凝胶板芯的所述排孔中注入满胶黏剂，在所述气凝胶板芯的另一面铺上板装，待胶黏剂凝固，用冷压机固定成型，得到装修用无甲醛轻质复合板。
在步骤（2）中，每10份所述纤维素原料对应加入300-5000份乙二醛溶液、1-5份纤维材料、1-3份硅脂；
在步骤（3），每100份所述大豆蛋白胶黏剂对应加入0.5份-3.5份所述镁盐、1-5份所述纤维素原料、0.1份所述板芯碎屑。
在本申请方案中，改良后的胶黏剂粘性强，凝固后硬度大，强度高，通过打孔再注入胶黏剂的方式，使得凝固后的胶黏剂呈“柱体”形状，不仅可以起到“支柱”的作用，提高气凝胶板芯的抗压能力，“柱体”的两端面还可以起到粘黏板装的作用；并且，采用了“板装-气凝胶板芯-板装”的结构，用于提升装修用无甲醛轻质复合板的抗穿刺、抗剪切性能，避免在运输和安装时气凝胶板芯受到损伤，其次，板装还能够在一定程度上增大外物与气凝胶板芯的接触面积，略提高板芯抗压性能；第三，使用纤维材料在不影响气凝胶板芯本身纳米多孔结构的前提条件下提高了气凝胶板芯材料的力学强度。
所述的装修用无甲醛轻质复合板的制备方法，其中，在步骤（3）中，每个所述排孔的孔径范围为0.2~1cm，每个所述排孔之间的间隔距离为10cm。
所述的装修用无甲醛轻质复合板的制备方法，其中，在步骤（3）中，每个所述排孔的孔径范围为0.4cm。气凝胶板芯的纳米孔的孔径一般约为50nm-500nm，当排孔孔径为0.4cm时，对排孔周边的气凝胶材料损伤较小，排孔周边还能维持原始强度的80%。
所述的装修用无甲醛轻质复合板的制备方法，其中，所述纤维材料为玻璃纤维、岩棉纤维、碳纤维、丙纶纤维中的一种或两种以上的混合物；
所述乙二醛溶液的浓度为3wt%~10wt%；
所述镁盐为氯化镁、醋酸镁、硝酸镁、三硅酸镁、硫酸镁中的一种或两种以上的混合物。
所述的装修用无甲醛轻质复合板的制备方法，其中，所述板装的厚度范围为0.1cm~0.2cm，所述气凝胶板芯的厚度范围为2-3cm；
所述纤维材料的长度为2.0~2.5cm。
所述的装修用无甲醛轻质复合板的制备方法，其中，在步骤（3）中，对所述板芯碎屑进行预处理，包括以下步骤：
将所述板芯碎屑过12目筛分离出大颗粒，将所述大颗粒用破碎机破碎，将破碎后的大颗粒过12目筛，收集过筛的小颗粒，用于制备所述胶黏剂；
在步骤（3）中，在打排孔后，还包括以下步骤：
修剪所述板状纤维素气凝胶的排孔和边角，使其圆滑。
所述的装修用无甲醛轻质复合板的制备方法，其中，步骤（1）具体包括以下步骤：
将植物回收料进行去尘处理，粉碎处理，过筛除杂得到植物粉末，将植物粉末和碱液按1:50-100的质量比混合，80-90℃搅拌60-80h，用次氯酸调节至中性，按植物粉末：漂白剂=4：1的质量比加入漂白剂继续搅拌48h，后经三次脱水、清水浸泡处理后烘干，得到所述纤维素原料；
所述植物回收废料为稻草秸秆、玉米秸秆、竹子、建筑回收木料中的一种或两种以上；
所述碱液为碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠中的一种或两种以上的混合物；所述碱液的浓度范围为1-5wt%；
所述漂白剂为次氯酸钠，所述漂白剂的浓度范围为5-10wt%。
所述的装修用无甲醛轻质复合板的制备方法，其中，在步骤（2）中，每10份纤维素原料对应加入300-5000份乙二醛溶液、5份纤维材料、3份硅脂；所述乙二醛溶液的浓度为5wt%。
所述的装修用无甲醛轻质复合板的制备方法，其中，在步骤（2）中，所述将所述纤维素原料和乙二醛溶液混合均匀的过程中，转速为800-1200rpm/min，混合时间为2-4h；所述加入纤维材料、硅脂混合均匀的过程中，转速为100-300rpm/min，混合时间为2-4h；
在步骤（4）中，所述搅拌的速度为800-1200rpm/min。
一种装修用无甲醛轻质复合板，其中，采用如上所述的装修用无甲醛轻质复合板的制备方法制备得到。
有益效果：本申请所提供的装修用无甲醛轻质复合板的制备方法，通过改良胶黏剂的配方、气凝胶板芯的配方以及复合板的结构达到解决现有气凝胶板材力学强度低的问题。改良后的胶黏剂粘性强，凝固后硬度大，强度高，通过打孔再注入胶黏剂的方式，使得凝固后的胶黏剂呈“柱体”形状，不仅可以起到“支柱”的作用，提高气凝胶板芯的抗压能力，“柱体”的两端面还可以起到粘黏板装的作用；采用“板装-气凝胶板芯-板装”的结构，可以提升装修用无甲醛轻质复合板的抗穿刺、抗剪切性能，避免在运输和安装时气凝胶板芯受到损伤，其次，板装还能够在一定程度上增大外物与气凝胶板芯的接触面积，略提高板芯抗压性能；第三，使用的纤维材料可以在不影响气凝胶板芯本身纳米多孔结构的前提条件下提高了气凝胶板芯材料的力学强度。
附图说明
图1为实施例1中气凝胶板芯横切面光学显微镜灰度图。
图2为实施例2中气凝胶板芯横切面光学显微镜灰度图。
图3为实施例3中气凝胶板芯横切面光学显微镜灰度图。
图4为玉米秸秆纤维素原料光学显微镜灰度图。
图5为实施例1-3所制得装修用无甲醛轻质复合板以及对照组1（无纤维材料添加）复合板的抗压性能测试数据图。
图6为对照组2中无排孔组和有排孔组的抗压性能测试数据图。
具体实施方式
本申请提供一种装修用无甲醛轻质复合板及其制备方法，为使本申请的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本申请进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供了一种装修用无甲醛轻质复合板的制备方法，包括以下步骤：
（1）采用碱液法从植物回收料中提取纤维素原料。
其中，植物回收废料可以为稻草秸秆、玉米秸秆、竹子、建筑回收木料中的一种或两种以上。碱液可以为碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠中的一种或两种以上的混合物。
进一步地，步骤（1）具体包括以下步骤：
将植物回收料进行去尘处理，用粉碎机粉碎，过筛除杂得到植物粉末，将植物粉末和碱液按1:50-100的质量比放入搅拌器中，80-90℃搅拌60-80h，用次氯酸调节至中性，按植物粉末：漂白剂=4：1的质量比加入漂白剂继续搅拌48h，后经三次脱水、清水浸泡处理后烘干，得到纤维素原料。
在本申请实施例方案中，植物回收料选用玉米秸秆，并提供了最适合玉米秸秆的提取方法：
将植物回收料进行去尘处理，用粉碎机粉碎，过筛除杂得到植物粉末，将植物粉末和碱液按1：80的质量比放入搅拌器中，85℃搅拌72h，用次氯酸调节至中性，按植物粉末：漂白剂=4：1的质量比加入漂白剂继续搅拌48h，后经三次脱水、清水浸泡处理后烘干，得到纤维素原料。
其中，漂白剂可以为次氯酸钠。碱液的浓度范围可以为1-5wt%，漂白剂的浓度范围可以为5-10wt%。
（2）将纤维素原料和乙二醛溶液倒入高速混合机，800-1200rpm/min高速搅拌混合2-4h，加入纤维材料、硅脂，100-300rpm/min低速搅拌2-4h，充分混合后除去泡沫，得到前体溶液，将其倒入板状塑形模具中静置得到纤维素水凝胶，将纤维素水凝胶经过超临界二氧化碳干燥技术干燥去除水分，得到板状纤维素气凝胶。
其中，每10份纤维素原料对应加入300-5000份乙二醛溶液、1-5份纤维材料、1-3份硅脂。在本申请实施例方案中，还提供最优的原料配比，每10份纤维素原料对应加入300-5000份乙二醛溶液、5份纤维材料、3份硅脂。
在本申请中，以天然可回收农作物废料、建筑木材废料为主要原材料进行加工处理，对生活中常见且大批量的废弃物提出了一种回收利用方案。通过碱液法提取纤维素原料，制作纤维素气凝胶板芯前体材料，使用纤维材料弥补纤维素气凝胶板芯本身力学强度差，抗压能力低的问题，在不影响板芯纳米多孔结构的前提条件下提高了气凝胶板芯材料的力学强度。
乙二醛溶液的浓度可以为3wt%~10wt%，在本申请实施方案中，乙二醛溶液的浓度为5wt%，此为实验常用浓度，最易获得，并且凝胶容易成型。
纤维材料可以为玻璃纤维、岩棉纤维、碳纤维、丙纶纤维中的一种或两种以上的混合物。对纤维材料无特殊规格要求，不使用长度0.5cm以下的碎渣次品即可，纤维长度与气凝胶板芯厚度相当为好。在本申请实施方案中，气凝胶板芯的厚度为2.5cm，所采用的纤维材料的长度为2.0~2.5cm最佳。
（3）在板状纤维素气凝胶上打排孔，收集打排孔时产生的板芯碎屑，修剪板状纤维素气凝胶的排孔和边角，使其圆滑，得到气凝胶板芯。
在此步骤中，打排孔时可用穿孔机在板状纤维素气凝胶上以10cm的间隔打排孔。每个排孔的孔径范围为0.2~1cm，优选孔径为0.4cm。气凝胶板芯的纳米孔的孔径约50nm-500nm，当排孔孔径为0.4cm时，对排孔周边的气凝胶材料损伤较小，排孔周边还能维持原始强度的80%。
打孔时产生的板芯碎屑，形状不固定，粉末、片状、块状均存在，块状粒径一般为1mm-5mm，可以直接掺入制备胶黏剂。
为了保证胶黏剂能顺利注入排孔中，优选为对板芯碎屑进行预处理，包括以下步骤：
将板芯碎屑过12目筛分离出大颗粒，将大颗粒用破碎机破碎，将破碎后的大颗粒过12目筛，收集过筛小颗粒，用于制备胶黏剂。
若大颗粒经破碎机破碎后，仍不能过筛，则再次用破碎机破碎，直至过12目筛为止。
在此步骤中，可以用热切裁割机修剪气凝胶板的排孔和边角，使排孔和边角光滑。
（4）将大豆蛋白胶黏剂、镁盐、纤维素原料、板芯碎屑混合，在80-90℃恒温下800-1200rpm/min高速搅拌40-60h，得到胶黏剂，80-90℃保温备用。
其中，每100份大豆蛋白胶黏剂对应加入0.5份-3.5份镁盐、1-5份纤维素原料、0.1份板芯碎屑。利用金属离子调节蛋白质分子聚集度，用以增强胶黏剂的性能，纤维素和板芯碎屑进一步调节胶黏剂黏度和强度，通过复合工艺，使用上述胶黏剂作为板芯支撑和板装的粘合剂，提高纤维素气凝胶复合板的力学强度和抗压能力，全部基础材料无甲醛添加，经济环保。其中，大豆蛋白胶黏剂为市面可购得产品，在本申请实施方案中的大豆蛋白胶黏剂均购自河南森远科技有限公司。
镁盐可以为氯化镁、醋酸镁、硝酸镁、三硅酸镁、硫酸镁中的一种或两种以上的混合物。
（5）在气凝胶板芯的一面铺上板装，用注射机在气凝胶板芯的排孔中注满胶黏剂，在气凝胶板芯另一面也铺上板装，待胶黏剂凝固，利用胶黏剂将两块板装与气凝胶板芯粘黏在一起，夹住气凝胶板芯，用冷压机固定成型，得到装修用无甲醛轻质复合板。
板装为PC板、PVC板、化纤面料中的一种。板装的厚度范围可以为0.1cm~0.2cm。板芯的厚度范围可以为2-3cm，若厚度低于2cm则强度明显下降，而厚度高于3cm则安装不便。化纤面料可以为涤纶、锦纶、腈纶、氯纶、维纶、氨纶中一种或者两种以上的混纺。
在本申请方案中，也可以直接在气凝胶板芯的排孔中直接注满胶黏剂，待胶黏剂固凝固后，得到改进的气凝胶板芯。虽然改进的气凝胶板芯的抗压能力可以得到显著提升，但是其抗剪切、抗穿刺性能依然较差，因此，在本申请方案中，采用了“板装-气凝胶板芯-板装”的结构，用于提升装修用无甲醛轻质复合板的抗穿刺、抗剪切性能，避免在运输和安装时气凝胶板芯受到损伤。其次，板装还能够在一定程度上增大外物与气凝胶板芯的接触面积，略提高板芯抗压性能。
改良后的胶黏剂粘性强，凝固后硬度大，强度高，不适合涂覆在气凝胶板芯表面，通过打孔再注入胶黏剂的方式，使得凝固后的胶黏剂呈“柱体”形状，不仅可以起到“支柱”的作用，提高气凝胶板芯的抗压能力，“柱体”的两端面还可以起到粘黏板装的作用。
采用本申请所提供的装修用无甲醛轻质复合板的制备方法制备得到的装修用无甲醛轻质复合板，以纤维素气凝胶板为板芯，既保留了气凝胶超轻的特性，还具有优良的力学强度和抗压能力，并且所用原料无甲醛添加，所制备得到的装修用无甲醛轻质复合板的甲醛含量为0，安全环保。因此，本申请中还提供一种装修用无甲醛轻质复合板，采用如上装修用无甲醛轻质复合板。
以下通过具体实施例对本申请做进一步说明。
实施例一：
一种装修用无甲醛轻质复合板，由气凝胶板芯（厚度2.5cm）、胶黏剂和板装（厚度0.2cm，购自南宫市伟拓毛毡有限公司的涤纶化纤毛毡）三个部分组成。具体采用如下步骤制备得到：
（1）采用碱液法从玉米秸秆中提取纤维素原料：对玉米秸秆进行去尘处理，用粉碎机粉碎，过筛除杂得到植物粉末，将植物粉末和氢氧化钠溶液（5wt%）按1：80质量比放入搅拌器中，85℃搅拌72h，用次氯酸调节至中性，加入（w植物粉末：w漂白剂=4：1）漂白剂（次氯酸钠，10wt%）继续搅拌48h，后经三次脱水、清水浸泡处理后烘干，得到玉米秸秆纤维素原料，如图4所示。
（2）将步骤（1）制备得到的玉米秸秆纤维素原料和乙二醛（5wt%）溶液按照重量份数配比10：2000的比例倒入高速混合机，1000rpm/min高速搅拌混合3h，加入5份玻璃纤维（长度在2.0~2.5cm之间）、3份硅脂，200rpm/min低速搅拌3h，充分混合后除去泡沫，得到前体溶液，将其倒入板状塑形模具中静置得到纤维素水凝胶，将纤维素水凝胶经过超临界二氧化碳干燥技术干燥去除水分，得到板状纤维素气凝胶。
（3）用穿孔机在板状纤维素气凝胶上以10cm的间隔打排孔，每个排孔的孔径为0.4cm，并去除排孔中的板芯碎屑，收集备用，用热切裁割机修剪气凝胶板的排孔和边角，得到气凝胶板芯。
对板芯碎屑进行预处理：将板芯碎屑过12目筛分离出大颗粒，将大颗粒用破碎机破碎，将破碎后的大颗粒过12目筛，收集过筛小颗粒，用于制备胶黏剂。
（4）按重量份数配比将100份大豆蛋白胶黏剂、2.5份三硅酸镁、3份步骤（1）制备得到的玉米秸秆纤维素原料、0.1份板芯碎屑混合，用高速搅拌器1000rpm/min在85℃恒温下搅拌48h，得到胶黏剂，85℃保温备用。
（5）将气凝胶板芯的一面铺上化纤面料，用注射机在气凝胶板芯的排孔中注满胶黏剂，在气凝胶板芯的另一面也铺上化纤面料。待胶黏剂凝固，利用胶黏剂将两块化纤面料粘黏在一起，夹住气凝胶板芯，用冷压机固定成型，得到装修用无甲醛轻质复合板。
如图1所示，实施例1制得的气凝胶板芯为多孔结构，少量玻璃纤维掺杂进纤维素气凝胶内部。如图5所示，实施例1所制得的气凝胶板芯相较于无纤维材料添加，抗压性能提升约5倍以上。
实施例二：
一种装修用无甲醛轻质复合板，由气凝胶板芯（2.5cm）、胶黏剂和板装（0.2cm）三个部分组成。具体采用如下步骤制备得到：
（1）采用实施例1步骤（1）制备得到的玉米秸秆纤维素原料。
（2）按玉米秸秆纤维素原料和乙二醛（5wt%）溶液按照重量份数配比10：2500的比例倒入高速混合机，1000rpm/min高速搅拌混合3h，加入5份岩棉纤维（长度在2.0~2.5cm之间）、3份硅脂，200rpm/min低速搅拌3h，充分混合后除去泡沫，得到前体溶液，将其倒入板状塑形模具中静置得到纤维素水凝胶，将纤维素水凝胶经过超临界二氧化碳干燥技术干燥去除水分，得到板状纤维素气凝胶。
（3）用穿孔机在板状纤维素气凝胶上以10cm的间隔打排孔，每个排孔的孔径为0.4cm，并去除排孔中的板芯碎屑，收集备用，用热切裁割机修剪气凝胶板的排孔和边角，得到气凝胶板芯；
对板芯碎屑进行预处理：将板芯碎屑过12目筛分离出大颗粒，将大颗粒用破碎机破碎，将破碎后的大颗粒过12目筛，收集过筛小颗粒，用于制备胶黏剂。
（4）按重量份数配比将100份大豆蛋白胶黏剂、3份氯化镁、4份玉米秸秆纤维素原料、0.1份板芯碎屑混合，用高速搅拌器1000rpm/min在85℃恒温下搅拌48h，得到胶黏剂，85℃保温备用；
（5）在气凝胶板芯的一面铺上PC板，用注射机在气凝胶板芯的孔中注入满胶黏剂，在气凝胶板芯的另一面也铺上PC板。待胶黏剂凝固，利用胶黏剂将两块PC板粘黏在一起，夹住气凝胶板芯，用冷压机固定成型，得到装修用无甲醛轻质复合板。
如图2所示，实施例2制得的气凝胶板芯为多孔结构，少量岩棉纤维掺杂进纤维素气凝胶内部。如图5所示，实施例2所制得的气凝胶板芯相较于无纤维材料添加，抗压性能提升约10倍以上。
实施例三：
一种装修用无甲醛轻质复合板，由气凝胶板芯（2.5cm）、胶黏剂和板装（0.2cm）三个部分组成。具体采用如下步骤制备得到：
（1）采用实施例1步骤（1）制备得到的玉米秸秆纤维素原料。
（2）按玉米秸秆纤维素原料和乙二醛（5wt%）溶液按照重量份数配比10：4000的比例倒入高速混合机，1000rpm/min高速搅拌混合3h，加入5份碳纤维（长度在2.0~2.5cm之间）、3份硅脂，200rpm/min低速搅拌3h，充分混合后除去泡沫，得到前体溶液，将其倒入板状塑形模具中静置得到纤维素水凝胶，将纤维素水凝胶经过超临界二氧化碳干燥技术干燥去除水分，得到板状纤维素气凝胶；
（3）用穿孔机在板状纤维素气凝胶上以10cm的间隔打排孔，每个排孔的孔径为0.4cm，并去除排孔中的板芯碎屑，收集备用，用热切裁割机修剪气凝胶板的排孔和边角，得到气凝胶板芯；
对板芯碎屑进行预处理：将板芯碎屑过12目筛分离出大颗粒，将大颗粒用破碎机破碎，将破碎后的大颗粒过12目筛，收集过筛小颗粒，用于制备胶黏剂。
（4）按重量份数配比将100份大豆蛋白胶黏剂、3.5份硫酸镁、5份玉米秸秆纤维素原料、0.1份板芯碎屑混合，用高速搅拌器1000rpm/min在85℃恒温下搅拌48h，得到胶黏剂，85℃保温备用；
（5）将气凝胶板芯的一面铺上PVC板，用注射机在气凝胶板芯的排孔中注满胶黏剂，在气凝胶板芯的另一面也铺上PVC板。待胶黏剂凝固，利用胶黏剂将两块PVC板粘黏在一起，夹住气凝胶板芯，用冷压机固定成型，得到装修用无甲醛轻质复合板。
如图3所示，实施例3制得的气凝胶板芯为多孔结构，少量碳纤维掺杂进纤维素气凝胶内部。如图5所示，实施例3所制得的气凝胶板芯相较于无纤维材料添加，抗压性能提升约8倍以上。
实施例四：
一种装修用无甲醛轻质复合板，由气凝胶板芯（2.5cm）、胶黏剂和板装（0.2cm）三个部分组成。具体采用如下步骤制备得到：
（1）采用实施例1步骤（1）制备得到的玉米秸秆纤维素原料。
（2）按玉米秸秆纤维素原料和乙二醛（5wt%）溶液按照重量份数配比10：5000的比例倒入高速混合机，1000rpm/min高速搅拌混合3h，加入5份丙纶纤维（长度在2.0~2.5cm之间）、3份硅脂，200rpm/min低速搅拌3h，充分混合后除去泡沫，得到前体溶液，将其倒入板状塑形模具中静置得到纤维素水凝胶，将纤维素水凝胶经过超临界二氧化碳干燥技术干燥去除水分，得到板状纤维素气凝胶；
（3）用穿孔机在板状纤维素气凝胶上以10cm的间隔打排孔，每个排孔的孔径为0.4cm，并去除排孔中的板芯碎屑，收集备用，用热切裁割机修剪气凝胶板的排孔和边角，得到气凝胶板芯；
对板芯碎屑进行预处理：将板芯碎屑过12目筛分离出大颗粒，将大颗粒用破碎机破碎，将破碎后的大颗粒过12目筛，收集过筛小颗粒，用于制备胶黏剂。
（4）按重量份数配比将100份大豆蛋白胶黏剂、3.5份醋酸镁、4份玉米秸秆纤维素原料、0.1份板芯碎屑混合，用高速搅拌器1000rpm/min在85℃恒温下搅拌48h，得到胶黏剂，85℃保温备用；
（5）将气凝胶板芯的一面铺上化纤面料，用注射机在气凝胶板芯的排孔中注满胶黏剂，在气凝胶板芯的另一面也铺上化纤面料。待胶黏剂凝固，利用胶黏剂将两块化纤面料粘黏在一起，夹住气凝胶板芯，用冷压机固定成型，得到装修用无甲醛轻质复合板。
对照组1（无纤维材料）：
一种装修用无甲醛轻质复合板（对照组），由气凝胶板芯（2.5cm）、胶黏剂和板装（0.2cm）三个部分组成。其制备步骤与实施例1相同，区别仅在于步骤（2）中没有加入玻璃纤维。
对照组2（无排孔的板状纤维素气凝胶）
本对照例的板状纤维素气凝胶，为按照实施例1的（1）-（2）制备得到的板状纤维素气凝胶，本对照例的板状纤维素气凝胶不打排孔，将此板状纤维素气凝胶命名为无排孔组；将实施例1中经过步骤（3）得到的打排孔的气凝胶板芯，向排孔中注入实施例1步骤（4）的胶黏剂，不铺上板装，待其凝固，注入胶黏剂的气凝胶板芯命名为有排孔组。对无排孔组和有排孔组进行抗压性能测试，结果如图6所示，有排孔组相较于无排孔组，抗压性能提升，最大压缩体积增大。
对实施例1-4的装修用无甲醛轻质复合板进行有害挥发物检测，检测方法如下：
（一）检测原理
将1m2表面积的样品放入温度、相对湿度、空气流速和空气置换率控制在一定值的气候箱内，甲醛从样品中释放出来，与箱内空气混合，定期定量抽取箱内空气，测定空气甲醛量及抽取的空气体积，计算出每立方米空气中的甲醛量。
（二）仪器设备
(1)预处理舱、1立方米气候箱：
预处理舱，型号YCH-1型；
1立方米气候箱，型号QWH-100C型；生产厂家:济南海纳特科技有限公司。
(2)空气抽样系统：硅胶管、抽气泵。
(3)四合一气体检测仪，厂家：河南森远科技有限公司。
（三）实验前的准备及检测过程
(1)试件的尺寸裁样及平衡预处理
①取样:长=(500±5)mm；宽b=(500±5)mm，数量:2块，表面积为1m2。置于预处理舱中，放置(15±2)d。
平衡条件如下：
温度(23±1)℃；
相对湿度(50±5%)；
空气置换率1次/h；
背景浓度小于0.10mg/m3。
②封边：预处理结束后，用不含甲醛的铝胶带封边。
③试件放置：把封好边的2块试件垂直放入气候箱的中心位置，其表面与空气的流动方向平行，试件之间的距离不小于200mm。
④设置参数：根据标准要求设定好箱体温度和湿度，空气流速、空气置换率等；
温度范围:(23±0.5)℃；
相对湿度:(50±3)%；
空气置换率:(1.0±0.05) 次/h；
空气流速：(0.1-0.3)m/s。
(2)实验运行阶段
甲醛质量浓度定量方法
试件从开始运行的第二天取样，从第二天到第五天，每天取样2次，取样间隔在3h以上。
取样时将空气抽样系统与气候箱的空气出口连接。抽气速率2L/min，抽气时间60min。用气体检测仪检测甲醛浓度，计算得出单位体积甲醛浓度。
当测试甲苯或苯时，换成甲苯或苯专用探头，测试方法相同。
具体结果见表1。表1中的国家标准参照为GB50325-2020中第6部分对I类民用建筑工程的验收标准。
表1：装修用无甲醛轻质复合板挥有害挥发物含量检测表
| 甲醛 | 苯 | 甲苯 | |
| 国家标准参照（mg/m3） | ≤0.07 | ≤0.06 | ≤0.15 |
| 实施例1 | 0.000 | 0.015 | 0.052 |
| 实施例2 | 0.000 | 0.048 | 0.012 |
| 实施例3 | 0.000 | 0.028 | 0.037 |
| 实施例4 | 0.000 | 0.035 | 0.028 |
由检测数据可以明显得出，实施例1-4所制得的装修用无甲醛轻质复合板的甲醛含量在国家标准之内。
应当理解的是，本申请的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本申请的保护范围。
Claims (8)
1.一种装修用无甲醛轻质复合板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）采用碱液法从植物回收料中提取纤维素原料；
（2）将所述纤维素原料和乙二醛溶液混合均匀，加入纤维材料、硅脂混合均匀，除去泡沫，得到前体溶液，将所述前体溶液倒入板状塑形模具中静置得到纤维素水凝胶，将所述纤维素水凝胶经过超临界二氧化碳干燥技术干燥去除水分，得到板状纤维素气凝胶；
（3）在所述板状纤维素气凝胶上打排孔，收集打排孔时产生的板芯碎屑，得到气凝胶板芯；
（4）将大豆蛋白胶黏剂、镁盐、所述纤维素原料、所述板芯碎屑混合，在80-90℃恒温下搅拌40-60h，得到胶黏剂，80-90℃保温备用；
（5）在所述气凝胶板芯的一面铺上板装，在所述气凝胶板芯的所述排孔中注入满胶黏剂，在所述气凝胶板芯的另一面铺上板装，待胶黏剂凝固，用冷压机固定成型，得到装修用无甲醛轻质复合板；
在步骤（2）中，每10份所述纤维素原料对应加入300-5000份乙二醛溶液、1-5份纤维材料、1-3份硅脂；
在步骤（4），每100份所述大豆蛋白胶黏剂对应加入0.5份-3.5份所述镁盐、1-5份所述纤维素原料、0.1份所述板芯碎屑；
所述板装的厚度范围为0.1cm~0.2cm，所述气凝胶板芯的厚度范围为2-3cm；
所述纤维材料的长度为2.0~2.5cm；
所述板装为PC板、PVC板、化纤面料中的一种；
在步骤（3）中，每个所述排孔的孔径范围为0.2~1cm，每个所述排孔之间的间隔距离为10cm。
2.根据权利要求1所述的装修用无甲醛轻质复合板的制备方法，其特征在于，在步骤（3）中，每个所述排孔的孔径范围为0.4cm。
3.根据权利要求1所述的装修用无甲醛轻质复合板的制备方法，其特征在于，所述纤维材料为玻璃纤维、岩棉纤维、碳纤维、丙纶纤维中的一种或两种以上的混合物；
所述乙二醛溶液的浓度为3wt%~10wt%；
所述镁盐为氯化镁、醋酸镁、硝酸镁、三硅酸镁、硫酸镁中的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的装修用无甲醛轻质复合板的制备方法，其特征在于，在步骤（3）中，对所述板芯碎屑进行预处理，包括以下步骤：
将所述板芯碎屑过12目筛分离出大颗粒，将所述大颗粒用破碎机破碎，将破碎后的大颗粒过12目筛，收集过筛的小颗粒，用于制备所述胶黏剂；
在步骤（3）中，在打排孔后，还包括以下步骤：
修剪所述板状纤维素气凝胶的排孔和边角，使其圆滑。
5.根据权利要求1所述的装修用无甲醛轻质复合板的制备方法，其特征在于，步骤（1）具体包括以下步骤：
将植物回收料进行去尘处理，粉碎处理，过筛除杂得到植物粉末，将植物粉末和碱液按1:50-100的质量比混合，80-90℃搅拌60-80h，用次氯酸调节至中性，按植物粉末：漂白剂=4：1的质量比加入漂白剂继续搅拌48h，后经三次脱水、清水浸泡处理后烘干，得到所述纤维素原料；
所述植物回收料为稻草秸秆、玉米秸秆、竹子、建筑回收木料中的一种或两种以上；
所述碱液为碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠中的一种或两种以上的混合物；所述碱液的浓度范围为1-5wt%；
所述漂白剂为次氯酸钠，所述漂白剂的浓度范围为5-10wt%。
6.根据权利要求1所述的装修用无甲醛轻质复合板的制备方法，其特征在于，在步骤（2）中，每10份纤维素原料对应加入300-5000份乙二醛溶液、5份纤维材料、3份硅脂；所述乙二醛溶液的浓度为5wt%。
7.根据权利要求1所述的装修用无甲醛轻质复合板的制备方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述将所述纤维素原料和乙二醛溶液混合均匀的过程中，转速为800-1200rpm/min，混合时间为2-4h；所述加入纤维材料、硅脂混合均匀的过程中，转速为100-300rpm/min，混合时间为2-4h；
在步骤（4）中，所述搅拌的速度为800-1200rpm/min。
8.一种装修用无甲醛轻质复合板，其特征在于，采用如权利要求1~7任一项所述的装修用无甲醛轻质复合板的制备方法制备得到。
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