CN117567873A - 一种可饰面生物质复合防火板材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于防火板材技术领域，具体涉及一种可饰面生物质复合防火板材及其制备方法。本发明提供的防火板材，包括以下质量份数的组分：生物质纤维50～70份，有机合成纤维6～10份，有机胶黏剂10～15份，无机胶黏剂15～20份，无机填料5～10份和防腐剂1～5份；所述生物质纤维包括生物质长纤维和生物质短纤维。本发明提供的防火板材，生物质添加量大于50％，具有优异的耐火性能、防腐抗菌性能和弹性模量等力学性能，同时，本发明制备的合成纤维增强的生物质纤维复合防火板表层为短纤维，成板后表面光滑，可贴覆浸渍胶膜纸、装饰薄木等饰面材料进行表面装饰，从而进一步拓宽产品应用领域。
Description
技术领域
本发明属于防火板材技术领域，具体涉及一种可饰面生物质复合防火板材及其制备方法。
背景技术
传统的人造纤维板主要是通过将生物质纤维与有机黏合剂混合搅拌，采用热压工艺制造成型。尽管此类纤维板的使用量越来越大，但仍面临着以下一个重要的工业问题：生物质纤维易燃，且燃烧有大量浓烟和毒性气体释放，因此，火灾安全无法保证。以上问题严重制约着生物质纤维人造板作为防火板材的应用推广。
而现在市场上常规防火板仍以无机板材为主，主材质为无机矿粉或氧化镁，且此类防火板由于表层粗糙，难以在表面贴覆装饰纸、装饰薄木等进行饰面。例如：申请号为CN106396596A的中国专利公开了一种无机防火板及其制造方法，其制备的无机防火板主要以无机粉料为主，纤维含量仅为4～10％。申请号为CN116639949A的中国专利公开了一种防火氧化镁板材，其主要成分为氧化镁。此类防火板尽管可以达到较好的防火效果，但由于纤维含量少，板材的弹性模量等力学强度较差，综合性能有待提高，且均没有提及此类板材的可饰面性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可饰面生物质复合防火板材及其制备方法，本发明提供的可饰面生物质复合防火板材可有效解决当前生物质纤维人造板不防火、不耐潮湿和不耐水的问题以及无机人造板力学强度低的问题，具有优异的耐火性能、防腐抗菌性能和弹性模量等力学性能；同时，本发明提供的防火板表面光滑，可贴覆浸渍胶膜纸、装饰薄木等饰面材料进行表面装饰，从而进一步拓宽产品应用领域。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种可饰面生物质复合防火板材，包括以下质量份数的组分：
生物质纤维50～70份，有机合成纤维6～10份，有机胶黏剂10～15份，无机胶黏剂15～20份，无机填料5～10份和防腐剂1～5份；所述生物质纤维包括生物质长纤维和生物质短纤维，所述生物质长纤维的长度＞所述生物质短纤维的长度。
优选的，所述生物质纤维包括原竹纤维、木纤维、麻纤维和秸秆纤维中的一种或多种；所述生物质长纤维的长度≥10mm，直径为2～8μm；所述生物质短纤维的粒径为100～150目。
优选的，所述生物质长纤维和生物质短纤维的质量比为2:1。
优选的，所述有机合成纤维包括聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维和聚乙烯纤维的一种或多种。
优选的，所述有机合成纤维的长度≥10mm，直径为2～8μm。
优选的，所述有机胶黏剂为水溶性聚乙烯醇；所述无机胶黏剂为硅酸盐水泥。
优选的，所述硅酸盐水泥的型号为PO32.5、PO42.5和PO52.5中的一种或多种。
优选的，所述无机填料包括蒙脱土、碳酸钙、高岭土和硅灰石中的一种或多种；所述无机填料的粒径为100～150目。
本发明提供了上述技术方案所述的可饰面生物质复合防火板材的制备方法，包括以下步骤：
将所述有机胶黏剂、无机胶黏剂、防腐剂和水混合，得到胶料；
将所述生物质长纤维、有机合成纤维和部分无机填料混合，得到长纤维混合物；
将所述生物质短纤维和剩余无机填料混合，得到短纤维混合物；
将部分胶料和长纤维混合物混合，得到拌胶后长纤维；
将剩余胶料和短纤维混合物混合，得到拌胶后短纤维；
将拌胶后长纤维和拌胶后短纤维分层铺装，得到铺装坯体；所述分层铺装的方法为：底层和表层铺装拌胶后短纤维，中间层铺装拌胶后长纤维；
将所述铺装坯体进行冷压成型，得到成型坯体；
将所述成型坯体存放养生，得到可饰面生物质复合防火板材。
优选的，所述冷压成型的单位压力为1.5～3.5Mpa，时间为24～36h；
所述存放养生的时间为3～7天，温度为10～40℃。
本发明提供了一种可饰面生物质复合防火板材，包括以下质量份数的组分：生物质纤维50～70份，有机合成纤维6～10份，有机胶黏剂10～15份，无机胶黏剂15～20份，无机填料5～10份和防腐剂1～5份；所述生物质纤维包括生物质长纤维和生物质短纤维，所述生物质长纤维的长度＞所述生物质短纤维的长度。本发明通过生物质纤维和有机合成纤维组合，有效提高了防火板的弹性模量等力学强；通过采用有机胶黏剂和无机胶黏剂形成的有机无机结合胶黏剂体系配合无机填料和防腐剂，在生物质纤维的用量明显大于无机填料的条件下，不仅实现了防火板材无甲醛释放，安全环保，同时提高了防火板材的防腐、防霉、防火性能。综上，本发明提供的可饰面生物质复合防火板材，其生物质添加量大于50％，可有效解决当前生物质纤维人造板不防火、不耐潮湿和水以及无机人造板力学强度低的普遍问题，具有优异的耐火性能、防腐抗菌性能和弹性模量等力学性能，同时，本发明制备的合成纤维增强的生物质纤维复合防火板表层为短纤维，成板后表面光滑，可贴覆浸渍胶膜纸、装饰薄木等饰面材料进行表面装饰，从而进一步拓宽产品应用领域。由实施例的结果表明，本发明提供的可饰面生物质复合防火板材的防火性能可达到A1级；对普通变形杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抗菌性能可达到99.99％；对白腐菌、褐腐菌耐腐等级为Ⅰ级；厚度为18mm时，在干燥状态下弹性模量为4100～4500Mpa。
本发明提供了上述技术方案所述的可饰面生物质复合防火板材的制备方法。本发明提供的制备方法采用分开拌料，分层铺贴的方式，板面表层细腻，可以进行表层饰面，进一步拓宽了板材的市场应用范围。
附图说明
图1为本发明实施例提供的可饰面生物质复合防火板材的制备流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种可饰面生物质复合防火板材，包括以下质量份数的组分：
生物质纤维50～70份，有机合成纤维6～10份，有机胶黏剂10～15份，无机胶黏剂15～20份，无机填料5～10份和防腐剂1～5份；所述生物质纤维包括生物质长纤维和生物质短纤维，所述生物质长纤维的长度＞所述生物质短纤维的长度。
在本发明中，若无特殊说明，所有制备原料/组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。
以质量份数计，本发明提供的可饰面生物质复合防火板材包括生物质纤维50～70份，优选为55～65份，进一步优选为60份。
在本发明中，所述生物质纤维优选包括木本纤维、禾本纤维和草本植物纤维中的一种或多种，进一步优选包括原竹纤维、木纤维、麻纤维和秸秆纤维中的一种或多种。所述生物质长纤维的长度优选≥10mm，更优选为10～15mm；直径优选为2～8μm，更优选为3～7μm。所述生物质短纤维的粒径优选为100～150目。所述生物质长纤维和生物质短纤维的质量比优选为2:1。
以所述生物质纤维的质量份数计，本发明提供的可饰面生物质复合防火板材包括有机合成纤维6～10份，优选为7～9份，进一步优选为8份。
在本发明中，所述有机合成纤维优选包括聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维和聚乙烯纤维的一种或多种。所述有机合成纤维的长度优选≥10mm，更优选为10～15mm，直径优选为2～8μm，更优选为3～6μm。
以所述生物质纤维的质量份数计，本发明提供的可饰面生物质复合防火板材包括有机胶黏剂10～15份，优选为11～14份，进一步优选为12份或13份。
在本发明中，所述有机胶黏剂优选为水溶性聚乙烯醇。
以所述生物质纤维的质量份数计，本发明提供的可饰面生物质复合防火板材包括无机胶黏剂15～20份，优选为16～19份，进一步优选为17份或18份。
在本发明中，所述无机胶黏剂优选为硅酸盐水泥。所述硅酸盐水泥的型号优选为PO32.5、PO42.5和PO52.5中的一种或多种。
以所述生物质纤维的质量份数计，本发明提供的可饰面生物质复合防火板材包括无机填料5～10份，优选为6～9份，进一步优选为7份或8份。
在本发明中，所述无机填料优选包括蒙脱土、碳酸钙、高岭土和硅灰石中的一种或多种。所述无机填料的粒径优选为100～150目。
以所述生物质纤维的质量份数计，本发明提供的可饰面生物质复合防火板材包括防腐剂1～5份，优选为2～4份，进一步优选为3份。
在本发明中，所述防腐剂选择为硼酸。
本发明提供了上述技术方案所述的可饰面生物质复合防火板材的制备方法，包括以下步骤：
将所述有机胶黏剂、无机胶黏剂、防腐剂和水混合，得到胶料；
将所述生物质长纤维、有机合成纤维和部分无机填料混合，得到长纤维混合物；
将所述生物质短纤维和剩余无机填料混合，得到短纤维混合物；
将部分胶料和长纤维混合物混合，得到拌胶后长纤维；
将剩余胶料和短纤维混合物混合，得到拌胶后短纤维；
将拌胶后长纤维和拌胶后短纤维分层铺装，得到铺装坯体；所述分层铺装的方法为：底层和表层铺装拌胶后短纤维，中间层铺装拌胶后长纤维；
将所述铺装坯体进行冷压成型，得到成型坯体；
将所述成型坯体存放养生，得到可饰面生物质复合防火板材。
本发明将所述有机胶黏剂、无机胶黏剂、防腐剂和水混合，得到胶料。在本发明中，所述水作为胶料的分散溶剂，在所述成型坯体存放养生的过程中蒸发去除。在本发明的具体实施例中，所述水的质量占所述生物质纤维、有机合成纤维、有机胶黏剂、无机胶黏剂、无机填料和防腐剂总质量的百分比优选为10～15％，更优选为11～14％，进一步优选为12％或13％。
本发明将所述生物质长纤维、有机合成纤维和部分无机填料混合，得到长纤维混合物。本发明将所述生物质短纤维和剩余无机填料混合，得到短纤维混合物。在本发明中，所述部分无机填料和剩余无机填料的质量比优选为1:1。
得到胶料、长纤维混合物和短纤维混合物后，本发明将部分胶料和长纤维混合物混合，得到拌胶后长纤维。本发明将剩余胶料和短纤维混合物混合，得到拌胶后短纤维。所述部分胶料和剩余胶料的质量比优选为1～2:1。
在本发明提供的可饰面生物质复合防火板材的制备方法中，所述混合优选为搅拌混合，本发明对所述搅拌混合的具体实施过程没有特殊要求，确保原料混合均匀即可。
得到拌胶后长纤维和拌胶后短纤维后，本发明将拌胶后长纤维和拌胶后短纤维分层铺装，得到铺装坯体；所述分层铺装的方法为：底层和表层铺装拌胶后短纤维，中间层铺装拌胶后长纤维。所述分层铺装时，底层、表层和中间层的厚度比优选为1:3:1。
得到铺装坯体后，本发明将所述铺装坯体进行冷压成型，得到成型坯体。在本发明中，所述冷压成型的单位压力优选为1.5～3.5Mpa，更优选为2～2.5MPa；时间优选为24～36h。
得到成型坯体后，本发明将所述成型坯体存放养生，得到可饰面生物质复合防火板材。在本发明中，所述存放养生的时间优选为3～7天，更优选为4～6天；温度优选为10～40℃，更优选为25～35℃。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
以下实施例均按照图1所示的制备流程进行制备。
实施例1
本实施例制备的可饰面生物质复合防火板材包括以下质量份数的组分：生物质纤维70份、有机合成纤维10份、有机胶黏剂15份、无机胶黏剂20份、无机填料10份、防腐剂5份；其中，生物质纤维为原竹纤维，由生物质长纤维和生物质短纤维组成，生物质长纤维和生物质短纤维的质量比为2:1，生物质长纤维的长度为10mm，直径为2μm；生物质短纤维的粒径为100目。有机合成纤维为聚乙烯醇纤维，有机合成纤维的长度为10mm，直径为2μm；有机胶黏剂为水溶性聚乙烯醇，无机胶黏剂为型号为PO32.5的硅酸盐水泥，无机填料为蒙脱土，粒径为100目。
本实施例制备的可饰面生物质复合防火板材的方法包括：将有机胶黏剂、无机胶黏剂、防腐剂和水混合，得到胶料；其中水的质量为生物质纤维、有机合成纤维、有机胶黏剂、无机胶黏剂、无机填料和防腐剂总质量的15％；将生物质长纤维、有机合成纤维和部分无机填料混合，得到长纤维混合物；将生物质短纤维和剩余无机填料混合，得到短纤维混合物；部分无机填料和剩余无机填料的质量比为1:1。将部分胶料和长纤维混合物混合，得到拌胶后长纤维；将剩余胶料和短纤维混合物混合，得到拌胶后短纤维；部分胶料和剩余胶料的质量比优选为1:1。将拌胶后长纤维和拌胶后短纤维分层铺装，得到铺装坯体；分层铺装的方法为：底层和表层铺装拌胶后短纤维，中间层铺装拌胶后长纤维；分层铺装时，底层、表层和中间层的厚度比为1:3:1。将铺装坯体进行冷压成型，得到成型坯体；冷压成型的单位压力为3.5Mpa，时间为36h。将成型坯体存放养生，得到可饰面生物质复合防火板材，存放养生的时间为7天，温度为40℃。
本实施例制备的可饰面生物质复合防火板材防火性能可达到A1级，对普通变形杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抗菌性能可达到99.99％，对白腐菌、褐腐菌耐腐等级为Ⅰ级，常规18mm厚的本实施例制备的板材产品，在干燥状态(含水率为6～8％)下弹性模量为4500Mpa。
实施例2
本实施例制备的可饰面生物质复合防火板材包括以下质量份数的组分：生物质纤维50份、有机合成纤维6份、有机胶黏剂10份、无机胶黏剂15份、无机填料5份、防腐剂1份；其中，生物质纤维为木纤维，由生物质长纤维和生物质短纤维组成，生物质长纤维和生物质短纤维的质量比为2:1，生物质长纤维的长度为15mm，直径为8μm；生物质短纤维的粒径为150目。有机合成纤维为聚丙烯纤维，有机合成纤维的长度为15mm，直径为8μm；有机胶黏剂为水溶性聚乙烯醇，无机胶黏剂为型号为PO42.5的硅酸盐水泥，无机填料为碳酸钙，粒径为150目。
实施例2制备的可饰面生物质复合防火板材的方法与实施例1相同。
本实施例制备的可饰面生物质复合防火板材防火性能可达到A1级，对普通变形杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抗菌性能可达到99.99％，对白腐菌、褐腐菌耐腐等级为Ⅰ级，常规18mm厚的本实施例制备的板材产品，在干燥状态(含水率为6～8％)下弹性模量为4300Mpa。
实施例3
本实施例制备的可饰面生物质复合防火板材包括以下质量份数的组分：生物质纤维60份、有机合成纤维8份、有机胶黏剂12份、无机胶黏剂17份、无机填料8份、防腐剂3份；其中，生物质纤维为麻纤维，由生物质长纤维和生物质短纤维组成，生物质长纤维和生物质短纤维的质量比为2:1，生物质长纤维的长度为12mm，直径为6μm；生物质短纤维的粒径为120目。有机合成纤维为聚乙烯纤维，有机合成纤维的长度为12mm，直径为6μm；有机胶黏剂为水溶性聚乙烯醇，无机胶黏剂为型号为PO52.5的硅酸盐水泥，无机填料为碳酸钙，粒径为120目。
本实施例制备的可饰面生物质复合防火板材防火性能可达到A1级，对普通变形杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抗菌性能可达到99.99％，对白腐菌、褐腐菌耐腐等级为Ⅰ级，常规18mm厚的本实施例制备的板材产品，在干燥状态(含水率为6～8％)下弹性模量为4200Mpa。
实施例4
本实施例制备的可饰面生物质复合防火板材包括的制备原料的种类以及质量份数与实施例1相同；
本实施例制备的可饰面生物质复合防火板材的方法包括：将有机胶黏剂、无机胶黏剂、防腐剂和水混合，得到胶料；其中水的质量为生物质纤维、有机合成纤维、有机胶黏剂、无机胶黏剂、无机填料和防腐剂总质量的20％；将生物质长纤维、有机合成纤维和部分无机填料混合，得到长纤维混合物；将生物质短纤维和剩余无机填料混合，得到短纤维混合物；部分无机填料和剩余无机填料的质量比为1:1。将部分胶料和长纤维混合物混合，得到拌胶后长纤维；将剩余胶料和短纤维混合物混合，得到拌胶后短纤维；部分胶料和剩余胶料的质量比优选为1:1。将拌胶后长纤维和拌胶后短纤维分层铺装，得到铺装坯体；分层铺装的方法为：底层和表层铺装拌胶后短纤维，中间层铺装拌胶后长纤维；分层铺装时，底层、表层和中间层的厚度比为1:3:1。将铺装坯体进行冷压成型，得到成型坯体；冷压成型的单位压力为1.5Mpa，时间为24h。将成型坯体存放养生，得到可饰面生物质复合防火板材，存放养生的时间为3天，温度为10℃。
本实施例制备的可饰面生物质复合防火板材防火性能可达到A1级，对普通变形杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抗菌性能可达到99.99％，对白腐菌、褐腐菌耐腐等级为Ⅰ级，常规18mm厚的本实施例制备的板材产品，在干燥状态(含水率为6～8％)下弹性模量为4100Mpa。
实施例5
本实施例制备的可饰面生物质复合防火板材包括的制备原料的种类以及质量份数与实施例1相同；
本实施例制备的可饰面生物质复合防火板材的方法包括：将有机胶黏剂、无机胶黏剂、防腐剂和水混合，得到胶料；其中水的质量为生物质纤维、有机合成纤维、有机胶黏剂、无机胶黏剂、无机填料和防腐剂总质量的18％；将生物质长纤维、有机合成纤维和部分无机填料混合，得到长纤维混合物；将生物质短纤维和剩余无机填料混合，得到短纤维混合物；部分无机填料和剩余无机填料的质量比为1:1。将部分胶料和长纤维混合物混合，得到拌胶后长纤维；将剩余胶料和短纤维混合物混合，得到拌胶后短纤维；部分胶料和剩余胶料的质量比优选为1:1。将拌胶后长纤维和拌胶后短纤维分层铺装，得到铺装坯体；分层铺装的方法为：底层和表层铺装拌胶后短纤维，中间层铺装拌胶后长纤维；分层铺装时，底层、表层和中间层的厚度比为1:3:1。将铺装坯体进行冷压成型，得到成型坯体；冷压成型的单位压力为2.5Mpa，时间为24h。将成型坯体存放养生，得到可饰面生物质复合防火板材，存放养生的时间为5天，温度为25℃。
本实施例制备的可饰面生物质复合防火板材防火性能可达到A1级，对普通变形杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抗菌性能可达到99.99％，对白腐菌、褐腐菌耐腐等级为Ⅰ级，常规18mm厚的本实施例制备的板材产品，在干燥状态(含水率为6～8％)下弹性模量为4200Mpa。
对比例1
本对比例制备的可饰面生物质复合防火板材包括以下质量份数的组分：生物质纤维70份、有机胶黏剂15份、无机胶黏剂20份、无机填料10份、防腐剂5份；其中，生物质纤维为原竹纤维，由生物质长纤维和生物质短纤维组成，生物质长纤维和生物质短纤维的质量比为2:1，生物质长纤维的长度为10mm，直径为2μm；生物质短纤维的粒径为100目。有机胶黏剂为水溶性聚乙烯醇，无机胶黏剂为型号为PO32.5的硅酸盐水泥，无机填料为蒙脱土，粒径为100目。
本对比例制备的可饰面生物质复合防火板材的方法包括：将有机胶黏剂、无机胶黏剂、防腐剂和水混合，得到胶料；其中水的质量为生物质纤维、有机胶黏剂、无机胶黏剂、无机填料和防腐剂总质量的15％；将生物质长纤维和部分无机填料混合，得到长纤维混合物；将生物质短纤维和剩余无机填料混合，得到短纤维混合物；部分无机填料和剩余无机填料的质量比为1:1。将部分胶料和长纤维混合物混合，得到拌胶后长纤维；将剩余胶料和短纤维混合物混合，得到拌胶后短纤维；部分胶料和剩余胶料的质量比优选为1:1。将拌胶后长纤维和拌胶后短纤维分层铺装，得到铺装坯体；分层铺装的方法为：底层和表层铺装拌胶后短纤维，中间层铺装拌胶后长纤维；分层铺装时，底层、表层和中间层的厚度比为1:3:1。将铺装坯体进行冷压成型，得到成型坯体；冷压成型的单位压力为3.5Mpa，时间为36h。将成型坯体存放养生，得到可饰面生物质复合防火板材，存放养生的时间为7天，温度为40℃。
本对比例制备的可饰面生物质复合防火板材防火性能可达到A1级，对普通变形杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抗菌性能可达到99.99％，对白腐菌、褐腐菌耐腐等级为Ⅰ级，常规18mm厚的本实施例制备的板材产品，在干燥状态(含水率为6～8％)下弹性模量为4000Mpa。与实施例1相比较，对比例1配方中缺少10份有机合成纤维，弹性模量会有明显的降低。
对比例2
本对比例制备的可饰面生物质复合防火板材包括以下质量份数的组分：生物质纤维70份、有机合成纤维10份、无机胶黏剂20份、无机填料10份、防腐剂5份；其中，生物质纤维为原竹纤维，由生物质长纤维和生物质短纤维组成，生物质长纤维和生物质短纤维的质量比为2:1，生物质长纤维的长度为10mm，直径为2μm；生物质短纤维的粒径为100目。有机合成纤维为聚乙烯醇纤维，有机合成纤维的长度为10mm，直径为2μm；无机胶黏剂为型号为PO32.5的硅酸盐水泥，无机填料为蒙脱土，粒径为100目。
本对比例制备的可饰面生物质复合防火板材的方法包括：将无机胶黏剂、防腐剂和水混合，得到胶料；其中水的质量为生物质纤维、有机合成纤维、无机胶黏剂、无机填料和防腐剂总质量的15％；将生物质长纤维、有机合成纤维和部分无机填料混合，得到长纤维混合物；将生物质短纤维和剩余无机填料混合，得到短纤维混合物；部分无机填料和剩余无机填料的质量比为1:1。将部分胶料和长纤维混合物混合，得到拌胶后长纤维；将剩余胶料和短纤维混合物混合，得到拌胶后短纤维；部分胶料和剩余胶料的质量比优选为1:1。将拌胶后长纤维和拌胶后短纤维分层铺装，得到铺装坯体；分层铺装的方法为：底层和表层铺装拌胶后短纤维，中间层铺装拌胶后长纤维；分层铺装时，底层、表层和中间层的厚度比为1:3:1。将铺装坯体进行冷压成型，得到成型坯体；冷压成型的单位压力为3.5Mpa，时间为36h。将成型坯体存放养生，得到可饰面生物质复合防火板材，存放养生的时间为7天，温度为40℃。
本对比例制备的可饰面生物质复合防火板材防火性能可达到A1级，对普通变形杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抗菌性能可达到99.99％，对白腐菌、褐腐菌耐腐等级为Ⅰ级，常规18mm厚的本实施例制备的板材产品，在干燥状态(含水率为6～8％)下弹性模量为3900Mpa。对比例2的配方中缺少有机胶黏剂，并不会影响防火、抗菌、耐腐性能，但是对力学性能有较大影响。
对比例3
本对比例制备的可饰面生物质复合防火板材包括以下质量份数的组分：生物质纤维70份、有机合成纤维10份、有机胶黏剂15份、无机填料10份、防腐剂5份；其中，生物质纤维为原竹纤维，由生物质长纤维和生物质短纤维组成，生物质长纤维和生物质短纤维的质量比为2:1，生物质长纤维的长度为10mm，直径为2μm；生物质短纤维的粒径为100目。有机合成纤维为聚乙烯醇纤维，有机合成纤维的长度为10mm，直径为2μm；有机胶黏剂为水溶性聚乙烯醇，无机填料为蒙脱土，粒径为100目。
本对比例制备的可饰面生物质复合防火板材的方法包括：将有机胶黏剂、防腐剂和水混合，得到胶料；其中水的质量为生物质纤维、有机合成纤维、有机胶黏剂、无机填料和防腐剂总质量的15％；将生物质长纤维、有机合成纤维和部分无机填料混合，得到长纤维混合物；将生物质短纤维和剩余无机填料混合，得到短纤维混合物；部分无机填料和剩余无机填料的质量比为1:1。将部分胶料和长纤维混合物混合，得到拌胶后长纤维；将剩余胶料和短纤维混合物混合，得到拌胶后短纤维；部分胶料和剩余胶料的质量比优选为1:1。将拌胶后长纤维和拌胶后短纤维分层铺装，得到铺装坯体；分层铺装的方法为：底层和表层铺装拌胶后短纤维，中间层铺装拌胶后长纤维；分层铺装时，底层、表层和中间层的厚度比为1:3:1。将铺装坯体进行冷压成型，得到成型坯体；冷压成型的单位压力为3.5Mpa，时间为36h。将成型坯体存放养生，得到可饰面生物质复合防火板材，存放养生的时间为7天，温度为40℃。
本对比例制备的可饰面生物质复合防火板材防火性能可达到B1级，对普通变形杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抗菌性能可达到95％，对白腐菌、褐腐菌耐腐等级为Ⅰ级，常规18mm厚的本实施例制备的板材产品，在干燥状态(含水率为6～8％)下弹性模量为3800Mpa。以实施例1相比较，对比例3缺少无机胶黏剂，防火性能下降。
对比例4
本对比例制备的可饰面生物质复合防火板材包括以下质量份数的组分：生物质纤维70份、有机合成纤维10份、有机胶黏剂15份、无机胶黏剂20份、无机填料15份、防腐剂5份；其中，生物质纤维为原竹纤维，由生物质长纤维和生物质短纤维组成，生物质长纤维和生物质短纤维的质量比为2:1，生物质长纤维的长度为10mm，直径为2μm；生物质短纤维的粒径为100目。有机合成纤维为聚乙烯醇纤维，有机合成纤维的长度为10mm，直径为2μm；有机胶黏剂为水溶性聚乙烯醇，无机胶黏剂为型号为PO32.5的硅酸盐水泥，无机填料为蒙脱土，粒径为100目。
本对比例制备的可饰面生物质复合防火板材的方法包括：将有机胶黏剂、无机胶黏剂、防腐剂和水混合，得到胶料；其中水的质量为生物质纤维、有机合成纤维、有机胶黏剂、无机胶黏剂、无机填料和防腐剂总质量的15％；将生物质长纤维、有机合成纤维和部分无机填料混合，得到长纤维混合物；将生物质短纤维和剩余无机填料混合，得到短纤维混合物；部分无机填料和剩余无机填料的质量比为1:1。将部分胶料和长纤维混合物混合，得到拌胶后长纤维；将剩余胶料和短纤维混合物混合，得到拌胶后短纤维；部分胶料和剩余胶料的质量比优选为1:1。将拌胶后长纤维和拌胶后短纤维分层铺装，得到铺装坯体；分层铺装的方法为：底层和表层铺装拌胶后短纤维，中间层铺装拌胶后长纤维；分层铺装时，底层、表层和中间层的厚度比为1:3:1。将铺装坯体进行冷压成型，得到成型坯体；冷压成型的单位压力为3.5Mpa，时间为36h。将成型坯体存放养生，得到可饰面生物质复合防火板材，存放养生的时间为7天，温度为40℃。
本对比例制备的可饰面生物质复合防火板材防火性能可达到A1级，对普通变形杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抗菌性能可达到99.99％，对白腐菌、褐腐菌耐腐等级为Ⅰ级，常规18mm厚的本实施例制备的板材产品，在干燥状态(含水率为6～8％)下弹性模量为3500Mpa。与实施例1相比较，对比例5中无机填料用量过多，导致力学性能下降。
在以上对比案例中，无机填料添加量高于10份、缺少有机胶黏剂、无机胶黏剂或缺少有机合成纤维等条件下，均会降低本发明防火板的弹性模量。
由以上实施例和对比例的结果可知，本发明制备的防火板通过添加生物质纤维和有机合成纤维，提高了弹性模量等力学强，采用结合胶黏剂体系，无甲醛释放，安全环保，同时提高了纤维板的防腐、防霉、防火性能，此外，本发明的制备方法采用分开拌料，分层铺贴的方式，板面表层细腻，可以进行表层饰面，进一步拓宽了板材的市场应用范围。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (10)
1.一种可饰面生物质复合防火板材，其特征在于，包括以下质量份数的组分：
生物质纤维50～70份，有机合成纤维6～10份，有机胶黏剂10～15份，无机胶黏剂15～20份，无机填料5～10份和防腐剂1～5份；所述生物质纤维包括生物质长纤维和生物质短纤维，所述生物质长纤维的长度＞所述生物质短纤维的长度。
2.根据权利要求1所述的可饰面生物质复合防火板材，其特征在于，所述生物质纤维包括原竹纤维、木纤维、麻纤维和秸秆纤维中的一种或多种；所述生物质长纤维的长度≥10mm，直径为2～8μm；所述生物质短纤维的粒径为100～150目。
3.根据权利要求1或2所述的可饰面生物质复合防火板材，其特征在于，所述生物质长纤维和生物质短纤维的质量比为2:1。
4.根据权利要求1所述的可饰面生物质复合防火板材，其特征在于，所述有机合成纤维包括聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维和聚乙烯纤维的一种或多种。
5.根据权利要求1或4所述的可饰面生物质复合防火板材，其特征在于，所述有机合成纤维的长度≥10mm，直径为2～8μm。
6.根据权利要求1所述的可饰面生物质复合防火板材，其特征在于，所述有机胶黏剂为水溶性聚乙烯醇；所述无机胶黏剂为硅酸盐水泥。
7.根据权利要求6所述的可饰面生物质复合防火板材，其特征在于，所述硅酸盐水泥的型号为PO32.5、PO42.5和PO52.5中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的可饰面生物质复合防火板材，其特征在于，所述无机填料包括蒙脱土、碳酸钙、高岭土和硅灰石中的一种或多种；所述无机填料的粒径为100～150目。
9.权利要求1～8任一项所述的可饰面生物质复合防火板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述有机胶黏剂、无机胶黏剂、防腐剂和水混合，得到胶料；
将所述生物质长纤维、有机合成纤维和部分无机填料混合，得到长纤维混合物；
将所述生物质短纤维和剩余无机填料混合，得到短纤维混合物；
将部分胶料和长纤维混合物混合，得到拌胶后长纤维；
将剩余胶料和短纤维混合物混合，得到拌胶后短纤维；
将拌胶后长纤维和拌胶后短纤维分层铺装，得到铺装坯体；所述分层铺装的方法为：底层和表层铺装拌胶后短纤维，中间层铺装拌胶后长纤维；
将所述铺装坯体进行冷压成型，得到成型坯体；
将所述成型坯体存放养生，得到可饰面生物质复合防火板材。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述冷压成型的单位压力为1.5～3.5Mpa，时间为24～36h；
所述存放养生的时间为3～7天，温度为10～40℃。
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| CN202311525769.0A CN117567873A (zh) | 2023-11-15 | 2023-11-15 | 一种可饰面生物质复合防火板材及其制备方法 |
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