一种新型高强度环保板材的制备方法与流程

文档序号:16527487发布日期:2019-01-05 10:27阅读:278来源:国知局

本发明涉及环保材料领域,具体涉及一种新型高强度环保板材的制备方法。



背景技术:

我国是一个森林结构失衡和资源匮乏的国家,木材资源供需矛盾日益突出,原料供应的紧缺已成为制约人造板行业发展的瓶颈,但是原料短缺的压力也加快了人造产业木材供给渠道的调整,例如,加快对废弃木材材料资源的回收利用。废弃木质才来哦的循环利用,既可以实现废弃木材材料作人造板工业的原料,在一定程度上环节木材资源供应不足的压力,又可以改变传统方式单方向木材消耗模式。

中国专利cn103419265a公开了一种利用废弃木材生产中密度纤维板的工艺方法,使用原料采用的是不成材的枝丫和木材加工的剩余物如小木方、板条、废单板及原木木心;生产该种纤维板过程中的施胶工序使用脲醛树脂;生产该种纤维板的工艺流程是-原料削片-筛选-制浆-施胶-干燥-铺装-预压-热压-凉板-锯边-砂光-成型。但是本发明使用的脲醛树脂产生的胶层脆易老化,同时在使用过程中存在释放游离甲醛污染环境的问题。

中国专利cn105500491a公开了一种低甲醛人造板的生产工艺,包括削片、筛选、刨片、干燥等。与现有的人造板生产工艺相比,本发明固化剂不会报废,不会造成橡皮管堵塞,也减少了对设备的腐蚀作用,而且拌胶效果更好;将热压产生的废气进行水处理,过滤出其中的粉尘及游离甲醛,杜绝了因直排而对环境产生污染的现象。但是本发明中木材未经过蒸煮直接进行铺装热压,生产的板材内部含水率低,易干燥开裂,同时木材的防腐防蛀性能欠佳。



技术实现要素:

针对现有技术中存在的问题,本发明提供了一种新型高强度环保板材的制备方法,本发明方法通过废弃木材与中草药添加物混合蒸煮研磨,制备的木质材料,具有良好的抗菌性,防腐防蛀性,通过将木质料贝壳粉混合胶黏剂粘接,压制而成制备的板材具有良好的硬度强度,原料来源广泛,生产成本低。

为了达到上述目的,本发明通过以下技术方案来实现的:

一种新型环保高强度环保板材的制备方法,包括以下步骤:

(1)将废弃木材送至粉碎机粉碎至粒径小于1厘米,同时将中草药添加物粉碎至粒径小于1厘米,将中草药添加物和废弃木材料按照1-3:50的质量比混合均匀,得木质料;

所述中草药添加物包括以下原料:栀子、艾蒿、除虫菊、陈皮、杜仲、北豆根和薄荷;

(2)将木质料加入筛选机中震动筛选去除泥沙杂质后,向加入相当于其重量3-8%的亚硫酸钠搅拌混合后,加入蒸煮器中进行蒸煮软化;

(3)将步骤(2)中蒸煮软化后的木质料加入热磨机中进行热磨2-4小时,热磨机内蒸汽压力控制在0.8-1.2mpa;

(4)将热磨后的木质料送入干燥管道中进行干燥,控制水分率至4-8%,即得木质纤维;

(5)向木质纤维中加入相当于其重量15-30%的贝壳粉,搅拌混合均匀后,加入胶黏剂,以1200-1800转/分钟的速度搅拌混合均匀,使用铺装机进行铺装后,置入冷压机中在12-20mpa下进行预压后,置入热压机中进行热压,静置20-30小时,切割修整后,即得板坯;

(6)将锯切后的板坯比表明进行砂光处理后,辊涂一层0.5-5毫米厚的防水涂料,置入干燥室中在60-70摄氏度下,干燥20小时,即得所述新型高强度环保板材;

所述防水涂料包括以下重量份计的原料:聚氨酯32-38份、桉树油2-4份、负离子粉1-3份、纳米二氧化钛2-6份、白炭黑1-4份、甲基丙烯酸酯1-3份、过氧化苯甲酰0.8-1.6份、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷0.6-1.2份和β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯0.4-0.8份。

优选地,所述步骤(1)中的中草药添加物包括以下重量份的原料:栀子3-7份、艾蒿15-22份、除虫菊3-7份、陈皮8-12份、杜仲10-15份、北豆根4-8份和薄荷5-10份。

优选地,所述步骤(2)中的蒸煮软化条件为蒸煮温度120-130摄氏度,蒸煮压力0.6-0.9mpa,时间5-10分钟。

优选地,所述步骤(4)中的干燥条件为:干燥管道的入口热气温度为160-200摄氏度,干燥管道的出口热气温度为60-70摄氏度。

优选地,所述步骤(5)中的贝壳粉为改性贝壳粉,制备方法如下:

(1)将贝壳洗净在质量浓度为0.1-0.3%的盐酸溶液中浸泡30-40分钟,取出沥干后高温煅烧,1-2小时,用水洗净,烘干,粉碎研磨过100-200目筛;

(2)将贝壳粉置于质量浓度为30-40%的乙醇溶液中,超声震荡10-15分钟后,烘干;

(3)在质量浓度为0.1-0.3%的氢氧化钠溶液中加入十二烷基苯磺酸钠分散剂,在搅拌状态下加入碳纳米管,分散均匀后加入贝壳粉,继续搅拌30-60分钟,产物经抽滤、超声震荡清洗后,干燥,即得改性贝壳粉。

优选地,所述贝壳粉和碳纳米管的质量比为25:1。

优选地,所述步骤(5)中的胶黏剂包括以下重量份计的原料:异氰酸酯树脂胶46份、豆蛋白胶35份、十二氨基苯醚磺酸钠6份、桉树油3份、有机氨基树脂3份、纳米二氧化硅4份和柠檬桉油2.5份。

优选地,所述胶黏剂的使用量为木质纤维重量的8-10%。

优选地,所述步骤(5)中的热压条件为热压温度235-248摄氏度,热压压力70-80mpa。

优选地,所述步骤(6)防水涂料的制备方法如下:

(1)将聚氨酯升温和甲基丙烯酸酯搅拌混合均匀,升温至63-68摄氏度,在600-800转/分钟的搅拌速度下,缓慢向其中滴加过氧化苯甲酰,滴加结束后,继续搅拌反应50-60分钟后,得混合物a;

(2)向混合物a中加入防水涂料的剩余原料后,搅拌均匀后,开启高速剪切,以1500-2000转/分钟的速度,高速剪切20-30分钟后,抽真空,脱泡8-15分钟,即得所述防水涂料。

本发明具有如下的有益效果:

(1)本发明方法通过废弃木材与中草药添加物混合蒸煮研磨,制备的木质材料,具有良好的抗菌性,防腐防蛀性,通过将木质料贝壳粉混合胶黏剂粘接,压制而成制备的板材具有良好的硬度强度,原料来源广泛,生产成本低。

(2)本发明通过坚果废弃木材粉碎和中草药添加物(栀子、艾蒿、除虫菊、陈皮、杜仲、北豆根和薄荷)混合共同蒸煮热磨,除虫菊、栀子、杜仲和北豆根与废弃木料共同蒸煮,其释放的有效物质可以提高木质料的除虫防蛀性,同时陈皮和薄荷和艾蒿中的有效物质可以提高木质料的抗菌性,通过中草药添加物组分间的协同配合可以有效提高木质料的综合性能,且安全环保,无毒。

(3)本发明添加在木质纤维中贝壳粉,贝壳粉来源广泛,成本低,不仅可以提高板材的强度和防腐性能,而且贝壳粉为多孔纤维状双螺旋体结构,具有吸附有害气体的功效,提高板材的净化空气能力,同时具有良好的阻燃性和吸音降噪功能。

(4)本发明使用的胶黏剂为异氰酸酯树脂胶、豆蛋白胶、十二氨基苯醚磺酸钠、桉树油、有机氨基树脂、纳米二氧化硅和柠檬桉油的混合物,具有良好粘结性,胶黏剂的韧性大,持续性强,绿色环保,无甲醛类物质产生。

(5)本发明中在板坯外面辊涂一层防水涂料,可以有效提高板材的防水性和防腐性,防水涂料为聚氨酯、桉树油、负离子粉、纳米二氧化钛、白炭黑、甲基丙烯酸酯、过氧化苯甲酰、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷和β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯的混合物,聚氨酯具有良好防水性,通过甲基丙烯酸酯和过氧化苯甲酰的复合作用,在聚氨酯表面接枝甲基丙烯酸酯,可以有效提高聚氨酯的粘结性和柔韧性,提高涂层的结合强度,同时涂层中通过桉树油、负离子粉、白炭黑和二氧化钛的配合,可以有效提高板材的除虫、抗菌和耐腐蚀性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述,以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

一种新型环保高强度环保板材的制备方法,包括以下步骤:

(1)将废弃木材送至粉碎机粉碎至粒径小于1厘米,同时将中草药添加物粉碎至粒径小于1厘米,将中草药添加物和废弃木材料按照1:50的质量比混合均匀,得木质料;

中草药添加物包括以下原料:栀子、艾蒿、除虫菊、陈皮、杜仲、北豆根和薄荷;

(2)将木质料加入筛选机中震动筛选去除泥沙杂质后,向加入相当于其重量3%的亚硫酸钠搅拌混合后,加入蒸煮器中进行蒸煮软化;

(3)将步骤(2)中蒸煮软化后的木质料加入热磨机中进行热磨2小时,热磨机内蒸汽压力控制在0.8mpa;

(4)将热磨后的木质料送入干燥管道中进行干燥,控制水分率至4%,即得木质纤维;

(5)向木质纤维中加入相当于其重量15%的贝壳粉,搅拌混合均匀后,加入胶黏剂,以1200转/分钟的速度搅拌混合均匀,使用铺装机进行铺装后,置入冷压机中在12mpa下进行预压后,置入热压机中进行热压,静置20小时,切割修整后,即得板坯;

(6)将锯切后的板坯比表明进行砂光处理后,辊涂一层0.5毫米厚的防水涂料,置入干燥室中在60摄氏度下,干燥20小时,即得所述新型高强度环保板材;

防水涂料包括以下重量份计的原料:聚氨酯32份、桉树油2份、负离子粉1份、纳米二氧化钛2份、白炭黑1份、甲基丙烯酸酯1份、过氧化苯甲酰0.8份、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷0.6份和β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯0.4份。

步骤(1)中的中草药添加物包括以下重量份的原料:栀子3份、艾蒿15份、除虫菊3份、陈皮8份、杜仲10份、北豆根4份和薄荷5份。

步骤(2)中的蒸煮软化条件为蒸煮温度120摄氏度,蒸煮压力0.6mpa,时间5分钟。

步骤(4)中的干燥条件为:干燥管道的入口热气温度为160摄氏度,干燥管道的出口热气温度为60摄氏度。

步骤(5)中的贝壳粉为改性贝壳粉,制备方法如下:

(1)将贝壳洗净在质量浓度为0.1%的盐酸溶液中浸泡30分钟,取出沥干后高温煅烧,1小时,用水洗净,烘干,粉碎研磨过100目筛;

(2)将贝壳粉置于质量浓度为30%的乙醇溶液中,超声震荡10分钟后,烘干;

(3)在质量浓度为0.1%的氢氧化钠溶液中加入十二烷基苯磺酸钠分散剂,在搅拌状态下加入碳纳米管,分散均匀后加入贝壳粉,继续搅拌30分钟,产物经抽滤、超声震荡清洗后,干燥,即得改性贝壳粉。

贝壳粉和碳纳米管的质量比为25:1。

步骤(5)中的胶黏剂包括以下重量份计的原料:异氰酸酯树脂胶46份、豆蛋白胶35份、十二氨基苯醚磺酸钠6份、桉树油3份、有机氨基树脂3份、纳米二氧化硅4份和柠檬桉油2.5份。

胶黏剂的使用量为木质纤维重量的10%。

步骤(5)中的热压条件为热压温度235摄氏度,热压压力70mpa。

步骤(6)防水涂料的制备方法如下:

(1)将聚氨酯升温和甲基丙烯酸酯搅拌混合均匀,升温至63摄氏度,在600转/分钟的搅拌速度下,缓慢向其中滴加过氧化苯甲酰,滴加结束后,继续搅拌反应50分钟后,得混合物a;

(2)向混合物a中加入防水涂料的剩余原料后,搅拌均匀后,开启高速剪切,以1500转/分钟的速度,高速剪切20分钟后,抽真空,脱泡8分钟,即得所述防水涂料。

实施例2

一种新型环保高强度环保板材的制备方法,包括以下步骤:

(1)将废弃木材送至粉碎机粉碎至粒径小于1厘米,同时将中草药添加物粉碎至粒径小于1厘米,将中草药添加物和废弃木材料按照3:50的质量比混合均匀,得木质料;

中草药添加物包括以下原料:栀子、艾蒿、除虫菊、陈皮、杜仲、北豆根和薄荷;

(2)将木质料加入筛选机中震动筛选去除泥沙杂质后,向加入相当于其重量8%的亚硫酸钠搅拌混合后,加入蒸煮器中进行蒸煮软化;

(3)将步骤(2)中蒸煮软化后的木质料加入热磨机中进行热磨4小时,热磨机内蒸汽压力控制在1.2mpa;

(4)将热磨后的木质料送入干燥管道中进行干燥,控制水分率至8%,即得木质纤维;

(5)向木质纤维中加入相当于其重量30%的贝壳粉,搅拌混合均匀后,加入胶黏剂,以1800转/分钟的速度搅拌混合均匀,使用铺装机进行铺装后,置入冷压机中在20mpa下进行预压后,置入热压机中进行热压,静置30小时,切割修整后,即得板坯;

(6)将锯切后的板坯比表明进行砂光处理后,辊涂一层5毫米厚的防水涂料,置入干燥室中在70摄氏度下,干燥20小时,即得所述新型高强度环保板材;

防水涂料包括以下重量份计的原料:聚氨酯38份、桉树油4份、负离子粉3份、纳米二氧化钛6份、白炭黑4份、甲基丙烯酸酯3份、过氧化苯甲酰1.6份、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷1.2份和β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯0.8份。

步骤(1)中的中草药添加物包括以下重量份的原料:栀子7份、艾蒿22份、除虫菊7份、陈皮12份、杜仲15份、北豆根8份和薄荷10份。

步骤(2)中的蒸煮软化条件为蒸煮温度130摄氏度,蒸煮压力0.9mpa,时间10分钟。

步骤(4)中的干燥条件为:干燥管道的入口热气温度为200摄氏度,干燥管道的出口热气温度为70摄氏度。

步骤(5)中的贝壳粉为改性贝壳粉,制备方法如下:

(1)将贝壳洗净在质量浓度为0.3%的盐酸溶液中浸泡40分钟,取出沥干后高温煅烧,2小时,用水洗净,烘干,粉碎研磨过200目筛;

(2)将贝壳粉置于质量浓度为40%的乙醇溶液中,超声震荡15分钟后,烘干;

(3)在质量浓度为0.3%的氢氧化钠溶液中加入十二烷基苯磺酸钠分散剂,在搅拌状态下加入碳纳米管,分散均匀后加入贝壳粉,继续搅拌60分钟,产物经抽滤、超声震荡清洗后,干燥,即得改性贝壳粉。

贝壳粉和碳纳米管的质量比为25:1。

步骤(5)中的胶黏剂包括以下重量份计的原料:异氰酸酯树脂胶46份、豆蛋白胶35份、十二氨基苯醚磺酸钠6份、桉树油3份、有机氨基树脂3份、纳米二氧化硅4份和柠檬桉油2.5份。

胶黏剂的使用量为木质纤维重量的10%。

步骤(5)中的热压条件为热压温度248摄氏度,热压压力80mpa。

步骤(6)防水涂料的制备方法如下:

(1)将聚氨酯升温和甲基丙烯酸酯搅拌混合均匀,升温至68摄氏度,在800转/分钟的搅拌速度下,缓慢向其中滴加过氧化苯甲酰,滴加结束后,继续搅拌反应60分钟后,得混合物a;

(2)向混合物a中加入防水涂料的剩余原料后,搅拌均匀后,开启高速剪切,以2000转/分钟的速度,高速剪切30分钟后,抽真空,脱泡15分钟,即得所述防水涂料。

实施例3

一种新型环保高强度环保板材的制备方法,包括以下步骤:

(1)将废弃木材送至粉碎机粉碎至粒径小于1厘米,同时将中草药添加物粉碎至粒径小于1厘米,将中草药添加物和废弃木材料按照1.8:50的质量比混合均匀,得木质料;

所述中草药添加物包括以下原料:栀子、艾蒿、除虫菊、陈皮、杜仲、北豆根和薄荷;

(2)将木质料加入筛选机中震动筛选去除泥沙杂质后,向加入相当于其重量5%的亚硫酸钠搅拌混合后,加入蒸煮器中进行蒸煮软化;

(3)将步骤(2)中蒸煮软化后的木质料加入热磨机中进行热磨2.4小时,热磨机内蒸汽压力控制在1.1mpa;

(4)将热磨后的木质料送入干燥管道中进行干燥,控制水分率至6%,即得木质纤维;

(5)向木质纤维中加入相当于其重量18%的贝壳粉,搅拌混合均匀后,加入胶黏剂,以1500转/分钟的速度搅拌混合均匀,使用铺装机进行铺装后,置入冷压机中在17mpa下进行预压后,置入热压机中进行热压,静置26小时,切割修整后,即得板坯;

(6)将锯切后的板坯比表明进行砂光处理后,辊涂一层1.5毫米厚的防水涂料,置入干燥室中在68摄氏度下,干燥20小时,即得所述新型高强度环保板材;

防水涂料包括以下重量份计的原料:聚氨酯35份、桉树油2.7份、负离子粉1.8份、纳米二氧化钛4份、白炭黑3.2份、甲基丙烯酸酯1.5份、过氧化苯甲酰1.2份、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷0.8份和β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯0.6份。

步骤(1)中的中草药添加物包括以下重量份的原料:栀子5份、艾蒿20份、除虫菊5份、陈皮10份、杜仲13份、北豆根7份和薄荷8份。

步骤(2)中的蒸煮软化条件为蒸煮温度127摄氏度,蒸煮压力0.7mpa,时间6分钟。

步骤(4)中的干燥条件为:干燥管道的入口热气温度为180摄氏度,干燥管道的出口热气温度为66摄氏度。

步骤(5)中的贝壳粉为改性贝壳粉,制备方法如下:

(1)将贝壳洗净在质量浓度为0.2%的盐酸溶液中浸泡36分钟,取出沥干后高温煅烧,1.6小时,用水洗净,烘干,粉碎研磨过160目筛;

(2)将贝壳粉置于质量浓度为34%的乙醇溶液中,超声震荡13分钟后,烘干;

(3)在质量浓度为0.17%的氢氧化钠溶液中加入十二烷基苯磺酸钠分散剂,在搅拌状态下加入碳纳米管,分散均匀后加入贝壳粉,继续搅拌45分钟,产物经抽滤、超声震荡清洗后,干燥,即得改性贝壳粉。

贝壳粉和碳纳米管的质量比为25:1。

步骤(5)中的胶黏剂包括以下重量份计的原料:异氰酸酯树脂胶46份、豆蛋白胶35份、十二氨基苯醚磺酸钠6份、桉树油3份、有机氨基树脂3份、纳米二氧化硅4份和柠檬桉油2.5份。

胶黏剂的使用量为木质纤维重量的8.6%。

步骤(5)中的热压条件为热压温度239摄氏度,热压压力76mpa。

步骤(6)防水涂料的制备方法如下:

(1)将聚氨酯升温和甲基丙烯酸酯搅拌混合均匀,升温至66摄氏度,在680转/分钟的搅拌速度下,缓慢向其中滴加过氧化苯甲酰,滴加结束后,继续搅拌反应54分钟后,得混合物a;

(2)向混合物a中加入防水涂料的剩余原料后,搅拌均匀后,开启高速剪切,以1800转/分钟的速度,高速剪切26分钟后,抽真空,脱泡12分钟,即得所述防水涂料。

实施例4

一种新型环保高强度环保板材的制备方法,包括以下步骤:

(1)将废弃木材送至粉碎机粉碎至粒径小于1厘米,同时将中草药添加物粉碎至粒径小于1厘米,将中草药添加物和废弃木材料按照2.6:50的质量比混合均匀,得木质料;

中草药添加物包括以下原料:栀子、艾蒿、除虫菊、陈皮、杜仲、北豆根和薄荷;

(2)将木质料加入筛选机中震动筛选去除泥沙杂质后,向加入相当于其重量7%的亚硫酸钠搅拌混合后,加入蒸煮器中进行蒸煮软化;

(3)将步骤(2)中蒸煮软化后的木质料加入热磨机中进行热磨2-4小时,热磨机内蒸汽压力控制在1.1mpa;

(4)将热磨后的木质料送入干燥管道中进行干燥,控制水分率至4-8%,即得木质纤维;

(5)向木质纤维中加入相当于其重量29%的贝壳粉,搅拌混合均匀后,加入胶黏剂,以1600转/分钟的速度搅拌混合均匀,使用铺装机进行铺装后,置入冷压机中在18mpa下进行预压后,置入热压机中进行热压,静置26小时,切割修整后,即得板坯;

(6)将锯切后的板坯比表明进行砂光处理后,辊涂一层3.5毫米厚的防水涂料,置入干燥室中在68摄氏度下,干燥20小时,即得所述新型高强度环保板材;

防水涂料包括以下重量份计的原料:聚氨酯37份、桉树油3.1份、负离子粉1.8份、纳米二氧化钛4.5份、白炭黑3.2份、甲基丙烯酸酯2.6份、过氧化苯甲酰1.3份、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷0.9份和β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯0.6份。

步骤(1)中的中草药添加物包括以下重量份的原料:栀子6份、艾蒿19份、除虫菊5份、陈皮10份、杜仲13份、北豆根6份和薄荷7份。

步骤(2)中的蒸煮软化条件为蒸煮温度127摄氏度,蒸煮压力0.8mpa,时间8分钟。

步骤(4)中的干燥条件为:干燥管道的入口热气温度为180摄氏度,干燥管道的出口热气温度为68摄氏度。

步骤(5)中的贝壳粉为改性贝壳粉,制备方法如下:

(1)将贝壳洗净在质量浓度为1.8%的盐酸溶液中浸泡38分钟,取出沥干后高温煅烧,1.6小时,用水洗净,烘干,粉碎研磨过180目筛;

(2)将贝壳粉置于质量浓度为38%的乙醇溶液中,超声震荡13分钟后,烘干;

(3)在质量浓度为0.25%的氢氧化钠溶液中加入十二烷基苯磺酸钠分散剂,在搅拌状态下加入碳纳米管,分散均匀后加入贝壳粉,继续搅拌48分钟,产物经抽滤、超声震荡清洗后,干燥,即得改性贝壳粉。

贝壳粉和碳纳米管的质量比为25:1。

步骤(5)中的胶黏剂包括以下重量份计的原料:异氰酸酯树脂胶46份、豆蛋白胶35份、十二氨基苯醚磺酸钠6份、桉树油3份、有机氨基树脂3份、纳米二氧化硅4份和柠檬桉油2.5份。

胶黏剂的使用量为木质纤维重量的8.6%。

步骤(5)中的热压条件为热压温度243摄氏度,热压压力76mpa。

步骤(6)防水涂料的制备方法如下:

(1)将聚氨酯升温和甲基丙烯酸酯搅拌混合均匀,升温至66摄氏度,在720转/分钟的搅拌速度下,缓慢向其中滴加过氧化苯甲酰,滴加结束后,继续搅拌反应58分钟后,得混合物a;

(2)向混合物a中加入防水涂料的剩余原料后,搅拌均匀后,开启高速剪切,以1850转/分钟的速度,高速剪切28分钟后,抽真空,脱泡12分钟,即得所述防水涂料。

实施例5

一种新型环保高强度环保板材的制备方法,包括以下步骤:

(1)将废弃木材送至粉碎机粉碎至粒径小于1厘米,同时将中草药添加物粉碎至粒径小于1厘米,将中草药添加物和废弃木材料按照2.4:50的质量比混合均匀,得木质料;

中草药添加物包括以下原料:栀子、艾蒿、除虫菊、陈皮、杜仲、北豆根和薄荷;

(2)将木质料加入筛选机中震动筛选去除泥沙杂质后,向加入相当于其重量5.3%的亚硫酸钠搅拌混合后,加入蒸煮器中进行蒸煮软化;

(3)将步骤(2)中蒸煮软化后的木质料加入热磨机中进行热磨3.6小时,热磨机内蒸汽压力控制在1.1mpa;

(4)将热磨后的木质料送入干燥管道中进行干燥,控制水分率至6%,即得木质纤维;

(5)向木质纤维中加入相当于其重量22%的贝壳粉,搅拌混合均匀后,加入胶黏剂,以1500转/分钟的速度搅拌混合均匀,使用铺装机进行铺装后,置入冷压机中在18mpa下进行预压后,置入热压机中进行热压,静置26小时,切割修整后,即得板坯;

(6)将锯切后的板坯比表明进行砂光处理后,辊涂一层0.8毫米厚的防水涂料,置入干燥室中在60-70摄氏度下,干燥20小时,即得所述新型高强度环保板材;

防水涂料包括以下重量份计的原料:聚氨酯34份、桉树油3.3份、负离子粉2.4份、纳米二氧化钛4.5份、白炭黑2.5份、甲基丙烯酸酯2份、过氧化苯甲酰1.2份、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷0.9份和β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯0.6份。

步骤(1)中的中草药添加物包括以下重量份的原料:栀子4份、艾蒿18份、除虫菊5份、陈皮10份、杜仲13份、北豆根6份和薄荷8份。

步骤(2)中的蒸煮软化条件为蒸煮温度125摄氏度,蒸煮压力0.75mpa,时间8分钟。

步骤(4)中的干燥条件为:干燥管道的入口热气温度为180摄氏度,干燥管道的出口热气温度为64摄氏度。

步骤(5)中的贝壳粉为改性贝壳粉,制备方法如下:

(1)将贝壳洗净在质量浓度为0.24%的盐酸溶液中浸泡36分钟,取出沥干后高温煅烧,1.8小时,用水洗净,烘干,粉碎研磨过170目筛;

(2)将贝壳粉置于质量浓度为38%的乙醇溶液中,超声震荡13分钟后,烘干;

(3)在质量浓度为0.26%的氢氧化钠溶液中加入十二烷基苯磺酸钠分散剂,在搅拌状态下加入碳纳米管,分散均匀后加入贝壳粉,继续搅拌48分钟,产物经抽滤、超声震荡清洗后,干燥,即得改性贝壳粉。

贝壳粉和碳纳米管的质量比为25:1。

步骤(5)中的胶黏剂包括以下重量份计的原料:异氰酸酯树脂胶46份、豆蛋白胶35份、十二氨基苯醚磺酸钠6份、桉树油3份、有机氨基树脂3份、纳米二氧化硅4份和柠檬桉油2.5份。

胶黏剂的使用量为木质纤维重量的9%。

步骤(5)中的热压条件为热压温度243摄氏度,热压压力76mpa。

步骤(6)防水涂料的制备方法如下:

(1)将聚氨酯升温和甲基丙烯酸酯搅拌混合均匀,升温至65摄氏度,在680转/分钟的搅拌速度下,缓慢向其中滴加过氧化苯甲酰,滴加结束后,继续搅拌反应56分钟后,得混合物a;

(2)向混合物a中加入防水涂料的剩余原料后,搅拌均匀后,开启高速剪切,以1800转/分钟的速度,高速剪切26分钟后,抽真空,脱泡12分钟,即得所述防水涂料。

对比例1:板材材料中未添加中草药添加物,其余原料和制备方法与实施例1相同;

对比例2:板材材料中未添加贝壳粉,其余原料和制备方法与实施例1相同;

对比例3:板材材料中未辊涂防水涂料,其余原料和制备方法与实施例1相同;

将实施例1-5制得的新型高强度环保板材和对比例1-3制得的板材进行性能测试,结果如表1所示:

分析表1数据,得出下列结论:

对比实施例1和对比例1,可以看出对比例1相对于实施例1的静曲强度下降8.7%,弹性模量下降3.5%,空气净化能力相对于实施例1为一般,而实施例1相对于对比例1的区别是添加中草药添加物,说明添加适量的中草药添加物对板材的力学性能有一定的提高,同时可以明显提高材料的净化空气的能力。

对比实施例1和对比例2,可以看出对比例2相对于实施例1的静曲强度下降32.6%,弹性模量下降26.3%,吸收厚度膨胀率提高33.3%,空气净化能力相对于实施例1为差,而实施例1相对于对比例1的区别是添加贝壳粉,说明添加一定比例的贝壳粉可以显著的提高板材的力学性能、防水性和空气净化能力。

对比实施例1和对比例3,可以看出对比例3相对于实施例1的静曲强度下降2.2%,弹性模量下降5.3%,吸收厚度膨胀率提高58.3%,由数据可以看出防水涂料对于提高板材的防水性有着显著的作用,同时防水涂料可以提高板材的空气净化能力。

综上所述,本发明具有以下优点:

(1)本发明方法通过废弃木材与中草药添加物混合蒸煮研磨,制备的木质材料,具有良好的抗菌性,防腐防蛀性,通过将木质料贝壳粉混合胶黏剂粘接,压制而成制备的板材具有良好的硬度强度,原料来源广泛,生产成本低。

(2)本发明通过坚果废弃木材粉碎和中草药添加物(栀子、艾蒿、除虫菊、陈皮、杜仲、北豆根和薄荷)混合共同蒸煮热磨,除虫菊、栀子、杜仲和北豆根与废弃木料共同蒸煮,其释放的有效物质可以提高木质料的除虫防蛀性,同时陈皮和薄荷和艾蒿中的有效物质可以提高木质料的抗菌性,通过中草药添加物组分间的协同配合可以有效提高木质料的综合性能,且安全环保,无毒。

(3)本发明添加在木质纤维中贝壳粉,贝壳粉来源广泛,成本低,不仅可以提高板材的强度和防腐性能,而且贝壳粉为多孔纤维状双螺旋体结构,具有吸附有害气体的功效,提高板材的净化空气能力,同时具有良好的阻燃性和吸音降噪功能。

(4)本发明使用的胶黏剂为异氰酸酯树脂胶、豆蛋白胶、十二氨基苯醚磺酸钠、桉树油、有机氨基树脂、纳米二氧化硅和柠檬桉油的混合物,具有良好粘结性,胶黏剂的韧性大,持续性强,绿色环保,无甲醛类物质产生。

(5)本发明中在板坯外面辊涂一层防水涂料,可以有效提高板材的防水性和防腐性,防水涂料为聚氨酯、桉树油、负离子粉、纳米二氧化钛、白炭黑、甲基丙烯酸酯、过氧化苯甲酰、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷和β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯的混合物,聚氨酯具有良好防水性,通过甲基丙烯酸酯和过氧化苯甲酰的复合作用,在聚氨酯表面接枝甲基丙烯酸酯,可以有效提高聚氨酯的粘结性和柔韧性,提高涂层的结合强度,同时涂层中通过桉树油、负离子粉、白炭黑和二氧化钛的配合,可以有效提高板材的除虫、抗菌和耐腐蚀性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,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。

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