一种装修用无甲醛轻质复合板及其制备方法与流程

本技术涉及高分子复合材料，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：

1、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。

2、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。

3、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。

4、因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本技术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。

2、本技术的技术方案如下：

3、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：

4、（1）采用碱液法从植物回收料中提取纤维素原料；

5、（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；

6、（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；

7、（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；

8、（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。

9、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；

10、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。

11、在本技术方案中，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。

12、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。

13、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%。

14、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；

15、所述乙二醛溶液的浓度为3wt%~10wt%；

16、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。

17、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；

18、所述纤维材料的长度为2.0~2.5cm。

19、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：

20、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；

21、在步骤（3）中，在打排孔后，还包括以下步骤：

22、修剪所述板状纤维素气凝胶的排孔和边角，使其圆滑。

23、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：

24、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；

25、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；

26、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%；

27、所述漂白剂为次氯酸钠，所述漂白剂的浓度范围为5-10wt%。

28、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%。

29、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；

30、在步骤（4）中，所述搅拌的速度为800-1200rpm/min。

31、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。

32、有益效果：本技术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。