一种硅藻泥木塑墙板及其制备方法与流程

本发明实施例涉及装饰材料
技术领域：
，具体涉及一种硅藻泥木塑墙板及其制备方法。
背景技术：
：据中国室内装修协会环境检测中心数据，全国每年由室内装修污染引起的死亡人数已达13.1万，这个数字是惊人的。其中，甲醛是造成室内环境污染的主要来源之一，通常来源于人造板材、胶粘剂、墙纸等材料，是世界公认的潜在致癌物，并且其还能致胎儿畸形。然而，如何消除室内装修引起的甲醛污染物，目前尚无好的治理方法。开窗通风只能暂时降低甲醛污染物的浓度，而且很多时候不能长时间开窗，更重要的是，甲醛污染源又在不断地释放出甲醛，导致室内污染难以根治。木塑墙板作为一种新型环保装饰材料，广泛应用于工业建筑、公共建筑的室内装修领域。因此，只有彻底从甲醛污染的源头着手，研发一种能去甲醛的环保型室内装修材料才能从根本上根治甲醛污染。技术实现要素：为此，本发明实施例提供一种硅藻泥木塑墙板及其制备方法，对改性硅藻泥粉进行活化处理，使其与pvc树脂粉的界面相容，通过改性硅藻泥吸附空气中的甲醛并借助纳米二氧化钛的光催化作用分解吸收的甲醛以解决现有技术中室内装修甲醛污染物浓度高的问题。为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种硅藻泥木塑墙板，包括pvc树脂粉、植物纤维粉、改性硅藻泥粉以及辅助添加剂，所述辅助添加剂包括偶联剂、发泡剂、环保稳定剂、加工助剂、润滑剂以及增韧剂，且所述改性硅藻泥为负载有纳米二氧化钛的硅藻泥。本发明实施例的特征还在于，所述pvc树脂粉的含量为30-45重量份，所述植物纤维粉的含量为10-40重量份，所述硅藻泥粉的含量为20-30重量份，所述偶联剂的含量为0.3-2重量份，所述发泡剂的含量为1-3重量份，所述环保稳定剂的含量为2-6重量份，所述加工助剂的含量为1-3重量份，所述润滑剂的含量为1-3重量份，所述增韧剂的含量为1-5重量份。本发明实施例的特征还在于，所述偶联剂为硅烷类偶联剂、钛酸酯偶联剂、马来酸酐偶联剂中任一种或多种混合物；所述环保稳定剂为钙锌复合环保稳定剂；所述硅藻泥粉目数为2000目以上；所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、碳酸氢钠中的一种或两者组合；所述加工助剂为二辛脂和acr树脂中任一种或多种混合物；所述润滑剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡中任一种或多种混合物；所述增韧剂为丙烯酸酯类。本发明实施例还提供了一种硅藻泥木塑墙板的制备方法，包括如下步骤：s100、植物纤维粉及改性硅藻泥粉活化处理，将植物纤维粉及改性硅藻泥粉加入到高速混合机中搅拌混合，然后再加入偶联剂继续搅拌，得到活化后的植物纤维粉及改性硅藻泥粉；s200、粉料混合，将活化后的植物纤维粉及改性硅藻泥粉与pvc树脂粉、辅助添加剂速混合后冷却并放入料筒得到混合粉料；s300、挤出成型，将混合粉料加入挤出机，加热后挤出并经压延成型，完成牵引和切割。本发明实施例的特征还在于，在步骤s100中，高速混合机的混合温度为100～120℃，转速为800～1500转/分钟，植物纤维粉及改性硅藻泥粉和偶联剂比例为100g:1～4g，加入偶联剂的搅拌时间为5～10min；在步骤200中，混合温度为110～130℃，混合时间为15～30min，冷却温度为40～60℃；在步骤300中，混合粉料的挤出温度为120～180℃，挤出机机筒温度130～180℃，模具温度130～200℃，主机转速10～30转/分钟，喂料转速10～25转/分钟。本发明实施例的特征还在于，在步骤s100中，改性硅藻泥粉的制备过程具体包括：s101、硅藻土初步提纯以去除硅藻土外表面的杂质，得到硅藻精土；s102、将纳米二氧化钛负载到硅藻精土上，得到纳米二氧化钛/硅藻土复合材料；s103、将纳米二氧化钛/硅藻土复合材料二次提纯以去除硅藻土微孔中的杂质，得到改性硅藻泥粉。本发明实施例的特征还在于，步骤101中硅藻土初步提纯的具体步骤为：s1011、将硅藻土原矿干燥至水分0-2％，再用旋风分离器对硅藻土进行粉碎处理，得到硅藻细土；s1012、将硅藻细土浸泡5～6h，然后加水和分散剂naoh，使料浆浓度达到40％，并搅拌擦洗，使碎屑矿物和黏土矿物与硅藻分离，分别沉淀出砂级粗土、悬浮级黏土和硅藻精土；s1013、重复步骤s1012三次，每次擦洗时间约40～50min，砂级粗土的沉淀时间为6～8min，硅藻土的沉淀时间为6～7h。本发明实施例的特征还在于，步骤102中纳米二氧化钛负载到硅藻精土上的具体步骤为：s1021、配制0.02mol/l的tioso4溶液和25％氨水溶液，加入适量硅藻精土，将反应物混合搅匀后滴加浓硫酸，保持溶液ph值稳定在1.5，将混合溶液水浴加热至70℃搅拌，冷却后过滤，得到沉淀；s1022、将沉淀用去离子水多次洗涤，滴加bacl2溶液检测洗涤液，直到不再出现浑浊停止洗涤；s1023、将洗涤后的沉淀静置干燥，然后放入马弗炉600-800℃焙烤，得到纳米二氧化钛/硅藻土复合材料。本发明实施例的特征还在于，在步骤s1013中，纳米二氧化钛/硅藻土复合材料二次提纯的具体步骤为：s1031、配制38±2％的硫酸溶液，按重量比为纳米二氧化钛/硅藻土复合材料：硫酸溶液＝1:1的用量在不断搅拌下将硫酸溶液加入已盛有纳米二氧化钛/硅藻土复合材料的酸浸容器内；s1032、向酸浸容器内通入蒸汽加热100～110℃，并将酸浸容器的底部置于超声振荡器内，震荡频率为40hz，保温震荡4h；s1033、将酸浸容器内的酸浸浆液冷却，移入过滤装置内过滤，然后向过滤装置内加入水洗涤滤饼，直至洗涤水ph值为7为止；s1034、将滤饼在100℃下干燥后粉碎至2000目以上待用，得到改性硅藻泥粉。本发明实施例具有如下优点：(1)本发明实施例制备的硅藻泥木塑墙板通过改性硅藻泥的添加使木塑墙板具有除湿除臭、阻燃、保温隔音的效果，同时通过改性硅藻泥的多孔结构可吸附空气中的甲醛，并通过负载的纳米二氧化钛的光催化作用分解吸附的甲醛，具有净化空气的效果，是优良的环保型室内装修材料，符合人们对于居住环境环保健康的要求；(2)本发明实施例对植物纤维粉及硅藻泥粉进行活化处理，改善了其与pvc树脂粉的界面相容性，极大的改善了加工性能。附图说明为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。图1为本发明实施例提供的硅藻泥木塑墙板的制备方法的流程图。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，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做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。本发明提供了一种硅藻泥木塑墙板，包括pvc树脂粉、植物纤维粉、改性硅藻泥粉以及辅助添加剂，辅助添加剂包括偶联剂、发泡剂、环保稳定剂、加工助剂、润滑剂以及增韧剂，且改性硅藻泥为负载有纳米二氧化钛的硅藻泥。具体地，pvc树脂粉的含量为30-45重量份，植物纤维粉的含量为10-40重量份，硅藻泥粉的含量为20-30重量份，偶联剂的含量为0.3-2重量份，发泡剂的含量为1-3重量份，环保稳定剂的含量为2-6重量份，加工助剂的含量为1-3重量份，润滑剂的含量为1-3重量份，增韧剂的含量为1-5重量份。其中，偶联剂为硅烷类偶联剂、钛酸酯偶联剂、马来酸酐偶联剂中任一种或多种混合物；环保稳定剂为钙锌复合环保稳定剂；硅藻泥粉目数为2000目以上；发泡剂为偶氮二甲酰胺、碳酸氢钠中的一种或两者组合；加工助剂为二辛脂和acr树脂中任一种或多种混合物；润滑剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡中任一种或多种混合物；增韧剂为丙烯酸酯类。如图1所示，本发明实施例还提供了一种硅藻泥木塑墙板的制备方法，包括如下步骤：s100、植物纤维粉及改性硅藻泥粉活化处理，将植物纤维粉及改性硅藻泥粉加入到高速混合机中搅拌混合，然后再加入偶联剂继续搅拌，得到活化后的植物纤维粉及改性硅藻泥粉；s200、粉料混合，将活化后的植物纤维粉及改性硅藻泥粉与pvc树脂粉、辅助添加剂速混合后冷却并放入料筒得到混合粉料；s300、挤出成型，将混合粉料加入挤出机，加热后挤出并经压延成型，完成牵引和切割。上述制备过程中，涉及的各步骤反应条件为：在步骤s100中，高速混合机的混合温度为100～120℃，转速为800～1500转/分钟，植物纤维粉及改性硅藻泥粉和偶联剂比例为100g:1～4g，加入偶联剂的搅拌时间为5～10min；在步骤200中，混合温度为110～130℃，混合时间为15～30min，冷却温度为40～60℃；在步骤300中，混合粉料的挤出温度为120～180℃，挤出机机筒温度130～180℃，模具温度130～200℃，主机转速10～30转/分钟，喂料转速10～25转/分钟。针对步骤s100中偶联剂的加入，其目的是对植物纤维粉及硅藻泥粉进行活化处理，改善了其与pvc树脂粉的界面相容性，促进其加工过程中的互相粘合，极大的改善了加工性能。而改性硅藻泥粉的制备过程具体包括：s101、硅藻土初步提纯以去除硅藻土外表面的杂质，得到硅藻精土；s102、将纳米二氧化钛负载到硅藻精土上，得到纳米二氧化钛/硅藻土复合材料；s103、将纳米二氧化钛/硅藻土复合材料二次提纯以去除硅藻土微孔中的杂质，得到改性硅藻泥粉。传统的硅藻泥粉是将硅藻泥去除其表面以及孔隙内的杂质后，将纳米二氧化钛负载于硅藻泥上实现硅藻泥既可以吸收甲醛又可以分解甲醛的作用，但是在纳米二氧化钛负载的过程中，当负载量过大时，纳米二氧化钛可能堵塞硅藻泥上的孔隙，从而影响甲醛的吸收。基于上述改性硅藻泥粉的制备过程，本发明实施例的特征之处在于，硅藻土经过二次提纯，先将硅藻土外表面的杂质去除后完成纳米二氧化钛的负载，纳米二氧化钛负载于硅藻土的表面，再将纳米二氧化钛/硅藻土复合材料二次提纯以去除硅藻土微孔中的杂质，从而避免纳米二氧化钛堵塞硅藻泥上的孔隙。第一步通过硅藻土的孔隙吸收固定甲醛，第二步通过硅藻土表面的纳米二氧化钛分解吸收的甲醛。具体地，步骤101中硅藻土初步提纯的具体步骤为：s1011、将硅藻土原矿干燥至水分0-2％，再用旋风分离器对硅藻土进行粉碎处理，得到硅藻细土；s1012、将硅藻细土浸泡5～6h，然后加水和分散剂naoh，使料浆浓度达到40％，并搅拌擦洗，使碎屑矿物和黏土矿物与硅藻分离，分别沉淀出砂级粗土、悬浮级黏土和硅藻精土；s1013、重复步骤s1012三次，每次擦洗时间约40～50min，砂级粗土的沉淀时间为6～8min，硅藻土的沉淀时间为6～7h。初步提纯主要借助的是现有技术中的擦洗提纯，通过擦洗将原料颗粒打细，尽量使固结在硅藻壳上的粘土等矿物杂质脱离，为分离提纯创造条件，然后根据各矿物性质和颗粒范围的不同，其中石英泥、含铁矿物、砂等碎屑矿物的颗粒大，因沉降快可先分出，而黏土矿物蒙脱石经搅拌擦洗已经分散成很小的颗粒，并与硅藻土带有相同的负电荷，彼此同性相斥，所以具有良好的悬浮性和分散性，故可以在料浆中加入氢氧化钠等分散剂来强化蒙脱石的悬浮性和分散性，蒙脱石粒子很难沉淀，而硅藻土粒子在料浆中沉降速度比蒙脱石粒子要快很多，把以蒙脱石为主的悬浮液分出，就可获得以硅藻土为主的硅藻精土。本发明实施例在擦洗提纯之前增加了一步干燥粉碎，避免较大颗粒的硅藻土在擦洗的过程中不易破碎导致整体快速沉淀后被当做碎屑矿物分离，造成硅藻精土的得率损失。步骤102中纳米二氧化钛负载到硅藻精土上的具体步骤为：s1021、配制0.02mol/l的tioso4溶液和25％氨水溶液，加入适量硅藻精土，将反应物混合搅匀后滴加浓硫酸，保持溶液ph值稳定在1.5，将混合溶液水浴加热至70℃搅拌，冷却后过滤，得到沉淀；s1022、将沉淀用去离子水多次洗涤，滴加bacl2溶液检测洗涤液，直到不再出现浑浊停止洗涤；s1023、将洗涤后的沉淀静置干燥，然后放入马弗炉600-800℃焙烤，得到纳米二氧化钛/硅藻土复合材料。上述过程为沉淀法制得纳米二氧化钛/硅藻土复合材料，也可以采用例如溶胶-凝胶法等其他方法制备，在s1023中600-800℃焙烤的目的一方面是将纳米二氧化钛/硅藻土复合材料干燥，另一方面，焙烧温度为600～800℃时，由于有机质等的挥发，sio2含量可显著提高，同时孔径增大，表面酸强度增加。研究表明450摄氏度以上焙烧时比表面积达到最大，焙烧温度达到900℃以上时硅藻壳体会被破坏，因此优选600-800℃焙烤。在步骤s1013中，纳米二氧化钛/硅藻土复合材料二次提纯的具体步骤为：s1031、配制38±2％的硫酸溶液，按重量比为纳米二氧化钛/硅藻土复合材料：硫酸溶液＝1:1的用量在不断搅拌下将硫酸溶液加入已盛有纳米二氧化钛/硅藻土复合材料的酸浸容器内；s1032、向酸浸容器内通入蒸汽加热100～110℃，并将酸浸容器的底部置于超声振荡器内，震荡频率为40hz，保温震荡4h；s1033、将酸浸容器内的酸浸浆液冷却，移入过滤装置内过滤，然后向过滤装置内加入水洗涤滤饼，直至洗涤水ph值为7为止；s1034、将滤饼在100℃下干燥后粉碎至2000目以上待用，得到改性硅藻泥粉。二次提纯采用的是酸浸法，酸浸是酸与硅藻土中粘土等杂质反应生成可溶性盐后经过滤、洗涤、干燥达到提纯的目的，但常规酸浸法提纯酸与硅藻土中粘土等杂质需要需要在高温下长时间反应，不利于工业生产，本发明实施例在加热保温基础上增加了超声震荡，就是利用超声波在液体中具有空化效应的原理，样品经超声振荡时其孔隙受到能量撞击，进而使附着在硅藻土和内部杂质脱落，达到纯化硅藻土的效果，通过超声的辅助作用以减少酸浸时间，适用于规模化工业生产。下表列举了不同实施例中硅藻泥木塑墙板制备的各成分配比：组分实施例1(重量份)实施例2(重量份)实施例3(重量份)实施例4(重量份)pvc树脂粉30354045植物纤维粉35302320改性硅藻泥粉23272526.5发泡剂2122环保稳定剂4232偶联剂0.5121.5加工助剂1.51.01.01.0润滑剂2.01.01.01.0增韧剂2.02.03.01.0将上述备好料的实施例4分别进行以下加工：(1)将植物纤维粉、改性硅藻泥粉在110℃温度下烘干，使其含水量<1％；(2)将经过干燥后的植物纤维粉、改性硅藻泥粉加入到高速混合机中，在120℃下高速搅拌混合，高速混合机转速为1500转/分钟，按照植物纤维粉及改性硅藻泥粉和偶联剂比例为100g:4g加入偶联剂继续搅拌10min；(3)将步骤(2)得到的活化后的植物纤维、改性硅藻泥粉与pvc树脂粉、辅助添加剂在130℃高速混合30min后再冷却至60℃放入料筒得到混合粉料；(4)将混合粉料加入挤出机，加热至80℃挤出，挤出机机筒温度180℃，模具温度200℃，主机转速30转/min,喂料转速25转/min。(5)挤出后经压延成型、牵引和切割。下表为实施例4得到的木塑板材的物理力学性能测试结果：本发明实施例制得的木塑墙板远远高于中国标准gb/t24137对木塑复合材料的理化性能指标，尺寸稳定性有较大提高，解决了木塑墙板使用过程中容易变形的难题。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。当前第1页12