一种二氧化碳活化桐木粉复合PVC建筑模板制备方法与流程

一种二氧化碳活化桐木粉复合pvc建筑模板制备方法
技术领域
[0001]
本发明属于建筑材料技术领域，特别是一种二氧化碳活化桐木粉复合pvc建筑模板制备方法。


背景技术：

[0002]
随着建筑业的飞速发展，建筑模板工程的地位日益突出，对于建筑模板的技术直接回影响到工程建设的质量、造价和效益，同时，绿色、低碳、可持续等理念也在各类工程应用中逐渐成为热点，传统的建筑模板如木模板、竹胶合板、木胶合板等虽然应用性能较好，但是，由于需要应用到大量的木材，会造成森林资源的破坏，而且其废弃物再次利用率较低，大部分会 直接被丢弃或焚烧处理，造成环境的污染，而钢结构模板生产耗能、材料等费用较大，因此，如何得到一种更加环保、应用方便的建筑模板，是当前所需要解决的技术问题。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的是提供一种二氧化碳活化桐木粉复合pvc建筑模板制备方法，以解决现有技术中的不足。
[0004]
本发明采用的技术方案如下：一种二氧化碳活化桐木粉复合pvc建筑模板制备方法，包括以下步骤：（1）桐木粉预处理：将桐木粉均匀分散到乙醇溶液中，搅拌均匀后，再向乙醇溶液中添加乙二胺和柠檬酸，调节温度至55-60℃，水浴保温，搅拌2小时后，再进行过滤，清水洗涤至中性，烘干至恒重，得到预处理桐木粉；（2）二氧化碳活化处理：将预处理桐木粉分成ab两份，将a份预处理桐木粉添加到气化炉中，然后通入氮气，排出气化炉内空气，然后调节温度至600-650℃，恒温10-14min，再调节通入二氧化碳，控制二氧化碳体积分数为10-12%，并调节温度至680-700℃，继续恒温6-8min，然后自然冷却至室温，得到二氧化碳活化桐木粉；将b份预处理桐木粉采用水蒸气熏蒸处理30min，然后再添加到干燥室内烘干，得到熏蒸桐木粉；（3）分散剂制备：将乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸在70-75℃下高速搅拌混合到一起，得到分散剂；（4）挤出成型：将二氧化碳活化桐木粉、熏蒸桐木粉、分散剂、聚氯乙烯树脂添加到混料机中，混合均匀后，然后再移入双螺杆挤出机中，挤出塑化成胶料；将胶料移入模压成型机中的模具中，压制成板材，再进行冷却定型，即得。
[0005]
所述乙醇溶液质量分数为20%；
所述桐木粉与乙醇溶液混合质量比为1:6-8。
[0006]
所述乙二胺、柠檬酸、乙醇溶液混合重量份比为：1.2-2:0.3-0.5:45-50。
[0007]
所述a份桐木粉与b份桐木粉质量比为1-2:1。
[0008]
所述水蒸气熏蒸温度为105℃。
[0009]
所述干燥室内干燥温度为50℃，干燥时间为12小时。
[0010]
所述乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸按4:1-1.5质量比例混合到一起。
[0011]
所述二氧化碳活化桐木粉、分散剂、聚氯乙烯树脂混合重量份比为：25-30:4-7:55-58。
[0012]
有益效果：本发明工艺制备的建筑模板的力学性能得到明显的改善，主要是抗拉强度得到明显的加强，但是，断裂伸长率反而小幅度降低，本发明通过对桐木粉分别进行处理，然后再进行混合，引入聚氯乙烯树脂基体的建筑模板中，通过a份与b份的桐木粉的混合，能够在聚氯乙烯树脂基体体系中起到明显的力学增强作用，聚氯乙烯与a份与b份的桐木粉中的纤维紧密叠合，增大了二者分子间的范德华力，同时，a份与b份桐木份之间的叠加效应，进一步的促进的结合力的增加，从而，使得建筑模板的抗拉强度得到进一步的提高，但是，由于桐木份的引入，会一定程度降低建筑模板的断裂伸长率，使得建筑模板会表现出一定的脆性断裂。
[0013]
本发明方法制备的建筑模板具有良好的耐热尺寸稳定性能，本发明通过以分别处理的a份桐木粉与b份桐木粉进行协同作用，通过二者的结合，能够大幅度的改善建筑模板的耐热尺寸稳定性能，尤其是，二氧化碳活化桐木粉的引入，通过其表面活性基团，能够与聚氯乙烯树脂分子之间的结合性能大幅度增加，从而提高了建筑模板的整体稳定性，抵御外界热力破坏作用效果显著。
[0014]
本发明通过添加二氧化碳活化桐木粉的引入，还能够一定程度上促进结晶，通过提高结晶度，能够进一步的改善建筑模板的力学性能。
具体实施方式
[0015]
一种二氧化碳活化桐木粉复合pvc建筑模板制备方法，包括以下步骤：（1）桐木粉预处理：将桐木粉均匀分散到乙醇溶液中，搅拌均匀后，再向乙醇溶液中添加乙二胺和柠檬酸，调节温度至55-60℃，水浴保温，搅拌2小时后，再进行过滤，清水洗涤至中性，烘干至恒重，得到预处理桐木粉；乙二胺乙二胺（ethylenediamine），简称eda，化学式为c2h8n2，是一种典型的脂肪二胺，为无色或微黄色油状或水样透明液体，在空气中产生烟雾，有类似氨的气味，有吸湿性。分子量60.10，熔点8.5℃，自燃点385℃。属于碱性物质，易溶于水、乙醇，微溶于乙醚；柠檬酸柠檬酸（citric acid，简称ca）是一种重要的有机酸，又名枸橼酸，分子式c6h8o7，无色晶体，常含一分子结晶水，无臭，有很强的酸味，易溶于水；（2）二氧化碳活化处理：将预处理桐木粉分成ab两份，将a份预处理桐木粉添加到气化炉中，然后通入氮气，排
出气化炉内空气，然后调节温度至600-650℃，恒温10-14min，再调节通入二氧化碳，控制二氧化碳体积分数为10-12%，并调节温度至680-700℃，继续恒温6-8min，然后自然冷却至室温，得到二氧化碳活化桐木粉；将b份预处理桐木粉采用水蒸气熏蒸处理30min，然后再添加到干燥室内烘干，得到熏蒸桐木粉；（3）分散剂制备：将乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸在70-75℃下高速搅拌混合到一起，得到分散剂；硬脂酸：1. 性状：白色蜡状透明固体或微黄色蜡状固体。能分散成粉末，微带牛油气味。
[0016]
2.相对密度（g/ml,20/4℃）：0.9408；3.相对蒸汽密度（g/ml,空气=1）：未确定；4. 熔点（
º
c）：67~69；5 沸点（
º
c,常压）：183~184（133.3pa）；6.沸点（
º
c,5.2kpa）：360；7.折射率(n20d)：1.455；8.闪点（
º
c）：>110；（4）挤出成型：将二氧化碳活化桐木粉、熏蒸桐木粉、分散剂、聚氯乙烯树脂添加到混料机中，混合均匀后，然后再移入双螺杆挤出机中，挤出塑化成胶料；将胶料移入模压成型机中的模具中，压制成板材，再进行冷却定型，即得。
[0017]
所述乙醇溶液质量分数为20%；所述桐木粉与乙醇溶液混合质量比为1:6-8。
[0018]
所述乙二胺、柠檬酸、乙醇溶液混合重量份比为：1.2-2:0.3-0.5:45-50。
[0019]
所述a份桐木粉与b份桐木粉质量比为1-2:1。
[0020]
所述水蒸气熏蒸温度为105℃。
[0021]
所述干燥室内干燥温度为50℃，干燥时间为12小时。
[0022]
所述乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸按4:1-1.5质量比例混合到一起。
[0023]
所述二氧化碳活化桐木粉、分散剂、聚氯乙烯树脂混合重量份比为：25-30:4-7:55-58。
[0024]
下面将结合本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
[0025]
实施例1一种二氧化碳活化桐木粉复合pvc建筑模板制备方法，包括以下步骤：（1）桐木粉预处理：将桐木粉均匀分散到乙醇溶液中，搅拌均匀后，再向乙醇溶液中添加乙二胺和柠檬酸，调节温度至55℃，水浴保温，搅拌2小时后，再进行过滤，清水洗涤至中性，烘干至恒重，得到预处理桐木粉；所述乙醇溶液质量分数为20%；所述桐木粉与乙醇溶液混合质量比为1:6。所
述乙二胺、柠檬酸、乙醇溶液混合重量份比为：1.2:0.3:45。
[0026]
（2）二氧化碳活化处理：将预处理桐木粉分成ab两份，将a份预处理桐木粉添加到气化炉中，然后通入氮气，排出气化炉内空气，然后调节温度至600℃，恒温10min，再调节通入二氧化碳，控制二氧化碳体积分数为10%，并调节温度至680℃，继续恒温6min，然后自然冷却至室温，得到二氧化碳活化桐木粉；将b份预处理桐木粉采用水蒸气熏蒸处理30min，然后再添加到干燥室内烘干，得到熏蒸桐木粉；所述a份桐木粉与b份桐木粉质量比为1:1。所述水蒸气熏蒸温度为105℃。所述干燥室内干燥温度为50℃，干燥时间为12小时。
[0027]
（3）分散剂制备：将乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸在70℃下高速搅拌混合到一起，得到分散剂；所述乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸按4:1质量比例混合到一起。
[0028]
（4）挤出成型：将二氧化碳活化桐木粉、熏蒸桐木粉、分散剂、聚氯乙烯树脂添加到混料机中，混合均匀后，然后再移入双螺杆挤出机中，挤出塑化成胶料；将胶料移入模压成型机中的模具中，压制成板材，再进行冷却定型，即得。所述二氧化碳活化桐木粉、分散剂、聚氯乙烯树脂混合重量份比为：25:4:55。
[0029]
实施例2一种二氧化碳活化桐木粉复合pvc建筑模板制备方法，包括以下步骤：（1）桐木粉预处理：将桐木粉均匀分散到乙醇溶液中，搅拌均匀后，再向乙醇溶液中添加乙二胺和柠檬酸，调节温度至60℃，水浴保温，搅拌2小时后，再进行过滤，清水洗涤至中性，烘干至恒重，得到预处理桐木粉；所述乙醇溶液质量分数为20%；所述桐木粉与乙醇溶液混合质量比为1:8。所述乙二胺、柠檬酸、乙醇溶液混合重量份比为：2:0.5:50。
[0030]
（2）二氧化碳活化处理：将预处理桐木粉分成ab两份，将a份预处理桐木粉添加到气化炉中，然后通入氮气，排出气化炉内空气，然后调节温度至650℃，恒温14min，再调节通入二氧化碳，控制二氧化碳体积分数为12%，并调节温度至700℃，继续恒温8min，然后自然冷却至室温，得到二氧化碳活化桐木粉；将b份预处理桐木粉采用水蒸气熏蒸处理30min，然后再添加到干燥室内烘干，得到熏蒸桐木粉；所述a份桐木粉与b份桐木粉质量比为2:1。所述水蒸气熏蒸温度为105℃。所述干燥室内干燥温度为50℃，干燥时间为12小时。
[0031]
（3）分散剂制备：将乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸在75℃下高速搅拌混合到一起，得到分散剂；所述乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸按4:1.5质量比例混合到一起。
[0032]
（4）挤出成型：将二氧化碳活化桐木粉、熏蒸桐木粉、分散剂、聚氯乙烯树脂添加到混料机中，混合均匀后，然后再移入双螺杆挤出机中，挤出塑化成胶料；将胶料移入模压成型机中的模具中，压制成板材，再进行冷却定型，即得。所述二氧化碳活化桐木粉、分散剂、聚氯乙烯树脂混合重量份比为：30:7:58。
[0033]
实施例3
一种二氧化碳活化桐木粉复合pvc建筑模板制备方法，包括以下步骤：（1）桐木粉预处理：将桐木粉均匀分散到乙醇溶液中，搅拌均匀后，再向乙醇溶液中添加乙二胺和柠檬酸，调节温度至58℃，水浴保温，搅拌2小时后，再进行过滤，清水洗涤至中性，烘干至恒重，得到预处理桐木粉；所述乙醇溶液质量分数为20%；所述桐木粉与乙醇溶液混合质量比为1:7。所述乙二胺、柠檬酸、乙醇溶液混合重量份比为：1.6:0.4:47。
[0034]
（2）二氧化碳活化处理：将预处理桐木粉分成ab两份，将a份预处理桐木粉添加到气化炉中，然后通入氮气，排出气化炉内空气，然后调节温度至620℃，恒温12min，再调节通入二氧化碳，控制二氧化碳体积分数为11%，并调节温度至690℃，继续恒温7min，然后自然冷却至室温，得到二氧化碳活化桐木粉；将b份预处理桐木粉采用水蒸气熏蒸处理30min，然后再添加到干燥室内烘干，得到熏蒸桐木粉；所述a份桐木粉与b份桐木粉质量比为1.2:1。所述水蒸气熏蒸温度为105℃。所述干燥室内干燥温度为50℃，干燥时间为12小时。
[0035]
（3）分散剂制备：将乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸在72℃下高速搅拌混合到一起，得到分散剂；所述乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸按4:1.3质量比例混合到一起。
[0036]
（4）挤出成型：将二氧化碳活化桐木粉、熏蒸桐木粉、分散剂、聚氯乙烯树脂添加到混料机中，混合均匀后，然后再移入双螺杆挤出机中，挤出塑化成胶料；将胶料移入模压成型机中的模具中，压制成板材，再进行冷却定型，即得。所述二氧化碳活化桐木粉、分散剂、聚氯乙烯树脂混合重量份比为：26:5:56。
[0037]
实施例4一种二氧化碳活化桐木粉复合pvc建筑模板制备方法，包括以下步骤：（1）桐木粉预处理：将桐木粉均匀分散到乙醇溶液中，搅拌均匀后，再向乙醇溶液中添加乙二胺和柠檬酸，调节温度至58℃，水浴保温，搅拌2小时后，再进行过滤，清水洗涤至中性，烘干至恒重，得到预处理桐木粉；所述乙醇溶液质量分数为20%；所述桐木粉与乙醇溶液混合质量比为1:7。所述乙二胺、柠檬酸、乙醇溶液混合重量份比为：1.8:0.5:46。
[0038]
（2）二氧化碳活化处理：将预处理桐木粉分成ab两份，将a份预处理桐木粉添加到气化炉中，然后通入氮气，排出气化炉内空气，然后调节温度至630℃，恒温13min，再调节通入二氧化碳，控制二氧化碳体积分数为12%，并调节温度至690℃，继续恒温7min，然后自然冷却至室温，得到二氧化碳活化桐木粉；将b份预处理桐木粉采用水蒸气熏蒸处理30min，然后再添加到干燥室内烘干，得到熏蒸桐木粉；所述a份桐木粉与b份桐木粉质量比为1.5:1。所述水蒸气熏蒸温度为105℃。所述干燥室内干燥温度为50℃，干燥时间为12小时。
[0039]
（3）分散剂制备：将乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸在72℃下高速搅拌混合到一起，得到分散剂；所述乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸按4:1.5质量比例混合到一起。
[0040]
（4）挤出成型：
将二氧化碳活化桐木粉、熏蒸桐木粉、分散剂、聚氯乙烯树脂添加到混料机中，混合均匀后，然后再移入双螺杆挤出机中，挤出塑化成胶料；将胶料移入模压成型机中的模具中，压制成板材，再进行冷却定型，即得。所述二氧化碳活化桐木粉、分散剂、聚氯乙烯树脂混合重量份比为：28:6:56。
[0041]
试验试样规格：长度180mm
±
0.05mm、标距50mm
±
0.05mm，宽度12mm
±
0.05mm，厚度12mm
±
0.05mm；拉伸试验，参照astmd38-2003塑料拉伸性能标准测试方法进行，每个样品测试5次，取平均值；表1对比例1：与实施例1区别为完全采用未处理的桐木粉等量替换；空白对照组：采用纯聚氯乙烯；由表1可以看出，本发明工艺制备的建筑模板的力学性能得到明显的改善，主要是抗拉强度得到明显的加强，但是，断裂伸长率反而小幅度降低，本发明通过对桐木粉分别进行处理，然后再进行混合，引入聚氯乙烯树脂基体的建筑模板中，通过a份与b份的桐木粉的混合，能够在聚氯乙烯树脂基体体系中起到明显的力学增强作用，聚氯乙烯与a份与b份的桐木粉中的纤维紧密叠合，增大了二者分子间的范德华力，同时，a份与b份桐木份之间的叠加效应，进一步的促进的结合力的增加，从而，使得建筑模板的抗拉强度得到进一步的提高，但是，由于桐木份的引入，会一定程度降低建筑模板的断裂伸长率，使得建筑模板会表现出一定的脆性断裂。
[0042]
热循环试验；试验尺寸为：20mm
×
100mm
×
12mm，每组5个试样，分别在养护箱内充分受热，检测20℃、40℃、60℃、80℃下长度变化，每个温度间隔为24h，逐级升温；表2
对比例1：与实施例1区别为完全采用熏蒸桐木粉等量替换二氧化碳活化桐木粉、熏蒸桐木粉；空白对照组：采用纯聚氯乙烯树脂；由表2可以看出，本发明方法制备的建筑模板具有良好的耐热尺寸稳定性能，本发明通过以分别处理的a份桐木粉与b份桐木粉进行协同作用，通过二者的结合，能够大幅度的改善建筑模板的耐热尺寸稳定性能，尤其是，二氧化碳活化桐木粉的引入，通过其表面活性基团，能够与聚氯乙烯树脂分子之间的结合性能大幅度增加，从而提高了建筑模板的整体稳定性，抵御外界热力破坏作用效果显著。
[0043]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。