一种环保防火板材材料及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201710738061.1 | 申请日 | 2017-08-24 | 公开(公告)号 | CN107513283A | 公开(公告)日 | 2017-12-26 |
| 申请人 | 浙江科屹耐火材料有限公司; | 发明人 | 胡宏平; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及板材领域，公开了一种环保防火板材材料及其制备方法。该材料包括聚苯乙烯 树脂 25~30重量份、聚丙烯树脂35~40重量份、木质 纤维 40~50重量份、 醋酸 乙烯3~4重量份、氢 氧 化镁2~4重量份、 碳 化 钛 1~3重量份、乙烯基三乙氧基 硅 烷1~2重量份、 吸附 剂4~8重量份。本发明板材材料具有吸附室内甲 醛 等有害气体和防火的作用，环保无害，是室内装修用板材的理想材料。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种环保防火板材材料，其特征是，包括聚苯乙烯树脂25 30重量份、聚丙烯树脂35~ ~ |
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| 说明书全文 | 一种环保防火板材材料及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及防火材料领域，尤其涉及一种环保防火板材材料及其制备方法。 背景技术[0002] 建筑板材的性能和功能各不相同，生产新型建筑板材的原料和工艺方法也各不相同。就其发展的情况而言，有的建筑板材重在花色，花色品种层出不穷，如装饰材料；有的板材重在功能，如保温材料；有的建筑板材则通过深加工衍生出多个品种，如新型建筑板材等。不同的板材采用的原料不同，生产工艺不同，其性能和功能和功用也不同。 [0003] 我国《室内空气质量标准》规定室内空气甲醛的最高浓度为0.10mg/m3(1h均值)，而过度装修和非环保板材的使用，新装修室内空气中甲醛污染状况不容乐观。云南环境监测中心站对48户的室内空气甲醛浓度进行了监测，其中91.7％甲醛浓度超标，最高超标8.25倍。黑龙江环境监测中心站对哈尔滨110个装修户的室内空气甲醛浓度进行了监测，其中87.3％甲醛浓度超标，最高超标12倍，其中超标3倍以上的占40.9％。板材是我们在装修房屋时使用较多的材料，使用环保板材能够减少空气中的有害物质，保证人们的身体健康。 [0004] 现在市面上出现的大多数板材材料偏重增强材料的强度、耐热、耐摩擦等性能，忽略了板材材料或者其它装修材料释放到空气中的有害物质对人们身体健康的影响，给人们生活带来严重的影响。 [0005] 中国专利公开号CN103408878B公开了一种具有防火作用的板材，该种防火板材以乙酸乙酯粉为主料，以粘结剂、碳酸钙、稳定分散剂、高岭土、阻燃剂、玻璃纤维、竹炭纤维为辅料制备而成，具有一定的防火能力。 [0006] 中国专利公开号103693903B公开了一种高强度不褪色仿木板材，包括表面着色层和结构填冲层，表面着色层采用水泥基聚合物改性色浆，结构填充层采用高性能填充混泥土，水泥基聚合物组分包括水泥、硬钙、氧化铁颜料、丙烯酸乳液、水。制成的板材强度好，使用寿命长。 发明内容[0007] 本发明是为了克服装修家具释放有害气体污染空气的问题，提供一种能够吸附有害气体的环保板材材料。 [0008] 本发明还提供了一种环保板材材料的制备方法。 [0009] 本发明采用以下技术方案：一种环保防火板材材料，包括聚苯乙烯树脂25～30重量份、聚丙烯树脂35～40重量份、木质纤维40～50重量份、醋酸乙烯3～4重量份、氢氧化镁2～4重量份、碳化钛1～3重量份、乙烯基三乙氧基硅烷1～2重量份、吸附剂4～8重量份。 [0010] 木质纤维素混到聚苯乙烯树脂和聚丙烯树脂中能够增加材料的强度和韧性。氢氧化镁和碳化钛是优良的防火剂，保证材料具有一定的防火性能。乙烯基三乙氧基硅烷作为偶联剂，增加了各组分之间的分散性和粘性。 [0011] 作为优选，所述氢氧化镁与碳化钛的重量比为1～2.5：1。 [0012] 氢氧化镁与碳化钛的重量比在1～2.5：1区间范围时，板材材料具有较优的防火性能。 [0013] 作为优选，所述吸附剂的制备方法为：(1)将粉煤灰加入到稀硝酸溶液中，配制成重量百分浓度比为30～40％的混合溶液，在 60～80℃加热20分钟，冷却，然后进行抽滤，在超声波清洗机中清洗2～4小时，最后进行干燥和煅烧得到处理的粉煤灰； (2)将处理过的粉煤灰加入到硝酸铁溶液中，然后进行干燥和煅烧； (3)将煅烧后得到的物质加入到含有3-氨丙基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中，放入超声仪中分散均匀，然后倒入三口烧瓶中，100～110℃条件下加热5～6小时，过滤后加入到乙醇溶液中进行洗涤，70～80℃的条件下真空干燥7～8小时。 [0014] 将粉煤灰加入到稀硝酸中加热进行活化处理，增强粉煤灰的反应活性，粉煤灰与硝酸铁在高温下会生成一部分具有一定吸附作用的硅酸盐，使材料的吸附性能大大增加。然后对粉煤灰中的二氧化硅和生成的硅酸盐通过3-氨丙基三乙氧基硅烷进行接枝改性，使二氧化硅和生成的硅酸盐表面连接上具有偶联作用的3-氨丙基三乙氧基硅烷。一方面，接枝改性后，3-氨丙基三乙氧基硅烷的末端由于含有氨基，对空气中的甲醛具有较强的吸附能力，进一步增强了材料的吸附能力；另一方面，二氧化硅与硅酸盐表面接枝硅烷偶联剂后，大大增加了粉煤灰在混合体系中的分散性和粘性，增强了板材材料的强度。另外，粉煤灰中的二氧化硅，还是一种增强剂，加入混合体系中增加了板材材料的强度。 [0015] 作为优选，所述步骤1中的干燥温度为100～150℃，煅烧温度为300～400℃。 [0016] 作为优选，所述步骤2中的干燥温度为60℃～100℃，煅烧温度为400～500℃。 [0017] 作为优选，所述步骤3中的加热温度为100～110℃。 [0018] 作为优选，一种环保防火板材材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将木质纤维素与醋酸乙烯混合，加热到60～70℃，恒温下加热20～30分钟，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌5～8分钟，得到处理后的木质纤维素； (2)将聚苯乙烯树脂、聚丙烯树脂、氢氧化镁、碳化钛、乙烯基三乙氧基硅烷、1-乙基-2-苯基吲哚、吸附剂混合后加入到处理的木质纤维素中混合均匀得到混合物料； (3)将混合物料加入到螺杆挤出机中熔融共混，冷却成型，造粒，得到环保防火板材材料。 [0019] 作为优选，所述步骤3中，熔融过程中螺杆各区段温度分别为：一区温度200～220℃，二区温度220～250℃，三区温度250～290℃。 [0020] 因此，本发明具有以下有益效果：(1)使用3-氨丙基三乙氧基硅烷对粉煤灰进行接枝改性，改性过后的粉煤灰中带有氨基，大大增强了粉煤灰的吸附能力，能够吸附更多的有害气体；(2)改性过后的粉煤灰能够增强组分之间的分散性和粘度，增加了板材材料的强度。 具体实施方式[0021] 下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明。 [0022] 本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。 [0023] 实施例1本发明采用以下技术方案：一种环保防火板材材料，包括聚苯乙烯树脂25重量份、聚丙烯树脂35重量份、木质纤维40重量份、醋酸乙烯3重量份、氢氧化镁2重量份、碳化钛1重量份、乙烯基三乙氧基硅烷1重量份、吸附剂4重量份。 [0024] 其中吸附剂的制备方法为：(1)将20g的粉煤灰加入到0.5mol/L的稀硝酸溶液中，配制成粉煤灰重量百分浓度比为 30％的混合溶液，然后放入水浴锅中，设置水浴锅温度60℃，加热20分钟后冷却1个小时，然后放入真空抽滤装置中进行抽滤，在超声波清洗机中清洗2小时，取出后放入烘箱中在100℃的条件下干燥5小时，取出后在300℃条件下煅烧6小时得到处理的粉煤灰； (2)将处理过的粉煤灰加入到2mol/L的硝酸铁溶液中，1小时后取出放入60℃的烘箱中干燥4小时，取出后在400℃的条件下煅烧8小时； (3)将煅烧后得到的物质加入到含有0.6mol/L的3-氨丙基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中，放入超声仪中30分钟，使之分散均匀，然后倒入三口烧瓶中，100℃的条件下加热5小时，过滤后加入到乙醇溶液中进行洗涤20分钟，最后放入真空干燥箱中真空干燥7小时，真空干燥箱温度设置在70℃。 [0025] 环保板材材料由以下方法制备：(1)将木质纤维素与醋酸乙烯混合，放到水浴锅中，在60℃条件下加热20分钟，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌5分钟，得到处理后的木质纤维素； (2)将聚苯乙烯树脂、聚丙烯树脂、氢氧化镁、碳化钛、乙烯基三乙氧基硅烷、吸附剂混合后加入到处理的木质纤维素中混合均匀得到混合物料； (3)将混合物料加入到螺杆挤出机中熔融共混，熔融过程中设置螺杆各区段温度分别为：一区温度200℃，二区温度220℃，三区温度250℃，物料挤出后冷却成型，造粒，得到环保防火板材材料。 [0026] 实施例2本发明采用以下技术方案：一种环保防火板材材料，包括聚苯乙烯树脂27重量份、聚丙烯树脂38重量份、木质纤维45重量份、醋酸乙烯4重量份、氢氧化镁3重量份、碳化钛2重量份、乙烯基三乙氧基硅烷2重量份、吸附剂6重量份。 [0027] 其中吸附剂的制备方法为：(1)将20g的粉煤灰加入到0.5mol/L的稀硝酸溶液中，配制成粉煤灰重量百分浓度比为 35％的混合溶液，然后放入水浴锅中，设置水浴锅温度70℃，加热25分钟后冷却2个小时，然后放入真空抽滤装置中进行抽滤，在超声波清洗机中清洗3小时，取出后放入烘箱中在120℃的条件下干燥5小时，取出后在350℃条件下煅烧6小时得到处理的粉煤灰； (2)将处理过的粉煤灰加入到2mol/L的硝酸铁溶液中，1小时后取出放入80℃的烘箱中干燥4小时，取出后在450℃的条件下煅烧8小时； (3)将煅烧后得到的物质加入到含有0.6mol/L的3-氨丙基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中，放入超声仪中35分钟，使之分散均匀，然后倒入三口烧瓶中，105℃的条件下加热6小时，过滤后加入到乙醇溶液中进行洗涤20分钟，最后放入真空干燥箱中真空干燥8小时，真空干燥箱温度设置在75℃。 [0028] 环保板材材料由以下方法制备：(1)将木质纤维素与醋酸乙烯混合，放到水浴锅中，在65℃条件下加热25分钟，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌6分钟，得到处理后的木质纤维素； (2)将聚苯乙烯树脂、聚丙烯树脂、氢氧化镁、碳化钛、乙烯基三乙氧基硅烷、吸附剂混合后加入到处理的木质纤维素中混合均匀得到混合物料； (3)将混合物料加入到螺杆挤出机中熔融共混，熔融过程中设置螺杆各区段温度分别为：一区温度210℃，二区温度230℃，三区温度270℃，物料挤出后冷却成型，造粒，得到环保防火板材材料。 [0029] 实施例3本发明采用以下技术方案：一种环保防火板材材料，包括聚苯乙烯树脂30重量份、聚丙烯树脂40重量份、木质纤维50重量份、醋酸乙烯4重量份、氢氧化镁4重量份、碳化钛3重量份、乙烯基三乙氧基硅烷2重量份、吸附剂8重量份。 [0030] 其中吸附剂的制备方法为：(1)将20g的粉煤灰加入到0.5mol/L的稀硝酸溶液中，配制成粉煤灰重量百分浓度比为 40％的混合溶液，然后放入水浴锅中，设置水浴锅温度80℃，加热30分钟后冷却2个小时，然后放入真空抽滤装置中进行抽滤，在超声波清洗机中清洗4小时，取出后放入烘箱中在150℃的条件下干燥5小时，取出后在400℃条件下煅烧6小时得到处理的粉煤灰； (2)将处理过的粉煤灰加入到2mol/L的硝酸铁溶液中，1小时后取出放入100℃的烘箱中干燥4小时，取出后在500℃的条件下煅烧8小时； (3)将煅烧后得到的物质加入到含有0.6mol/L的3-氨丙基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中，放入超声仪中40分钟，使之分散均匀，然后倒入三口烧瓶中，110℃的条件下加热6小时，过滤后加入到乙醇溶液中进行洗涤20分钟，最后放入真空干燥箱中真空干燥8小时，真空干燥箱温度设置在80℃。 [0031] 环保板材材料由以下方法制备：(1)将木质纤维素与醋酸乙烯混合，放到水浴锅中，在70℃条件下加热30分钟，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌8分钟，得到处理后的木质纤维素； (2)将聚苯乙烯树脂、聚丙烯树脂、氢氧化镁、碳化钛、乙烯基三乙氧基硅烷、吸附剂混合后加入到处理的木质纤维素中混合均匀得到混合物料； (3)将混合物料加入到螺杆挤出机中熔融共混，熔融过程中设置螺杆各区段温度分别为：一区温度220℃，二区温度250℃，三区温度290℃，物料挤出后冷却成型，造粒，得到环保防火板材材料。 [0032] 测试1将50g实施例中的环保板材材料颗粒放入10L的真空干燥器内，干燥器抽真空后冲入 3mg/m3甲醛的空气。每间隔48小时后抽取0.5L的甲醛空气气样，测量干燥器中的甲醛含量变化。测量方法由CB-13197-91规定的方法来测定，其方法是用一定量的纯水吸收空气中的甲醛，然后分光光度计测定水中甲醛的吸光度，然后换算成甲醛的浓度。甲醛的吸收率按如下方式计算： 其中，A代表甲醛的吸收率，C0和Cx分别为初始干燥器中3mg/m3的甲醛完全被水吸收后的浓度和48小时后水中吸收甲醛的浓度。 甲醛吸收率(％) 实施例1 92.1 实施例2 90.6 实施例3 95.3 |
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