一种抗泛霜难燃复合板及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种抗泛霜难燃复合板及其制备方法，属于新型复合纤维板技术领域。


背景技术：

2.随着生活水平的提高，消费者对于人造板的要求不断升级。以无机胶凝材料为胶黏剂的人造板以轻质无醛、难/不燃抑烟、防霉防腐等特征，受到市场的青睐。
3.然而，无机胶凝材料为胶黏剂的人造板在制造和使用的过程中存在吸潮返卤、泛霜等现象，导致板面美观度降低，力学性能下降，影响饰面效果等问题。究其根源，泛霜是板材内部的可溶性无机盐在板材表面析出所导致，长期作用会严重影响板材的耐久性。
4.公开号cn211390431u的中国专利通过在材料表面设置防水层，减少水分蒸发，起到抑制泛霜的作用，同时设置水泥基抗泛霜粘结剂层，阻止外界水分向材料内传输，能提高耐久性能，大大限制水分蒸发出现的泛霜现象。该方法通过防水的途径，能在一定程度上抑制泛霜现象，但没有从根本上解决泛霜问题，因为随着防水层作用的消失，材料依旧会产生泛霜现象。
5.公开号cn110183178a的中国专利通过自制添加剂和改性微球吸附胶凝体系中游离的金属离子数量，避免金属离子随水分迁移到基材表面而引起泛霜现象。该方法使用的自制添加剂含量高和改性微球含量好，较大地提高了材料的生产成本，不利于工业推广。


技术实现要素：

6.针对背景技术中存在的问题，本发明提供一种抗泛霜难燃复合板及其制备方法。本发明所述的木材基板能够达到b1级阻燃，具有轻质、强度高、加工性能优异和防霉防蛀等特点，解决了木质基板泛霜的难题，提高了板材的耐久性。
7.本发明解决上述问题的方案如下：
8.本发明提供了一种抗泛霜难燃复合板，由木纤维、轻烧氧化镁、磷酸盐溶液及硫酸镁溶液混合均匀后经铺装、预压、热压固型后得到；所述磷酸盐溶液由可溶性磷酸盐与水配制而成，所述硫酸镁溶液由七水硫酸镁、改性剂与水配制而成；
9.上述各原料组分重量份数如下：
10.11.其中，磷酸盐溶液中的水重量份数为3～10份，硫酸镁溶液水中的水重量份数为25～30份；
12.所述改性剂选自柠檬酸、柠檬酸钠、多磷酸钠和苹果酸中任意一种以上混合。
13.优选的，本发明所述硫酸镁溶液中还包括减水剂，重量份数为0.4～0.7份。
14.优选的，本发明所述轻烧氧化镁的活度不小于60％。
15.本发明所述木纤维的原料为以木质纤维为主要成分的有机物，包括木材、秸秆、稻壳以及果壳粉末。
16.本发明所述木纤维的粒径不大于3cm，优选粒径为0.05～3cm。
17.本发明所述木纤维的含水率不大于10％，优选含水率不大于5％。
18.本发明所述可溶性磷酸盐选自磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠中任意一种以上混合。
19.本发明所述减水剂为羧甲基纤维素。
20.本发明采用轻烧氧化镁、硫酸镁溶液形成mgo-mgso
4-h2o三元体系的硫氧镁胶凝材料作为胶黏剂的主胶体，可溶性磷酸盐为辅助胶体。分析表明，泛霜的霜中含有大量mg
2+
，少量的so
42-和其他离子，ph值在12左右。可溶性磷酸盐的加入，能与游离的mg
2+
反应生成不溶于水的鸟粪石系晶体(mg(nh4)po4·
xh2o)，从而抑制mg
2+
的迁移和析出，有效地解决板材的泛霜问题。
21.采用的无机胶黏剂主胶体为mgo-mgso
4-h2o三元体系构成的硫氧镁胶凝材料。该胶凝材料不同于有机胶黏剂的凝结原理，也不同于硅酸盐水泥的水化机理，其主要水化产物为碱式硫氧镁晶体，即xmg(oh)2·
ymgso4·
zh2o，晶相结构形态一般为细长针棒状。通过碱式硫氧镁晶体构成致密的网状结构，是硫氧镁胶凝材料力学性能的直接来源。
22.采用硫氧镁胶凝剂作为木纤维的新型无机胶黏材料，取代传统的有机胶黏剂，从源头上避免了甲醛的引入；因为木质板材内含甲醛主要是有机胶黏剂导致的。其次，硫氧镁胶凝材料是气硬性胶凝材料，具有凝结硬化快和机械强度高的特点，且在燃烧过程中，胶凝材料中晶体受热分解，生成的mgo覆盖秸秆纤维表面，起到隔热、抑烟的作用。同时，晶体中的结晶水挥发，吸收了燃烧的热量，稀释了局部可燃性气体浓度，发挥阻燃的作用。
23.水在难燃复合板的制备过程中，既是形成碱式硫酸镁晶体的反应物，也是促进无机胶凝材料与木纤维均匀分散的媒介，具有重要作用。然而，硫氧镁作为气硬性胶凝材料，在干燥状态下才能更好地发挥胶黏作用。因此成板后，板材内部多余的水分需要及时排出。但在水排出过程中，一些可溶性的无机盐会随之排出，在板材表面造成泛霜现象。
24.本发明采用可溶性磷酸盐作为辅助胶黏体系，能与游离的mg
2+
反应形成不溶于水的鸟粪石系晶体，在抑制泛霜作用的同时，还能提高板材的力学性能。此外，减水剂羧甲基纤维素的使用，能减少水的用量，有利于减轻泛霜现象。
25.本发明还提供了一种抗泛霜难燃复合板的制备方法，包括如下步骤：
26.(1)分别称量木纤维、轻烧氧化镁、七水硫酸镁、可溶性磷酸盐、改性剂、水及减水剂，并将可溶性磷酸盐与一定量水配制成磷酸盐溶液，将七水硫酸镁、改性剂与剩余水配制成硫酸镁溶液；
27.(2)采用步骤(1)配制的硫酸镁溶液和磷酸盐溶液依次浸渍木纤维，之后再与轻烧氧化镁、减水剂搅拌均匀，获得混合料；
28.当使用减水剂时，减水剂加入硫酸镁溶液中分散均匀；
29.(3)将步骤(2)获得的混合料经铺装、预压、热压固型后得到板坯；
30.(4)将步骤(3)获得的板坯经养护、裁切、砂光，获得抗泛霜难燃复合板板材成品。
31.步骤(3)所述热压固型的条件为温度为60～140℃，单位压力为2～5mpa，热压时间为10～180min。
32.步骤(4)所述养护条件为室温状态，优选温度为20℃，湿度为50％。
33.本发明所述抗泛霜难燃复合板具有抗泛霜返卤、阻燃抑烟、无醛环保的特点，在镁系胶黏剂人造板领域具有广阔前景。
附图说明
34.图1为本发明实施例1制备的抗泛霜难燃复合板表面形貌图。
35.图2为本发明对比例2制备的抗泛霜难燃复合板表面形貌图。
具体实施方式
36.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。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。
37.实施例1
38.一种抗泛霜难燃复合板的制备方法，包括如下步骤：
39.(1)分别称量0.1cm松木木粉600g，轻烧氧化镁216g，七水硫酸镁136g，磷酸二氢铵11g，柠檬酸0.55g，水323g；用50g水与磷酸二氢铵配置成溶液，273g水、0.55g柠檬酸与七水硫酸镁配置成硫酸镁溶液；
40.(2)依次用硫酸镁溶液、磷酸二氢铵溶液浸渍松木木粉，再加入轻烧氧化镁，搅拌均匀，得到混合料；
41.(3)混合料经铺装、预压后，置于热压机上以80℃，3mpa的条件热压30min，得到板坯；
42.(4)板坯经置于室温条件下养护14d，裁切、砂光，得到抗泛霜难燃板样板。
43.实施例2
44.一种抗泛霜难燃复合板的制备方法，包括如下步骤：
45.(1)分别称量0.5cm松木木粉600g，轻烧氧化镁216g，七水硫酸镁136g，磷酸二氢钾11g，柠檬酸钠0.55g，水280g，羧甲基纤维素为减水剂6.86g；用35g水与磷酸二氢钾配置成溶液，245g水、0.55g柠檬酸、羧甲基纤维素与七水硫酸镁配置成硫酸镁溶液；
46.(2)依次用硫酸镁溶液、磷酸二氢钾溶液浸渍松木木粉，再加入轻烧氧化镁，搅拌均匀，得到混合料；
47.(3)混合料经铺装、预压后，置于热压机上以120℃，3mpa的条件热压20min，得到板坯；
48.(4)板坯经置于室温条件下养护14d，裁切、砂光，得到抗泛霜难燃板样板。
49.实施例3
50.一种抗泛霜难燃复合板的制备方法，包括如下步骤：
51.(1)分别称量0.8cm松木木粉600g，轻烧氧化镁216g，七水硫酸镁136g，磷酸二氢铵11g，柠檬酸0.55g，水280g，羧甲基纤维素为减水剂6.86g；用35g水与磷酸二氢铵配置成溶液，245g水、0.55g柠檬酸、羧甲基纤维素与七水硫酸镁配置成硫酸镁溶液；
52.(2)依次用硫酸镁溶液、磷酸二氢铵溶液浸渍松木木粉，再加入轻烧氧化镁，搅拌均匀，得到混合料；
53.(3)混合料经铺装、预压后，置于热压机上以140℃，2.5mpa的条件热压15min，得到板坯；
54.(4)板坯经置于室温条件下养护14d，裁切、砂光，得到抗泛霜难燃板样板。
55.实施例4
56.一种抗泛霜难燃复合板的制备方法，包括如下步骤：
57.(1)分别称量1cm稻秸粉末400g，轻烧氧化镁270g，七水硫酸镁170g，磷酸二氢铵15g，苹果酸0.7g，水260g，羧甲基纤维素为减水剂6g；用45g水与磷酸二氢铵配置成溶液，215g水、0.7g稻秸粉末、羧甲基纤维素与七水硫酸镁配置成硫酸镁溶液；
58.(2)依次用硫酸镁溶液、磷酸二氢铵溶液浸渍稻秸粉末，再加入轻烧氧化镁，搅拌均匀，得到混合料；
59.(3)混合料经铺装、预压后，置于热压机上以140℃，2.5mpa的条件热压15min，得到板坯；
60.(4)板坯经置于室温条件下养护14d，裁切、砂光，得到抗泛霜难燃板样板。
61.实施例5
62.一种抗泛霜难燃复合板的制备方法，包括如下步骤：
63.(1)分别称量0.8cm稻壳粉末500g，轻烧氧化镁240g，七水硫酸镁150g，磷酸二氢钠20g，多磷酸钠0.6g，水280g，羧甲基纤维素为减水剂6g；用50g水与磷酸二氢钠配置成溶液，230g水、0.6g多磷酸钠、羧甲基纤维素与七水硫酸镁配置成硫酸镁溶液；
64.(2)依次用硫酸镁溶液、磷酸二氢铵溶液浸渍稻壳粉末，再加入轻烧氧化镁，搅拌均匀，得到混合料；
65.(3)混合料经铺装、预压后，置于热压机上以140℃，2.5mpa的条件热压15min，得到板坯；
66.(4)板坯经置于室温条件下养护14d，裁切、砂光，得到抗泛霜难燃板样板。
67.对比例1(不加磷酸盐，加羧甲基纤维素)
68.一种复合板的制备方法，包括如下步骤：
69.(1)分别称量0.5cm松木木粉600g，轻烧氧化镁216g，七水硫酸镁136g，柠檬酸0.55g，水270g，羧甲基纤维素为减水剂6.86g；用45g水与磷酸二氢铵配置成溶液，225g水、0.55g柠檬酸、羧甲基纤维素与七水硫酸镁配置成硫酸镁溶液；
70.(2)依次用硫酸镁溶液、磷酸二氢铵溶液浸渍松木木粉，再加入轻烧氧化镁，搅拌均匀，得到混合料；
71.(3)混合料经铺装、预压后，置于热压机上以120℃，3mpa的条件热压20min，得到板坯；
72.(4)板坯经置于室温条件下养护14d，裁切、砂光，得到复合板样板。对比例2(不加磷酸盐和羧甲基纤维素)
73.一种复合板的制备方法，包括如下步骤：
74.(1)分别称量0.1cm松木木粉600g，轻烧氧化镁216g，七水硫酸镁136g，柠檬酸0.55g，水323g；用323g水、0.55g柠檬酸与七水硫酸镁配置成硫酸镁溶液；
75.(2)依次用硫酸镁溶液、磷酸二氢铵溶液浸渍松木木粉，再加入轻烧氧化镁，搅拌均匀，得到混合料；
76.(3)混合料经铺装、预压后，置于热压机上以80℃，3mpa的条件热压30min，得到板坯；
77.(4)板坯经置于室温条件下养护14d，裁切、砂光，得到抗泛霜难燃板样板。
78.表1难燃木质基板的性能测试结果
[0079][0080]
由各实施例和对比例1可以得知，减水剂羧甲基纤维素能改善混料流动性，减少水的使用量，从而减缓样板的泛霜情况，但无法彻底解决样板的泛霜情况，从而导致样板的力学性能有所下降。而磷酸盐通过形成不溶于水的鸟粪石系晶体，能有效地解决泛霜现象，从而使样板表现出优异的力学性能。
[0081]
由各实施例和对比例2可以看出，磷酸盐和减水剂的复配使用，能减少水的用量，有效地解决样板泛霜问题，减少无机胶黏体系的流失，使样板表现出更优异的力学性能。
[0082]
此外，适当提高温度，使水以气体的形式离开，可以减缓泛霜现象，并且使反应结束后的体系中含水率降低，有利于硫氧镁气硬性胶凝材料表现出更优异的力学性能。