一種綠色無污染墻板及其制備方法與流程

本發明屬于墻板制造，涉及一種綠色無污染墻板及其制備方法。

背景技術：

1、近幾年在社會上出現的新型墻體材料種類越來越多，其中應用較多的，有石膏或水泥輕質隔墻板、彩鋼板、加氣混凝土砌塊、鋼絲網架泡沫板、小型混凝土空心砌塊、石膏板、石膏砌塊、陶粒砌塊、燒結多孔磚、頁巖磚、實心混凝土磚、pc大板、水平孔混凝土墻板、活性炭墻體、新型隔墻板等，但當前現有的墻板大多制備原料污染較大、自凈化能力較弱。

2、竹木纖維具有質地好、纖維素、淀粉、蛋白質等含量較低，所以能延長墻板的使用壽命，具有輻射性、韌性高、不積塵易清潔、吸音隔音、冬暖夏涼等特性。除此之外，還具有木材制品的特性，同時還可以按照實際需要添加各種各樣的色澤，表面也可模仿木材的紋路，添加喜歡的裝飾性圖案，用于裝飾，竹木纖維材料擁有的這些優點使其在建筑行業巾得到了廣泛的應用，伴隨著竹木纖維材料在建筑、裝飾等領域的廣泛應用，目前的竹木纖維材料環保性不佳，而且不具有消除甲醛、凈化空氣、防火阻燃、墻面自潔和殺菌除臭的功能，需要一種竹木纖維綠色環保壁材及其制備方法來解決這一問題。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種綠色無污染墻板及其制備方法，具有無污染、使用壽命長、穩定性好的特點。

2、本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

3、一種綠色無污染墻板，所述墻板配方如下，按重量份數計，竹木纖維60～70份、混合樹脂10～15份、玻璃纖維5～10份、改性硅藻土5～10份、輕質碳酸鈣3～5份、分散劑1～2份和偶聯劑1～2份；

4、其中，混合樹脂為質量比為4：1的聚丁二酸丁二醇酯pbs樹脂和聚己內酯pcl樹脂混合物，將pbs樹脂和環氧樹脂在球磨機中以300r/min的轉速研磨0.5h，得到所述混合樹脂；

5、其中，改性硅藻土的制備工藝如下，

6、s1：將硅藻土放入球磨機中粉碎研磨，以300r/min的轉速研磨0.5h，得到硅藻土粉末；

7、s2：將研磨后的硅藻土粉末用質量分數為3％的鹽酸進行酸洗，再使用去離子水進行洗滌；

8、s3：將洗滌后的硅藻土粉末在110℃下干燥12h，將干燥后的硅藻土粉末和碳化硅以質量比1：1.5混合，混合均勻后，放入球磨機中進行研磨，研磨轉速為300r/min，研磨時長為1h，得到混合物a；

9、s4：將混合物a從室溫以5℃/min升溫至2000℃進行焙燒，焙燒時長為2h，焙燒完成后以10℃/min降溫至1500℃，通入濃度為1％的氨氣對混合物a進行吹掃，吹掃時長為0.5h，吹掃完成后通入氮氣并以5℃/min緩慢降溫至室溫，得到所述改性硅藻土。

10、進一步的，所述分散劑為海藻酸鈉、殼聚糖中的一種。

11、進一步的，所述偶聯劑為乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三-β-甲氧乙氧基-硅烷中的一種。

12、進一步的，所述s4中氨氣的通入流量為150ml/min。

13、進一步的，所述s4中氮氣的通入流量為200ml/min。

14、一種綠色無污染墻板的制備方法，基于權利要求1～5任意一項所述的一種綠色無污染墻板實現，所述墻板的制備方法具體流程如下，

15、s61：按配方比例將竹木纖維、pbs樹脂、玻璃纖維、改性硅藻土、輕質碳酸鈣進行投料并混合均勻，攪拌機轉速為60r/min；

16、s62：將混合物加熱至150℃，按配方比例加入分散劑和偶聯劑，繼續攪拌1h，得到混合物b；

17、s63：將混合物b通過口模，冷卻，延壓成型，得到墻板樣品；

18、s64：對延壓后的墻板樣品在氮氣氣氛下進行熱壓，表面拋光，靜置12h后，得到所述墻板。

19、進一步的，所述s63中延壓至厚度為5～8mm。

20、進一步的，所述s64中熱壓的參數為，熱壓溫度為120～140℃，熱壓壓力為3～5mpa，熱壓時長為10～20min。

21、硅藻土是一種天然無機材料，無毒無害，而竹木纖維也來源于自然，兩者結合制成的墻板具有很好的環保性，不會釋放有害物質，對室內空氣質量有益；硅藻土具有獨特的微孔結構，具有很強的吸附能力，可以吸附空氣中的有害物質，如甲醛、苯等，從而凈化室內空氣，提高居住環境的健康度；竹木纖維本身具有一定的隔音效果，而硅藻土的加入可以進一步提高墻板的隔音性能，有效隔絕外界噪音，提高居住環境的舒適度；竹木纖維與硅藻土的結合使墻板具有一定的防火性能，能夠在一定程度上阻止火勢的蔓延，提高居住安全性；竹木纖維與硅藻土的結合使墻板具有較好的耐磨、耐劃、耐腐蝕等性能，使用壽命長，不易損壞。

22、本發明中使用碳化硅對硅藻土進行改性，改性后的硅藻土在強度、耐腐蝕性、熱穩定性上都有所提升，并且碳化硅的引入不會對硅藻土的環保性能產生影響。碳化硅具有極高的硬度和強度，當它被用來改性硅藻土時，可以顯著提升硅藻土的機械強度，使其更加耐用和抗壓，這樣改性后的硅藻土加入墻板可以使得其不易損壞，有更好的穩定性和安全性；碳化硅的加入和高溫處理增強了硅藻土的化學穩定性，使其能夠抵抗酸堿等化學腐蝕。這意味著改性硅藻土制成的墻板具有更好的耐久性和穩定性，能夠應對各種復雜的環境條件；由于改性硅藻土具有更好的物理和化學性能，制成的墻板在使用過程中更不容易出現開裂、變形等問題，從而提高了墻板的耐用性和使用壽命；硅藻土是一種天然無機材料，無毒無害，而碳化硅改性過程中不會引入有害物質，因此碳化硅改性硅藻土同樣具有優良的環保性能。

23、在改性過程中，本發明先在2000℃下焙燒2h，再降溫至1500℃后使用濃度為1％的氨氣進行吹掃并通入氮氣降溫至室溫這一過程有助于調整碳化硅改性硅藻土的孔隙結構和表面性質，在2000℃高溫下焙燒后，硅藻土的表面結構會發生變化，其表面孔道發生坍塌，因此加入碳化硅作為支撐材料，防止硅藻土過度塌陷，保持其多孔結構，再降溫至1500℃可以使碳化硅改性硅藻土的結構重新回到穩定狀態，并提高其耐高溫性能；焙燒完成后先通入氨氣，氨氣作為堿性氣體，通入后可以與碳化硅改性硅藻土表面的酸性位點發生反應，形成新的活性位點并增加改性硅藻土的吸附能力，此外，氨氣的通入還可以進一步與改性硅藻土生成更穩定的氮化硅化合物，這種化合物具有優異的耐高溫和耐腐蝕性能，能夠改善碳化硅改性硅藻土的表面性能，使得改性后的硅藻土更容易與竹木纖維混合并制成高質量的墻板；此外，在降溫過程中通入氮氣可以創建一個無氧環境，并將氨氣以及其它雜氣排除，提高反應安全性的同時防止硅藻土和碳化硅混合物在高溫后冷卻過程中被空氣中的氧氣氧化，這有助于保持材料的原有性能和結構，避免性能下降。

24、pbs具有優良的降解周期、生物相容性和力學性能，但脆性較大，斷裂伸長率低；pcl則具有良好的骨結合力、塑性好，但其熱變形溫度較低，在硬度和強度方面可能達不到要求，兩者混合后，pcl的塑性可以彌補pbs的脆性，而pbs的力學性能也可以增強pcl的硬度和強度，實現力學性能的互補，將混合樹脂加入竹木纖維中，可以改善竹木纖維的加工性能，使其更易于加工成型；輕質碳酸鈣的加入則可以改善墻板材料的加工性能，使其更易于成型和加工；玻璃纖維是一種高強度材料，與竹木纖維混合后，可以有效提高墻板的整體強度。

25、本發明在150℃下混合這些材料，在該溫度下材料都有較好的穩定性，并且該溫度下可以確保材料之間的充分融合和均勻分布，從而提高墻板的整體性能，在該溫度下的混合使墻板有較好的強度、硬度和耐磨性，使其更加耐用。反應溫度過高，會使材料熱膨脹從而導致墻板的結構變形，影響墻面的平整度和美觀度；反應溫度過低會導致墻板內部結構疏松，影響其密實性和耐久性。

26、本發明在制備過程中對竹木纖維板在氮氣氣氛下進行熱壓，在氮氣環境中進行熱壓，可以隔絕空氣中的氧氣，有效防止竹木纖維墻板在熱壓過程中發生氧化反應，從而保持其原有的顏色和性能；氮氣保護下的熱壓過程可以減少墻板材料的熱降解和碳化，避免產生焦黑和氣泡等缺陷，提高墻板的表面質量和整體性能；在氮氣環境下，墻板材料在熱壓過程中可以更均勻地受熱和受壓，從而增強材料間的結合力，提高墻板的強度和穩定性。

27、本發明的有益效果：

28、本發明使用碳化硅對硅藻土進行改性，改性后的硅藻土在強度、耐腐蝕性、熱穩定性上都有所提升，并且碳化硅的引入不會對硅藻土的環保性能產生影響；

29、本發明在150℃下進行墻板配方的混合，在該溫度下材料都有較好的穩定性，并且該溫度下可以確保材料之間的充分融合和均勻分布，從而提高墻板的整體性能；

30、本發明在氮氣氣氛下對墻板進行熱壓，氮氣保護下的熱壓過程可以減少墻板材料的熱降解和碳化，避免產生焦黑和氣泡等缺陷，提高墻板的表面質量和整體性能。