專利名稱：一種高強(qiáng)度高功能膨潤土組合物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及快速成型的高強(qiáng)度高功能膨潤土組合物，屬于膨潤土復(fù)合材料的制備和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種高強(qiáng)度高功能膨潤土組合物的制備方法。
背景技術(shù)：
膨潤土 iffentonite)是以蒙脫石為主的含水粘土礦。是一種黏土巖、亦稱蒙脫石黏土巖、常含少量伊利石、高嶺石、埃洛石、綠泥石、沸石、石英、長石、方解石等；一般為白色、淡黃色，因含鐵量變 化又呈淺灰、淺綠、粉紅、褐紅、磚紅、灰黑色等；具蠟狀、土狀或油脂光澤；膨潤土有的松散如土，也有的致密堅硬。主要化學(xué)成分是二氧化硅、三氧化二鋁和水，還含有鐵、鎂、鈣、鈉、鉀等元素，Na20和CaO含量對膨潤土的物理化學(xué)性質(zhì)和工藝技術(shù)性能影響頗大。蒙脫石礦物屬單斜晶系，通常呈土狀塊體，白色，有時帶淺紅、淺綠、淡黃等色。光澤暗淡。硬度1 2，密度2 3g/cm3。按蒙脫石可交換陽離子的種類、含量和層電荷大小，膨潤土可分為鈉基膨潤土(堿性土)、鈣基膨潤土(堿土性土)、天然漂白土(酸性土或酸性白土)，其中鈣基膨潤土又包括鈣鈉基和鈣鎂基等。膨潤土具有強(qiáng)的吸濕性和膨脹性，可吸附8 15倍于自身體積的水量，體積膨脹可達(dá)數(shù)倍至30倍；在水介質(zhì)中能分散成膠凝狀和懸浮狀，這種介質(zhì)溶液具有一定的黏滯性、能變性和潤滑性；有較強(qiáng)的陽離子交換能力；對各種氣體、液體、有機(jī)物質(zhì)有一定的吸附能力，最大吸附量可達(dá)5倍于自身的重量；它與水、泥或細(xì)沙的摻和物具有可塑性和黏結(jié)性；具有表面活性的酸性漂白土能吸附有色離子。健康家居的基礎(chǔ)是建筑材料和裝飾裝修材料。人們大量使用普通人造板和含揮發(fā)性有機(jī)物涂料，已造成了室內(nèi)有毒有機(jī)物污染嚴(yán)重，導(dǎo)致氣喘、惡心、皮膚過敏等房屋綜合癥。我國膨潤土資源十分豐富，已探明儲量達(dá)4億噸，居世界第二位，利用膨潤土的強(qiáng)吸附性、吸水釋水性、隔熱保溫、不燃等功能特性，可以制造出膨潤土基環(huán)保型板材和型材，用于室內(nèi)建筑裝飾和室內(nèi)家具，降低室內(nèi)污染，營造健康的家居環(huán)境。但是，膨潤土的細(xì)膩和松散狀態(tài)，使其加工成型難，應(yīng)用的局限性大。目前膨潤土還僅作為添加劑，用作普通水泥、輕質(zhì)保溫板、內(nèi)墻涂料等的組分。由此可見，膨潤土的成型方法主要來源于無機(jī)水泥、石膏板的生產(chǎn)技術(shù)，產(chǎn)品成型和養(yǎng)護(hù)的周期長，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品附加值低。而膨潤土與樹脂或粘合劑制成片材，僅用于非受力結(jié)構(gòu)部件的用途，對材料力學(xué)機(jī)械性能要求低。迄今尚未見膨潤土為主體(占30 60%以上重量)與熱固性樹脂或粘合劑組成的復(fù)合材料組合物及其快速成型的制造技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度高功能膨潤土組合物的制備方法，具有阻燃、阻燃、防水、質(zhì)輕，低甲醛釋放、抗菌等功能特性為一體的膨潤土組合物及其板材和型材制品，并具有好的力學(xué)機(jī)械強(qiáng)度，可用于室內(nèi)建筑裝飾、家具等的受力結(jié)構(gòu)材料。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述一種高強(qiáng)度高功能膨潤土組合物的制備方法，其特征在于:該組合物包含:膨潤土、填加料、膠粘劑、抗菌劑、加工助劑，其中膨潤土 50 65份、填加料10 15份，膠粘劑10 15份、抗菌劑5份、成型加工助劑O 30份其為重量比。
所述膨潤土為蒙脫石含量大于80%、顆粒大小為I IOOum的膨潤土、提純膨潤土、或煅燒膨潤土 ；具有吸附甲醛和室內(nèi)有害有機(jī)物的作用，同時具有在高空氣濕度下吸濕、低空氣濕度下放濕的室內(nèi)環(huán)境空氣濕度平衡作用。
所述填加料為屬植物纖維的木質(zhì)纖維、麻纖維及其編織物，屬植物粉碎料的木粉、秸桿粉碎料、稻殼粉，屬無機(jī)纖維的短切玻璃纖維、海泡石纖維、玄武巖纖維、玻璃纖維長絲，屬無機(jī)粉體的石英砂、沸石粉、珍珠巖、碳酸鈣、云母粉、滑石粉、高嶺土、粘土、石膏粉、粉煤灰、或冶金礦渣。
填加料一般成本較低，可以起到降低原料成本；同時，纖維結(jié)構(gòu)的填加料對制品有增強(qiáng)作用；木粉等軟質(zhì)填加料對制品有增韌作用；幾種不同性能的填加料同時使用，可起到對制品力學(xué)機(jī)械性能的綜合平衡作用。
填加料的形態(tài)為10 IOOum的粉體、長度0.1 4cm的短纖維、或連續(xù)纖維編織物。
所述膠粘劑為三聚氰胺甲醛樹脂膠、脲醛樹脂膠、酚醛樹脂膠、異氰酸酯膠、丙烯酸樹脂乳液、或聚乙酸乙烯酯乳液，及它們中的兩種或兩種以上的混合物；與膨潤土和填加料具有較強(qiáng)的滲透性和結(jié)合力，固化后復(fù)合材料機(jī)械強(qiáng)度高。同時，幾種不同的樹脂膠粘劑復(fù)配使用，可獲得強(qiáng)度和韌性均衡的制成品。
所述抗菌劑為屬無機(jī)抗菌劑的銀系無機(jī)抗菌劑、銀鋅復(fù)合無機(jī)抗菌劑、銀銅鋅復(fù)合無機(jī)抗菌劑、納米二氧化鈦光觸媒抗菌劑、屬有機(jī)抗菌劑的酚醚類、苯酚類、季胺鹽類、雙胍類、異噻唑、N-鹵代烷基硫代類、吡咯衍生物、有機(jī)金屬類、吡啶類、咪唑類、噻唑類、或砜類?？咕鷦┦辜?xì)菌、霉菌在制成品上不能生長繁殖。同時，銀系抗菌劑和光觸媒TiO2抗菌劑可激活空氣中生成活性氧，通過活性氧和氫氧自由基分解甲醛等室內(nèi)有毒有機(jī)物。
所述成型加工助劑為屬防水劑的硅油、液體石蠟，屬分散劑的氧化石蠟、脂肪酸鹽，屬偶聯(lián)劑的硅烷、鈦酸酯、鋁酸酯，或它們中的兩種或兩種以上的混合物。
所述防水劑的作用是保護(hù)制成品，以防被水侵蝕破壞。
所述分散劑是用來提高膨潤土及無機(jī)填加料的分散性，使它們與粘合劑混合時，其表面易于被粘合劑潤濕，使粘合均勻、 強(qiáng)度提聞。
所述偶聯(lián)劑是為了增強(qiáng)膨潤土、填加料與膠粘劑的界面結(jié)合，提高制品的力學(xué)機(jī)械性能。
本發(fā)明所述一種高強(qiáng)度高功能膨潤土組合物的制備方法，其特征在于:按下列步驟進(jìn)行: 一、烘料和混料:將膨潤土和填加料烘干，按比例稱重，加入高速攪拌機(jī)中低速攪拌I 2min,高速攪拌I 3min,摻混均勻； 二、表面處理和拌膠:將膨潤土和填加料混合物在高速攪拌機(jī)中用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面活化處理I 3min后,加入膠粘劑,低速混合3 5min,出料； 三、鋪料:將拌好膠的膨潤土和填加料混合物在熱壓機(jī)底板上或模具中鋪成板坯或型坯；四、熱壓成型:將上述底板和模具送入熱壓機(jī)，經(jīng)熱壓成型，制成板材或型材。在熱壓機(jī)中熱壓成型條件下，熱固性高分子膠粘劑，將膨潤土、填加料等固態(tài)物質(zhì)牢固地粘合成型，所獲得的板材和型材等成型物具有良好的力學(xué)機(jī)械性能。
本發(fā)明提供的一種高強(qiáng)度高功能膨潤土組合物的制備方法，其工藝過程也可以是先分別將膨潤土與填加料用加工助劑處理、施膠，然后混料和鋪料，其特征在于按下列步驟進(jìn)行: 一、表面處理和拌膠:經(jīng)烘干的膨潤土在高速攪拌機(jī)中用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面活化處理I 3min后,加入膠粘劑,低速混合3 5min,出料,采用與膨潤土的相同的步驟,用偶聯(lián)劑和分散劑處理無機(jī)粉體、木粉等填加料，然后加入膠粘劑，混合，出料； 二、混料和鋪料:將拌好膠的膨潤土和填加料在機(jī)械攪拌下?lián)交炀鶆?，然后將混合料在熱壓機(jī)底板上或模具中鋪成板坯或型坯； 三、熱壓成型:將上述底板和模具送入熱壓機(jī)，經(jīng)熱壓成型，制成板材或型材；使用熱壓成型機(jī)成型，熱壓成型的溫度為70 175°C，時間為5 60min，壓強(qiáng)為0.8 40MPa。
本發(fā)明提供的一種高強(qiáng)度高功能膨潤土組合物的制備方法，其有益效果在于:板材和型材的成型周期短，適于大批量生產(chǎn)，產(chǎn)品具有良好的力學(xué)機(jī)械性能，并具有良好的阻燃、防水、隔熱、質(zhì)輕、低甲醛釋放、抗菌、吸濕放濕等使用性能和環(huán)保功能。
具體實施方式
以下實施例為本發(fā)明作進(jìn)一步出闡述。
實施例1 1.按重量稱取膨潤土65kg、填加料10kg，膠粘劑10kg、抗菌劑5kg、成型加工助劑IOkg ； 2.將膨潤土和填加料烘干，按比例稱重，加入高速攪拌機(jī)中低速攪拌lmin，高速攪拌lmin，摻混均勻；將膨潤土和填加料混合物在高速攪拌機(jī)中用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面活化處理Imin后,加入膠粘劑,低速混合3min,出料； 3.將拌好膠的膨潤土和填加料混合物在熱壓機(jī)底板 上或模具中鋪成板坯或型坯； 4.將上述底板和模具送入熱壓機(jī)，經(jīng)熱壓成型，制成板材或型材，在熱壓機(jī)中熱壓成型條件下，熱固性高分子膠粘劑，將膨潤土、填加料等固態(tài)物質(zhì)牢固地粘合成型，所獲得的板材和型材等成型物具有良好的力學(xué)機(jī)械性能。
實施例2 1.按重量稱取膨潤土50kg、填加料15kg，膠粘劑15kg、抗菌劑5kg、成型加工助劑20kg ； 2.將膨潤土和填加料烘干，按比例稱重，加入高速攪拌機(jī)中低速攪拌2min，高速攪拌3min，摻混均勻；將膨潤土和填加料混合物在高速攪拌機(jī)中用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面活化處理3min后,加入膠粘劑,低速混合5min,出料； 3.將拌好膠的膨潤土和填加料混合物在熱壓機(jī)底板上或模具中鋪成板坯或型坯； 4.將上述底板和模具送入熱壓機(jī)，經(jīng)熱壓成型，制成板材或型材，在熱壓機(jī)中熱壓成型條件下，熱固性高分子膠粘劑，將膨潤土、填加料等固態(tài)物質(zhì)牢固地粘合成型，所獲得的板材和型材等成型物具有良好的力學(xué)機(jī)械性能。
實施例3 1.按重量稱取膨潤土65kg、填加料15kg，膠粘劑10kg、抗菌劑5kg、成型加工助劑5kg ； 2.將膨潤土和填加料烘干，按比例稱重，加入高速攪拌機(jī)中低速攪拌lmin，高速攪拌2min，摻混均勻；將膨潤土和填加料混合物在高速攪拌機(jī)中用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面活化處理2min后,加入膠粘劑,低速混合5min,出料； 3.將拌好膠的膨潤土和填加料混合物在熱壓機(jī)底板上或模具中鋪成板坯或型坯； 4.將上述底板和模具送入熱壓機(jī)，經(jīng)熱壓成型，制成板材或型材，在熱壓機(jī)中熱壓成型條件下，熱固性高分子膠粘劑，將膨潤土、填加料等固態(tài)物質(zhì)牢固地粘合成型，所獲得的板材和型材等成型物具 有良好的力學(xué)機(jī)械性能。
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度高功能膨潤土組合物的制備方法，其特征在于:該組合物包含:膨潤土、填加料、膠粘劑、抗菌劑、加工助劑，其中膨潤土 50 65份、填加料10 15份，膠粘劑10 15份、抗菌劑5份、成型加工助劑O 30份其為重量比。
2.如權(quán)利要求1所述一種高強(qiáng)度高功能膨潤土組合物的制備方法，其特征在于:所述膨潤土為蒙脫石含量大于80%、顆粒大小為I IOOum的膨潤土、提純膨潤土、或煅燒膨潤土。
3.如權(quán)利要求1所述一種高強(qiáng)度高功能膨潤土組合物的制備方法，其特征在于:所述填加料的形態(tài)為10 IOOum的粉`體、長度0.1 4cm的短纖維、或連續(xù)纖維編織物。
全文摘要
本發(fā)明公開一種高強(qiáng)度高功能膨潤土組合物的制備方法，涉及快速成型的高強(qiáng)度高功能膨潤土組合物，屬于膨潤土復(fù)合材料的制備和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于該組合物包含膨潤土、填加料、膠粘劑、抗菌劑、加工助劑，其中膨潤土50～65份、填加料10～15份，膠粘劑10～15份、抗菌劑5份、成型加工助劑0～30份其為重量比。其有益效果在于板材和型材的成型周期短，適于大批量生產(chǎn)，產(chǎn)品具有良好的力學(xué)機(jī)械性能，并具有良好的阻燃、防水、隔熱、質(zhì)輕、低甲醛釋放、抗菌、吸濕放濕等使用性能和環(huán)保功能。
文檔編號C04B14/10GK103145374SQ201310062388
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月28日
發(fā)明者高洋 申請人:高洋