一種阻燃木材橡膠復(fù)合地板及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種阻燃木材橡膠復(fù)合地板，由下列重量份的原料制成：異氰酸酯膠粘劑10?11、丙酮0.5?0.6、木刨花35?38、廢舊橡膠顆粒62?66、高氯酸鋰5?6、納米聚四氟乙烯4?5、丙烯酸三氟乙酯5?6、甲基丙烯酸十二氟庚酯6?7、乙酸乙酯60?70、過氧化異丙苯0.4?0.5、9?10%硝酸溶液90?100、尿素飽和溶液90?100、納米羥基草酸鋁3?3.5、二乙基次膦酸鋁0.8?0.9、鉬酸鈉0.6?0.7、硅硼分子篩4?5。本發(fā)明通過使用納米羥基草酸鋁，提高木材的阻燃性和耐熱性，通過使用二乙基次膦酸鋁、鉬酸鈉、硅硼分子篩，能夠提高橡膠的阻燃性、熱穩(wěn)定性和耐磨性。
【專利說明】
一種阻燃木材橡膠復(fù)合地板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及橡膠地板技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種阻燃木材橡膠復(fù)合地板及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]木材-橡膠復(fù)合材料是近年來才被提出來的一類功能型復(fù)合材料，具有良好的防水、防腐、防蛀、防靜電、隔音吸音、阻尼減震、隔熱保溫等性能，可以用作室內(nèi)裝修裝飾材料、隔音吸音材料、阻尼減震材料、隔熱保溫材料，綜合體現(xiàn)了木材的高效利用、廢舊輪胎的無污染循環(huán)利用和提高林產(chǎn)品附加值等方面的價(jià)值，發(fā)展前景非常廣闊。但目前關(guān)于木材-橡膠復(fù)合材料的研究還處于起步階段，尚未形成工業(yè)化產(chǎn)品。為了對(duì)木材-橡膠復(fù)合材料進(jìn)行深入研究，通過查閱大量的文獻(xiàn)，完成了其軟木仿生結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以人工林木材、木制品加工剩余物和廢舊輪胎顆粒為原料，制備了木材-橡膠復(fù)合材料并對(duì)影響其性能的主要因子進(jìn)行了研究；用實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的方法揭示了木材-橡膠復(fù)合材料的靜音機(jī)理，對(duì)其在靜音地板中的應(yīng)用進(jìn)行了探索性研究。對(duì)地板制備工藝和性能、經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了分析，并對(duì)地板靜音性能測(cè)試方法做了初步研究。本研究得出以下主要研究結(jié)論:1)在木材-橡膠復(fù)合材料的軟木仿生結(jié)構(gòu)中，木材相當(dāng)于軟木細(xì)胞壁物質(zhì)，起到支撐、填充作用，主要提供物理力學(xué)性能，是結(jié)構(gòu)中的強(qiáng)度單元;橡膠相當(dāng)于軟木細(xì)胞腔中的密閉氣體，起到類似彈簧的作用，是結(jié)構(gòu)中的減震單元;膠粘劑一定程度上相當(dāng)于軟木細(xì)胞壁中的軟木脂，主要起到結(jié)構(gòu)單元之間的膠接作用。2)制備工藝對(duì)木材-橡膠復(fù)合材料性能的影響規(guī)律主要有:木/橡膠質(zhì)量比對(duì)材料性能影響極顯著。隨著木/橡膠質(zhì)量比的減小，橡膠顆粒用量增大，材料的耐吸水膨脹性能增強(qiáng)，內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度減小，靜曲強(qiáng)度和彈性模量降低，固有頻率下降，阻尼比升高，撞擊聲減小，撞擊聲改善值增大。木材形態(tài)對(duì)材料影響顯著。使用扁平刨花和纖維可以獲得較好的物理力學(xué)性能，C型刨花制備的材料具有較低的固有頻率和撞擊聲、較高的阻尼比和撞擊聲改善值。施膠量對(duì)木材-橡膠復(fù)合材料物理力學(xué)性能的影響極顯著(2 h吸水厚度膨脹率除外)，對(duì)振動(dòng)及聲學(xué)性能的影響不顯著。密度對(duì)物理力學(xué)性能、振動(dòng)及聲學(xué)性能的影響都非常顯著。木材-橡膠復(fù)合材料的目標(biāo)密度在0.8?1.0 g/cm3范圍內(nèi)可獲得較好的綜合性能。木/橡膠質(zhì)量比和施膠量之間、密度和加壓時(shí)間之間的交互作用對(duì)物理力學(xué)性能、振動(dòng)及聲學(xué)性能都有很大影響。因此，在調(diào)整工藝參數(shù)時(shí)，應(yīng)將交互作用考慮在內(nèi)。3)具有良好減震降噪性能的較佳工藝參數(shù):木材形態(tài):C型刨花;廢舊輪胎顆粒粒徑:2?3 _;木/橡膠質(zhì)量比:40/60 ;施膠量:6%;目標(biāo)密度:0.8 g/cm3 ;加壓時(shí)間:4 min;壓板溫度:140。。。采用該優(yōu)化工藝制備的木材-橡膠復(fù)合材料的主要性能如下:密度:0.78 g/cm3 ; 2 h吸水厚度膨脹率:3.12%;內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度:1.1 MPa;靜曲強(qiáng)度:3.8 MPa;彈性模量:342 MPa;固有頻率:17.4Hz ;阻尼比:0.15;撞擊聲:76.5 dB(A);撞擊聲改善值:15.5 dB(A)。4)木材-橡膠復(fù)合材料的靜音機(jī)理:大量橡膠顆粒的存在，使得木材-橡膠復(fù)合材料具有較低的固有頻率和較高的阻尼比。在沖擊載荷作用下，由于木材-橡膠復(fù)合材料各階頻率間距較小，容易產(chǎn)生共振，使得材料中的橡膠顆粒減震吸能的功能得到充分發(fā)揮，材料整體的減震降噪功能提高；同時(shí)，較高的阻尼比可以加快振動(dòng)的衰減，能量在傳遞過程中耗散較大，降低了以聲能形式耗散的能量，起到減震降噪作用。5)采用撞擊聲和撞擊聲改善值兩個(gè)參數(shù)指標(biāo)對(duì)地板靜音性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出了一種地板靜音性能測(cè)試方法一一自由落球撞擊法，設(shè)計(jì)并制作了一套相應(yīng)的測(cè)試系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)證明，自由落球撞擊法可以對(duì)不同靜音性能的地板做出精確的定量評(píng)價(jià)，具有所需試件少、測(cè)試快速簡(jiǎn)便、結(jié)果準(zhǔn)確的特點(diǎn)。6)以木材-橡膠復(fù)合材料為基材的新型靜音地板(WRC靜音地板)，通過不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以獲得良好的靜音性能和物理力學(xué)性會(huì)K。
[0003]但是刨花容易吸水，造成地板膨脹變形，而且刨花與橡膠的性質(zhì)不同，相容性差，粘結(jié)強(qiáng)度不高，耐久性不好，容易損壞，而且隔音效果一般。而且地板的其他方面性能也需要進(jìn)一步提高，例如耐熱性、環(huán)保性能、抗靜電性、回彈性、熱穩(wěn)定性、阻燃性、防輻射性、韌性、抗拉強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性、抗污性、抗刮擦性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種阻燃木材橡膠復(fù)合地板及其制備方法。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種阻燃木材橡膠復(fù)合地板，由下列重量份的原料制成:異氰酸酯膠粘劑10-11、丙酮
0.5-0.6,木刨花35-38、廢舊橡膠顆粒62-66、高氯酸鋰5_6、納米聚四氟乙烯4_5、丙烯酸三氟乙酯5-6、甲基丙稀酸十二氟庚酯6-7、乙酸乙酯60-70、過氧化異丙苯0.4-0.5、9-10%硝酸溶液90-100、尿素飽和溶液90-100、納米羥基草酸鋁3-3.5、二乙基次膦酸鋁0.8-0.9、鉬酸鈉0.6-0.7、娃硼分子篩4-5。
[0006]所述阻燃木材橡膠復(fù)合地板的制備方法，包括以下步驟:
(1)將木刨花粉碎，烘干至絕干，放入9-10%硝酸溶液中，在96-1000C處理20-23分鐘，過濾，再用尿素飽和溶液浸泡60-70分鐘，過濾，干燥，得到溶脹的刨花；
(2)將納米聚四氟乙烯、丙烯酸三氟乙酯、高氯酸鋰、甲基丙烯酸十二氟庚酯、納米羥基草酸鋁、乙酸乙酯混合，加熱至60-70°C，加入溶脹的刨花，再加入過氧化異丙苯，攪拌反應(yīng)30-40分鐘，干燥去除乙酸乙酯，得到改性刨花；
(3)將異氰酸酯膠粘劑與丙酮混合均勻，再加入二乙基次膦酸鋁、鉬酸鈉、硅硼分子篩混合均勻，得到改性膠粘劑；
(4)將改性刨花、改性膠粘劑與其他剩余原料混合均勻，進(jìn)行板坯鋪裝，然后在1.Ο-?.2MPa下進(jìn)行預(yù)壓30-40s，然后在140_150°C、3.5-3.8MPa下熱壓8-9分鐘成型，常溫放置24-26小時(shí)，再進(jìn)行砂光，即得。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明將刨花進(jìn)行溶脹后干燥，得到多孔疏松的結(jié)構(gòu)，再使用納米聚四氟乙烯、丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯進(jìn)行改性，在刨花的內(nèi)部和表面形成了耐水有機(jī)層，提高了韌性以及和膠粘劑的相容性，提高了粘結(jié)強(qiáng)度，同時(shí)提高了刨花的韌性，得到的橡膠復(fù)合材料的彈性更好，吸音效果更好，耐久性更好；同時(shí)還使用了高氯酸鋰，提高了刨花的導(dǎo)電性，進(jìn)而提高了地板的抗靜電性能。通過使用納米羥基草酸鋁，能夠滲透到木材的內(nèi)部，提高木材的阻燃性和耐熱性，通過使用二乙基次膦酸鋁、鉬酸鈉、硅硼分子篩，能夠提高橡膠的阻燃性、熱穩(wěn)定性和耐磨性，延長(zhǎng)地板的使用壽命。
【具體實(shí)施方式】
[0008]—種阻燃木材橡膠復(fù)合地板，由下列重量份(公斤)的原料制成:異氰酸酯膠粘劑
10、丙酮0.5、木刨花35、廢舊橡膠顆粒62、高氯酸鋰5、納米聚四氟乙烯4、丙烯酸三氟乙酯5、甲基丙烯酸十二氟庚酯6、乙酸乙酯60、過氧化異丙苯0.4、9%硝酸溶液90、尿素飽和溶液90、納米羥基草酸鋁3、二乙基次膦酸鋁0.8、鉬酸鈉0.6、硅硼分子篩4。
[0009]所述阻燃木材橡膠復(fù)合地板的制備方法，包括以下步驟:
(1)將木刨花粉碎，烘干至絕干，放入9%硝酸溶液中，在96°C處理20分鐘，過濾，再用尿素飽和溶液浸泡60分鐘，過濾，干燥，得到溶脹的刨花；
(2)將納米聚四氟乙烯、丙烯酸三氟乙酯、高氯酸鋰、甲基丙烯酸十二氟庚酯、納米羥基草酸鋁、乙酸乙酯混合，加熱至60°C，加入溶脹的刨花，再加入過氧化異丙苯，攪拌反應(yīng)30分鐘，干燥去除乙酸乙酯，得到改性刨花；
(3)將異氰酸酯膠粘劑與丙酮混合均勻，再加入二乙基次膦酸鋁、鉬酸鈉、硅硼分子篩混合均勻，得到改性膠粘劑；
(4)將改性刨花、改性膠粘劑與其他剩余原料混合均勻，進(jìn)行板坯鋪裝，然后在1.0MPa下進(jìn)行預(yù)壓30s，然后在140°C、3.5MPa下熱壓8分鐘成型，常溫放置24小時(shí)，再進(jìn)行砂光，即得。
[0010]該實(shí)施例地板的密度為0.77g/cm3，2h吸水厚度膨脹率為2.5%，靜曲強(qiáng)度為
3.6MPa，內(nèi)膠合強(qiáng)度為1.68MPa，彈性模量為412MPa，撞擊聲為66.9dB(A)，撞擊聲隔聲改善值為 17.9dB(A)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種阻燃木材橡膠復(fù)合地板，其特征在于:由下列重量份的原料制成:異氰酸酯膠粘劑10-11、丙酮0.5-0.6、木刨花35-38、廢舊橡膠顆粒62-66、高氯酸鋰5-6、納米聚四氟乙烯4-5、丙烯酸三氟乙酯5-6、甲基丙烯酸十二氟庚酯6-7、乙酸乙酯60-70、過氧化異丙苯0.4-0.5、9-10%硝酸溶液90-100、尿素飽和溶液90-100、納米羥基草酸鋁3-3.5、二乙基次膦酸鋁0.8-0.9,鉬酸鈉0.6-0.7、硅硼分子篩4-5。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述阻燃木材橡膠復(fù)合地板的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將木刨花粉碎，烘干至絕干，放入9-10%硝酸溶液中，在96-100°C處理20-23分鐘，過濾，再用尿素飽和溶液浸泡60-70分鐘，過濾，干燥，得到溶脹的刨花； (2)將納米聚四氟乙烯、丙烯酸三氟乙酯、高氯酸鋰、甲基丙烯酸十二氟庚酯、納米羥基草酸鋁、乙酸乙酯混合，加熱至60-70°C，加入溶脹的刨花，再加入過氧化異丙苯，攪拌反應(yīng)30-40分鐘，干燥去除乙酸乙酯，得到改性刨花； (3)將異氰酸酯膠粘劑與丙酮混合均勻，再加入二乙基次膦酸鋁、鉬酸鈉、硅硼分子篩混合均勻，得到改性膠粘劑； (4)將改性刨花、改性膠粘劑與其他剩余原料混合均勻，進(jìn)行板坯鋪裝，然后在1.Ο-?.2MPa下進(jìn)行預(yù)壓30-40s，然后在140_150°C、3.5-3.8MPa下熱壓8-9分鐘成型，常溫放置24-26小時(shí)，再進(jìn)行砂光，即得。
【文檔編號(hào)】C08K5/5313GK105924713SQ201610297709
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日
【發(fā)明人】戴新民, 葛正兵
【申請(qǐng)人】滁州遠(yuǎn)方車船裝備工程有限公司