一种复合植物纤维模塑装饰建筑材料的制备方法技术

本发明专利技术提供一种复合植物纤维模塑装饰建筑材料的制备方法，涉及建筑材料领域，包括以下步骤：改性亚麻纤维；改性竹炭纤维；制备复合植物纤维预聚体；将复合植物纤维预聚体、纳米有机蒙脱土加入到蒸馏水中，升温至70‑90℃，以1200‑1400r/min的转速快速搅拌分散60‑80min，再将复合乳化剂加入，继续搅拌30‑50min后降温至40‑45℃，再将由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯组成的混合单体加入，搅拌20‑30min后滴加过硫酸铵水溶液，滴毕后升温至80‑85℃，搅拌反应8‑10h，加入破乳剂后抽滤，充分水洗后真空干燥球磨得到基础料；将基础料放入模具中在一定的压力下升温至180‑200℃并保温保压40‑60min后冷却至室温脱模即可，本发明专利技术复合植物纤维模塑装饰建筑材料具有极佳的力学强度。

Preparation method of a composite plant fiber molding decorative building material

The invention provides a preparation method of composite plant fiber molding decoration building material, which relates to the field of building materials, including the following steps: modifying flax fiber; modifying bamboo carbon fiber; preparing composite plant fiber prepolymer; adding composite plant fiber prepolymer and nano organic montmorillonite into distilled water, heating up to 70 \u2011 90 \u2103, rapidly stirring at 1200 \u2011 1400R / min speed Dispersing for 60 \u2011 80min, adding the composite emulsifier, stirring for 30 \u2011 50min, cooling to 40 \u2011 45 \u2103, adding the mixed monomer composed of methyl methacrylate and butyl acrylate, stirring for 20 \u2011 30min, dropping ammonium persulfate solution, heating to 80 \u2011 85 \u2103 after dropping, stirring reaction for 8 \u2011 10h, adding demulsifier, suction filtration, fully washing, vacuum drying and ball milling to get the foundation Material: put the base material into the mold, raise the temperature to 180 \u2011 200 \u2103 under a certain pressure, keep the temperature and pressure for 40 \u2011 60min, and then cool it to room temperature for demoulding. The composite plant fiber molding decorative building material of the invention has excellent mechanical strength.

【技术实现步骤摘要】
一种复合植物纤维模塑装饰建筑材料的制备方法
本专利技术涉及建筑材料领域，具体涉及一种复合植物纤维模塑装饰建筑材料的制备方法。
技术介绍
可再生生物质资源的开发利用被认为是缓解资源危机和解决环境问题的有效途径之一。目前，对可再生植物资源的转化利用主要有两种方式:一是直接利用它们生产能源和化学品，代替石油、天然气、煤等能源和化石基化工产品；二是在保留其优良天然特性的前提下，通过改性、修饰等技术手段将其转化为新的高价值产品。在现阶段，虽然利用植物资源生产新能源和化学品受到高度重视，但其高的技术难度与转化成本使其发展缓慢。相反，利用木材、竹材、秸秆等可再生天然植物资源开发“绿色”的生物基新产品，却越来越受到重视。模塑装饰建筑材料主要用于装饰建筑物内外墙壁、制作内墙，并在装饰的基础上实现部分使用功能，装修各类土木建筑物以提高其使用功能和美观，保护主体结构在各种环境因素下的稳定性和耐久性的建筑材料及其制品。目前的模塑装饰建筑材料主要有木、石、砂、砖、瓦、水泥、石膏、石棉、石灰、玻璃、马赛克、软瓷、陶瓷、油漆涂料、纸、生态木、金属、塑料、织物等，但是单一的材料性能往往满足不了使用的需求，木质结构易腐蚀，砖石结构重量大不安全，塑料制品强度韧性不够，所以利用可再生的植物纤维来制作模塑装饰建筑材料成为现今研究的热点。中国专利CN107445546A公开了一种建筑复合材料及制备方法，其中复合材料由可再分散乳胶粉、HPMC纤维素、植物纤维、聚丙烯短纤维、白水泥、灰钙、重质碳酸钙、轻质活性碳酸钙、含水硅酸镁、硅藻土、钾铝矾、阳离子淀粉、膨润土、高岭土、海泡石粉、麦饭石粉、颜料、纳米级贵金属催化剂组成，该专利技术通过合理的设计配方，简单的制作工艺，成本相对较低，可吸收和分解有害物质，而且施工性能好，是一种新型复合墙面、板材等表面装饰建筑材料。中国专利CN1887771A公开了一种植物纤维建筑装饰材料，主要有植物纤维、玉米淀粉粘胶剂和防水剂组成。其中植物纤维包括谷壳、秸秆、棉杆、高粱杆、竹粉、木屑、甘蔗渣、玉米芯、花生壳等农作物废弃物；玉米淀粉粘胶剂是以玉米淀粉为原料，经过化学变性，复配制得，具有粘力强、粘接强度高、干燥速度快，含固量范围广等特点，无毒、无腐蚀、无环境污染，是天然环保型粘胶剂；防水剂为各类淀粉。经过成型设备挤出制成各种形状的植物纤维建筑装饰材料。生产过程无三废污染，操作简便、生产周期短、低能耗、低成本的生产工艺。所得产品不仅有天然木材的外观，而且具有优良的物理和机械性能，可锯、可刨、可涂漆、可热熔粘接、可用钉子或螺丝连接固定，稳定性好，耐腐蚀、耐老化、抗酸碱、防静电、可阻燃符合环保要求的植物纤维建筑装饰材料。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种复合植物纤维模塑装饰建筑材料的制备方法。(二)技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种复合植物纤维模塑装饰建筑材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将二甲基亚砜和四乙基氯化铵加入到蒸馏水中搅拌混合均匀得到处理液并升温至50-60℃，再将烘干至恒重的亚麻纤维以一定的固液比加入，以300-500r/min的速度搅拌处理2-4h后，滤出亚麻纤维，充分水洗后，于烘箱中60-80℃干燥8-12h，得到改性亚麻纤维；(2)将竹炭纤维干燥脱水后加入到二甲基亚砜中，再加入顺丁烯二酸酐和二甲基苯胺，室温搅拌反应5-15h后将竹炭纤维滤出，充分水洗后烘干，转移到马弗炉中氮气保护下缓慢升温至280-300℃煅烧20-50min，得到改性竹炭纤维；(3)将改性亚麻纤维和改性竹炭纤维以一定的比例混合加入到蒸馏水，超声震荡分散均匀后，将一甲基三乙氧基硅烷和无水乙醇加入，以40-60r/min的速度缓慢搅拌3-6min后用盐酸调节体系pH至2-3，改变转速至600-800r/min并升温至55-60℃反应30-40min，得到复合植物纤维预聚体；(4)将复合植物纤维预聚体、纳米有机蒙脱土加入到蒸馏水中，升温至70-90℃，以1200-1400r/min的转速快速搅拌分散60-80min，再将复合乳化剂加入，继续搅拌30-50min后降温至40-45℃，再将由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯组成的混合单体加入，搅拌20-30min后滴加过硫酸铵水溶液，滴毕后升温至80-85℃，搅拌反应8-10h，加入破乳剂后抽滤，充分水洗后真空干燥球磨得到基础料；(5)将基础料放入模具中在一定的压力下升温至180-200℃并保温保压40-60min后冷却至室温脱模即可。进一步地，步骤(1)中二甲基亚砜和四乙基氯化铵的质量比为4-6:1。进一步地，步骤(1)中亚麻纤维和处理液的固液比为1：10-30。进一步地，步骤(2)中马弗炉的升温速度为2-5℃/min。进一步地，步骤(3)中改性亚麻纤维和改性竹炭纤维的质量比为1-2：1-2。进一步地，步骤(4)中复合植物纤维预聚体、纳米有机蒙脱土的质量比为1：4-8。进一步地，步骤(4)中复合乳化剂为十二烷基二苯醚二磺酸盐和烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵，两者质量比为1:1。进一步地，步骤(4)中甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯的质量比为3：1。进一步地，步骤(4)中过硫酸铵水溶液的质量浓度为5-10％。进一步地，步骤(5)中压力为8-12MPa。(三)有益效果本专利技术提供了一种复合植物纤维模塑装饰建筑材料的制备方法，具有以下有益效果：本专利技术中二甲基亚砜渗透能力强，能进入亚麻纤维内部，破坏纤维内部的氢键，软化亚麻纤维，四乙基氯化铵中的四乙基氨基离子可增强氯离子的活性，使得氯离子可以有效地破坏亚麻纤维内部的氢键结构，同时二甲基亚砜的硫氧双键可以与亚麻纤维内部的羟基形成氢键，从而破坏亚麻纤维大分子间的部分氢键，减小了分子内聚力，即可以使其更容易分散，也使得亚麻纤维变的柔软有韧性，在模塑装饰建筑材料内部分布更加均匀，起到骨骼支撑作用，竹炭纤维经过二元酸酐酯化后，虽然热塑性没有明显提高，但表面自由能从原来的16.2mJ/m2增加至24.3mJ/m2，有利于提高竹炭纤维与聚合物界面的相容性，后续280-300℃煅烧，可以降低竹炭纤维表面自由羟基的数量，体积稳定性增加，通过预聚处理再与纳米有机蒙脱土、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯进行聚合，所得到的复合植物纤维模塑装饰建筑材料具有极佳的力学强度，其中拉伸强度达到31.31MPa，弯曲强度达到90.30MPa，缺口冲击强度12.86kJ·m-2，弯曲模量达到4.97Gpa，断裂伸长率达到8.45％。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合植物纤维模塑装饰建筑材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将二甲基亚砜和四乙基氯化铵加入到蒸馏水中搅拌混合均匀得到处理液并升温至50-60℃，再将烘干至恒重的亚麻纤维以一定的固液比加入，以300-500r/min的速度搅拌处理2-4h后，滤出亚麻纤维，充分水洗后，于烘箱中60-80℃干燥8-12h，得到改性亚麻纤维；/n(2)将竹炭纤维干燥脱水后加入到二甲基亚砜中，再加入顺丁烯二酸酐和二甲基苯胺，室温搅拌反应5-15h后将竹炭纤维滤出，充分水洗后烘干，转移到马弗炉中氮气保护下缓慢升温至280-300℃煅烧20-50min，得到改性竹炭纤维；/n(3)将改性亚麻纤维和改性竹炭纤维以一定的比例混合加入到蒸馏水，超声震荡分散均匀后，将一甲基三乙氧基硅烷和无水乙醇加入，以40-60r/min的速度缓慢搅拌3-6min后用盐酸调节体系pH至2-3，改变转速至600-800r/min并升温至55-60℃反应30-40min，得到复合植物纤维预聚体；/n(4)将复合植物纤维预聚体、纳米有机蒙脱土加入到蒸馏水中，升温至70-90℃，以1200-1400r/min的转速快速搅拌分散60-80min，再将复合乳化剂加入，继续搅拌30-50min后降温至40-45℃，再将由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯组成的混合单体加入，搅拌20-30min后滴加过硫酸铵水溶液，滴毕后升温至80-85℃，搅拌反应8-10h，加入破乳剂后抽滤，充分水洗后真空干燥球磨得到基础料；/n(5)将基础料放入模具中在一定的压力下升温至180-200℃并保温保压40-60min后冷却至室温脱模即可。/n...

【技术特征摘要】
1.一种复合植物纤维模塑装饰建筑材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将二甲基亚砜和四乙基氯化铵加入到蒸馏水中搅拌混合均匀得到处理液并升温至50-60℃，再将烘干至恒重的亚麻纤维以一定的固液比加入，以300-500r/min的速度搅拌处理2-4h后，滤出亚麻纤维，充分水洗后，于烘箱中60-80℃干燥8-12h，得到改性亚麻纤维；
(2)将竹炭纤维干燥脱水后加入到二甲基亚砜中，再加入顺丁烯二酸酐和二甲基苯胺，室温搅拌反应5-15h后将竹炭纤维滤出，充分水洗后烘干，转移到马弗炉中氮气保护下缓慢升温至280-300℃煅烧20-50min，得到改性竹炭纤维；
(3)将改性亚麻纤维和改性竹炭纤维以一定的比例混合加入到蒸馏水，超声震荡分散均匀后，将一甲基三乙氧基硅烷和无水乙醇加入，以40-60r/min的速度缓慢搅拌3-6min后用盐酸调节体系pH至2-3，改变转速至600-800r/min并升温至55-60℃反应30-40min，得到复合植物纤维预聚体；
(4)将复合植物纤维预聚体、纳米有机蒙脱土加入到蒸馏水中，升温至70-90℃，以1200-1400r/min的转速快速搅拌分散60-80min，再将复合乳化剂加入，继续搅拌30-50min后降温至40-45℃，再将由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯组成的混合单体加入，搅拌20-30min后滴加过硫酸铵水溶液，滴毕后升温至80-85℃，搅拌反应8-10h，加入破乳剂后抽滤，充分水洗后真空干燥球磨得到基础料；
(5)将基础料放入模具中在一定的压力下升温至180-200℃并保温保压40-60min后冷却至室温脱模即可。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘圣品，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：山东;37