一種新型裝飾材料的製作方法
2023-12-02 05:56:06
本發明涉及木材技術領域，尤其是涉及一種新型裝飾材料。
背景技術：
木塑複合材料是由木質或其他纖維素材料和熱塑性塑料統配溫成型加工製成的複合材料，雖然其優點眾多，但中國的木塑產品在應用方面仍存在一定的局限性和缺陷。木塑產品在使用過程中存在力學強度不夠、耐熱性能不佳，及熱膨脹係數大等缺陷，作為地面鋪板等用材時，材料的摩擦學性能尚不理想。為改善上述局限性並彌補缺陷，同時擴大替代木製產品的優勢，研發高填充量植物纖維、高性能木塑複合材料產品將是企業和市場的主導方向。
目前，玻璃纖維在木塑複合材料中的研究和應用較少，有關其性能的研究報迫尚不多見，而結合材料的實際工況進行的相關研究報導更為鮮見。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明提供一種採用玻璃纖維的新型裝飾材料，本發明能夠具備有良好的防水透氣性能，同時可以緩衝外力衝擊，具有穩定結構，而且還能具備有較高的強度，結構簡單，使用壽命長。
本發明的技術方案為：一種新型裝飾材料，是由依次設置的防水層、抗氧化層、強化層、透氣層、複合芯板組成；所述防水層為聚氨酯防水層，所述抗氧化層為碳化矽抗氧化層，所述強化層為碳納米管強化的鈦合金板，所述透氣層為m黃麻纖維:m聚酯纖維=7:4混合層，所述複合芯板的原料及各原料的重量份數為：所述複合芯板的原料及各原料的重量份數為：
混合木粉：22-34份；
木質纖維粉：16-29份；
無鹼性短切玻璃纖維：11-19份；
高密度聚乙烯：4-9份；
大豆蛋白纖維9-16份；
玄武巖纖維：16-23份；
甘露醇：17-21份；
矽烷偶聯劑7-15份；
所述混合木粉為楊木、桉木、榆木製造產品時的下腳料分別研磨成的粉末，並按照m楊木粉:m桉木粉:m榆木粉=1:2:2混合得到，顆粒度大小為100-150微米；
所述木質纖維粉為慈竹經預燒、研磨、酸洗、煅燒後得到的粉末，顆粒度大小為250-450微米；
所述玄武巖纖維的顆粒度大小為120-160微米；
所述大豆蛋白纖維為粉末顆粒，顆粒度大小為500-750um。
進一步的，所述複合芯板的原料及各原料的重量份數為：
混合木粉：25-28份；
木質纖維粉：18-22份；
無鹼性短切玻璃纖維：13-16份；
高密度聚乙烯：5-7份；
大豆蛋白纖維11-14份；
玄武巖纖維：19-21份；
甘露醇：17-20份；
矽烷偶聯劑9-11份；
所述混合木粉為楊木、桉木、榆木製造產品時的下腳料分別研磨成的粉末，並按照m楊木粉:m桉木粉:m榆木粉=1:2:2混合得到，顆粒度大小為120-140微米；
所述玄武巖纖維的顆粒度大小為130-150微米；
所述大豆蛋白纖維為粉末顆粒，顆粒度大小為550-650um。
更進一步的，所述複合芯板的原料及各原料的重量份數為：
混合木粉：27份；
木質纖維粉：20份；
無鹼性短切玻璃纖維：15份；
高密度聚乙烯：6份；
大豆蛋白纖維12份；
玄武巖纖維：20份；
甘露醇：19份；
矽烷偶聯劑10份；
所述混合木粉為楊木、桉木、榆木製造產品時的下腳料分別研磨成的粉末，並按照m楊木粉:m桉木粉:m榆木粉=1:2:2混合得到，顆粒度大小為130微米；
所述玄武巖纖維的顆粒度大小為135微米；
所述大豆蛋白纖維為粉末顆粒，顆粒度大小為600um。
本發明中，所述複合芯板可採用本領域中冷壓、熱壓、擠出等任一現有技術加工得到，本發明中的各層結構之間可採用本領域任一現有技術的膠黏劑連接配合。
進一步的，所述無鹼性短切玻璃纖維的長度為5-8mm，直徑為13-18um。
進一步的，所述強化層為碳納米管強化的鈦合金板，本發明中的強化板為將塗覆si的碳納米管(cnt)與ti-4.5al-3v-2fe-2mo合金(sp-700)粉末混合後，利用放電等離子燒結法進行燒結，再經熱塑性加工、時效處理，得到含0.3%(質量分數)cnt的sp-700鈦合金板材，具有承載力高、延性和耐久性好、質量輕等優點，非常適合作為複合芯板的外層強化板。
玻璃纖維是一種性能優異的無機非金屬材料，具有耐高溫、機械強度高且硬度大等特點，選擇玻璃纖維作為木塑複合材料的改性填料，一方面在於纖維材料對複合材料的增強效果比顆粒狀無機填料的好；另一方面是希望能利用玻璃纖維的特性彌補木塑複合材料在應用過程中易於出現的缺陷，使複合材料在具有良好性能的同時，降低材料的生產成本。此外，根據纖維的增強原理，只有纖維長度在臨界長度以上時才能充分發揮纖維的增強作用。在成型工藝允許的條件下，選擇較長的玻璃纖維增強複合材料時，增強效果更為明顯。
本發明中通過防水層、抗氧化層、強化層、透氣層、複合芯板，可以達到表面防水，內部抗氧化以及穩定透氣的效果，最後通過複合芯板提供穩定的力學支撐，有效地提高本發明的強度。
本發明通過混合木粉、木質纖維粉、無鹼性短切玻璃纖維的協效復配作用，形成高強度的空間排布結構以及規則層狀結構，再通過甘露醇、矽烷偶聯劑的作用增強其連接強度。通過對本發明斷面形貌的觀察，各組分的相界面模糊，存在包裹與被包裹的連接方式，同時還存在部分孔洞，說明甘露醇、矽烷偶聯劑可有效改善混合木粉與木質纖維粉、無鹼性短切玻璃纖維之間的界面結合，但粒徑較大的纖維之間容易搭橋，使得纖維與纖維之間以及纖維與基體之間易產生孔隙，進而減弱了結合力的作用，因此本發明中通過採用不同粒徑的纖維搭配，避免材料在受力時產生應力集中的現象；同時通過大豆蛋白纖維增強結構的強度，提高其彈性模量和靜曲強度。
本發明提供一種採用玻璃纖維的新型裝飾材料，本發明能夠具備有良好的防水透氣性能，同時可以緩衝外力衝擊，具有穩定結構，而且還能具備有較高的強度，結構簡單，使用壽命長。
本發明採用煅燒後的木質纖維粉末與混合木粉末配合，可以避開其易開裂、出油、易溶、受溫度溼度影響大的缺點，更好的發揮各組分的性能優點。
附圖說明
圖1為本發明的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
實施例1
一種新型裝飾材料，是由依次設置的防水層5、抗氧化層4、強化層3、透氣層2、複合芯板1組成；所述防水層5為聚氨酯防水層5，所述抗氧化層4為碳化矽抗氧化層4，所述強化層3為碳納米管強化的鈦合金板，所述透氣層2為m黃麻纖維:m聚酯纖維=7:4混合層，所述複合芯板1的原料及各原料的重量份數為：
混合木粉：27份；
木質纖維粉：20份；
無鹼性短切玻璃纖維：15份；
高密度聚乙烯：6份；
大豆蛋白纖維12份；
玄武巖纖維：20份；
甘露醇：19份；
矽烷偶聯劑10份；
所述混合木粉為楊木、桉木、榆木製造產品時的下腳料分別研磨成的粉末，並按照m楊木粉:m桉木粉:m榆木粉=1:2:2混合得到，顆粒度大小為130微米；
所述玄武巖纖維的顆粒度大小為135微米；
所述大豆蛋白纖維為粉末顆粒，顆粒度大小為600um。
進一步的，所述無鹼性短切玻璃纖維的長度為6mm，直徑為15um。
將本發明製備得到密度為0.5g/cm2、厚度為25mm的複合芯板1，其彈性模量為34210mpa，靜曲強度161mpa。
玻璃纖維是一種性能優異的無機非金屬材料，具有耐高溫、機械強度高且硬度大等特點，選擇玻璃纖維作為木塑複合材料的改性填料，一方面在於纖維材料對複合材料的增強效果比顆粒狀無機填料的好；另一方面是希望能利用玻璃纖維的特性彌補木塑複合材料在應用過程中易於出現的缺陷，使複合材料在具有良好性能的同時，降低材料的生產成本。此外，根據纖維的增強原理，只有纖維長度在臨界長度以上時才能充分發揮纖維的增強作用。在成型工藝允許的條件下，選擇較長的玻璃纖維增強複合材料時，增強效果更為明顯。
本發明中通過防水層5、抗氧化層4、強化層3、透氣層2、複合芯板1，可以達到表面防水，內部抗氧化以及穩定透氣的效果，最後通過複合芯板1提供穩定的力學支撐，有效地提高本發明的強度。
本發明通過混合木粉、木質纖維粉、無鹼性短切玻璃纖維的協效復配作用，形成高強度的空間排布結構以及規則層狀結構，再通過甘露醇、矽烷偶聯劑的作用增強其連接強度。通過對本發明斷面形貌的觀察，各組分的相界面模糊，存在包裹與被包裹的連接方式，同時還存在部分孔洞，說明甘露醇、矽烷偶聯劑可有效改善混合木粉與木質纖維粉、無鹼性短切玻璃纖維之間的界面結合，但粒徑較大的纖維之間容易搭橋，使得纖維與纖維之間以及纖維與基體之間易產生孔隙，進而減弱了結合力的作用，因此本發明中通過採用不同粒徑的纖維搭配，避免材料在受力時產生應力集中的現象；同時通過大豆蛋白纖維增強結構的強度，提高其彈性模量和靜曲強度。
本發明提供一種採用玻璃纖維的新型裝飾材料，本發明能夠具備有良好的防水透氣性能，同時可以緩衝外力衝擊，具有穩定結構，而且還能具備有較高的強度，結構簡單，使用壽命長。
本發明採用煅燒後的木質纖維粉末與混合木粉末配合，可以避開其易開裂、出油、易溶、受溫度溼度影響大的缺點，更好的發揮各組分的性能優點。
實施例2
一種新型裝飾材料，是由依次設置的防水層5、抗氧化層4、強化層3、透氣層2、複合芯板1組成；所述防水層5為聚氨酯防水層5，所述抗氧化層4為碳化矽抗氧化層4，所述強化層3為碳納米管強化的鈦合金板，所述透氣層2為m黃麻纖維:m聚酯纖維=7:4混合層，所述複合芯板1的原料及各原料的重量份數為：
混合木粉：22份；
木質纖維粉：29份；
無鹼性短切玻璃纖維：11份；
高密度聚乙烯：9份；
大豆蛋白纖維9份；
玄武巖纖維：16份；
甘露醇：21份；
矽烷偶聯劑7份；
所述混合木粉為楊木、桉木、榆木製造產品時的下腳料分別研磨成的粉末，並按照m楊木粉:m桉木粉:m榆木粉=1:2:2混合得到，顆粒度大小為150微米；
所述玄武巖纖維的顆粒度大小為160微米；
所述大豆蛋白纖維為粉末顆粒，顆粒度大小為750um。
進一步的，所述無鹼性短切玻璃纖維的長度為8mm，直徑為18um。
將本發明製備得到密度為0.5g/cm2、厚度為25mm的複合芯板1，其彈性模量為25070mpa，靜曲強度123mpa。
實施例3
一種新型裝飾材料，是由依次設置的防水層5、抗氧化層4、強化層3、透氣層2、複合芯板1組成；所述防水層5為聚氨酯防水層5，所述抗氧化層4為碳化矽抗氧化層4，所述強化層3為碳納米管強化的鈦合金板，所述透氣層2為m黃麻纖維:m聚酯纖維=7:4混合層，所述複合芯板1的原料及各原料的重量份數為：
混合木粉：34份；
木質纖維粉：16份；
無鹼性短切玻璃纖維：19份；
高密度聚乙烯：4份；
大豆蛋白纖維16份；
玄武巖纖維：16份；
甘露醇：21份；
矽烷偶聯劑7份；
所述混合木粉為楊木、桉木、榆木製造產品時的下腳料分別研磨成的粉末，並按照m楊木粉:m桉木粉:m榆木粉=1:2:2混合得到，顆粒度大小為100微米；
所述玄武巖纖維的顆粒度大小為120微米；
所述大豆蛋白纖維為粉末顆粒，顆粒度大小為500um。
進一步的，所述無鹼性短切玻璃纖維的長度為5mm，直徑為13um。
將本發明製備得到密度為0.5g/cm2、厚度為25mm的複合芯板1，其彈性模量為27340mpa，靜曲強度134mpa。
實施例4
一種新型裝飾材料，是由依次設置的防水層5、抗氧化層4、強化層3、透氣層2、複合芯板1組成；所述防水層5為聚氨酯防水層5，所述抗氧化層4為碳化矽抗氧化層4，所述強化層3為碳納米管強化的鈦合金板，所述透氣層2為m黃麻纖維:m聚酯纖維=7:4混合層，所述複合芯板1的原料及各原料的重量份數為：
混合木粉：25份；
木質纖維粉：18份；
無鹼性短切玻璃纖維：13份；
高密度聚乙烯：5份；
大豆蛋白纖維11份；
玄武巖纖維：19份；
甘露醇：17份；
矽烷偶聯劑9份；
所述混合木粉為楊木、桉木、榆木製造產品時的下腳料分別研磨成的粉末，並按照m楊木粉:m桉木粉:m榆木粉=1:2:2混合得到，顆粒度大小為140微米；
所述玄武巖纖維的顆粒度大小為150微米；
所述大豆蛋白纖維為粉末顆粒，顆粒度大小為650um。
進一步的，所述無鹼性短切玻璃纖維的長度為8mm，直徑為18um。
將本發明製備得到密度為0.5g/cm2、厚度為25mm的複合芯板1，其彈性模量為32630mpa，靜曲強度196mpa。
實施例5
一種新型裝飾材料，是由依次設置的防水層5、抗氧化層4、強化層3、透氣層2、複合芯板1組成；所述防水層5為聚氨酯防水層5，所述抗氧化層4為碳化矽抗氧化層4，所述強化層3為碳納米管強化的鈦合金板，所述透氣層2為m黃麻纖維:m聚酯纖維=7:4混合層，所述複合芯板1的原料及各原料的重量份數為：
混合木粉：28份；
木質纖維粉：22份；
無鹼性短切玻璃纖維：16份；
高密度聚乙烯：7份；
大豆蛋白纖維14份；
玄武巖纖維：21份；
甘露醇：20份；
矽烷偶聯劑11份；
所述混合木粉為楊木、桉木、榆木製造產品時的下腳料分別研磨成的粉末，並按照m楊木粉:m桉木粉:m榆木粉=1:2:2混合得到，顆粒度大小為120微米；
所述玄武巖纖維的顆粒度大小為130微米；
所述大豆蛋白纖維為粉末顆粒，顆粒度大小為550um。
進一步的，所述無鹼性短切玻璃纖維的長度為5mm，直徑為13um。
將本發明製備得到密度為0.5g/cm2、厚度為25mm的複合芯板1，其彈性模量為30920mpa，靜曲強度186mpa。
對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。需注意的是，本發明中所未詳細描述的技術特徵，均可以通過任一現有技術實現。