一種抗拉強度高木材橡膠復合地板及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種抗拉強度高木材橡膠復合地板，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、羧基丁腈橡膠12?13、石墨烯微片1.3?1.5、菜籽多酚0.4?0.5。本發明通過使用羧基丁腈橡膠、石墨烯微片、菜籽多酚，石墨烯微片提高了羧基丁腈橡膠的抗拉性能，菜籽多酚提高了羧基丁腈橡膠的抗老化性能，三者結合提高了地板的抗拉強度和抗老化性。
【專利說明】
一種抗拉強度高木材橡膠復合地板及其制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及橡膠地板技術領域，尤其涉及一種抗拉強度高木材橡膠復合地板及其制備方法。
【背景技術】
[0002]木材-橡膠復合材料是近年來才被提出來的一類功能型復合材料，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，綜合體現了木材的高效利用、廢舊輪胎的無污染循環利用和提高林產品附加值等方面的價值，發展前景非常廣闊。但目前關于木材-橡膠復合材料的研究還處于起步階段，尚未形成工業化產品。為了對木材-橡膠復合材料進行深入研究，通過查閱大量的文獻，完成了其軟木仿生結構的設計，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-橡膠復合材料并對影響其性能的主要因子進行了研究；用實驗模態分析的方法揭示了木材-橡膠復合材料的靜音機理，對其在靜音地板中的應用進行了探索性研究。對地板制備工藝和性能、經濟效益進行了分析，并對地板靜音性能測試方法做了初步研究。本研究得出以下主要研究結論:1)在木材-橡膠復合材料的軟木仿生結構中，木材相當于軟木細胞壁物質，起到支撐、填充作用，主要提供物理力學性能，是結構中的強度單元;橡膠相當于軟木細胞腔中的密閉氣體，起到類似彈簧的作用，是結構中的減震單元;膠粘劑一定程度上相當于軟木細胞壁中的軟木脂，主要起到結構單元之間的膠接作用。2)制備工藝對木材-橡膠復合材料性能的影響規律主要有:木/橡膠質量比對材料性能影響極顯著。隨著木/橡膠質量比的減小，橡膠顆粒用量增大，材料的耐吸水膨脹性能增強，內結合強度減小，靜曲強度和彈性模量降低，固有頻率下降，阻尼比升高，撞擊聲減小，撞擊聲改善值增大。木材形態對材料影響顯著。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。施膠量對木材-橡膠復合材料物理力學性能的影響極顯著(2 h吸水厚度膨脹率除外)，對振動及聲學性能的影響不顯著。密度對物理力學性能、振動及聲學性能的影響都非常顯著。木材-橡膠復合材料的目標密度在0.8?1.0 g/cm3范圍內可獲得較好的綜合性能。木/橡膠質量比和施膠量之間、密度和加壓時間之間的交互作用對物理力學性能、振動及聲學性能都有很大影響。因此，在調整工藝參數時，應將交互作用考慮在內。3)具有良好減震降噪性能的較佳工藝參數:木材形態:C型刨花;廢舊輪胎顆粒粒徑:2?3 _;木/橡膠質量比:40/60 ;施膠量:6%;目標密度:0.8 g/cm3 ;加壓時間:4 min;壓板溫度:140。。。采用該優化工藝制備的木材-橡膠復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%;內結合強度:1.1 MPa;靜曲強度: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-橡膠復合材料的靜音機理:大量橡膠顆粒的存在，使得木材-橡膠復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-橡膠復合材料各階頻率間距較小，容易產生共振，使得材料中的橡膠顆粒減震吸能的功能得到充分發揮，材料整體的減震降噪功能提高；同時，較高的阻尼比可以加快振動的衰減，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參數指標對地板靜音性能進行評價，提出了一種地板靜音性能測試方法一一自由落球撞擊法，設計并制作了一套相應的測試系統。實驗證明，自由落球撞擊法可以對不同靜音性能的地板做出精確的定量評價，具有所需試件少、測試快速簡便、結果準確的特點。6)以木材-橡膠復合材料為基材的新型靜音地板(WRC靜音地板)，通過不同的結構設計，可以獲得良好的靜音性能和物理力學性會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不同，相容性差，粘結強度不高，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一步提高，例如耐熱性、環保性能、抗靜電性、回彈性、熱穩定性、阻燃性、防輻射性、韌性、抗拉強度、尺寸穩定性、抗污性、抗刮擦性。
【發明內容】
[0004]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種抗拉強度高木材橡膠復合地板及其制備方法。
[0005]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種抗拉強度高木材橡膠復合地板，由下列重量份的原料制成:異氰酸酯膠粘劑ιο-? 1、 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、丙稀酸三氟乙酯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、羧基丁腈橡膠12-13、石墨烯微片1.3-1.5、菜籽多酚 0.4-0.5。
[0006]所述抗拉強度高木材橡膠復合地板的制備方法，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、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，再加入羧基丁腈橡膠、石墨烯微片、菜籽多酚混合均勻，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，進行板坯鋪裝，然后在1.Ο-?.2MPa下進行預壓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，再進行砂光，即得。
[0007]本發明的優點是:本發明將刨花進行溶脹后干燥，得到多孔疏松的結構，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行改性，在刨花的內部和表面形成了耐水有機層，提高了韌性以及和膠粘劑的相容性，提高了粘結強度，同時提高了刨花的韌性，得到的橡膠復合材料的彈性更好，吸音效果更好，耐久性更好；同時還使用了高氯酸鋰，提高了刨花的導電性，進而提高了地板的抗靜電性能。通過使用羧基丁腈橡膠、石墨烯微片、菜籽多酚，石墨烯微片提高了羧基丁腈橡膠的抗拉性能，菜籽多酚提高了羧基丁腈橡膠的抗老化性能，三者結合提高了刨花與橡膠的相容性，提高了地板的抗拉強度和抗老化性。
【具體實施方式】
[0008]—種抗拉強度高木材橡膠復合地板，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、羧基丁腈橡膠12、石墨烯微片1.3、菜籽多酚0.4。
[0009]所述抗拉強度高木材橡膠復合地板的制備方法，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、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，再加入羧基丁腈橡膠、石墨烯微片、菜籽多酚混合均勻，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，進行板坯鋪裝，然后在1.0MPa下進行預壓30s，然后在140°C、3.5MPa下熱壓8分鐘成型，常溫放置24小時，再進行砂光，即得。
[0010]該實施例地板的密度為0.81g/cm3，2h吸水厚度膨脹率為2.0%，靜曲強度為
4.2MPa，內膠合強度為1.85MPa，彈性模量為405MPa，撞擊聲為69.2dB(A)，撞擊聲隔聲改善值為 18.6dB(A)。
【主權項】
1.一種抗拉強度高木材橡膠復合地板，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、羧基丁腈橡膠12-13、石墨烯微片1.3-1.5、菜籽多酚 0.4-0.5。2.根據權利要求1所述抗拉強度高木材橡膠復合地板的制備方法，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、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，再加入羧基丁腈橡膠、石墨烯微片、菜籽多酚混合均勻，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，進行板坯鋪裝，然后在1.Ο-?.2MPa下進行預壓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，再進行砂光，即得。
【文檔編號】C08K3/24GK105906888SQ201610297697
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月6日
【發明人】戴新民, 葛正兵
【申請人】滁州遠方車船裝備工程有限公司