本發(fā)明屬于纖維素板技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種多功能纖維素板的制備方法。

背景技術(shù)：

在工程建筑和裝飾工程過程中，人們經(jīng)常使用到纖維素板，如裝飾地面或墻面等，纖維素板以其質(zhì)量好、重量輕、價格低深受人們歡迎。但是純木地板的防潮、防水能力較差，受潮后容易發(fā)生膨脹松散變形或者腐朽，影響木地板的使用壽命。

有機硅材料由于具有很低的表面張力，使水難以在有機硅膜上鋪展；當其均勻地涂布在木板上或混入木板基材中，既不封閉基材的透氣微孔，同時能降低基材的表面能，使其具有憎水性。因此，含有有機硅的防水劑具有良好的防水、防塵性能，從而使有機硅在木板材料的防水方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中不足，本發(fā)明提供一種多功能纖維素板的制備方法，具有防水、防霉等性能。

本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的。

一種多功能纖維素板的制備方法，包括如下步驟：s1.將纖維原料粉碎，干燥，加入改性納米氧化鋅溶液，進行加壓、抽真空處理，重復(fù)多次后，獲得預(yù)處理的纖維原料；s2.再加入如下重量份數(shù)組成的混合溶液：甲基硅油100份、甲基烷氧基硅油5-30份、含氫硅油2-10份、硅烷偶聯(lián)劑1-5份、納米二氧化硅2-10份、乳化劑0.2-1份、水60-100份，拌和均勻；s3.加入粘膠劑，壓制干燥，得到所述纖維素板。

本發(fā)明的纖維原料可以采用現(xiàn)有的纖維原料，包括木材纖維或纖維素廢棄物，如木材邊角料、農(nóng)作物秸稈等。先對纖維原料進行預(yù)處理，納米氧化鋅具有極強的氧化活性，可破壞細菌的生物活性和代謝繁殖能力，從而達到抑菌、抗菌、防霉的目的，另外，納米氧化鋅在陽光尤其是紫外線的照射下，能自行分解出自由移動的帶負電的電子，并留下帶正電的空穴，這種空穴將空氣中的氧激活為活性氧，活性氧可把大多數(shù)病原菌和病毒殺死；本發(fā)明將改性納米氧化鋅引入纖維原料中，能夠有效地隔絕纖維與氧氣的接觸，能夠抑制燃燒的進行，抗老化抗菌防腐更加優(yōu)異，使用壽命更長。然后，加入經(jīng)大量實驗優(yōu)化配比的有機硅混合溶液，形成疏水膜，并與纖維中的活潑羥基發(fā)生反應(yīng)，形成化學鍵，有助于提高纖維料的防水性能，降低其吸濕性能，經(jīng)處理的纖維料平衡含水率明顯降低。

優(yōu)選地，所述甲基硅油是分子量為3000-4000的甲基硅油。

優(yōu)選地，所述甲基烷氧基硅油是分子量為1000-2000的甲基丁氧基硅油。

優(yōu)選地，所述乳化機為司盤類非離子表面活性劑。

優(yōu)選地，所述含氫硅油為含氫量1.8-2.0%的甲基含氫硅油。

優(yōu)選地，所述納米二氧化硅的粒徑為80-120nm。

優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑為異丁基三乙氧基硅。

優(yōu)選地，步驟s2中添加的混合溶液組成為：甲基硅油100份、甲基烷氧基硅油15-20份、含氫硅油6-10份、硅烷偶聯(lián)劑2-4份、納米二氧化硅3-8份、乳化劑0.2-1份、水60-100份。

優(yōu)選地，步驟s2中添加的混合溶液組成為：甲基硅油100份、甲基烷氧基硅油17-20份、含氫硅油9-10份、硅烷偶聯(lián)劑3-4份、納米二氧化硅7-8份、乳化劑0.2-1份、水70-90份。

優(yōu)選地，步驟s1中纖維原料粉碎至30-40目，于100-110℃干燥1-1.5h。

優(yōu)選地，步驟s1所述加壓的壓力為0.8-1mpa，所述抽真空的相對真空度≥-0.1mpa。更優(yōu)選地，步驟s1所述重復(fù)的次數(shù)為3-5次。

優(yōu)選地，步驟s1所述改性納米氧化鋅溶液的制備過程包括：將氨水滴加到硝酸鋅溶液中，使溶液體系ph值大于9，取沉淀，并用去離子水洗滌沉淀物多次，向沉淀中逐次加入濃度為0.95mol/l硝酸溶液攪拌，至體系ph值到3.5-4.1之間，加入檸檬酸于75-80℃恒溫反應(yīng)1-4h，后抽濾洗滌至ph為6.8-7.2即可。

優(yōu)選地，步驟s2先抽真空處理，將所述混合溶液導(dǎo)入后拌和均勻，再加壓均質(zhì)處理，同時加熱升溫至75-85℃混合20-40min。更優(yōu)選地，步驟s2所述加壓的壓力為0.8-1mpa，所述抽真空的相對真空度≥-0.1mpa。

優(yōu)選地，步驟s3所述膠黏劑為改性納米脲醛樹脂，其制備方法包括：將甲醛、尿素以摩爾重量比為5：3-4的比例混合，用氫氧化鈉溶液和氯化銨溶液調(diào)節(jié)體系ph值為8-10，加入三聚氰胺，于120-150℃干燥，干燥后加入甲醛捕捉劑，冷卻即可。所述納米改性脲醛樹脂游離甲醛含量低，膠粘性能好，存放時間長，可以長期控制脲醛樹脂中游離甲醛釋放，克服了傳統(tǒng)低醛樹脂膠合性能差，甲醛釋放易反彈、存放時間短的弊病，從源頭上解決了人造板中的游離甲醛污染問題。

優(yōu)選地，步驟s3加入粘膠劑后，混合纖維料真空鋪裝成型，在壓力3-4mpa進行預(yù)壓2-2.5h，然后在壓力為4-6mpa，溫度為180-200℃下，熱壓2-2.5h，成型。在熱量和壓力的聯(lián)合作用下，板坯中的水分氣化，蒸發(fā)、密度增加、膠粘劑、混合溶液重新分布，原料中的各組分發(fā)生一系列變化，從而使纖維間形成各種結(jié)合力，使制品達到并符合質(zhì)量要求的過程；經(jīng)本發(fā)明模壓的方法制造的纖維素板尺寸穩(wěn)定性好，強度更高，更為經(jīng)久耐用。

為提高纖維防水防火性能，優(yōu)選地，步驟s3得到所述纖維素板后在纖維素板表面涂覆聚氨酯樹脂與酚醛樹脂質(zhì)量比1:2的混合涂層，厚度0.5-1.0mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果在于：提供了一種多功能纖維素板的制備方法，處理簡單，工藝條件容易控制，經(jīng)步驟s2工藝處理后的纖維素板其防水性能提高，吸濕性能降低，具有優(yōu)異的超疏水性能和良好的自清潔性能，同時還提高了其阻燃和抗菌防霉性能，無需額外添加防霉劑或抗菌劑，纖維改性效果好，工藝成本較低；所使用到的化學物質(zhì)安全環(huán)保，不會對人體產(chǎn)生毒性。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。除非特別說明，本發(fā)明采用的試劑、方法和設(shè)備為本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)試劑、方法和設(shè)備。

本發(fā)明采用同一批次纖維原料,經(jīng)大量研究，本發(fā)明獲得的優(yōu)選制備方法，包括如下步驟：

s1.將纖維原料粉碎至30-40目，100-110℃干燥1-1.5h，加入改性納米氧化鋅溶液，進行加壓、抽真空處理，重復(fù)多次后，獲得預(yù)處理的纖維原料；所述改性納米氧化鋅溶液的制備過程包括：將氨水滴加到硝酸鋅溶液中，使溶液體系ph值≥9，再用漏斗取得沉淀，并用去離子水洗滌沉淀物多次，向沉淀中逐次加入濃度為0.95mol/l硝酸溶液攪拌，至體系ph值到3.5-4.1之間，加入檸檬酸于75-80℃恒溫反應(yīng)1-4h，后抽濾洗滌至ph為6.8-7.2即可；

s2.再加入如下重量份數(shù)組成的混合溶液：甲基硅油100份、甲基烷氧基硅油5-30份、含氫硅油2-10份、硅烷偶聯(lián)劑1-5份、納米二氧化硅2-10份、乳化劑0.2-1份、水60-100份，拌和均勻；

s3.加入粘膠劑改性納米脲醛樹脂或普通納米脲醛樹脂，壓制干燥，得到所述纖維素板；所述粘膠劑的制備方法包括：將甲醛、尿素以摩爾重量比為5：3-4的比例混合，用氫氧化鈉溶液和氯化銨溶液調(diào)節(jié)體系ph值為8-10，加入三聚氰胺，于120-150℃干燥，干燥后加入甲醛捕捉劑，冷卻即可；步驟s3加入粘膠劑后，混合纖維料真空鋪裝成型，在壓力3-4mpa進行預(yù)壓2-2.5h，然后在壓力為4-6mpa，溫度為180-200℃下，熱壓2-2.5h，成型。

經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，混合溶液中甲基硅油、甲基烷氧基硅油、含氫硅油、硅烷偶聯(lián)劑、納米二氧化硅、乳化劑具體物質(zhì)種類可采用現(xiàn)有的物質(zhì)；例如，所述甲基硅油是分子量為3000-4000的甲基硅油，所述甲基烷氧基硅油是分子量為1000-2000的甲基丁氧基硅油，所述乳化機為司盤類非離子表面活性劑，所述含氫硅油為含氫量1.8-2.0%的甲基含氫硅油，所述納米二氧化硅的粒徑為80-120nm；所述硅烷偶聯(lián)劑為異丁基三乙氧基硅。

以下以具體實施條件為例對本發(fā)明方法進行進一步說明。

實施例1

步驟s1中纖維原料干燥使其含水率低于6%；改性納米氧化鋅溶液的制備中恒溫反應(yīng)2h；所述加壓的壓力為0.8-1mpa，所述抽真空的相對真空度為-0.06mpa，加壓、抽真空重復(fù)處理5次。

步驟s2中添加的混合溶液組成為：甲基硅油100份、甲基烷氧基硅油20份、含氫硅油9份、硅烷偶聯(lián)劑3份、納米二氧化硅7份、乳化劑0.2份、水90份；步驟s2先抽真空處理，將所述混合溶液導(dǎo)入后拌和均勻，再加壓均質(zhì)處理，同時加熱升溫至75-85℃混合40min。

步驟s3中粘膠劑為改性納米脲醛樹脂,所述甲醛、尿素以摩爾重量比為5：3混合；鋪裝過程中預(yù)壓2.5h，熱壓2h。

實施例2

本實施例與實施例1的不同在于，步驟s2中添加的混合溶液組成為：甲基硅油100份、甲基烷氧基硅油17份、含氫硅油10份、硅烷偶聯(lián)劑4份、納米二氧化硅8份、乳化劑1份、水70份；步驟s2先抽真空處理，將所述混合溶液導(dǎo)入后拌和均勻，再加壓均質(zhì)處理，同時加熱升溫至75-85℃混合40min。

實施例3

本實施例與實施例1的不同在于，步驟s2中添加的混合溶液組成為：甲基硅油100份、甲基烷氧基硅油15份、含氫硅油10份、硅烷偶聯(lián)劑2份、納米二氧化硅3份、乳化劑0.5份、水60份。

實施例4

本實施例與實施例1的不同在于，步驟s2中添加的混合溶液組成為：甲基硅油100份、甲基烷氧基硅油20份、含氫硅油6份、硅烷偶聯(lián)劑3份、納米二氧化硅5份、乳化劑0.8份、水100份。

實施例5

本實施例與實施例1的不同在于，步驟s2中添加的混合溶液組成為：甲基硅油100份、甲基烷氧基硅油5份、含氫硅油2份、硅烷偶聯(lián)劑5份、納米二氧化硅10份、乳化劑0.3份、水65份。

實施例6

本實施例與實施例1的不同在于，步驟s2中添加的混合溶液組成為：甲基硅油100份、甲基烷氧基硅油30份、含氫硅油5份、硅烷偶聯(lián)劑1份、納米二氧化硅2份、乳化劑0.5份、水95份。

實施例7

一種多功能纖維素板的制備方法，包括如下步驟：

s1.將纖維原料粉碎至40目，110℃干燥1h，加入改性納米氧化鋅溶液，進行加壓、抽真空處理，加壓的壓力為0.8mpa，所述抽真空的相對真空度為-0.06mpa，重復(fù)3次后，獲得預(yù)處理的纖維原料；所述改性納米氧化鋅溶液的制備過程包括：將氨水滴加到硝酸鋅溶液中，使溶液體系ph值≥9，再用漏斗取得沉淀，并用去離子水洗滌沉淀物多次，向沉淀中逐次加入濃度為0.95mol/l硝酸溶液攪拌，至體系ph值到3.5-4.1之間，加入檸檬酸于75-80℃恒溫反應(yīng)4h，后抽濾洗滌至ph為6.8-7.2即可；

s2.先抽真空處理，再加入如下重量份數(shù)組成的混合溶液導(dǎo)入：甲基硅油100份、甲基烷氧基硅油20份、含氫硅油9份、硅烷偶聯(lián)劑3份、納米二氧化硅7份、乳化劑0.2份、水90份；拌和均勻，加壓均質(zhì)處理，同時加熱升溫至75-85℃混合40min；抽真空的相對真空度為-0.08mpa，加壓的壓力為0.6mpa；

s3.加入粘膠劑普通納米脲醛樹脂，混合纖維料真空鋪裝成型，在壓力3-4mpa進行預(yù)壓2h，然后在壓力為4-6mpa，溫度為180-200℃下，熱壓2.5h，成型得所述纖維素板。

實施例8

一種多功能纖維素板的制備方法，與實施例7的不同之處在于：

s3.加入粘膠劑改性納米脲醛樹脂，混合纖維料真空鋪裝成型，在壓力3-4mpa進行預(yù)壓2h，然后在壓力為4-6mpa，溫度為180-200℃下，熱壓2.5h，成型；所述粘膠劑的制備方法包括：將甲醛、尿素以摩爾重量比為5：4的比例混合，用氫氧化鈉溶液和氯化銨溶液調(diào)節(jié)體系ph值為8-10，加入三聚氰胺，于120-150℃干燥，干燥后加入甲醛捕捉劑，冷卻即可；

s4.得到所述纖維素板后在纖維素板表面涂覆聚氨酯樹脂與酚醛樹脂質(zhì)量比1:2的混合涂層，厚度0.5-1.0mm。

對比例1

步驟s2中添加的混合溶液組成為：甲基硅油100份、甲基烷氧基硅油20份、氨基硅油9份、聚乙二醇3份、納米二氧化硅7份、乳化劑0.2份、水90份。其他步驟與實施例7相同。

對比例2

步驟s2中添加的混合溶液組成為：羥基硅油100份、含氫硅油29份、硅烷偶聯(lián)劑3份、納米二氧化硅7份、乳化劑0.2份、水90份。其他步驟與實施例7相同。

對比例3

步驟s1中不加入改性納米氧化鋅溶液，其他步驟與實施例7相同。

采用實施例1-8及對比例1-3的制備方法制作纖維素板，將各纖維素板進行測試，檢測方法參照國標，測試結(jié)果如下表：

本發(fā)明制得的多功能纖維素板的其他性能如內(nèi)結(jié)合強度、甲醛釋放量、抗拉強度、彎曲破壞載荷等符合國家標準?？梢园l(fā)現(xiàn)，本發(fā)明實施例制得的多功能纖維素板的各性能指標均在同等條件下較優(yōu)于對比例。對比例1-2說明，改變混合溶液的物質(zhì)種類，將直接影響纖維素板整體性能,尤其是其防水、防潮性能；對比例3說明，加入納米氧化鋅，使得纖維素板抗老化、抗菌、防腐性能更加優(yōu)異，在后續(xù)步驟中，無需額外添加防霉劑或抗菌劑。各實施例相互比較發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化步驟s2混合溶液的物質(zhì)種類配比也對制得的纖維素板的各性能指標有直接影響，并且與前后步驟相配合，優(yōu)選地配比更加降低了纖維原料的吸濕性，反應(yīng)生成的防水膜在纖維素板內(nèi)部和表面形成，固著穩(wěn)定性強，延長了纖維素板的疏水性，產(chǎn)品能保證較長時期的防水、防潮、防裂、防霉變的性能。

申請人聲明，本發(fā)明通過上述實例來說明的詳細方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細方法才能實施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。

以上詳細描述了本發(fā)明的實施，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。