本發(fā)明涉及一種復(fù)合板材及其制備方法，特別是一種具有阻燃效果的板材及其制備方法。
背景技術(shù)：
阻燃劑在防火安全中的作用已經(jīng)得到了證實。據(jù)歐盟委員會評估，過去10年中阻燃劑的使用使歐洲的火災(zāi)死亡人數(shù)減少了20%。據(jù)環(huán)球塑化相關(guān)報道，2013年韓亞航空公司的航班在舊金山失事，2005年法國航空公司的航班在多倫多墜機(jī)的兩場事故中，由于使用的阻燃劑符合美國航空業(yè)對耐火安全座椅和貨運(yùn)飛機(jī)的規(guī)定要求，人們得以幸免于難。
近年來，很多地方發(fā)生了火災(zāi)，特別是學(xué)校試驗等教育活動引發(fā)的火災(zāi)造成學(xué)校人、財、物發(fā)生重大損失的事故，不得不引起我們的重視，學(xué)校人口密度大，學(xué)習(xí)強(qiáng)度高，承擔(dān)著學(xué)習(xí)教育教學(xué)的重大責(zé)任，因此學(xué)校教育教學(xué)過程中的所用的教具、辦公用品、實驗室用品的阻燃性，關(guān)系到廣大教育工作者和祖國花朵的人身和財產(chǎn)的安全。
現(xiàn)有技術(shù)中的學(xué)校使用課桌有的采用阻燃板材，但是相關(guān)的材料含甲醛較多，影響人體健康，同時還存在以下不足：
1、阻燃性能不夠好，強(qiáng)度不夠大；
2、現(xiàn)有技術(shù)的板材中不具有其他功能性，如醒腦提神、吸水作用，造成課桌表面林濕后，水漬浸到書桌上。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種具有阻燃效果的板材及其制備方法，為此，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種具有阻燃效果的板材，按重量份數(shù)計，原料包括：
高粱秸稈粉180-210份、白果粉20-25份、花生殼粉10-15份、樟腦粉23-27份、鍋底灰8-13份、槐角粉16-20份、聚乳酸樹脂粉110-150份、高嶺土15-21份、改性劑12-15份、阻燃劑0-1份。
所述高粱秸稈粉水分含量≤3%，目數(shù)80-110目；
所述花生殼粉，目數(shù)30-50目，粗纖維含量62-65%；
所述改性劑為鋁鋯復(fù)合偶聯(lián)劑、硬脂酸甘油酯、硬脂醇中的一種或幾種；優(yōu)選為鋁鋯復(fù)合偶聯(lián)劑；所述鋁鋯復(fù)合偶聯(lián)劑為佛山市圣億化工有限公司生產(chǎn)；
同時因為高嶺土有大量的空隙，樟腦香氣就可以從板材的空隙中散發(fā)出樟香氣，持久的提供效果，是本發(fā)明的重要發(fā)明點。
所述阻燃劑為葉蠟石粉、三氧化二銻、氫氧化鋁中的一種或幾種；為了與原材料復(fù)配型更好，最大限度的增強(qiáng)制備的板材的阻燃性能，優(yōu)選為葉蠟石粉；
所述高嶺土，吸油量為7.2-7.5g/100g，折射率為1.2-1.3，水份含量0.2-0.3%；
添加入高嶺土后，可以增強(qiáng)改性劑的能力，進(jìn)一步增強(qiáng)結(jié)合效果；
所述改性劑為wac-808，廣東煒林納新材料科技股份有限公司生產(chǎn)。
所述具有阻燃效果的板材的制備方法，包括以下步驟：
步驟一、磨粉
將高粱秸稈粉、花生殼粉、樟腦粉、阻燃劑首先在超細(xì)磨粉機(jī)中進(jìn)行磨粉，研磨時間12-18min，控制平均目數(shù)為100-150目。
步驟二、復(fù)配強(qiáng)化
將高嶺土與磨粉后的高粱秸稈、花生殼粉、樟腦粉、阻燃劑按照原料份數(shù)送入高速混合機(jī)進(jìn)行混合；控制混合溫度為62-68℃，混合時間30-50min，轉(zhuǎn)速為500-800r/min，直到物料散發(fā)出濃郁樟腦香味即可；將阻燃劑加入超細(xì)磨粉機(jī)中，可以有效的防止溫度過高發(fā)生安全事故；
復(fù)配強(qiáng)化后，可以使得高嶺土的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，同時高粱秸稈粉因為受熱不規(guī)則形變變大，提高秸稈粉與高嶺土的結(jié)合能力；同時高嶺土與阻燃劑的復(fù)配強(qiáng)化，可以明顯提高阻燃劑的阻燃性能，從而大幅度降低板材中阻燃劑的使用量，節(jié)約成本。
步驟三、改性處理
將聚乳酸樹脂粉、改性劑、白果粉加入球磨機(jī)中研磨20-45分鐘，得到改性處理后的聚乳酸樹脂；改性處理后的聚乳酸樹脂粉更容易與物料進(jìn)行結(jié)合，有利于模壓。
步驟四、結(jié)合強(qiáng)化
將改性處理后的物料、復(fù)配強(qiáng)化后的物料、鍋底灰、槐角粉，一起送入到高速混合機(jī)中進(jìn)行混合，所述的高速混合機(jī)的溫度為75-80℃，轉(zhuǎn)速為500-700轉(zhuǎn)/分，混合時間為20-25分鐘。
步驟五、模壓成型
所述模壓分兩次熱壓，一次和二次熱壓；所述一次熱壓熱壓溫度為160-180℃，熱壓時間為5-8min。
所述二次熱壓溫度為210℃-230℃，預(yù)熱時間為15-18分鐘，模壓時間為2-4分鐘；
本發(fā)明模壓過程中，保證模型表面的空隙不被堵塞，制備的板材可以吸收桌面杯子濺到板材表面的水份；
同時加入高嶺土，因為高嶺土有大量的空隙，樟樹香氣就可以從板材的空隙中散發(fā)出樟樹的香氣，持久的提供效果，是本發(fā)明的重要發(fā)明點；
將混合后的原料用模壓機(jī)模壓成型為餐具粗坯，經(jīng)過后續(xù)的簡單加工處理即可制成本發(fā)明需要的具有醒腦提神作用的功能性板材。
由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明達(dá)到的技術(shù)效果有：
1、本發(fā)明制備的具有優(yōu)秀阻燃效果的板材，氧指數(shù)為58-62%；缺口沖擊強(qiáng)度為16-18kj/m2；拉伸強(qiáng)度為42-45mpa；斷裂伸長率為28-30%；
2、本發(fā)明制備的功能性板材制備的桌凳在教室中使用，明顯具有醒腦提神的作用，學(xué)生非常喜歡這種氣味，并且長期在這種環(huán)境中，還可以可提高學(xué)生的注意力，增強(qiáng)心態(tài)的穩(wěn)定性，非常適合高中學(xué)子的使用；
3、本發(fā)明實施例1-3制備的功能性板材，樟腦香味持久、濃郁，阻燃性能好，點燃時間≥32s，點燃后熄滅時間≤1.1s；抗跌落性好，10m高處跌落后，板材未發(fā)生斷裂；抗變色性好，陽光下暴曬60天后，制備的板材無變色現(xiàn)象；吸水性能較強(qiáng)，在板材表面倒入10ml水后，5秒內(nèi)吸收完畢；
4、本發(fā)明的制備過程中添加入高嶺土，可以增強(qiáng)改性劑的能力，進(jìn)一步增強(qiáng)結(jié)合效果；同時因為高嶺土有大量的空隙，樟腦香氣就可以從板材的空隙中散發(fā)出樟香氣，持久的提供效果；
5、本發(fā)明制備的工藝中除了材料本身的阻燃性能外，還添加葉蠟石粉；可使得與原材料復(fù)配型更好，最大限度的增強(qiáng)制備的板材的阻燃性能。
具體實施方式
實施例1一種具有阻燃效果的板材，按重量份數(shù)計，原料包括：
高粱秸稈粉182份、白果粉20份、花生殼粉11份、樟腦粉23份、鍋底灰8份、槐角粉16份、聚乳酸樹脂粉110份、高嶺土15份、改性劑12份、阻燃劑0-1份。
所述高粱秸稈粉水分含量≤3%，目數(shù)85目；
所述花生殼粉，目數(shù)40目，粗纖維含量62%；
所述改性劑為鋁鋯復(fù)合偶聯(lián)劑；所述鋁鋯復(fù)合偶聯(lián)劑為佛山市圣億化工有限公司生產(chǎn)；
所述高嶺土，吸油量為7.3g/100g，折射率為1.2，水份含量0.2%；
添加入高嶺土后，可以增強(qiáng)改性劑的能力，進(jìn)一步增強(qiáng)結(jié)合效果。
同時因為高嶺土有大量的空隙，樟腦香氣就可以從板材的空隙中散發(fā)出樟香氣，持久的提供效果，是本發(fā)明的重要發(fā)明點。
所述阻燃劑為三氧化二銻。
實施例2一種具有阻燃效果的板材，按重量份數(shù)計，原料包括：
高粱秸稈粉205份、白果粉23份、花生殼粉12份、樟腦粉25份、鍋底灰9份、槐角粉18份、聚乳酸樹脂粉125份、高嶺土17份、改性劑13份、阻燃劑1份。
所述高粱秸稈粉水分含量2%，目數(shù)90目；
所述花生殼粉，目數(shù)45目，粗纖維含量63%；
所述改性劑為鋁鋯復(fù)合偶聯(lián)劑；所述鋁鋯復(fù)合偶聯(lián)劑為佛山市圣億化工有限公司生產(chǎn)；
所述高嶺土，吸油量為7.4g/100g，折射率為1.2，水份含量0.2%；
添加入高嶺土后，可以增強(qiáng)改性劑的能力，進(jìn)一步增強(qiáng)結(jié)合效果；同時因為高嶺土有大量的空隙，樟腦香氣就可以從板材的空隙中散發(fā)出樟香氣，持久的提供效果，是本發(fā)明的重要發(fā)明點。
所述阻燃劑為葉蠟石粉；為了與原材料復(fù)配型更好，最大限度的增強(qiáng)制備的板材的阻燃性能，為葉蠟石粉。
實施例3一種具有阻燃效果的板材，按重量份數(shù)計，原料包括：
高粱秸稈粉210份、白果粉25份、花生殼粉10份、樟腦粉27份、鍋底灰8份、槐角粉20份、聚乳酸樹脂粉110份、高嶺土21份、改性劑12份、阻燃劑1份。
所述高粱秸稈粉水分含量3%，目數(shù)80目；
所述花生殼粉，目數(shù)50目，粗纖維含量65%；
所述改性劑為鋁鋯復(fù)合偶聯(lián)劑；所述鋁鋯復(fù)合偶聯(lián)劑為佛山市圣億化工有限公司生產(chǎn)；
所述高嶺土，吸油量為7.3g/100g，折射率為1.3，水份含量0.3%；
添加入高嶺土后，可以增強(qiáng)改性劑的能力，進(jìn)一步增強(qiáng)結(jié)合效果；同時因為高嶺土有大量的空隙，樟腦香氣就可以從板材的空隙中散發(fā)出樟香氣，持久的提供效果，是本發(fā)明的重要發(fā)明點。
所述阻燃劑為氫氧化鋁；
實施例4實施例1-3中所述的一種具有阻燃效果的板材的制備方法，包括以下步驟：
所述具有阻燃效果的板材的制備方法，包括以下步驟：
步驟一、磨粉
將高粱秸稈粉、花生殼粉、樟腦粉、阻燃劑首先在超細(xì)磨粉機(jī)中進(jìn)行磨粉，研磨時間16min，控制平均目數(shù)為120目。
步驟二、復(fù)配強(qiáng)化
將高嶺土與磨粉后的高粱秸稈、花生殼粉、樟腦粉、阻燃劑按照原料份數(shù)送入高速混合機(jī)進(jìn)行混合；控制混合溫度為68℃，混合時間40min，轉(zhuǎn)速為600r/min，直到物料散發(fā)出濃郁樟腦香味即可；
將阻燃劑加入超細(xì)磨粉機(jī)中，可以有效的防止溫度過高發(fā)生安全事故；
復(fù)配強(qiáng)化后，可以使得高嶺土的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，同時高粱秸稈粉因為受熱不規(guī)則形變變大，提高秸稈粉與高嶺土的結(jié)合能力；同時高嶺土與阻燃劑的復(fù)配強(qiáng)化，可以明顯提高阻燃劑的阻燃性能，從而大幅度降低板材中阻燃劑的使用量，節(jié)約成本。
步驟三、改性處理
將聚乳酸樹脂粉、改性劑、白果粉加入球磨機(jī)中研磨38分鐘，得到改性處理后的聚乳酸樹脂；改性處理后的聚乳酸樹脂粉更容易與物料進(jìn)行結(jié)合，有利于模壓。
步驟四、結(jié)合強(qiáng)化
將改性處理后的物料、復(fù)配強(qiáng)化后的物料、鍋底灰、槐角粉，一起送入到高速混合機(jī)中進(jìn)行混合，所述的高速混合機(jī)的溫度為75℃，轉(zhuǎn)速為700轉(zhuǎn)/分，混合時間為25分鐘。
步驟五、模壓成型
所述模壓分兩次熱壓，一次和二次熱壓；所述一次熱壓熱壓溫度為169℃，熱壓時間為8min。
所述二次熱壓溫度為230℃，預(yù)熱時間為15分鐘，模壓時間為2分鐘；
本發(fā)明模壓過程中，保證模型表面的空隙不被堵塞，制備的板材可以吸收桌面杯子濺到板材表面的水份；
同時加入高嶺土，因為高嶺土有大量的空隙，樟腦香氣就可以從板材的空隙中散發(fā)出，持久的提供效果，是本發(fā)明的重要發(fā)明點；
將混合后的原料用模壓機(jī)模壓成型為餐具粗坯，經(jīng)過后續(xù)的簡單加工處理即可制成本發(fā)明需要的具有醒腦提神作用的功能性板材。
對比例5一種具有阻燃效果的板材，改變實施例1所述原料和配比，改變?nèi)缦拢?/p>
高粱秸稈粉205份、白果粉23份、花生殼粉12份、樟腦粉25份、鍋底灰9份、聚乳酸樹脂粉125份、高嶺土17份、改性劑13份、阻燃劑1份。
本實施例中不含有槐角粉，因此本實施例的制備方法采用實施例4所述的方法，在中間過程中不加入槐角粉。
對比例6一種具有阻燃效果的板材，改變實施例1所述原料和配比，改變?nèi)缦拢?/p>
高粱秸稈粉205份、白果粉23份、花生殼粉12份、樟腦粉25份、鍋底灰9份、槐角粉18份、聚乳酸樹脂粉125份、高嶺土17份、改性劑13份、阻燃劑1份。
本實施例中不含有鍋底灰，因此本實施例的制備方法采用實施例4所述的方法，在中間過程中不加入鍋底灰。
對比例7一種具有阻燃效果的板材，改變實施例1所述原料和配比，改變?nèi)缦拢?/p>
高粱秸稈粉205份、白果粉23份、花生殼粉12份、樟腦粉25份、鍋底灰9份、槐角粉18份、聚乳酸樹脂粉125份、改性劑13份、阻燃劑1份。
本實施例中不含有高嶺土，因此本實施例的制備方法采用實施例4所述的方法，在制備過程中不加入高嶺土。
本發(fā)明制備的具有阻燃效果板材，檢測指標(biāo)如表1-3：
實驗一、本發(fā)明制備的具有阻燃效果的板材的相關(guān)物料指標(biāo)檢測見表3
（1）氧指數(shù)：astmf1955-99的標(biāo)準(zhǔn)方法檢測；
（2）缺口沖擊強(qiáng)度：根據(jù)astmd256的標(biāo)準(zhǔn)檢測；
（3）拉伸強(qiáng)度：astmd2638的標(biāo)準(zhǔn)檢測；
（4）斷裂伸長率：astmd2882-02的標(biāo)準(zhǔn)檢測；
表1本發(fā)明制備的板材的缺口沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、氧指數(shù)檢測
由表1可看出，本發(fā)明實施例1-3制備的具有優(yōu)秀阻燃效果的板材，氧指數(shù)為58-62%；缺口沖擊強(qiáng)度為16-18kj/m2；拉伸強(qiáng)度為42-45mpa；斷裂伸長率為28-30%；
同時由對比例5-7還可以看出，槐角粉和鍋底灰的加入對制備的板材的物理指標(biāo)影響較大，當(dāng)制備原料中不含有槐角粉時，制備的板材的缺口沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度相應(yīng)減??；而高嶺土的減小能夠影響到板材的阻燃性能，當(dāng)高嶺土的加入量減少時，制備的阻燃板材，氧指數(shù)明顯減低。
實驗二：將本發(fā)明實施例2制備的具有阻燃效果的板材，制備的課桌、凳子在教室中使用，采集使用學(xué)生信息試驗如下：
教室安排40人，桌凳均勻排列，進(jìn)行以下試驗：
（1）試驗是否具有醒腦提神作用：下午2-3點時間段，隨機(jī)采訪高1到高3的學(xué)生100人，詢問是否有睡意，與原來的桌凳比較，本發(fā)明的桌凳是否有醒腦提神作用。
（2）與原來的桌凳比較，是否喜歡這種氣味；
（3）與原來的桌凳比較，是否能集中精力，心態(tài)穩(wěn)定。
表2本發(fā)明制備的功能性板材的功能性隨機(jī)測試
由上表可以看出，本發(fā)明制備的功能性板材制備的桌凳在教室中使用，明顯具有醒腦提神的作用，學(xué)生非常喜歡這種氣味，并且長期在這種環(huán)境中，還可以可提高學(xué)生的注意力，增強(qiáng)心態(tài)的穩(wěn)定性，非常適合高中學(xué)子的使用。
試驗三：本發(fā)明制備的具有阻燃效果的板材其他效果試驗：
樟香持久釋放性測試：采用50-70℃的水將制備的具有優(yōu)秀阻燃作用的功能性板材沖洗3-5次，晾曬1-2天后，是否還有香氣溢出，香氣是否濃郁；
阻燃性測試：將本發(fā)明制備的醒板材采用天然氣火源點燃后，觀察點燃時間及點燃后熄滅時間；
抗跌落性測試：從10米高處跌落后，是否發(fā)生斷裂；
變色測試：在陽光下暴曬60天后，制備的板材是否有變色現(xiàn)象；
吸水性能測試：在板材上采用針管倒入10ml水，檢測水的吸收水的時間
表3本發(fā)明制備的功能性板材，樟腦香味持久釋放性、阻燃性、抗跌落性、變色、吸水性測試指標(biāo)
由上表可以看出，本發(fā)明實施例1-3制備的功能性板材，樟腦香味持久、濃郁，阻燃性能好，點燃時間≥32s，點燃后熄滅時間≤1.1s；抗跌落性好，10m高處跌落后，板材未發(fā)生斷裂；抗變色性好，陽光下暴曬60天后，制備的板材無變色現(xiàn)象；吸水性能較強(qiáng)，在板材表面倒入10ml水后，5秒內(nèi)吸收完畢。
綜上所述實施例2是本發(fā)明的最佳實施例。
除非特殊說明和本領(lǐng)域常用單位，本發(fā)明所述比例，均為質(zhì)量比例，所述百分比，均為質(zhì)量百分比。
最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。