一种抗菌防霉阻燃木塑墙板及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种建材，尤其涉及抗菌防霉阻燃墙板及其制备方法。

背景技术

木塑墙板是近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替传统的树脂胶粘剂，与木粉、稻壳、秸秆等植物纤维混合成新的木质材料。通过添加相容剂、功能填料等，经挤出、模压、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材。主要用于建材、家具等行业。

木塑墙板由于具有木质感、材质环保、安装周期短、使用寿命长等优点，被广泛应用代替传统木板墙体。然而由于木塑墙板含有大量的植物纤维，阻燃性能通常比较差；且以聚氯乙烯树脂(PVC)作为基体制备得到的木塑墙板，燃烧过程中难以软化，并有黑烟产生和刺激性酸味产生，同时还会释放出盐酸和氯气等有毒气体。另外一方面，在潮湿环境下，木塑墙板容易滋生细菌与霉菌，影响美观的同时也会给对人们的身体健康带来危害。

中国专利CN201610889715.6采用改性氢氧化镁、改性炭黑和改性聚磷酸铵作为复配阻燃剂，与PVC树脂进行熔融共混挤出得到新型阻燃母粒，显著提高了极限氧指数，但该专利未深入考虑墙板的燃烧烟密度以及抗菌防霉性能。中国专利CN202010463382.7开发的木塑墙板，其端面均匀设置多组孔隙，并在孔隙的内侧插有阻燃条。利用阻燃条提高墙板的阻燃性和保温效果。但插设阻燃条所达到的阻燃效果并不理想，无法有效降低墙体燃烧时的烟密度；且该专利并未做抗菌防霉处理，墙板的孔隙与连接处极易滋生细菌。因此，需要开发一种高性能的木塑墙板，同时具有优异的阻燃抑烟性能和高效的抗菌防霉性能，从而进一步拓宽木塑墙板在医院、学校、家居等场所的应用。

发明内容

本发明提供一种抗菌防霉阻燃木塑墙板及其制备方法，其目的是解决现有技术的缺点，使木塑墙板能兼顾优异的阻燃性能和抗菌防霉功能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种抗菌防霉阻燃木塑墙板，其特征在于：

包括墙板本体；

墙板本体包括如下质量份数的组成：聚氯乙烯25～50份；植物纤维15～ 75份；相容剂1.5～5份；阻燃剂15～30份；稳定剂1～3份；加工助剂3～10份；抗菌剂1～5份。

进一步地：墙板本体顶部从内到外依次粘连设置有抗菌防霉层和塑料膜保护层，墙板本体底部粘连设置有保护层；墙板本体的端面均匀设置有多组孔隙；墙板的一侧端面设置有卡条，墙板远离卡条的另一侧端面设置有与卡条相匹配的卡槽。

进一步地：所述的植物纤维包括如下质量份数的组成：木粉10～35份、木纤维10～20份、竹纤维1～5份、稻壳1～5份、秸秆1～5份。

进一步地：所述相容剂包括如下质量份数的组成：马来酸酐接枝聚乙烯 0.3～1.5份、马来酸酐接枝聚丙烯0.3～1.5份、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯0.3～1.5份。

进一步地：所述阻燃剂优选为氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、三氧化二锑、三氧化钼、八钼酸铵的其中的两种以上的组合。

进一步地：所述稳定剂包括如下质量份数的组成：硬脂酸0.3～1份、硬脂酸钙0.3～1份、硬脂酸锌0.5～1.5份。

进一步地：所述加工助剂包括如下质量份数的组成：钛白粉0.5～2份、抗氧剂0.5～3份、方解石粉0.2～1份、滑石粉0.5～1份、贝壳粉0.2～2份。

进一步地：所述抗菌剂为银离子抗菌剂、四针状氧化锌、氧化铜、甲壳素、季铵盐中的一种。

进一步地：所述抗菌剂优选为四针状氧化锌。

一种抗菌防霉阻燃木塑墙板的制备方法，其特征在于：其加工工艺包括如下步骤：

①、将质量份数为10～20份的木纤维、质量份数为1～5份的竹纤维、质量份数为1～5份的稻壳、质量份数为1～5份的秸秆浸入80％浓度的酒精中浸泡1h～2h；再加入质量份数为10～35份的木粉、质量份数为0.2～1份的方解石粉、质量份数为0.5～1份的滑石粉、质量份数为0.2～2份的贝壳粉继续搅拌0.1h～1h；并置于烘箱中温度设置为90℃～120℃烘干处理0.5h～2h，收集干燥后的固体，并粉碎研磨成粒度为1200目以上的粉末；

②、将步骤①中所得粉末、0.5～2份的钛白粉与1.5～5份的相容剂加入高速混合机中，在60℃～75℃条件下，混合10～15min，随即加入质量份数为25～ 50份的聚氯乙烯、质量份数为0.5～2份的抗氧剂、质量份数为1～3份的稳定剂、质量份数为15～30份的阻燃剂与质量份数为1～5份的抗菌剂；调节温度至 100℃～120℃，物料混合10～15min，静置5min～10min降温冷却至60℃～75℃后，取出得到初混物料；

③、设置双螺杆挤出机的挤出温度160℃～185℃，喂料螺杆转速 120rpm～140rpm，主螺杆转速50rpm～80rpm；将步骤②中所得的初混物料烘干后加入喂料口中，熔融挤出造粒，得到木塑粒料；

④、将步骤③中制得的木塑粒料置于热压机的模具中，设置压机温度为 190℃～215℃、压力为9Mpa～12MPa、热压时间为15min～20min；再将热压片转移到冷压机中进行冷却定型，得到墙板本体；

⑤、将步骤④中制得的墙板本体与抗菌防霉层、塑料膜保护层、保护层依次利用粘连剂进行粘合连接，制得抗菌防霉阻燃木塑墙板。

本发明的有益之处在于：

一、本发明从阻燃与抑烟两方面协同解决墙板防火问题，创新地采用硼酸锌与钼系阻燃剂复配，有效降低了木塑墙板的烟密度，提高了极限氧指数。

二、本发明所提供的抗菌防霉阻燃木塑墙板，其墙板本体采用四针状氧化锌等作为抗菌填料，减少墙板表面及孔洞中细菌病毒的滋生；墙板外侧再贴附一层抗菌防霉层，进一步提升了墙板整体的抗菌防霉性能。

三、本发明所提供的一种抗菌防霉阻燃木塑墙板，因其优异的阻燃抑烟效果、高效的抗菌防霉能力，适用于医院、学校、家居等场所。

具体实施方式

下面将通过实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围不限于此。

实施例1：

①、将如下质量份数：15份木纤维、3份竹纤维、3份稻壳、2份秸秆浸入 80％浓度的酒精中浸泡1.5h。再加入25份木粉、0.5份方解石粉、0.7份滑石粉、1.5份贝壳粉继续搅拌0.5h。并置于烘箱中温度设置为110℃烘干处理1.5h，收集干燥后的固体，并粉碎研磨成粒度为1200目以上的粉末。

②、将步骤①中所得粉末、1份钛白粉与3份相容剂(相容剂包括如下质量份数的组成：马来酸酐接枝聚乙烯1份、马来酸酐接枝聚丙烯1份、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯1份)加入高速混合机中，在70℃条件下，混合 15min，随即加入如下质量份数：43份聚氯乙烯、3份抗氧剂、2份稳定剂(包括如下质量份数的组成：0.5份硬脂酸、0.5份硬脂酸钙、1份硬脂酸锌)、20 份阻燃剂(包括如下质量份数的组成：8.5份微米级氢氧化铝、8.5份氢氧化镁、3份硼酸锌复配)与2份抗菌剂(2份四针状氧化锌)。调节温度至110℃，物料混合15min，静置8min降温冷却至65℃后，取出得到初混物料。

③、设置双螺杆挤出机的挤出温度175℃，喂料螺杆转速130rpm，主螺杆转速60rpm。将步骤②中所得的初混物料烘干后加入喂料口中，熔融挤出造粒，得到木塑粒料。

④、将步骤③中制得的木塑粒料置于热压机的模具中，设置压机温度为 190℃、压力为9Mpa、热压时间为15min；再将热压片转移到冷压机中进行冷却定型，得到墙板本体；

⑤、将步骤④中制得的墙板本体与抗菌防霉层、塑料膜保护层、保护层依次利用2份粘连剂(2份耐温环氧胶)粘连剂进行粘合连接，制得抗菌防霉阻燃木塑墙板。

实施例2：

①、将如下质量份数：20份木纤维、5份竹纤维、5份稻壳、5份秸秆浸入 80％浓度的酒精中浸泡1.5h。再加入35份木粉、0.5份方解石粉、0.7份滑石粉、1.5份贝壳粉继续搅拌0.5h。并置于烘箱中温度设置为110℃烘干处理1.5h，收集干燥后的固体，并粉碎研磨成粒度为1200目以上的粉末。

②、将步骤①中所得粉末、1份钛白粉与3份相容剂(相容剂包括如下质量份数的组成：马来酸酐接枝聚乙烯1份、马来酸酐接枝聚丙烯1份、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯1份)加入高速混合机中，在70℃条件下，混合15min，随即加入如下质量份数：43份聚氯乙烯、3份抗氧剂、2份稳定剂(包括如下质量份数的组成：0.5份硬脂酸、0.5份硬脂酸钙、1份硬脂酸锌)、20 份阻燃剂(包括如下质量份数的组成：8.5份微米级氢氧化铝、8.5份氢氧化镁、3份硼酸锌复配)与2份抗菌剂(2份四针状氧化锌)。调节温度至110℃，物料混合15min，静置8min降温冷却至65℃后，取出得到初混物料。

③、设置双螺杆挤出机的挤出温度175℃，喂料螺杆转速130rpm，主螺杆转速60rpm。将步骤②中所得的初混物料烘干后加入喂料口中，熔融挤出造粒，得到木塑粒料。

④、将步骤③中制得的木塑粒料置于热压机的模具中，设置压机温度为 190℃、压力为9Mpa、热压时间为15min；再将热压片转移到冷压机中进行冷却定型，得到墙板本体；

⑤、将步骤④中制得的墙板本体与抗菌防霉层、塑料膜保护层、保护层依次利用2份粘连剂(2份耐温环氧胶)粘连剂进行粘合连接，制得抗菌防霉阻燃木塑墙板。

实施例3：

①、将如下质量份数：15份木纤维、3份竹纤维、3份稻壳、2份秸秆浸入 80％浓度的酒精中浸泡1.5h。再加入25份木粉、0.5份方解石粉、0.7份滑石粉、1.5份贝壳粉继续搅拌0.5h。并置于烘箱中温度设置为110℃烘干处理1.5h，收集干燥后的固体，并粉碎研磨成粒度为1200目以上的粉末。

②、将步骤①中所得粉末、1份钛白粉与3份相容剂(相容剂包括如下质量份数的组成：马来酸酐接枝聚乙烯1份、马来酸酐接枝聚丙烯1份、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯1份)加入高速混合机中，在70℃条件下，混合 15min，随即加入如下质量份数：43份聚氯乙烯、3份抗氧剂、2份稳定剂(包括如下质量份数的组成：0.5份硬脂酸、0.5份硬脂酸钙、1份硬脂酸锌)、20 份阻燃剂(包括如下质量份数的组成：15份三氧化二锑、5份硼酸锌复配)与 3份抗菌剂(3份四针状氧化锌)。调节温度至110℃，物料混合15min，静置 8min降温冷却至65℃后，取出得到初混物料。

③、设置双螺杆挤出机的挤出温度175℃，喂料螺杆转速130rpm，主螺杆转速60rpm。将步骤②中所得的初混物料烘干后加入喂料口中，熔融挤出造粒，得到木塑粒料。

④、将步骤③中制得的木塑粒料置于热压机的模具中，设置压机温度为 190℃、压力为9Mpa、热压时间为15min；再将热压片转移到冷压机中进行冷却定型，得到墙板本体；

⑤、将步骤④中制得的墙板本体与抗菌防霉层、塑料膜保护层、保护层依次利用2份粘连剂(2份耐温环氧胶)粘连剂进行粘合连接，制得抗菌防霉阻燃木塑墙板。

实施例4：

①、将如下质量份数：15份木纤维、3份竹纤维、3份稻壳、2份秸秆浸入 80％浓度的酒精中浸泡1.5h。再加入25份木粉、0.5份方解石粉、0.7份滑石粉、1.5份贝壳粉继续搅拌0.5h。并置于烘箱中温度设置为110℃烘干处理1.5h，收集干燥后的固体，并粉碎研磨成粒度为1200目以上的粉末。

②、将步骤①中所得粉末、1份钛白粉与3份相容剂(相容剂包括如下质量份数的组成：马来酸酐接枝聚乙烯1份、马来酸酐接枝聚丙烯1份、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯1份)加入高速混合机中，在70℃条件下，混合 15min，随即加入如下质量份数：43份聚氯乙烯、3份抗氧剂、2份稳定剂(包括如下质量份数的组成：0.5份硬脂酸、0.5份硬脂酸钙、1份硬脂酸锌)、20 份阻燃剂(包括如下质量份数的组成：16份三氧化钼、4份硼酸锌复配)与3 份抗菌剂(3份四针状氧化锌)。调节温度至110℃，物料混合15min，静置8min 降温冷却至65℃后，取出得到初混物料。

③、设置双螺杆挤出机的挤出温度175℃，喂料螺杆转速130rpm，主螺杆转速60rpm。将步骤②中所得的初混物料烘干后加入喂料口中，熔融挤出造粒，得到木塑粒料。

④、将步骤③中制得的木塑粒料置于热压机的模具中，设置压机温度为 190℃、压力为9Mpa、热压时间为15min；再将热压片转移到冷压机中进行冷却定型，得到墙板本体；

⑤、将步骤④中制得的墙板本体与抗菌防霉层、塑料膜保护层、保护层依次利用2份粘连剂(2份耐温环氧胶)粘连剂进行粘合连接，制得抗菌防霉阻燃木塑墙板。

实施例5：

①、将如下质量份数：15份木纤维、3份竹纤维、3份稻壳、2份秸秆浸入80％浓度的酒精中浸泡1.5h。再加入25份木粉、0.5份方解石粉、0.7份滑石粉、1.5份贝壳粉继续搅拌0.5h。并置于烘箱中温度设置为110℃烘干处理1.5h，收集干燥后的固体，并粉碎研磨成粒度为1200目以上的粉末。

②、将步骤①中所得粉末、1份钛白粉与3份相容剂(相容剂包括如下质量份数的组成：马来酸酐接枝聚乙烯1.5份、马来酸酐接枝聚丙烯0.3份、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯1份)加入高速混合机中，在70℃条件下，混合15min，随即加入如下质量份数：43份聚氯乙烯、3份抗氧剂、2份稳定剂(包括如下质量份数的组成：0.5份硬脂酸、0.5份硬脂酸钙、1份硬脂酸锌)、20 份阻燃剂(包括如下质量份数的组成：16份八钼酸铵、4份硼酸锌复配)与3份抗菌剂(3份四针状氧化锌)。调节温度至110℃，物料混合15min，静置8min 降温冷却至65℃后，取出得到初混物料。

③、设置双螺杆挤出机的挤出温度175℃，喂料螺杆转速130rpm，主螺杆转速60rpm。将步骤②中所得的初混物料烘干后加入喂料口中，熔融挤出造粒，得到木塑粒料。

④、将步骤③中制得的木塑粒料置于热压机的模具中，设置压机温度为 190℃、压力为9Mpa、热压时间为15min；再将热压片转移到冷压机中进行冷却定型，得到墙板本体；

⑤、将步骤④中制得的墙板本体与抗菌防霉层、塑料膜保护层、保护层依次利用2份粘连剂(2份耐温环氧胶)粘连剂进行粘合连接，制得抗菌防霉阻燃木塑墙板。

对比实施例：

对比实施例与实施例1的不同点在于，对比实施例中不添加任何抗菌填料。其他填料的添加量、加工时间与加工温度均与实施例1相同。

实施例2与实施例1相比，木纤维增加了5份、竹纤维增加了2份、稻壳增加了2份、秸秆增加了3份、木粉增加了10份。聚氯乙烯、阻燃剂、抗菌剂等其余填料以及加工温度与加工时间均不变。通过提高墙板本体中的植物纤维占比，研究其含量对于墙板的烟密度、抗菌防霉性能的影响，从而寻找最佳的植物纤维占比。对比分析，由表1可知，实施例1墙板的氧指数明显高于实施例2，说明在相同条件下，实施例1墙板更难燃烧，阻燃性能更加优异。实施例2的烟密度等级与最大烟密度均大于实施例1，燃烧性能等级达到了B

实施例3与实施例2相比，阻燃剂由氢氧化铝、氢氧化镁与硼酸锌(约 3:3:1)，替换成三氧化二锑与硼酸锌(3:1)，重点研究添加不同种类的阻燃剂对木塑墙板阻燃抑烟性能的影响。实施例3在抗菌填料中多增加了1份四针状氧化锌，通过改变四针状氧化锌在墙板本体中的占比，从而寻找最佳的抗菌剂添加量。对比分析，由表1可知，实施例3墙板的氧指数明显高于实施例2，而烟密度等级与最大烟密度均小于实施例2。实施例3与实施例1的燃烧性能等级均达到了B

实施例4与实施例3相比，阻燃剂由三氧化二锑与硼酸锌(3:1)，替换成三氧化钼与硼酸锌(4：1)，其余填料与加工温度、加工条件不变。通过控制唯一变量，着重研究添加不同种类的阻燃剂对木塑墙板阻燃抑烟性能的影响。对比分析，由表1可知，实施例4墙板的氧指数高于实施例3，而烟密度等级与最大烟密度均远小于实施例3。综合来看，实施例4通过钼化物的固化抑烟特性，在有效降低墙体烟密度的同时，大幅度增加了氧指数，其燃烧性能等级达到B

实施例5与实施例4相比，阻燃剂由三氧化钼与硼酸锌(4：1)，替换成八钼酸铵与硼酸锌(4：1)，其余填料与加工温度、加工条件不变。对比分析，由表1可知，实施例5墙板的氧指数低于实施例4，而烟密度等级与最大烟密度均大于实施例4。综合来看，实施例5的阻燃抑烟性能略差于实施例4，与实施例3相近，燃烧性能等级均达到B

对比实施例与实施例1相比，对比实施例中不添加抗菌填料。对比分析，由表1可知，对比实施例与实施例1墙板的氧指数、烟密度等级与最大烟密度基本相同，燃烧性能等级均达到B

表1为根据GB8323.2-2008的规定，烟密度测试按《塑料-烟生成-第二部分：单室法测定烟密度试验方法》，采用有焰燃烧的方式对各实施例所制备的木塑墙板进行测定：

表1

表2为采用常规测试方法对各实施例所制备的木塑墙板进行常规性测定：

表2

表3为根据QB/T2591-2003《抗菌塑料的抗菌性能试验方法》标准，测定各实施例所制备的木塑墙板的抗菌防霉性能：

表3

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。