一种抑菌防霉木胶板及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种抑菌防霉木胶板及其制备方法。

背景技术

木胶板是以木屑、纸浆纤维、花生壳、竹子、稻草等为填充料，经由压板机加工做成的人造板。其可以做到废弃物的重新利用，提高木材利用率。但是木胶板在使用的时候，如果环境湿度过大，则木胶板可能会发生霉变，影响美观及使用感受，另外，木胶板中所用胶黏剂一般为有机成分，木材自身也易燃，如果遇明火则有火灾隐患，这些都是阻碍木胶板作为建筑材料广泛使用的障碍。

发明内容

发明目的：针对上述技术问题，本发明提供了一种抑菌防霉木胶板及其制备方法。

为了达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种抑菌防霉木胶板，由以下原料组成：

木粉、阻燃型胶黏剂、钙锌复合稳定剂、植物性增强纤维负载壳聚糖铜络合物、石蜡油。

优选地，由以下重量份数的原料组成：

木粉70-100份、阻燃型胶黏剂15-20份、钙锌复合稳定剂0.1-1份、植物性增强纤维负载壳聚糖铜络合物20-30份、石蜡油1-2份。

优选地，所述阻燃型胶黏剂由以下原料组成：

乙酸乙烯-乙烯共聚物乳液、磷酸酯化聚乙烯醇、MDI固化剂、无机填料。

优选地，所述阻燃型胶黏剂由以下重量份数的原料组成：

乙酸乙烯-乙烯共聚物乳液18-22份、磷酸酯化聚乙烯醇40-50份、MDI固化剂1-2份、无机阻燃填料4-8份。

优选地，所述无机阻燃填料为水镁石、水滑石、蒙脱土、氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、微胶囊红磷、多聚磷酸铵、硼酸锌、氧化锑中的任意一种或多种组合。

优选地，所述植物性增强纤维负载壳聚糖铜络合物的制备方法如下：

S1：将低聚壳聚糖加入到醋酸溶液中，搅拌溶解后，再加入醋酸铜溶液，升温至40-50℃搅拌反应5-8h，得到反应液A；

S2：将长度为10-15mm的植物性增强纤维加入到KH-550的甲醇溶液中，30-40℃下超声振荡处理10-30min，过滤，固体干燥后，加入到反应液A中，保温搅拌10-30min，得到反应液B；

S3：先降温至5-10℃，再用pH调节剂调节反应液B的pH至9-10，搅拌10-15h，使所生成的络合物在植物性增强纤维上析出并附着，过滤，固体水洗后干燥即可。

优选地，所述醋酸溶液的质量浓度为1-3％；

所述醋酸铜溶液的质量浓度为5-10％；

所述KH-550的甲醇溶液质量浓度为0.25-1％。

优选地，所述植物性增强纤维为剑麻纤维、苎麻纤维、大麻纤维、亚麻纤维、蕉麻纤维、黄麻纤维中的任意一种。

优选地，所述pH调节剂为四乙基氢氧化铵水溶液，所述四乙基氢氧化铵水溶液的质量浓度为20-40％。

上述抑菌防霉木胶板的制备方法如下：

先将木粉、钙锌复合稳定剂、植物性增强纤维负载壳聚糖铜络合物、石蜡油混合均匀后，再将阻燃型胶黏剂加入，搅拌20-50min，再加入模具中，经铺装、预压、热压，冷却至室温后脱模，室温避光养护即可；

其中，预压温度为110-130℃，压力为3-5MPa，预压时间为3-5s，热压温度为140-150℃，压力为8-10MPa，热压时间为6-8s，冷却速度为5-10℃/min。

本发明的有益效果：

低聚壳聚糖具有抗菌性，相比于高分子壳聚糖具有更高的活性，铜作为无机系抗菌材料具有抗菌范围广、持续杀菌长，不易产生耐药性、安全性高等诸多优点，本申请中铜离子与低聚壳聚糖结构中游离的氨基和羟基络合后会进一步增加其抑菌防霉效果，但是如果单独将壳聚糖铜络合物加入本申请组分中，其与木粉分子结构存在差异，不同相之间结合力太差，必然会影响木胶板的力学性能，发明人将壳聚糖铜络合物负载在剑麻纤维上，剑麻纤维与木材成分接近，而且纤维较长、富有弹性，加入后既可以改善壳聚糖铜络合物在木胶板中的分散情况，还可以改善木胶板的力学性能，钙锌复合稳定剂可以改善木胶板的耐热、抗氧化性能，而且还和石蜡油一起起到良好的润滑效果，改善各组分的分散效果，避免团聚，阻燃型胶黏剂的加入可以改善木胶板的防火阻燃性能，兼具“冷却效应”、“稀释效应”、“隔离效应”以及“抑烟效应”四大效应为一体，具有优良的阻燃抑烟效果，经过测试，本申请所制备的木胶板力学性能优异，且具有良好的防霉、抑菌、阻燃性能，可以作为建筑材料广泛使用。

具体实施方式

实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1：

一种抑菌防霉木胶板，由以下重量份数的原料组成：

白杨木木粉80份、阻燃型胶黏剂15份、钙锌复合稳定剂0.5份、剑麻纤维负载壳聚糖铜络合物30份、石蜡油1份。

其中，阻燃型胶黏剂由以下重量份数的原料组成：

乙酸乙烯-乙烯共聚物乳液20份、磷酸酯化聚乙烯醇50份、MDI固化剂1份、氢氧化镁5份。

植物性增强纤维负载壳聚糖铜络合物的制备方法如下：

将低聚壳聚糖加入到质量浓度为1％的醋酸溶液中，搅拌溶解后，再加入质量浓度为5％的醋酸铜溶液，升温至50℃搅拌反应8h，得到反应液A，将长度为10mm的剑麻纤维加入到质量浓度为0.5％的KH-550的甲醇溶液中，40℃下超声振荡处理20min，过滤，固体干燥后，加入到反应液A中，保温搅拌20min，得到反应液B，先降温至10℃，再用质量浓度为40％的四乙基氢氧化铵水溶液调节反应液B的pH至9，搅拌12h，使所生成的络合物在剑麻纤维上析出并附着，过滤，固体水洗后干燥即可。

上述抑菌防霉木胶板的制备方法如下：

先将白杨木木粉、钙锌复合稳定剂、剑麻纤维负载壳聚糖铜络合物、石蜡油混合均匀后，再将阻燃型胶黏剂加入，搅拌40min，再加入模具中，经铺装、预压，预压温度为120℃，压力为3MPa，预压时间为5s、热压，热压温度为140℃，压力为8MPa，热压时间为8s，5℃/min的速度降温冷却至室温后脱模，室温避光养护即可。

实施例2：

一种抑菌防霉木胶板，由以下重量份数的原料组成：

白杨木木粉70份、阻燃型胶黏剂15份、钙锌复合稳定剂0.1份、剑麻纤维负载壳聚糖铜络合物20份、石蜡油1份。

其中，阻燃型胶黏剂由以下重量份数的原料组成：

乙酸乙烯-乙烯共聚物乳液18份、磷酸酯化聚乙烯醇40份、MDI固化剂1份、氢氧化镁4份。

植物性增强纤维负载壳聚糖铜络合物的制备方法如下：

将低聚壳聚糖加入到质量浓度为1％的醋酸溶液中，搅拌溶解后，再加入质量浓度为5％的醋酸铜溶液，升温至40℃搅拌反应5h，得到反应液A，将长度为10mm的剑麻纤维加入到质量浓度为0.25％的KH-550的甲醇溶液中，30℃下超声振荡处理10min，过滤，固体干燥后，加入到反应液A中，保温搅拌10min，得到反应液B，先降温至5℃，再用质量浓度为20％的四乙基氢氧化铵水溶液调节反应液B的pH至9，搅拌10h，使所生成的络合物在剑麻纤维上析出并附着，过滤，固体水洗后干燥即可。

上述抑菌防霉木胶板的制备方法如下：

先将白杨木木粉、钙锌复合稳定剂、剑麻纤维负载壳聚糖铜络合物、石蜡油混合均匀后，再将阻燃型胶黏剂加入，搅拌20min，再加入模具中，经铺装、预压，预压温度为110℃，压力为3MPa，预压时间为3s、热压，热压温度为140℃，压力为8MPa，热压时间为6s，5℃/min的速度降温冷却至室温后脱模，室温避光养护即可。

实施例3：

一种抑菌防霉木胶板，由以下重量份数的原料组成：

白杨木木粉100份、阻燃型胶黏剂20份、钙锌复合稳定剂1份、剑麻纤维负载壳聚糖铜络合物30份、石蜡油2份。

其中，阻燃型胶黏剂由以下重量份数的原料组成：

乙酸乙烯-乙烯共聚物乳液22份、磷酸酯化聚乙烯醇50份、MDI固化剂2份、氢氧化镁8份。

植物性增强纤维负载壳聚糖铜络合物的制备方法如下：

将低聚壳聚糖加入到质量浓度为3％的醋酸溶液中，搅拌溶解后，再加入质量浓度为10％的醋酸铜溶液，升温至50℃搅拌反应8h，得到反应液A，将长度为15mm的剑麻纤维加入到质量浓度为1％的KH-550的甲醇溶液中，40℃下超声振荡处理30min，过滤，固体干燥后，加入到反应液A中，保温搅拌30min，得到反应液B，先降温至10℃，再用质量浓度为40％的四乙基氢氧化铵水溶液调节反应液B的pH至10，搅拌15h，使所生成的络合物在剑麻纤维上析出并附着，过滤，固体水洗后干燥即可。

上述抑菌防霉木胶板的制备方法如下：

先将白杨木木粉、钙锌复合稳定剂、剑麻纤维负载壳聚糖铜络合物、石蜡油混合均匀后，再将阻燃型胶黏剂加入，搅拌50min，再加入模具中，经铺装、预压，预压温度为130℃，压力为5MPa，预压时间为5s、热压，热压温度为150℃，压力为10MPa，热压时间为8s，10℃/min的速度降温冷却至室温后脱模，室温避光养护即可。

实施例4：

一种抑菌防霉木胶板，由以下重量份数的原料组成：

白杨木木粉70份、阻燃型胶黏剂20份、钙锌复合稳定剂0.1份、剑麻纤维负载壳聚糖铜络合物30份、石蜡油1份。

其中，阻燃型胶黏剂由以下重量份数的原料组成：

乙酸乙烯-乙烯共聚物乳液22份、磷酸酯化聚乙烯醇40份、MDI固化剂2份、氢氧化镁4份。

植物性增强纤维负载壳聚糖铜络合物的制备方法如下：

将低聚壳聚糖加入到质量浓度为3％的醋酸溶液中，搅拌溶解后，再加入质量浓度为5％的醋酸铜溶液，升温至50℃搅拌反应5h，得到反应液A，将长度为15mm的剑麻纤维加入到质量浓度为0.25％的KH-550的甲醇溶液中，40℃下超声振荡处理10min，过滤，固体干燥后，加入到反应液A中，保温搅拌30min，得到反应液B，先降温至5℃，再用质量浓度为40％的四乙基氢氧化铵水溶液调节反应液B的pH至9，搅拌15h，使所生成的络合物在剑麻纤维上析出并附着，过滤，固体水洗后干燥即可。

上述抑菌防霉木胶板的制备方法如下：

先将白杨木木粉、钙锌复合稳定剂、剑麻纤维负载壳聚糖铜络合物、石蜡油混合均匀后，再将阻燃型胶黏剂加入，搅拌20min，再加入模具中，经铺装、预压，预压温度为130℃，压力为3MPa，预压时间为5s、热压，热压温度为140℃，压力为10MPa，热压时间为6s，10℃/min的速度降温冷却至室温后脱模，室温避光养护即可。

实施例5：

一种抑菌防霉木胶板，由以下重量份数的原料组成：

白杨木木粉100份、阻燃型胶黏剂15份、钙锌复合稳定剂1份、剑麻纤维负载壳聚糖铜络合物20份、石蜡油2份。

其中，阻燃型胶黏剂由以下重量份数的原料组成：

乙酸乙烯-乙烯共聚物乳液18份、磷酸酯化聚乙烯醇50份、MDI固化剂1份、氢氧化镁8份。

植物性增强纤维负载壳聚糖铜络合物的制备方法如下：

将低聚壳聚糖加入到质量浓度为2.5％的醋酸溶液中，搅拌溶解后，再加入质量浓度为8％的醋酸铜溶液，升温至50℃搅拌反应5h，得到反应液A，将长度为10mm的剑麻纤维加入到质量浓度为1％的KH-550的甲醇溶液中，30℃下超声振荡处理30min，过滤，固体干燥后，加入到反应液A中，保温搅拌10min，得到反应液B，先降温至10℃，再用质量浓度为25％的四乙基氢氧化铵水溶液调节反应液B的pH至10，搅拌15h，使所生成的络合物在剑麻纤维上析出并附着，过滤，固体水洗后干燥即可。

上述抑菌防霉木胶板的制备方法如下：

先将白杨木木粉、钙锌复合稳定剂、剑麻纤维负载壳聚糖铜络合物、石蜡油混合均匀后，再将阻燃型胶黏剂加入，搅拌20min，再加入模具中，经铺装、预压，预压温度为120℃，压力为5MPa，预压时间为3s、热压，热压温度为140℃，压力为10MPa，热压时间为6s，5℃/min的速度降温冷却至室温后脱模，室温避光养护即可。

实施例6：

一种抑菌防霉木胶板，由以下重量份数的原料组成：

白杨木木粉90份、阻燃型胶黏剂20份、钙锌复合稳定剂0.5份、剑麻纤维负载壳聚糖铜络合物20份、石蜡油1份。

其中，阻燃型胶黏剂由以下重量份数的原料组成：

乙酸乙烯-乙烯共聚物乳液20份、磷酸酯化聚乙烯醇40份、MDI固化剂1份、氢氧化镁4份。

植物性增强纤维负载壳聚糖铜络合物的制备方法如下：

将低聚壳聚糖加入到质量浓度为2％的醋酸溶液中，搅拌溶解后，再加入质量浓度为5％的醋酸铜溶液，升温至50℃搅拌反应5h，得到反应液A，将长度为12mm的剑麻纤维加入到质量浓度为1％的KH-550的甲醇溶液中，30℃下超声振荡处理15min，过滤，固体干燥后，加入到反应液A中，保温搅拌10min，得到反应液B，先降温至10℃，再用质量浓度为20％的四乙基氢氧化铵水溶液调节反应液B的pH至10，搅拌10h，使所生成的络合物在剑麻纤维上析出并附着，过滤，固体水洗后干燥即可。

上述抑菌防霉木胶板的制备方法如下：

先将白杨木木粉、钙锌复合稳定剂、剑麻纤维负载壳聚糖铜络合物、石蜡油混合均匀后，再将阻燃型胶黏剂加入，搅拌50min，再加入模具中，经铺装、预压，预压温度为110℃，压力为3MPa，预压时间为5s、热压，热压温度为140℃，压力为10MPa，热压时间为8s，5℃/min的速度降温冷却至室温后脱模，室温避光养护即可。

对比例1：

对比例1与实施例1基本相同，区别在于，不加入剑麻纤维负载壳聚糖铜络合物。

对比例2：

对比例2与实施例1基本相同，区别在于，将剑麻纤维负载壳聚糖铜络合物用剑麻纤维、壳聚糖铜络合物代替；

其中，壳聚糖铜络合物的制备方法如下：

将低聚壳聚糖加入到质量浓度为1％的醋酸溶液中，搅拌溶解后，再加入质量浓度为5％的醋酸铜溶液，升温至50℃搅拌反应8h，得到反应液A，先降温至10℃，再用质量浓度为40％的四乙基氢氧化铵水溶液调节反应液A的pH至9，搅拌12h，过滤收集析出的固体，水洗后干燥即可。

对比例3：

对比例3与实施例1基本相同，区别在于，不加入钙锌复合稳定剂。

对比例4：

对比例4与实施例1基本相同，区别在于，用脲醛树脂胶粘剂代替阻燃型胶黏剂。

性能测试：

将本发明实施例1-6及对比例1-4所制备的木胶板在万能制样机上制备出测试所需的试样，并分别进行测试，具体测试方法如下：

①拉伸性能按照国标GB/T1040.1-2006规定，拉伸速度2mm/s，室温下测定试样的拉伸强度。

②弯曲性能测试按照国标GB/T1040.1-2006规定，用电子万能材料实验机，以5mm/min的弯曲速度，固定挠度为15mm，跨距为64mm，室温下测定试样的弯曲强度和弯曲模量。

③冲击性能测试按照GB/T1043.1-2008规定，采用缺口试样，试样经过48h时效处理，用悬臂梁冲击实验机测定试样的冲击强度。

④防霉试验依照GB/T18261-2000《防霉剂防治木材霉菌及蓝变菌的试验方法》进行，试样接菌培养4周后，目测并计算试样的感染面积与被害值，被害值按表1分级，药剂对霉菌的防治效力计算见式(1)。

表1：

E＝[1-(D1/D0)]*100％-------------------------式(1)

式(1)中，E为防治效力，D1为药剂处理试样的平均被害值，D0为未处理对照试样的平均被害值。

⑤根据GB/T2406.2-2009《塑料用氧指数法测定燃烧行为》采用自动氧指数测定仪对试样进行测试；

根据GB8624-1997《建筑材料燃烧性能分级方法》测定木胶板的阻燃等级。

上述测试结果如下表2所示：

表2：

由上表2可知，本申请所制备的木胶板力学性能优异，且具有良好的防霉、抑菌、阻燃性能，可以作为建筑材料广泛使用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。