一种耐高温高强度装饰扣板的制备方法
技术领域
本发明属于装修材料技术领域，具体涉及一种耐高温高强度装饰扣板的制备方法。
背景技术
装饰扣板作为家庭、办公楼等场合的装饰材料，通常采用塑料扣板，但由于塑料扣板表面结构比较单一，缺少美观性，由于铝板表面能够制成各种图案的铝板或铝箔，具有美观性好的优点，如拉丝铝箔、涂装铝箔、彩绘铝箔等。因此，现有的装饰扣板大多是采用铝塑复合扣板，实现扣板表面美观性的要求，更适当用于装饰材料。但是，由于采用塑料材料存在强度较差的问题，在使用过程中易变形，使用寿命短，在装饰要求高等场所得不到较好的应用，不利于扩大铝塑复合扣板的市场需求。
铝塑复合装饰扣板的制造方法，该方法首先采用PVC或聚乙烯或聚脂PET或聚碳酸、填充剂、稳定剂、增塑剂等材料制成塑料基板，然后再将铝箔表面进行涂漆工序，再将塑料基板板材、采用复合机涂胶滚筒以5～20米/分钟的速度均匀地将复合胶粘剂涂在铝箔上，将塑料基板板材和铝箔通过复合机的滚轮、压轮，在5～20米/分钟的速度下进行复合为一体，复合为一体后，通过滚轮，将带有粘性的保护膜复合在带有油漆层的铝箔表面，经切割、检验为成品，最后包装入库。该方法通过在塑料基材的表面复合一层铝箔，能够实现提高扣板的美观性，有利于应用于装饰家庭、办公楼等场所，但该方法仍然存在采用塑料基材所存强度较差等问题。随着人们生活水平的提高，家居装饰越来越朝高档化发展，室内吊顶也从最初的简单朝美观、实用等方向发展。通常吊顶由铝材加工而成，在传统的吊顶加工过后，有明显的凹凸形状，但缺乏立体感，且形象呆板，由于加工后吊顶加工部位出高能状态容易氧化失去光泽，影响整体美观程度。又由吊顶容易被氧化，吊顶上面着色涂料容易脱落失效。地铁用传统的天花扣板一般采用石膏板，塑料扣板或铝扣板。但是，在地铁这种潮湿、阴凉的地方长期使用，上述几种材料会产生如下一些缺陷和不足：
(1)石膏板：由于地铁湿度大，空气不流通，石膏吊顶在使用过程中容易发生霉变，受潮后容易剥落，甚至坍塌，使用寿命较短；且石膏板由于脆性大不容易对局部进行维修，需要整体施工，工作量大，产生较多浪费。
塑料扣板：塑料扣板多采用热塑性的材料加工而成，地铁密闭环境要求高的防火和阻燃同时要求低的烟密度和低发热量。热塑性的材料加工而成的塑料扣板则不具备上述特性，且遇火燃烧后使火势蔓延，且产生高温滴落物，妨害人身安全。市售的阻燃性塑料扣板多采用添加了含卤素原料，虽然可以起到一定阻燃效果，但因其含有卤素、燃烧产生的烟气是有毒的，在密闭的地铁环境中十分有害。
铝扣板：铝扣板虽然弥补了上述两种的不足，但其是金属材料，由于地铁湿度大，空气不流通，长期使用易锈蚀，亦不太适合地铁环境。
复合材料扣板：复合材料扣板为新的扣板类型，虽然能弥补上述扣板的部分不足，部分也使用氢氧化铝微粉或含卤素原料达到阻燃目的，但仍不能避免含卤素原料燃烧产生有毒烟气的问题，而且其氢氧化铝微粉的填充量一般均小于250份，无法满足地铁的阻燃要求。
总之目前装饰扣板存在：耐高温性能不佳、易氧化、力学强度一般等问题。因此，发明一种优良的扣板对装饰材料制备技术领域具有积极意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前装饰扣板耐高温性能不佳导致装饰扣板在高温环境中易氧化，同时针对装饰扣板结构强度差、力学强度不佳导致装饰扣板易变形的缺陷，提供了一种耐高温高强度装饰扣板的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种耐高温高强度装饰扣板的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
将改性纤维产物、PVC树脂、硬脂酸、硅粉、丙烯酸羟丙酯投入搅拌釜中，在温度为80～90℃的条件下搅拌30～40min，搅拌后投入双螺杆挤出机中，在各区间温度为190～210℃的条件下挤出至模具中，冷却固化即得耐高温高强度装饰扣板；
所述的改性纤维产物的具体制备步骤为：
（1）将热反应物与氯化铝投入烧杯中，用搅拌器以300～350r/min的转速搅拌100～120min制得预制浆液，向烧杯中添加质量分数为12～15%的氢氧化钠溶液，用搅拌器以400～500r/min的转速搅拌60～80min制得反应浆液；
（2）将反应浆液投入反应釜中，将反应釜内温度升高至90～100℃，用搅拌装置以300～350r/min的转速搅拌50～60min，向反应釜中滴加质量分数为6～10%的盐酸调节pH值，将反应釜内温度升高至110～120℃，继续用搅拌器搅拌混合100～120min，搅拌后过滤得到滤饼，用蒸馏水清洗滤饼3～5次后制得改性纤维产物；
所述的热反应物的具体制备步骤为：
（1）将鳞片状石墨与质量分数为60～80%的硫酸溶液投入烧杯中，将烧杯置于冰水浴中，用搅拌装置以500～550r/min的转速搅拌80～100min制得酸性混合液，搅拌后将水浴温度升高至30～35℃，向烧杯中加入高锰酸钾粉末，搅拌混合35～55min制得氧化反应液；
（2）将氧化反应液与质量分数为15～20%的过氧化氢溶液投入烧杯中，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为35～40kHz的条件下振荡2～3h，振荡后过滤得到滤饼，用蒸馏水清洗滤饼3～5次制得反应产物，将反应产物与蒸馏水按质量比为1:10投入反应釜中混合均匀制得混合浆液；
（3）将混合浆液与甘蔗渣投入反应釜中，向反应釜内滴加质量分数为6～10%的乙酸溶液调节pH值至4.5～5.5，用搅拌装置以500～600r/min的转速搅拌30～40min，将反应釜密闭充入氮气升高反应釜内气压至1.3～1.5MPa，升高反应釜内温度至120～140℃，恒温恒压反应30～40min制得热反应物。
优选的按重量份数计，所述的改性纤维产物为8～10份、PVC树脂为35～40份、硬脂酸为1.0～1.2份、硅粉为0.3～0.5份、丙烯酸羟丙酯为0.6～0.8份。
改性纤维产物的具体制备步骤（1）中所述的热反应物与氯化铝的质量比为30:1。
改性纤维产物的具体制备步骤（1）中所述的向烧杯中添加的质量分数为12～15%的氢氧化钠溶液的质量为预制浆液质量的10～15%。
改性纤维产物的具体制备步骤（2）中所述的向反应釜中滴加质量分数为6～10%的盐酸调节的pH值为6.5～7.0。
热反应物的具体制备步骤（1）中所述的鳞片状石墨与质量分数为60～80%的硫酸溶液的质量比为1:10。
热反应物的具体制备步骤（1）中所述的向烧杯中加入的高锰酸钾粉末的质量为酸性混合液质量的2～3%。
热反应物的具体制备步骤（2）中所述的氧化反应液与质量分数为15～20%的过氧化氢溶液的质量比为2：1。
热反应物的具体制备步骤（3）中所述的混合浆液与甘蔗渣的质量比为10：1。
本发明的有益技术效果是：
（1）本发明首先将石墨投入硫酸中混合，混合后加入高锰酸钾制得氧化反应液，再将氧化反应液中加入碱液振荡，振荡后过滤得到反应产物，将反应产物与蒸馏水混合制得混合浆液，再将混合浆液与甘蔗渣混合，混合后滴加乙酸溶液搅拌，进行高温高压反应热反应物，随后将热反应物与氯化铝混合，混合后加入碱液反应制得反应浆液，再调节pH值后高温反应，反应后过滤得到改性纤维产物，最后将改性纤维产物、PVC树脂以及其它物料混合搅拌，挤出机中挤出制得耐高温高强度装饰扣板，本发明将鳞片状石墨投入硫酸溶液中，用高锰酸钾反应生成氧化石墨烯成分，使氧化石墨烯成分分散于甘蔗渣中提取的植物纤维中，氧化石墨烯成分利用本身具有的羧基、羟基官能团与纤维成分形成良好的粘结作用和吸附作用，从而氧化石墨烯利用纤维成分分散于装饰扣板中，结合石墨烯本身良好的化学稳定性和力学强度增强装饰扣板的耐高温性能和结构强度，同时甘蔗渣中提取的纤维成分在装饰扣板中形成复杂交联的结构，进一步增强装饰扣板的力学强度和结构强度，使装饰扣板难以变形；
（2）本发明将铝离子引入纤维成分中，利用氧化作用使纤维中生成羧基基团，利用羧基基团络合螯合铝离子，使铝离子吸附于纤维成分中，利用后续各反应生成氧化铝分子分散于植物纤维中，从而提高纤维的结构强度，同时氧化铝分子利用纤维分散于装饰扣板中，从而提高装饰扣板的耐高温性能和结构强度，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
将鳞片状石墨与质量分数为60～80%的硫酸溶液按质量比为1:10投入烧杯中，将烧杯置于冰水浴中，用搅拌装置以500～550r/min的转速搅拌80～100min制得酸性混合液，搅拌后将水浴温度升高至30～35℃，向烧杯中加入酸性混合液质量2～3%的高锰酸钾粉末，搅拌混合35～55min制得氧化反应液；将上述氧化反应液与质量分数为15～20%的过氧化氢溶液按质量比为2：1投入烧杯中，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为35～40kHz的条件下振荡2～3h，振荡后过滤得到滤饼，用蒸馏水清洗滤饼3～5次制得反应产物，将反应产物与蒸馏水按质量比为1:10投入反应釜中混合均匀制得混合浆液；将上述混合浆液与甘蔗渣按质量比为10：1投入反应釜中，向反应釜内滴加质量分数为6～10%的乙酸溶液调节pH值至4.5～5.5，用搅拌装置以500～600r/min的转速搅拌30～40min，将反应釜密闭充入氮气升高反应釜内气压至1.3～1.5MPa，升高反应釜内温度至120～140℃，恒温恒压反应30～40min制得热反应物；将上述热反应物与氯化铝按质量比为30:1投入烧杯中，用搅拌器以300～350r/min的转速搅拌100～120min制得预制浆液，向烧杯中添加预制浆液质量10～15%的质量分数为12～15%的氢氧化钠溶液，用搅拌器以400～500r/min的转速搅拌60～80min制得反应浆液；将上述反应浆液投入反应釜中，将反应釜内温度升高至90～100℃，用搅拌装置以300～350r/min的转速搅拌50～60min，向反应釜中滴加质量分数为6～10%的盐酸调节pH值至6.5～7.0，将反应釜内温度升高至110～120℃，继续用搅拌器搅拌混合100～120min，搅拌后过滤得到滤饼，用蒸馏水清洗滤饼3～5次后制得改性纤维产物；按重量份数计，将8～10份上述改性纤维产物、35～40份PVC树脂、1.0～1.2份硬脂酸、0.3～0.5份硅粉、0.6～0.8份丙烯酸羟丙酯投入搅拌釜中，在温度为80～90℃的条件下搅拌30～40min，搅拌后投入双螺杆挤出机中，在各区间温度为190～210℃的条件下挤出至模具中，冷却固化即得耐高温高强度装饰扣板。
实施例1
氧化反应液的制备：
将鳞片状石墨与质量分数为60%的硫酸溶液按质量比为1:10投入烧杯中，将烧杯置于冰水浴中，用搅拌装置以500r/min的转速搅拌80min制得酸性混合液，搅拌后将水浴温度升高至30℃，向烧杯中加入酸性混合液质量2%的高锰酸钾粉末，搅拌混合35min制得氧化反应液；
混合浆液的制备：
将上述氧化反应液与质量分数为15%的过氧化氢溶液按质量比为2：1投入烧杯中，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为35kHz的条件下振荡2h，振荡后过滤得到滤饼，用蒸馏水清洗滤饼3次制得反应产物，将反应产物与蒸馏水按质量比为1:10投入反应釜中混合均匀制得混合浆液；
热反应物的制备：
将上述混合浆液与甘蔗渣按质量比为10：1投入反应釜中，向反应釜内滴加质量分数为6%的乙酸溶液调节pH值至4.5，用搅拌装置以500r/min的转速搅拌30min，将反应釜密闭充入氮气升高反应釜内气压至1.3MPa，升高反应釜内温度至120℃，恒温恒压反应30min制得热反应物；
反应浆液的制备：
将上述热反应物与氯化铝按质量比为30:1投入烧杯中，用搅拌器以300r/min的转速搅拌100min制得预制浆液，向烧杯中添加预制浆液质量10%的质量分数为12%的氢氧化钠溶液，用搅拌器以400r/min的转速搅拌60min制得反应浆液；
改性纤维产物的制备：
将上述反应浆液投入反应釜中，将反应釜内温度升高至90℃，用搅拌装置以300r/min的转速搅拌50min，向反应釜中滴加质量分数为6%的盐酸调节pH值至6.5，将反应釜内温度升高至110℃，继续用搅拌器搅拌混合100min，搅拌后过滤得到滤饼，用蒸馏水清洗滤饼3次后制得改性纤维产物；
耐高温高强度装饰扣板的制备：
按重量份数计，将8份上述改性纤维产物、35份PVC树脂、1.0份硬脂酸、0.3份硅粉、0.6份丙烯酸羟丙酯投入搅拌釜中，在温度为80℃的条件下搅拌30min，搅拌后投入双螺杆挤出机中，在各区间温度为190℃的条件下挤出至模具中，冷却固化即得耐高温高强度装饰扣板。
实施例2
氧化反应液的制备：
将鳞片状石墨与质量分数为70%的硫酸溶液按质量比为1:10投入烧杯中，将烧杯置于冰水浴中，用搅拌装置以525r/min的转速搅拌90min制得酸性混合液，搅拌后将水浴温度升高至32.5℃，向烧杯中加入酸性混合液质量2.5%的高锰酸钾粉末，搅拌混合45min制得氧化反应液；
混合浆液的制备：
将上述氧化反应液与质量分数为17.5%的过氧化氢溶液按质量比为2：1投入烧杯中，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为37.5kHz的条件下振荡2.5h，振荡后过滤得到滤饼，用蒸馏水清洗滤饼4次制得反应产物，将反应产物与蒸馏水按质量比为1:10投入反应釜中混合均匀制得混合浆液；
热反应物的制备：
将上述混合浆液与甘蔗渣按质量比为10：1投入反应釜中，向反应釜内滴加质量分数为8%的乙酸溶液调节pH值至5，用搅拌装置以550r/min的转速搅拌35min，将反应釜密闭充入氮气升高反应釜内气压至1.4MPa，升高反应釜内温度至130℃，恒温恒压反应35min制得热反应物；
反应浆液的制备：
将上述热反应物与氯化铝按质量比为30:1投入烧杯中，用搅拌器以325r/min的转速搅拌110min制得预制浆液，向烧杯中添加预制浆液质量12.5%的质量分数为13.5%的氢氧化钠溶液，用搅拌器以450r/min的转速搅拌70min制得反应浆液；
改性纤维产物的制备：
将上述反应浆液投入反应釜中，将反应釜内温度升高至95℃，用搅拌装置以325r/min的转速搅拌55min，向反应釜中滴加质量分数为8%的盐酸调节pH值至6.75，将反应釜内温度升高至115℃，继续用搅拌器搅拌混合110min，搅拌后过滤得到滤饼，用蒸馏水清洗滤饼4次后制得改性纤维产物；
耐高温高强度装饰扣板的制备：
按重量份数计，将9份上述改性纤维产物、37.5份PVC树脂、1.1份硬脂酸、0.4份硅粉、0.7份丙烯酸羟丙酯投入搅拌釜中，在温度为85℃的条件下搅拌35min，搅拌后投入双螺杆挤出机中，在各区间温度为200℃的条件下挤出至模具中，冷却固化即得耐高温高强度装饰扣板。
实施例3
氧化反应液的制备：
将鳞片状石墨与质量分数为80%的硫酸溶液按质量比为1:10投入烧杯中，将烧杯置于冰水浴中，用搅拌装置以550r/min的转速搅拌100min制得酸性混合液，搅拌后将水浴温度升高至35℃，向烧杯中加入酸性混合液质量3%的高锰酸钾粉末，搅拌混合55min制得氧化反应液；
混合浆液的制备：
将上述氧化反应液与质量分数为20%的过氧化氢溶液按质量比为2：1投入烧杯中，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为40kHz的条件下振荡3h，振荡后过滤得到滤饼，用蒸馏水清洗滤饼5次制得反应产物，将反应产物与蒸馏水按质量比为1:10投入反应釜中混合均匀制得混合浆液；
热反应物的制备：
将上述混合浆液与甘蔗渣按质量比为10：1投入反应釜中，向反应釜内滴加质量分数为10%的乙酸溶液调节pH值至5.5，用搅拌装置以600r/min的转速搅拌40min，将反应釜密闭充入氮气升高反应釜内气压至1.5MPa，升高反应釜内温度至140℃，恒温恒压反应40min制得热反应物；
反应浆液的制备：
将上述热反应物与氯化铝按质量比为30:1投入烧杯中，用搅拌器以350r/min的转速搅拌120min制得预制浆液，向烧杯中添加预制浆液质量15%的质量分数为15%的氢氧化钠溶液，用搅拌器以500r/min的转速搅拌80min制得反应浆液；
改性纤维产物的制备：
将上述反应浆液投入反应釜中，将反应釜内温度升高至100℃，用搅拌装置以350r/min的转速搅拌60min，向反应釜中滴加质量分数为10%的盐酸调节pH值至7.0，将反应釜内温度升高至120℃，继续用搅拌器搅拌混合120min，搅拌后过滤得到滤饼，用蒸馏水清洗滤饼5次后制得改性纤维产物；
耐高温高强度装饰扣板的制备：
按重量份数计，将10份上述改性纤维产物、40份PVC树脂、1.2份硬脂酸、0.5份硅粉、0.8份丙烯酸羟丙酯投入搅拌釜中，在温度为90℃的条件下搅拌40min，搅拌后投入双螺杆挤出机中，在各区间温度为210℃的条件下挤出至模具中，冷却固化即得耐高温高强度装饰扣板。
对比例1与实例1的制备方法基本相同，区别在于缺少混合浆液。
对比例2与实例1的制备方法基本相同，区别在于缺少改性纤维产物。
对比例3常州某公司生产的装饰扣板。
分别对本发明和对比例中的装饰扣板进行性能检测，检测结果如表1所示：
检测方法：
热变形温度：将实施例和对比例的装饰扣板放入不同的高温下，观察并记录其热变形温度。
高温老化程度：对上述实施例和对比例制得的装饰扣板置于280℃高温下观察其表面有无熔化现象从而判断其耐高温程度。
拉伸强度参照GB1040-79的标准进行检测。
弯曲强度参照ASTMD790的标准进行检测。
冲击强度参照ISO179-2000(E)的标准进行检测。
表1装饰扣板性能测定结果
通过表1能够看出，本发明制备的装饰扣板，耐高温性能较好，装饰扣板在高温环境中不易氧化，装饰扣板结构强度高、力学强度较好，装饰扣板不易变形，有广阔的应用前景。
以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
