以聚丙烯酸及其钠盐为粘合剂与废弃植物纤维及聚苯乙烯泡沫制备轻质保温板材的方法

摘要

本发明公开了一种以聚丙烯酸及其钠盐为粘合剂与废弃植物纤维及聚苯乙烯泡沫制备轻质板材的方法，首先使一定中和度的丙烯酸及其钠盐与废弃植物纤维发生聚合反应，制得聚丙烯酸及其钠盐，之后将制得的聚丙烯酸及其钠盐溶于水中制得聚丙烯酸及其钠盐粘合剂，并与废弃植物纤维粉末、聚苯乙烯泡沫混合均匀，最后将混匀的混合物放入模具中，原料价廉易得，经成型干燥后即制得轻质保温板材。本发明的生产工艺简单、易于操作，并且利用本发明制得的板材不含有甲醛等有害物质，属于环保型轻质保温板材。

说明书

技术领域

本发明涉及一种轻质保温板材的制备方法，特别是涉及一种以聚丙烯酸及其钠盐为粘合剂与废弃植物纤维及聚苯乙烯泡沫制备轻质保温板材的方法。 

背景技术

现有保温板材多采用泡沫混凝土浇注在模具中固化而成，通过板材中的泡沫隔热作用实现保温的目的，这种板材的缺陷是所需原料主要来源于新开采的矿物，消耗资源大，不利于循环经济及可持续发展。现有装饰板材主要有木材、石材、塑胶及复合板材，其中实木板材易受环境温度影响而开裂变形；石材重、施工难度大、容易在使用过程中损坏其他材料；塑胶壁板使用一段时间后会挥发出有毒气体，有异味且对人体有害；木质复合板含对人体有害的甲醛且保温隔热性能差、易变形。现有的货物运输包装板材也存在缺点，由于其大多为木制或瓦楞纸制及聚苯乙烯泡沫，所以必然会消耗大量的原材料。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是由如下方案解决的：以聚丙烯酸及其钠盐为粘合剂与废弃植物纤维及聚苯乙烯泡沫制备轻质板材的方法，其特征是：将氢氧化钠溶解于自来水中，配制成质量浓度为25％的氢氧化钠溶液，在搅拌的条件下，用配制好的氢氧化钠溶液中和丙烯酸，制得丙烯酸中和度为25-100％丙烯酸及其钠盐溶液，其中丙烯酸与氢氧化钠的质量比为1∶0.139-0.555；将废弃植物纤维粉碎成粉末，将粉碎后的废弃植物纤维粉末与制得的丙烯酸及其钠盐溶液在搅拌的条件下混合均匀，其中丙烯酸与废弃植物纤维的质量比为1∶0-0.1，加入丙烯酸质量6.67-15.00％的过硫酸盐作为引发剂，在氮气保护下，水浴加热，使丙烯酸及其钠盐自身发生聚合反应，或丙烯酸及其钠盐与废弃植物纤维发生聚合反应，并使产物在沸水浴中保温1.0-1.5h，将产物取出，烘干并粉碎，即得聚丙烯酸及其钠盐；将制得的聚丙烯酸及其钠盐溶于水中制成粘合剂，其中丙烯酸与水的质量比是1∶9.1448-24.8800，之后使聚丙烯酸及其钠盐粘合剂与粉碎后的废弃植物纤维、聚苯乙烯泡沫混合均匀，其中丙烯酸与废弃植物纤维、 聚苯乙烯泡沫的质量比是1∶3.4293-15.5500∶0.0572-0.6220，将混合均匀的混合物放入模具中，经成型干燥后即制得轻质保温板材。 

上述技术方案所述，废弃植物纤维主要指植物秸秆、城市生活垃圾中的废弃植物纤维、工业生产后的废弃植物纤维；植物秸秆主要包括玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、棉花秸秆等，城市生活垃圾中的废弃植物纤维主要包括废瓦楞纸箱、树叶等，工业生产中的废弃植物纤维主要包括制造淀粉时产生的薯渣、家装产业产生的木屑等。 

上述技术方案所述，过硫酸盐可以是过硫酸钾、过硫酸铵。 

本发明的优点是：1、本发明以废弃植物纤维及聚苯乙烯泡沫为原料与聚丙烯酸及其钠盐制备建筑装饰、货物运输包装板材，成本较低，原料来源广泛如：生活中的部分废弃物、部分建筑垃圾、植物秸秆尤其麦秆和稻杆等，而现有的建筑装饰、货物运输包装及建筑保温板材大多以自然资源为原料制备而成，不仅消耗宝贵的自然资源，而且使用过后难以处理或进行再利用，对自然环境造成严重破坏；2、以废弃植物纤维及聚苯乙烯泡沫为原料与聚丙烯酸及其钠盐制备的板材具有良好的保温性能，且不含有甲醛等对人体有害或有异味的物质；3、本发明所涉及的板材制备工艺简单、所需设备简易，容易实现规模化生产；4、以废弃植物纤维及聚苯乙烯泡沫为原料与聚丙烯酸及其钠盐制备的板材不仅具有可观的经济效益，而且较以往处理废弃植物纤维及废弃聚苯乙烯板的方法如：填埋需要占用大量土地资源造成地下水体、空气受到严重污染或焚烧既消耗资源又排放大量的烟尘、有害气体、悬浮颗粒于空气中相比具有不可估量的社会效益。 

具体实施方式

实施例1：将20.14g氢氧化钠溶解于30ml自来水中，配制成质量浓度为25％的氢氧化钠溶液，在搅拌的条件下，用配制好的氢氧化钠溶液中和39.0g丙烯酸，制得丙烯酸的中和度为93％的丙烯酸及其钠盐溶液；将瓦楞纸箱粉碎成粉末，将6.5g瓦楞纸箱粉末与制得的丙烯酸及其钠盐溶液在搅拌的条件下混合均匀，加入0.98g过硫酸钾作为引发剂，在氮气保护下，水浴加热，使丙烯酸及其钠盐、瓦楞纸箱粉末发生聚合反应，并使产物在沸水浴中保温1.0-1.5h，将 产物取出，烘干并粉碎，即得聚丙烯酸及其钠盐；将制得的聚丙烯酸及其钠盐溶于575ml自来水中制成粘合剂，之后使聚丙烯酸及其钠盐粘合剂与250g瓦楞纸箱粉末、6g聚苯乙烯泡沫混合均匀，将混匀的混合物放入模具中，经成型干燥后即制得轻质保温板材。本实施例所制得的轻质保温板材的检验结果如下表所示。 

实施例2：将10.00g氢氧化钠溶解于30ml自来水中，配制成质量浓度为25％的氢氧化钠溶液，在搅拌的条件下，用配制好的氢氧化钠溶液中和36.0g丙烯酸，制得丙烯酸的中和度为50％的丙烯酸及其钠盐溶液；将瓦楞纸箱粉碎成粉末，将6.0g瓦楞纸箱粉末与制得的丙烯酸及其钠盐溶液在搅拌的条件下混合均匀，加入0.90g过硫酸钾作为引发剂，在氮气保护下，水浴加热，使丙烯酸及其钠盐、瓦楞纸箱粉末发生聚合反应，并使产物在沸水浴中保温1.0-1.5h，将产物取出，烘干并粉碎，即得聚丙烯酸及其钠盐；将制得的聚丙烯酸及其钠盐溶于575ml自来水中制成粘合剂，之后使聚丙烯酸及其钠盐粘合剂与250g瓦楞纸箱粉末、6g聚苯乙烯泡沫混合均匀，将混匀的混合物放入模具中，经成型干燥后即制得轻质保温板材。 

实施例3：实验条件同实施例1，所不同的是加入1.10g过硫酸盐作为引发剂；使聚丙烯酸及其钠盐粘合剂与300g瓦楞纸箱粉末、5g聚苯乙烯泡沫混合均匀，将混匀的混合物放入模具中，经成型干燥后即制得轻质保温板材。