一种植物纤维基地板砖及其制备方法

摘要

本发明提供一种植物纤维基地板砖，依次由瓷砖、植物纤维无机复合材以及硅酸盐水泥板构成，所述植物纤维无机复合材为农作物秸秆或农林加工剩余物加工成的植物纤维或碎料与无机胶粘剂复合而成。将耐磨、防水、硬度大的瓷砖与防火、无醛、低硬度的植物纤维基无机复合材通过环氧树脂胶完美复合集成，实现了无人工甲醛释放，防火等级达到B1级以上；且产品三层的结构基体均为无机质，热胀冷缩率差别小，不易变形。还相应提供了一种植物纤维基地板砖的制备方法，使废弃的农作物资源和农林加工剩余物得到有效利用，同时材料成本低且来源广，严谨的参数要求保证了瓷砖、植物纤维基复合层以及硅酸盐水泥板之间不易分层，耐用性高。

说明书

技术领域

本发明属于装饰材料制造领域，尤其涉及一种植物纤维基地板砖及其制备方法。

背景技术

我国是农业大国，每年产生的可利用农作物秸秆资源和木材加工剩余物超过20亿吨，其中相当多一部分农作物秸秆资源和木材加工剩余物未进行资源再利用便直接进行焚烧处理，不仅造成了资源浪费，而且还严重污染了环境。农林加工剩余物主要化学成分包括纤维素、半纤维素和木质素，可以用来制造植物纤维基装饰材料。以采伐、造材、加工剩余物和速生丰产用材林的小径级木材、竹材以及城市废弃木材等木竹纤维或植物纤维为主要原料，施加脲醛树脂等胶黏剂制成的人造板，具有材质均匀、纵横强度差小、不易开裂等优点。但是，这种植物基装饰材料防火、防水性能和表面耐磨性差，外观不佳，不宜直接用作建筑装修材料，尤其不能直接用作地板砖。

瓷砖具有防水、表面耐磨以及外观光滑美观等优点，在建筑装修领域得到了广泛应用。但是，瓷砖用做地板砖时硬度大、脚感较差。因此，研究一种能同时满足防火、防水、耐磨、装饰性能佳以及脚感柔和的地板砖具有十分重要的现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种能同时满足防火、防水、耐磨、装饰性能佳以及脚感柔和的植物纤维基地板砖及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为提供一种植物纤维基地板砖，依次由瓷砖、植物纤维无机复合材以及硅酸盐水泥板构成，所述植物纤维无机复合材为农作物秸秆或农林加工剩余物加工成的植物纤维或碎料与无机胶粘剂复合而成。植物纤维无机复合材中植物纤维或碎料为增强材料，无机胶粘剂为基体，其中无机胶粘剂既是植物纤维粘合剂又是阻燃剂。本发明采用无机胶粘剂代替传统的醛类胶粘剂，既可以保证材料的防火、防水性能，又可以保证材料无游离甲醛释放。

上述的植物纤维基地板砖，优选的，所述瓷砖为抛光瓷砖、釉面瓷砖或大理石瓷砖。

优选的，所述植物纤维或碎料与无机胶粘剂的重量比为3-5:7-5。

优选的，所述无机胶粘剂包括硅酸钙5-10份，硫酸钙2-7份，硫酸镁10-15份，氧化镁40-50份，硫酸铝8-10份，植物油2-3份和水40-60份。上述各组分按质量份数混合后发生化学反应生成具有防火特性的无机胶粘剂，同时还添加了少量植物油，可以有效提高无机胶粘剂的防水性能。

优选的，所述瓷砖、植物纤维无机复合材以及硅酸盐水泥板之间通过水溶性环氧树脂胶进行复合。水溶性环氧树脂胶具有防水及无甲醛释放的优点。

优选的，所述瓷砖的厚度为2-5mm，所述植物纤维无机复合材的厚度为8-24mm，所述硅酸盐水泥板的厚度为2-5mm。

基于一个总的技术构思，本发明还提供了一种植物纤维基地板砖的制备方法，包括如下步骤：

（1）将农作物秸秆或农林加工剩余物加工成植物纤维或碎料，并干燥至含水率为10%以下；

（2）将硅酸钙、硫酸钙、硫酸镁、氧化镁、硫酸铝、植物油和水充分混合和搅拌，制得无机胶粘剂；

（3）以步骤（2）后制得的无机胶粘剂作为喷胶材料，将步骤（1）干燥后得到的植物纤维或碎料边搅拌边进行雾化喷胶，然后铺装在PP塑料垫板上形成植物纤维无机复合材板坯；

（4）将铺装好的植物纤维无机复合材板坯连同PP塑料垫板一起在压力为4.0-5.5MPa的条件下加压，卸压后将得到的植物纤维无机复合材半成品和PP塑料垫板分开，堆垛后得到植物纤维无机复合材成品；

（5）将步骤（4）后得到的植物纤维无机复合材成品干燥至含水为10%以下，再进行双面辊涂施胶，胶粘剂为水溶性环氧树脂胶；

（6）将步骤（5）后双面辊涂施胶得到的植物纤维无机复合材叠放在硅酸盐水泥板上，再将瓷砖光面朝上叠放在植物纤维无机复合材上，形成一块植物纤维基地板砖组坯，在瓷砖上面再叠放PP塑料垫板，用0.8-1.5MPa的条件下加压成型，经剖分齐边后，得到所述的植物纤维基地板砖成品。

上述的制备方法，优选的，所述步骤（1）中，植物纤维或碎料的尺寸为长2-12mm，宽1-3mm，厚0.5-2mm。

优选的，所述步骤（2）中，搅拌时间为5-8min；所述步骤（3）中，搅拌时间为6-8min；所述步骤（4）中，加压时间为8-10min，堆垛时间为10-16h；所述步骤（5）中，干燥温度为100-125℃，干燥时间为15-30s/mm，双面施胶量为160g/mm²；所述步骤（6）中，植物纤维基地板砖组坯重复堆叠50-70块，加压时间为5-8min。

优选的，所述步骤（6）中，每块植物纤维基地板砖组坯中硅酸盐水泥板的规格为1220×2440×2-5mm，瓷砖的叠放标准为18块规格为400×400×2-5mm的瓷砖平铺，瓷砖与瓷砖的缝隙间距为5mm；剖分齐边的具体操作步骤如下：将成型后的大幅面植物纤维基地板砖组坯沿着瓷砖的缝隙锯切剖分，并将边缘突出的部分修齐，剖分锯锯片的厚度不超过3mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明的植物纤维基地板砖，将耐磨、防水、硬度大的瓷砖与防火、无醛、低硬度的植物纤维基无机复合材通过环氧树脂胶完美复合集成，实现了无游离甲醛释放，防火等级达到B1级以上；且产品三层（瓷砖、植物纤维无机复合材以及硅酸盐水泥板）的结构基体均为无机质，热胀冷缩率差别小，不易变形。

2、本发明的制备方法，不仅使废弃的农作物资源和农林加工剩余物得到有效利用，而且将不同材料的优点集成与一体，产品脚感柔和，耐磨性能、防水性能和装饰性能俱佳，制作过程中采用无机胶粘剂代替传统的醛类胶粘剂，既可以保证材料的防火、防水性能，又可以保证材料无游离甲醛释放；同时材料成本低且来源广，严谨的参数要求保证了瓷砖、植物纤维基复合层以及硅酸盐水泥板之间不易分层，耐用性高。

总的来说，本发明对扩大农作物资源或农林加工剩余物的应用领域、增加其附加值、改善地板砖功能性、舒适性及安全性具有重大的现实意义，具有十分广阔的市场前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的植物纤维基地板砖的结构示意图。

图2是实施例1中堆垛的正面示意图。

图3是实施例1中堆垛的侧面示意图。

图例说明：1、瓷砖；2、植物纤维无机复合材；3、硅酸盐水泥板；4、PP塑料垫。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1：

一种本发明的植物纤维基地板砖，如图1所示，依次由抛光瓷砖、稻草纤维无机复合材以及硅酸盐水泥板构成，具体制备方法包括如下步骤：

（1）稻草纤维制备：将农稻草送至锤式再碎机中加工成长2-8mm、宽1-2mm、厚0.5-1mm的稻草纤维（碎料），然后将稻草纤维送至单通道干燥机干燥至含水率为10%以下；

（2）无机胶粘剂制备：将硅酸钙、硫酸钙、硫酸镁、氧化镁、硫酸铝、植物油和水充分混合和搅拌5min，制得防水、防火性无机胶粘剂；其中按质量份数硅酸钙占5份，硫酸钙占2份，硫酸镁占15份，氧化镁占45份，硫酸铝占8份，植物油占2份，水占50份；

（3）施胶和铺装：以步骤（2）后制得的无机胶粘剂作为喷胶材料，将步骤（1）干燥后得到的稻草纤维运至周期式搅拌机，在搅拌机内边雾化喷胶边搅拌8min，施胶后的稻草纤维送至机械刨花板铺装机，铺装机将施胶后的稻草纤维铺装在PP塑料垫板上形成厚度为40mm的稻草物纤维无机复合材板坯；所述稻草纤维与无机胶黏剂的重量比为3:7；

（4）冷压固化定型：将多张铺装好的稻草纤维无机复合材板坯连同PP塑料垫一起板码垛后送入冷压机在压力为5.0MPa状况下加压10min，卸压打开压机将稻草纤维无机复合材半成品与PP垫板通过吸盘分板机分开，堆垛10h得到厚度为10mm的稻草纤维无机复合材成品；

（5）干燥和辊胶：将步骤（4）后得到的稻草纤维无机复合材成品送至热压式干燥机干燥至含水为10%以下，干燥温度为100℃，干燥时间为24s/mm，再将干燥后的稻草纤维无机复合材通过裁边机加工成1220×2440mm（宽×长）规格幅面，然后送入四辊涂胶机进行辊涂施胶，胶粘剂为水溶性环氧树脂胶，双面施胶量为160g/mm²；

（6）组坯、堆垛与冷压：如图2和图3所示，在冷压机的下压板先放一块1220×2440×2mm（宽×长×厚）硅酸盐水泥板，将步骤（5）经双面辊胶后的稻草纤维无机复合材叠放在硅酸盐水泥板上，再将18块400×400×2mm（宽×长×厚）抛光瓷砖整齐地叠放在稻草纤维无机复合材上，抛光瓷砖光面朝上，每块瓷砖间距5mm，紧接着在瓷砖上面再叠放一张1220×2440×2mm（宽×长×厚）硅酸盐水泥板，垫板上再叠放稻草纤维无机复合材，复合材上再按照上述方法叠放18块400×400×2mm（宽×长×厚）抛光瓷砖，完成第二块稻草纤维基地板砖组坯，按照上述方法继续叠放，整垛稻草纤维基地板砖坯料为70块，最后在最上面一张坯料上在叠放一张PP垫板，用于冷压时保护与冷压机上压板接触的最上面一层瓷砖，闭合冷压机加压8min成型，压力为1.5MPa；

（7）剖分与齐边：将成型后的大幅面的稻草纤维基地板砖送入激光定位剖分机沿着抛光瓷砖的缝隙锯切剖分，并将边缘突出稻草纤维复合材的锯解掉，每块大幅面的稻草基地板砖可以剖分成18块400×400幅面的稻草纤维基地板砖成品，剖分时为了避免损伤瓷砖，剖分锯锯片不应该超过3mm，且锯片必须通过瓷砖间隙中间，得到稻草纤维基地板砖成品。

本发明的制备方法，材料成本低且来源广，严谨的参数要求保证了瓷砖、植物纤维基复合层以及硅酸盐水泥板之间不易分层，耐用性高；制备得到的植物纤维基地板砖，利用农作物资源或农林加工剩余物生产的植物纤维基复合层与瓷砖复合，不仅使废弃的农作物资源和农林加工剩余物得到有效利用，而且制备得到的地板砖脚感柔和，耐磨性能、防水性能和装饰性能俱佳，还能实现无人工甲醛释放，参照国家标准(GB) 建筑材料燃烧性能分级方法GB 8624-1997，产品防火等级达到B1级以上。总的来说，本发明对扩大农作物资源或农林加工剩余物的应用领域、增加其附加值、改善地板砖功能性、舒适性及安全性具有重大的现实意义，具有十分广阔的市场前景。

实施例2：

一种本发明的植物纤维基地板砖，依次由釉面瓷砖、木质刨花无机复合材以及硅酸盐水泥板构成，具体制备方法包括如下步骤：

（1）木质刨花制备：将木加工剩余物送至锤式再碎机中加工成长2-10mm、宽1-3mm、厚0.5-2mm的木质刨花（碎料），然后将木质刨花送至单通道干燥机干燥至含水率为10%以下；

（2）无机胶粘剂制备：将硅酸钙、硫酸钙、硫酸镁、氧化镁、硫酸铝、植物油和水充分混合和搅拌5min，制得防水、防火性无机胶粘剂；其中按质量份数硅酸钙占8份，硫酸钙占7份，硫酸镁占10份，氧化镁占40份，硫酸铝占10份，植物油占3份，水占45份；

（3）施胶和铺装：以步骤（2）后制得的无机胶粘剂作为喷胶材料，将步骤（1）干燥后得到的木质刨花运至周期式搅拌机，在搅拌机内边雾化喷胶边搅拌6min，施胶后的木质刨花送至机械刨花板铺装机，铺装机将施胶后的木质刨花铺装在PP塑料垫板上形成厚度为35mm的木质刨花无机复合材板坯；所述木质刨花与无机胶黏剂的重量比为5:5；

（4）冷压固化定型：将多张铺装好的木质刨花无机复合材板坯连同PP塑料垫一起板码垛后送入冷压机在压力为4.0MPa状况下加压8min，卸压打开压机将木质刨花无机复合材半成品与PP垫板通过吸盘分板机分开，堆垛10h得到厚度为12mm的木质刨花无机复合材成品；

（5）干燥和辊胶：将步骤（4）后得到的木质刨花无机复合材成品送至热压式干燥机干燥至含水为10%以下，干燥温度为110℃，干燥时间为20s/mm，再将干燥后的木质刨花无机复合材通过裁边机加工成1220×2440mm（宽×长）规格幅面，然后送入四辊涂胶机进行辊涂施胶，胶粘剂为水溶性环氧树脂胶，双面施胶量为160g/mm²；

（6）组坯、堆垛与冷压：在冷压机的下压板先放一块1220×2440×2mm（宽×长×厚）硅酸盐水泥板，将步骤（5）经双面辊胶后的木质刨花无机复合材叠放在硅酸盐水泥板上，再将18块400×400×2mm（宽×长×厚）釉面瓷砖整齐地叠放在木质刨花无机复合材上，釉面瓷砖光面朝上，每块瓷砖间距5mm，紧接着在瓷砖上面再叠放一张1220×2440×2mm（宽×长×厚）硅酸盐水泥板，垫板上再叠放木质刨花无机复合材，复合材上再按照上述方法叠放18块400×400×2mm（宽×长×厚）釉面瓷砖，完成第二块木质刨花基地板砖组坯，按照上述方法继续叠放，整垛木质刨花基地板砖坯料为50块，最后在最上面一张坯料上在叠放一张PP垫板，用于冷压时保护与冷压机上压板接触的最上面一层瓷砖，闭合冷压机加压5min成型，压力为1.0MPa；

（7）剖分与齐边：将成型后的大幅面的木质刨花基地板砖送入激光定位剖分机沿着釉面瓷砖的缝隙锯切剖分，并将边缘突出木质刨花复合材的锯解掉，每块大幅面的木质基地板砖可以剖分成18块400×400幅面的木质刨花基地板砖成品，剖分时为了避免损伤瓷砖，剖分锯锯片不应该超过3mm，且锯片必须通过瓷砖间隙中间，得到木质刨花基地板砖成品。

本发明的制备方法，材料成本低且来源广，严谨的参数要求保证了瓷砖、植物纤维基复合层以及硅酸盐水泥板之间不易分层，耐用性高；制备得到的植物纤维基地板砖，利用农作物资源或农林加工剩余物生产的植物纤维基复合层与瓷砖复合，不仅使废弃的农作物资源和农林加工剩余物得到有效利用，而且制备得到的地板砖脚感柔和，耐磨性能、防水性能和装饰性能俱佳，还能实现无人工甲醛释放，参照国家标准(GB) 建筑材料燃烧性能分级方法GB 8624-1997，产品防火等级达到B1级以上，具有十分广阔的市场前景；总的来说，对扩大农作物资源或农林加工剩余物的应用领域、增加其附加值、改善地板砖功能性及舒适性具有重大的现实意义。

实施例3：

一种本发明的植物纤维基地板砖，依次由大理石瓷砖、竹碎料无机复合材以及硅酸盐水泥板构成，具体制备方法包括如下步骤：

（1）竹碎料制备：将竹材加工剩余物送至锤式再碎机中加工成长2-10mm、宽1-3mm、厚0.5-2mm的竹碎料，然后将竹碎料送至单通道干燥机干燥至含水率为10%以下；

（2）无机胶粘剂制备：将硅酸钙、硫酸钙、硫酸镁、氧化镁、硫酸铝、植物油和水充分混合和搅拌5min，制得防水、防火性无机胶粘剂；其中按质量份数硅酸钙占8份，硫酸钙占7份，硫酸镁占10份，氧化镁占40份，硫酸铝占10份，植物油占2份，水占45份；

（3）施胶和铺装：以步骤（2）后制得的无机胶粘剂作为喷胶材料，将步骤（1）干燥后得到的竹碎料运至周期式搅拌机，在搅拌机内边雾化喷胶边搅拌6min，施胶后的竹碎料送至机械竹碎料板铺装机，铺装机将施胶后的竹碎料铺装在PP塑料垫板上形成厚度为30mm的竹碎料无机复合材板坯；所述竹碎料与无机胶黏剂的重量比为5:5；

（4）冷压固化定型：将多张铺装好的竹碎料无机复合材板坯连同PP塑料垫一起板码垛后送入冷压机在压力为4.0MPa状况下加压8min，卸压打开压机将竹碎料无机复合材半成品与PP垫板通过吸盘分板机分开，堆垛10h得到厚度为10mm的竹碎料无机复合材成品；

（5）干燥和辊胶：将步骤（4）后得到的竹碎料无机复合材成品送至热压式干燥机干燥至含水为10%以下，干燥温度为110℃，干燥时间为20s/mm，再将干燥后的竹碎料无机复合材通过裁边机加工成1220×2440mm（宽×长）规格幅面，然后送入四辊涂胶机进行辊涂施胶，胶粘剂为水溶性环氧树脂胶，双面施胶量为160g/mm²；

（6）组坯、堆垛与冷压：在冷压机的下压板先放一块1220×2440×2mm（宽×长×厚）硅酸盐水泥板，将步骤（5）经双面辊胶后的木质刨花无机复合材叠放在硅酸盐水泥板上，再将18块400×400×2mm（宽×长×厚）大理石瓷砖整齐地叠放在竹碎料无机复合材上，大理石瓷砖光面朝上，每块瓷砖间距5mm，紧接着在瓷砖上面再叠放一张1220×2440×2mm（宽×长×厚）硅酸盐水泥板，垫板上再叠放竹碎料无机复合材，复合材上再按照上述方法叠放18块400×400×2mm（宽×长×厚）大理石瓷砖，完成第二块竹碎料基地板砖组坯，按照上述方法继续叠放，整垛竹碎料基地板砖坯料为50块，最后在最上面一张坯料上在叠放一张PP垫板，用于冷压时保护与冷压机上压板接触的最上面一层瓷砖，闭合冷压机加压5min成型，压力为1.0MPa；

（7）剖分与齐边：将成型后的大幅面的竹碎料基地板砖送入激光定位剖分机沿着大理石瓷砖的缝隙锯切剖分，并将边缘突出竹碎料复合材的锯解掉，每块大幅面的木质基地板砖可以剖分成18块400×400幅面的竹碎料基地板砖成品，剖分时为了避免损伤瓷砖，剖分锯锯片不应该超过3mm，且锯片必须通过瓷砖间隙中间，得到竹碎料基地板砖成品。

本发明的制备方法，材料成本低且来源广，严谨的参数要求保证了瓷砖、植物纤维基复合层以及硅酸盐水泥板之间不易分层，耐用性高；制备得到的植物纤维基地板砖，利用农作物资源或农林加工剩余物生产的植物纤维基复合层与瓷砖复合，不仅使废弃的农作物资源和农林加工剩余物得到有效利用，而且制备得到的地板砖脚感柔和，耐磨性能、防水性能和装饰性能俱佳，还能实现无人工甲醛释放，参照国家标准(GB) 建筑材料燃烧性能分级方法GB 8624-1997，产品防火等级达到B1级以上，具有十分广阔的市场前景；总的来说，对扩大农作物资源或农林加工剩余物的应用领域、增加其附加值、改善地板砖功能性及舒适性具有重大的现实意义。