[发明专利]一种抗污防火板

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种抗污防火板。

背景技术

近年来，我国农村经济不断发展，传统的将农作物玉米秆作为生活燃料的需求逐年减少，导致了剩余秸杆处理难的问题十分突出。为了图方便，人们往往将农作物玉米秆一烧了之，既污染了环境，又浪费了资源。与此同时，随着我国经济的发展，建筑业蓬勃发展，全球对建筑材料的需求量不断增长，导致了对资源的倚赖及需求不断增大。充分利用现有资源，将带来环境压力的农作物玉米秆通过技术加工成经济实用的建筑材料，会带来巨大的经济效益和社会效益。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种抗污防火板。

本发明原料配比如下：聚丙烯：43份，玉米秆：35份，增塑剂邻苯二甲酸二辛酯：2份，增韧剂氯化聚乙烯：7份，钛酸酯偶联剂：1份，纳米氧化钨溶液：12份。

纳米氧化钨制作步骤包括：

(1)制成微乳液

将曲拉通X-100、正丁醇、环己烷混合并采用间歇式自动控制搅拌仪搅拌3min，搅拌速度为20～30r/min，形成稳定的各向同性的有机相乳液。

(2)在微乳液加入钨酸铵

以2mL/min的滴加速率向其中滴加钨酸铵溶液，得到钨酸铵的反相微乳液；

(3)在反相微乳液加入碳酸铵

将反相微乳液置于超声波清洗器中，开启后以2mL/min的滴加速率向其中滴加2mol/L的碳酸铵溶液，超声功率为100W，滴至反应体系的pH值为8.5～9；继续超声2h，陈化24h。

本发明中超声波空化作用产生的冲击波对颗粒有剪切与破碎作用，能有效破坏颗粒团聚，控制颗粒的尺寸与分布。另外，空化作用可以使沉淀晶核的生成速率提高几个数量级，从而能够减小沉淀颗粒的粒径，抑制晶核的聚结和长大，阻止纳米颗粒硬团聚的形成，有利于控制纳米颗粒的大小和形状。

本发明制作步骤包括：

(1)净化玉米秆

(2)粉碎并筛分玉米秆粉

玉米秆粉粒径为30～40目。

(3)对玉米秆粉进行改性

将玉米秆粉置于密闭的压力浸注罐中，加纳米氧化钨溶液，加压到1MPa左右，约保持1min左右，用循环泵抽出少量纳米氧化钨溶液，使浸注罐内产生真空，持续一段时间后借助自动调控装置改变四通阀门的方向，使纳米氧化钨依靠加液泵又返回到浸注罐中，并使浸注罐内的压力达到1MPa。经1min后再次改变四通阀的方向，又由循环泵抽出纳米氧化钨溶液，使浸注罐形成真空。这样反复进行多次。四通阀是由凸轮机构，用计算机程控自动调节，实现真空、加压频繁转换。真空-加压法一次为一个周期，处理周期达到60次。

纳米氧化钨在防火板表面形成一层超疏水层，空气中的无机灰尘一般具有一定极性，在超疏水表面不能形成强烈吸附，极易被雨水冲刷掉；即使防火板上被有机物吸附，也可以利用纳米氧化钨超强的光催化活性，最终将有机物分解成CO₂、H₂O、H₂SO₄、HNO₃等易冲刷物质。

纳米氧化钨引入玉米秆纤维细胞并凝胶后，能够有效地隔绝玉米秆纤维与氧气的接触，从而抑制燃烧的进行。将纳米氧化钨玉米秆复合板与空白玉米秆复合板进行试验相比，纳米氧化钨玉米秆复合板热释放速率明显降低，平均热释放速率下降了32％，热释放速率峰值下降了23％。这说明玉米秆纤维细胞中引入纳米氧化钨，凝胶可有效地延缓热量的传递，使得细胞壁成分只能脱水碳化，从而压制的复合板热解时生成可燃性挥发产物的速度明显降低，同时热量传递到板材表面的速度变缓，阻燃效果明显。

(4)玉米秆粉干燥处理

置于温度已预热至110～115℃的烘箱中干燥。

玉米秆粉中含水率对复合板材的性能有很大影响。如果水分太多，在板材的制备过程中，可能会有泡孔、发烟、表面粗糙度差等现象产生。玉米秆粉中含有羟基极易吸水，因此，在成型前对玉米秆粉干燥是非常必要的。通过试验确定玉米秆粉干燥的最佳温度为110～115℃。高于115℃，玉米秆粉易降解直至碳化；干燥时间为2.5h。

(5)加入钛酸酯偶联剂处理

偶联剂是根据共聚物融合剂中的一个组分和另一个组分相容，其它组分和另一种聚合物相容，最终达到聚合物之间容合这一原理进行的。这种方法同样可以用于玉米秆粉和聚合物基材之间的粘合性能。使用钛酸酯偶联剂虽不能使两种材料表面完全的容合，但可以降低界面的能量，从而使玉米秆粉与聚丙烯表面达到较好的粘合。