阅读说明：本技术 一种厨房大理石用蜂窝板及其制备方法 (Kitchen marble honeycomb plate and preparation method thereof ) 是由 李丹丹 黄丹 周显美 于 2020-07-06 设计创作，主要内容包括：本发明属于建筑技术领域,具体涉及一种厨房大理石用蜂窝板及其制备方法和应用。本发明厨房大理石用蜂窝板包括上面板、胶膜、塑料基材板和下面板,下面板与塑料基材板一侧通过胶膜连接,塑料基材板另一侧与上面板通过胶膜连接,塑料基材板为蜂窝体结构,胶膜包括以下重量份数组分制备而成：聚四氢呋喃醚多元醇12～20份、2,4-甲苯二异氰酸酯12～18份、环氧树脂20～50份、聚甲基丙烯酸正丁酯20～30份、油醇磺基琥珀酸酯二钠1～5份、玻璃纤维5～10份、偶联剂1～5份、固化剂10～15份、乙酸乙酯25～90份。本发明蜂窝板能够具有较好的耐水性和较低的衰减性,与大理石复合后能够适用于在厨房中应用。(The invention belongs to the technical field of buildings, and particularly relates to a kitchen marble honeycomb plate and a preparation method and application thereof. The invention relates to a honeycomb plate for kitchen marble, which comprises an upper panel, a glue film, a plastic substrate plate and a lower panel, wherein the lower panel is connected with one side of the plastic substrate plate through the glue film, the other side of the plastic substrate plate is connected with the upper panel through the glue film, the plastic substrate plate is of a honeycomb structure, and the glue film comprises the following components in parts by weight: 12-20 parts of polytetrahydrofuran ether polyol, 12-18 parts of 2, 4-toluene diisocyanate, 20-50 parts of epoxy resin, 20-30 parts of poly n-butyl methacrylate, 1-5 parts of oleyl sulfosuccinate disodium, 5-10 parts of glass fiber, 1-5 parts of coupling agent, 10-15 parts of curing agent and 25-90 parts of ethyl acetate. The honeycomb plate disclosed by the invention has better water resistance and lower attenuation, and can be suitable for being applied to a kitchen after being compounded with marble.)

一种厨房大理石用蜂窝板及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑技术领域，具体涉及一种厨房大理石用蜂窝板及其制备方法和应用。

背景技术

由于大理石具有复杂多变的纹理和绚丽夺目的色彩，因而常常运用于室内装修中，但是大理石的出材率低，密度大，运输量大，而且抗拉强度低，容易断裂，导致大理石板的市场价格较高。针对上述现象，人们通过复合的办法来解决，把大理石与瓷砖、玻璃、蜂窝板等结构材料复合，不但提高了大理石的性能特点，又仍不失大理石天然的花色与材质。而与大理石复合的蜂窝板以其经济性、便捷的施工方法、优良的加工性能等迅速受到人们的青睐。蜂窝板一般由聚乙烯板上下面各和一个铝合金板所形成的“三明治”结构，而他们之间的连接通过胶粘剂连接，而由于聚氨酯的氨酯键极性较强，对金属、塑料及玻璃等各种底材均具有良好的粘接性，使聚氨酯胶粘剂常被用来粘接上述“三明治”结构。

目前国内研制生产的橡胶用胶黏剂在粘接强度、耐高温性、耐水性等方面与国外同类产品有不小的差距。为了提高聚氨酯胶黏剂的综合性能，拓宽其应用领域，已有很多研究人员进行过系列的改性研究，如机械共混改性、化学共混改性，接枝改性。如中国专利CN104845573A公开了一种耐高温双组份酯溶性聚氨酯粘胶剂及其制备方法，主剂由下列重量份的原料对苯二甲酸二甲酯、乙二醇、二甘醇、邻苯二甲酸酐、己二酸，二苯基甲烷二异氰酸酯、乙酸乙酯、硅烷偶联剂加工而成的主剂和由环氧树脂、硅烷偶联剂、三亚乙基三胺和乙酸乙酯加工而成的固化剂混合而成，所得到的粘胶剂对复合材料有较高的初黏力、优异的复合强度和耐高温性，但是对其耐水性无法得知，而由于蜂窝板与大理石复合后主要用于厨房工作台面等位置中，湿度较大，当其耐水性不好时容易引起翘边等现象，因而对胶粘剂的研究具有重要的意义。

发明内容

本发明旨在提供一种厨房大理石用蜂窝板及其制备方法，通过制备胶膜使蜂窝板具有较好的耐水性和较低的衰减性，与大理石复合后适用于厨房中应用。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种厨房大理石用蜂窝板，包括上面板、胶膜、塑料基材板和下面板，所述下面板与塑料基材板一侧通过胶膜连接，所述塑料基材板另一侧与上面板通过胶膜连接，所述塑料基材板为蜂窝体结构，所述胶膜包括以下重量份数组分制备而成：聚四氢呋喃醚多元醇12～20份、2,4-甲苯二异氰酸酯12～18份、环氧树脂20～50份、聚甲基丙烯酸正丁酯20～30份、油醇磺基琥珀酸酯二钠1～5份、玻璃纤维5～10份、偶联剂1～5份、固化剂10～15份、乙酸乙酯25～90份。

在本发明中，通过聚四氢呋喃醚多元醇和2,4-甲苯二异氰酸酯反应得到聚氨酯，当其与环氧树脂发生交联后使平面拉伸强度和滚筒剥离强度得到提高，而在该体系中加入聚甲基丙烯酸正丁酯后能够提高蜂窝板耐水性，且具有较低的衰减性，但平面拉伸强度和滚筒剥离强度下降，而在该体系中再在加入油醇磺基琥珀酸酯二钠能够使蜂窝板同时具有较好的平面拉伸强度、滚筒剥离强度、耐水性和较低的衰减性，推测是因为油醇磺基琥珀酸酯二钠对聚四氢呋喃醚多元醇和2,4-甲苯二异氰酸酯反应得到的聚氨酯与油醇磺基琥珀酸酯二钠之间起到作用，使他们之间的交联程度加大，从而使水分子难以进入。

进一步地，所述胶膜包括以下重量份数组分制备而成：聚四氢呋喃醚多元醇15～18份、2,4-甲苯二异氰酸酯12～15份、环氧树脂35～45份、聚甲基丙烯酸正丁酯20～25份、油醇磺基琥珀酸酯二钠3～5份、玻璃纤维5～8份、偶联剂2～3份、固化剂11～13份、乙酸乙酯25～35份。

进一步地，所述偶联剂为偶氮二异丁腈。

进一步地，所述固化剂为二氨基二苯基甲烷。

进一步地，所述胶膜的制备方法包括以下步骤：

a.将油醇磺基琥珀酸酯二钠与乙酸乙酯于60～70℃混合，得到混合物；

b.将环氧树脂和聚四氢呋喃醚多元醇混合后升温至95～100℃，继续升温至110～120℃后高真空下脱水2h，然后降温至50～55℃，加入步骤a中的混合物和2,4-甲苯二异氰酸酯，并将温度控制在80～85℃下反应2h后，真空脱泡，得到预聚体；

c.将聚甲基丙烯酸正丁酯与偶联剂混合后升温至70～80℃反应2h，得到反应物；

d.将步骤c中的反应物、固化剂和玻璃纤维加入到步骤a中的预聚体，快速混合搅拌0.3～0.5h，即得。

本发明另一目的还提供了所述厨房大理石用蜂窝板的制备方法，包括以下步骤：

S1)制备上面板和下面板；

S2)制备塑料基材板；

S3)制备胶膜；

S4)将下面板、胶膜、塑料基材板、胶膜和上面板按照从下往上顺序叠放，通过传输带传递到复合压机中热压，冷却至室温，即得。

进一步地，发现蜂窝板在使用过程中会发生起包致使蜂窝板表面不平整的现象，这是蜂窝板中的塑料基材板在挤出时带有颗粒状不熔物，而这种颗粒状不熔物通常是由阻燃剂和玻璃纤维造成，然后由于贴合温度高，使鼓包周围部分空气不能被完全挤出而夹在板层中间，极薄的空气层阻断了贴合层的充分粘合。因而，本发明在制备方法中调整热压温度，通过第一阶段使胶膜与上面板、下面板、塑料基材板充分贴合，温度不高使其与上面板、下面板、塑料基材板的反应速度变慢，然后通过第二阶段加快反应速度，再通过第三阶段使得胶膜与上面板、下面板、塑料基材板能够加强已反应后的状态。

进一步地，所述步骤S3中复合压机的条件为：第一阶段，温度为75～90℃，压力为1.5～2MPa；第二阶段，温度为120～130℃，压力为0.3～1MPa；第三阶段，温度为60～70℃，压力为2～3MPa。

进一步地，所述步骤S1中上面板或下面板的制备方法包括以下步骤：

步骤A、对铝合金在温度为40～50℃含有50～60g/L磷酸三钠的水溶液中浸泡3min，水洗3～5次，预处理后的铝合金；

步骤B、将步骤A预处理后的铝合金置于40℃下含有30g/L磷酸钠、0.5g/L烯丙醇聚氧乙烯醚、10g/L高锰酸钾的水溶液中处理8min，再水洗5min，得到钝化的铝合金；

步骤C、将步骤B中钝化的铝合金置于含有10g/L硫酸铝、10g/L氢氧化钠的水溶液中处理15min，即得上面板或下面板。

进一步地，所述塑料基材板的制备方法包括以下步骤：

将聚乙烯20～40份、次磷酸铝25～30份、玻璃纤维3～8份、马来酸酐接枝聚乙烯10～20份和硅烷偶联剂0.5～3份混合均匀，于170～220℃加热3～5min，挤出到模压机中成型，即得塑料基材板。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明制备得到的胶膜能够应用于蜂窝板中，使蜂窝板能够具有较好的耐水性和较低的衰减性，翘边发生机率低，当其与大理石复合后能够适用于在厨房中应用。

附图说明

图1为本发明厨房大理石用蜂窝板的结构示意图。

具体实施方式

以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下实施例。

实施例1、一种厨房大理石用蜂窝板

包括上面板4、胶膜3、塑料基材板1和下面板2，所述下面板2与塑料基材板1一侧通过胶膜3连接，所述塑料基材板1另一侧与上面板4通过胶膜3连接，塑料基材板1为蜂窝体结构。

厨房大理石用蜂窝板的制备方法包括以下步骤：

S1)制备上面板和下面板；

步骤A、对铝合金在温度为40℃含有50g/L磷酸三钠的水溶液中浸泡3min，水洗3次，预处理后的铝合金；

步骤B、将步骤A预处理后的铝合金置于40℃下含有30g/L磷酸钠、0.5g/L烯丙醇聚氧乙烯醚、10g/L高锰酸钾的水溶液中处理8min，再水洗5min，得到钝化的铝合金；

步骤C、将步骤B中钝化的铝合金置于含有10g/L硫酸铝、10g/L氢氧化钠的水溶液中处理15min，即得上面板或下面板。

S2)制备塑料基材板；

将聚乙烯30份、次磷酸铝30份、玻璃纤维5份、马来酸酐接枝聚乙烯15份和硅烷偶联剂2份混合均匀，于170℃加热3min，挤出到模压机中成型，即得塑料基材板。

S3)制备胶膜；

包括以下重量份数组分制备而成：聚四氢呋喃醚多元醇15份、2,4-甲苯二异氰酸酯12～份、环氧树脂35份、聚甲基丙烯酸正丁酯20份、油醇磺基琥珀酸酯二钠3份、玻璃纤维5份、偶氮二异丁腈2份、二氨基二苯基甲烷11份、乙酸乙酯25份。

胶膜的制备方法包括以下步骤：

a.将油醇磺基琥珀酸酯二钠与乙酸乙酯于60℃混合，得到混合物；

b.将环氧树脂和聚四氢呋喃醚多元醇混合后升温至100℃，继续升温至110℃后高真空下脱水2h，然后降温至50℃，加入步骤a中的混合物和2,4-甲苯二异氰酸酯，并将温度控制在80℃下反应2h后，真空脱泡，得到预聚体；

c.将聚甲基丙烯酸正丁酯与偶联剂混合后升温至70℃反应2h，得到反应物；

d.将步骤c中的反应物、固化剂和玻璃纤维加入到步骤a中的预聚体，快速混合搅拌0.3h，即得。

S4)将下面板、胶膜、塑料基材板、胶膜和上面板按照从下往上顺序叠放，通过传输带传递到复合压机中热压；复合压机中第一阶段，温度为75℃，压力为2MPa；第二阶段，温度为120℃，压力为1MPa；第三阶段，温度为70℃，压力为2MPa；冷却至室温，即得。

实施例2、一种厨房大理石用蜂窝板

包括上面板4、胶膜3、塑料基材板1和下面板2，所述下面板2与塑料基材板1一侧通过胶膜3连接，所述塑料基材板1另一侧与上面板4通过胶膜3连接，塑料基材板1为蜂窝体结构。

厨房大理石用蜂窝板的制备方法包括以下步骤：

S1)制备上面板和下面板；

步骤A、对铝合金在温度为50℃含有50g/L磷酸三钠的水溶液中浸泡3min，水洗4次，预处理后的铝合金；

步骤B、将步骤A预处理后的铝合金置于40℃下含有30g/L磷酸钠、0.5g/L烯丙醇聚氧乙烯醚、10g/L高锰酸钾的水溶液中处理8min，再水洗5min，得到钝化的铝合金；

步骤C、将步骤B中钝化的铝合金置于含有10g/L硫酸铝、10g/L氢氧化钠的水溶液中处理15min，即得上面板或下面板。

S2)制备塑料基材板；

将聚乙烯30份、次磷酸铝25份、玻璃纤维5份、马来酸酐接枝聚乙烯15份和硅烷偶联剂2份混合均匀，于200℃加热5min，挤出到模压机中成型，即得塑料基材板。

S3)制备胶膜；

包括以下重量份数组分制备而成：聚四氢呋喃醚多元醇15份、2,4-甲苯二异氰酸酯15份、环氧树脂40份、聚甲基丙烯酸正丁酯23份、油醇磺基琥珀酸酯二钠5份、玻璃纤维5份、偶氮二异丁腈2份、二氨基二苯基甲烷12份、乙酸乙酯25份。

胶膜的制备方法包括以下步骤：

a.将油醇磺基琥珀酸酯二钠与乙酸乙酯于60℃混合，得到混合物；

b.将环氧树脂和聚四氢呋喃醚多元醇混合后升温至100℃，继续升温至115℃后高真空下脱水2h，然后降温至50℃，加入步骤a中的混合物和2,4-甲苯二异氰酸酯，并将温度控制在85℃下反应2h后，真空脱泡，得到预聚体；

c.将聚甲基丙烯酸正丁酯与偶联剂混合后升温至80℃反应2h，得到反应物；

d.将步骤c中的反应物、固化剂和玻璃纤维加入到步骤a中的预聚体，快速混合搅拌00.5h，即得。

S4)将下面板、胶膜、塑料基材板、胶膜和上面板按照从下往上顺序叠放，通过传输带传递到复合压机中热压；复合压机中第一阶段，温度为75℃，压力为2MPa；第二阶段，温度为130℃，压力为1MPa；第三阶段，温度为65℃，压力为3MPa；冷却至室温，即得。

实施例3、一种厨房大理石用蜂窝板

包括上面板4、胶膜3、塑料基材板1和下面板2，所述下面板2与塑料基材板1一侧通过胶膜3连接，所述塑料基材板1另一侧与上面板4通过胶膜3连接，塑料基材板1为蜂窝体结构。

厨房大理石用蜂窝板的制备方法包括以下步骤：

S1)制备上面板和下面板；

步骤A、对铝合金在温度为50℃含有60g/L磷酸三钠的水溶液中浸泡3min，水洗5次，预处理后的铝合金；

步骤B、将步骤A预处理后的铝合金置于40℃下含有30g/L磷酸钠、0.5g/L烯丙醇聚氧乙烯醚、10g/L高锰酸钾的水溶液中处理8min，再水洗5min，得到钝化的铝合金；

步骤C、将步骤B中钝化的铝合金置于含有10g/L硫酸铝、10g/L氢氧化钠的水溶液中处理15min，即得上面板或下面板。

S2)制备塑料基材板；

将聚乙烯30份、次磷酸铝25份、玻璃纤维6份、马来酸酐接枝聚乙烯18份和硅烷偶联剂2份混合均匀，于220℃加热5min，挤出到模压机中成型，即得塑料基材板。

S3)制备胶膜；

包括以下重量份数组分制备而成：聚四氢呋喃醚多元醇18份、2,4-甲苯二异氰酸酯15份、环氧树脂45份、聚甲基丙烯酸正丁酯25份、油醇磺基琥珀酸酯二钠5份、玻璃纤维6份、偶氮二异丁腈2份、二氨基二苯基甲烷13份、乙酸乙酯25份。

胶膜的制备方法包括以下步骤：

a.将油醇磺基琥珀酸酯二钠与乙酸乙酯于60℃混合，得到混合物；

a.将环氧树脂和聚四氢呋喃醚多元醇混合后升温至100℃，继续升温至110℃后高真空下脱水2h，然后降温至55℃，加入步骤a中的混合物和2,4-甲苯二异氰酸酯，并将温度控制在85℃下反应2h后，真空脱泡，得到预聚体；

c.将聚甲基丙烯酸正丁酯与偶联剂混合后升温至80℃反应2h，得到反应物；

d.将步骤c中的反应物、固化剂和玻璃纤维加入到步骤a中的预聚体，快速混合搅拌0.5h，即得。

S4)将下面板、胶膜、塑料基材板、胶膜和上面板按照从下往上顺序叠放，通过传输带传递到复合压机中热压；复合压机中第一阶段，温度为80℃，压力为2MPa；第二阶段，温度为130℃，压力为1MPa；第三阶段，温度为70℃，压力为3MPa；冷却至室温，即得。

对比例1、一种厨房大理石用蜂窝板

与实施例3类似，区别在于，未在胶膜中添加聚甲基丙烯酸正丁酯。

对比例2、一种厨房大理石用蜂窝板

与实施例3类似，区别在于，胶膜中聚甲基丙烯酸正丁酯的添加量为10份。

对比例3、一种厨房大理石用蜂窝板

与实施例3类似，区别在于，未在胶膜中添加油醇磺基琥珀酸酯二钠。

对比例4、一种厨房大理石用蜂窝板

与实施例3类似，区别在于，复合压机中温度为130℃，压力为2MPa。

空白对比例、一种厨房大理石用蜂窝板

与实施例3类似，区别在于，未在胶膜中添加聚甲基丙烯酸正丁酯和油醇磺基琥珀酸酯二钠。

实验一、性能测定

实验对象：实施例1～3、对比例1～4和空白对比例。

实验方法：在2d和60d后分别测量实施例和对比例的平面拉伸强度和滚筒剥离强度。

平面拉伸强度：按照GB/T 1452-2005标准进行测定。

滚筒剥离强度：按照GB/T 1457-2005标准进行测定。

表1

注：根据标准，平面拉伸强度≥3.00MPa，滚筒剥离强度≥70(N·mm)·mm^-1。

表2

注：AF是黏附破坏，即胶层与基材发生脱离。CF是内聚破坏，即断裂面发生在胶层内部。

从表1可以看出，实施例1～3具有较好的平面拉伸强度和滚筒剥离强度，且具有较低的衰减性。与实施例3相比，对比例1在2d后的平面拉伸强度和滚筒剥离强度都比实施例3好，但在60d后的平面拉伸强度和滚筒剥离强度都不如实施例3，这是因为聚四氢呋喃醚多元醇和2,4-甲苯二异氰酸酯与所得到的聚氨酯与环氧树脂间通过交联使平面拉伸强度和滚筒剥离强度得到提高，而60d后受到环境的影响而下降；对比例2适当加入适量的聚甲基丙烯酸正丁酯，2d后的平面拉伸强度和滚筒剥离强度都不会下降，60d后的平面拉伸强度和滚筒剥离强度都发生下降，但下降量少于对比例1，说明聚甲基丙烯酸正丁酯的加入能够提高胶膜对环境的耐受性；对比例3少加入油醇磺基琥珀酸酯二钠后，对比例3在2d和60d后的平面拉伸强度和滚筒剥离强度都不如实施例3；而对比例4改变复合压机中温度也会对平面拉伸强度和滚筒剥离强度造成影响。

从表2可以看出，实施例1～3中胶膜与上面板、下面板、塑料基材板发生反应。

实验二、耐水性测试

胶膜的吸水性测试取适量的胶膜在室温下风干，然后放入烘箱中50℃烘24h，再于100～110℃下干燥1h至恒重。取干燥试样w1浸入蒸馏水中，72h后取出，用滤纸吸干表面水分后称重w2，按下式计算胶膜吸水率：

吸水率/％＝[(w2-w1)/w1]×100％

蜂窝板耐水性测试：将5组蜂窝板分别裁切为80mm×40mm表面积的试样，在40±2℃水中浸泡，测定开胶时间，取平均值。

表3

组别	胶膜吸水率/％	耐水性/d
			实施例1	0.6	>310
实施例2	0.5	>310
			实施例3	0.5	>310
对比例1	1.5	≈279
			对比例2	1.2	≈292
对比例3	2.1	≈255
			对比例4	0.5	≈295
空白对比例	2.6	≈238

从表3可以看出，实施例1～3胶膜吸水率低，蜂窝板就有较好的耐水性。相对于实施例3，对比例1和2的胶膜吸水率高，耐水性不好，说明聚甲基丙烯酸正丁酯能降低吸水率，对比例3中即使加了聚甲基丙烯酸正丁酯，但胶膜吸水率高，耐水性不好，结合表2可以看出，胶膜与上面板、下面板、塑料基材板粘接好，这是由于聚甲基丙烯酸正丁酯可以改善胶膜对上面板、下面板、塑料基材板的润湿性。进一步，聚甲基丙烯酸正丁酯的主链与丁基具有憎水作用，但仍然出现耐水性不好的现象，说明聚甲基丙烯酸正丁酯影响了2,4-甲苯二异氰酸酯与所得到的聚氨酯与环氧树脂的交联紧密度。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。