阅读说明：本技术 一种高强度防水抗菌吊顶板的制备方法 (Preparation method of high-strength waterproof antibacterial ceiling board ) 是由 和致倍 于 2019-11-05 设计创作，主要内容包括：本发明属于建筑材料制备技术领域,具体涉及一种高强度防水抗菌吊顶板的制备方法。本发明首先将蓖麻与棉花干燥混合,将自制粘结剂与珍珠岩、高岭土等原料混合,制坯,再进行上釉高温烧制即得高强度防水抗菌吊顶板,本发明将蓖麻和棉花进行碱液水煮和纤维素酶酶解,使蓖麻和棉花中含有的植物纤维成分高温水解,利用羟基基团与氢键作用提高吊顶板微观结构的结构强度,以提高吊顶板的抗形变能力和强度；将硝酸银引入植物纤维中,利用酶解反应,提高吊顶板的抗形变能力和耐久度,同时银单质纳米颗粒分散于吊顶板中,起到良好的杀菌抗菌性能,植物纤维在高温条件下生成碳纤维,提高吊顶板的致密性,增强防水性能,具有广阔的应用前景。(The invention belongs to the technical field of building material preparation, and particularly relates to a preparation method of a high-strength waterproof antibacterial ceiling board. According to the invention, firstly, castor and cotton are dried and mixed, a self-made binder is mixed with perlite, kaolin and other raw materials, the mixture is subjected to blank making, and glazing and high-temperature firing are carried out to obtain the high-strength waterproof antibacterial ceiling board; the silver nitrate is introduced into the plant fiber, the anti-deformation capability and the durability of the ceiling board are improved by utilizing the enzymolysis reaction, meanwhile, the silver simple substance nanoparticles are dispersed in the ceiling board to play a good role in sterilizing and antibacterial performance, the plant fiber generates carbon fiber under the high-temperature condition, the compactness of the ceiling board is improved, the waterproof performance is enhanced, and the application prospect is wide.)

一种高强度防水抗菌吊顶板的制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料制备技术领域，具体涉及一种高强度防水抗菌吊顶板的制备方法。

背景技术

吊顶板在家装和商业装饰中都有广泛的应用，目前市面上吊顶板品种也越来越多，随着人们对装饰装修后的环境质量的要求不断提高，具有美化环境、安全可靠，有益于健康的建材越来越受到人们的青睐。

家装吊顶是家装中常见的环节。吊顶根据装饰板的材料不同，分类也不相同。吊顶装修材料是区分吊顶名称的主要依据，主要有：轻钢龙骨石膏板吊顶、石膏板吊顶、矿棉板吊顶、夹板吊顶、异形长条铝扣板吊顶、方形镀漆铝扣板吊顶、彩绘玻璃吊顶、铝蜂窝穿孔吸音板吊顶、全房复式吊顶等。在整个居室装饰中占有相当重要的地位，对居室顶面作适当的装饰，不仅能美化室内环境，还能营造出丰富多彩的室内空间艺术形象。在选择吊顶装饰材料与设计方案时，要遵循既省材、牢固、安全、又美观、实用的原则。

装饰石膏板吊顶板是以石膏为主要原材料，加入纤维、粘接剂、改性剂，经混炼压制、干燥而成，具有防火、隔音、隔热、轻质且不老化、防虫蛀等优良性能。例如，专利文献公开了一种玻璃纤维复合强化石膏吊顶板及其吊顶结构，包括连接杆、吊顶石膏板、定位架，其中吊顶石膏板为矩形凹槽结构，其上表面边缘处设连接定位槽壁，下表面为装饰面，其中定位槽壁上另设连接螺孔，相邻吊顶石膏板间均通过连接螺孔及定位架连接，定位架包括水平定位板及连接竖板，连接竖板另与连接杆铰接，石膏吊顶板另包括石膏基材及玻璃纤维网，其中玻璃纤维网至少两层并嵌于石膏基材内部，另相互平行分布。然而，但石膏板存在吸潮易变形的问题，严重限制了其在我国南方地区的应用以及其使用寿命。

金属复合材料吊顶板是以单层金属复合材料加工成型后，在其表面覆盖保护性和装饰性涂层、氧化膜或塑料薄膜而形成的吊顶板材；其优点是耐潮湿性能较好。例如，专利文献公开了一种制冷制热可拆卸式穿孔吸音吊顶板，至少包括穿孔金属吊顶板、至少一根导热管、至少一根导热基座、若干辅助固定件、保温层以及若干固定件。然而，金属材质的吊顶板存在不吸湿，水珠易在其表面凝聚导致吊顶板滴水以及加工运输易变形、生产成本较高、表面保护层易老化等缺点。

有机聚合物吊顶板是以聚合物为主要原材料加工而成，其优点为质量轻、耐潮湿。例如，专利文献公开了一种板体内充有有机聚合物粘合剂或无机粘合剂的建材板，包括纤维增强硅酸钙板或纤维增强水泥板，在板体的全部或局部充有有机聚合物粘合剂或无机粘合剂，粘合剂渗入板体的微孔空隙内与周围的板体的固态颗粒粘合在一起，固化后形成质地坚硬牢固的结合体，使板体的强度增加，用作吊顶板时不会发生因强度不够而下垂的情况。然而，有机聚合物吊顶板普遍存在不耐火，安全性较低、生产制造和回收对环境污染大、生产成本高和不耐紫外线老化等缺点。

目前吊顶板存在：防水性能一般、抗菌效果差、力学性能一般等问题。

因此，发明一种优良的吊顶板对建材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：针对目前吊顶板防水性能一般、抗菌效果差，同时针对吊顶板力学性能一般导致吊顶板抗弯曲变形能力差、耐久度差的缺陷，提供了一种高强度防水抗菌吊顶板的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种高强度防水抗菌吊顶板的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

将自制粘结剂、膨润土、高岭土、珍珠岩、沸石投入研磨机中混合研磨，制坯、烘干制得预制坯体，将预制坯体进行上釉，将已经上釉的预制坯体投入温度为1100～1200℃的烧制窑中烧结出料即得高强度防水抗菌吊顶板；

所述的自制粘结剂的具体制备步骤为：

（1）向烧杯中加入硝酸银粉末，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为32～36kHz的条件下振荡2～3h制得分散液，将分散液投入旋转蒸发仪中，在转速为120～140r/min和温度为50～80℃的条件下浓缩干燥直至产物质量恒重制得改性干燥产物；

（2）将改性干燥产物置于玻璃皿中，向玻璃皿中滴加质量分数为10～15%的碳酸钠溶液，滴加后将玻璃皿中物料投入马弗炉中，将马弗炉内温度升高至180～220℃，恒温加热100～120min，加热后投入行星球磨机中，在转速为150～180r/min和球料比为10:1的条件下研磨30～40min制得自制粘结剂；

所述的有机纤维混合液的具体制备步骤为：

（1）将蓖麻与棉花投入真空干燥箱中，在真空度为150～200Pa和温度为50～60℃的条件下干燥4～5h制得混合物料，将混合物料与去离子水投入反应釜中，将反应釜密闭升高反应釜内温度至130～150℃，恒温静置2～3h制得反应浆液；

（2）将反应浆液与质量分数为8～12%的氢氧化钠溶液投入烧杯中，将烧杯置于水浴温度为70～80℃的水浴锅中，恒温静置60～80min制得碱性反应液，向烧杯中滴加质量分数为5～10%的盐酸调节pH值至6.0～6.5，用搅拌装置以500～600r/min的转速搅拌50～60min制得反应乳液；

（3）将反应乳液与纤维素酶投入酶解罐中混合均匀，将酶解罐置于室内温度为32～36℃的温室中，恒温静置1～2天制得酶解产物，将酶解产物与质量分数为6～10%的盐酸投入烧杯中，将烧杯置于电阻加热套中，升高加热套内温度至70～80℃，恒温静置60～70min制得有机纤维混合液。

优选的按重量份数计，所述的自制粘结剂为8～10份、膨润土为2～4份、高岭土为3～5份、珍珠岩为20～22份、沸石为2～3份。

自制粘结剂的具体制备步骤（1）中所述的向烧杯中加入的硝酸银粉末的质量为有机纤维混合液质量的2～4%。

自制粘结剂的具体制备步骤（2）中所述的向玻璃皿中滴加的质量分数为10～15%的碳酸钠溶液的质量为改性干燥产物质量的4～8%。

有机纤维混合液的具体制备步骤（1）中所述的蓖麻与棉花的质量比为10:1。

有机纤维混合液的具体制备步骤（1）中所述的混合物料与去离子水的质量比为1:10。

有机纤维混合液的具体制备步骤（2）中所述的反应浆液与质量分数为8～12%的氢氧化钠溶液的质量比为1:3。

有机纤维混合液的具体制备步骤（3）中所述的反应乳液与纤维素酶的质量比为50：1。

有机纤维混合液的具体制备步骤（3）中所述的酶解产物与质量分数为6～10%的盐酸的质量比为1:10。

本发明的有益技术效果是：

（1）本发明首先将蓖麻与棉花干燥混合，与水混合后高温反应制得反应浆液，再加入碱液高温反应，反应后调节pH值，加入纤维素酶进行酶解处理，再加入盐酸高温反应制得有机纤维混合液，然后向其中加入硝酸银超声振荡，再浓缩干燥制得改性干燥产物，随后向改性干燥产物中滴加碳酸钠，滴加后高温烧结、研磨制得自制粘结剂，最后将自制粘结剂与珍珠岩、高岭土等原料混合，制坯，再进行上釉高温烧制即得高强度防水抗菌吊顶板，本发明将蓖麻和棉花进行碱液水煮和纤维素酶酶解，使蓖麻和棉花中含有的植物纤维成分高温水解，提取出其中的纤维成分，并在纤维结构中引入羟基基团，利用羟基基团与吊顶板中周围各成分之间氢键作用提高吊顶板微观结构中各分子之间的粘结程度，从而提高吊顶板微观结构的结构强度，使吊顶板的力学强度增强以提高吊顶板的抗形变能力和强度；

（2）本发明将硝酸银引入植物纤维中，利用酶解反应使纤维表面生成羧基，利用络合反应使银离子吸附于纤维中，再加入碳酸钠溶液使碳酸根与阴离子结合生成碳酸银吸附于植物纤维表面，并通过高温反应生成银单质吸附于植物纤维中，通过引入金属单质成分，使吊顶板的力学强度进一步提高，从而提高吊顶板的抗形变能力和耐久度，同时银单质纳米颗粒分散于吊顶板中，通过银单质破坏吸附于吊顶板表面的微生物内部的电荷平衡，起到良好的杀菌抗菌性能，同时植物纤维在高温条件下生成碳纤维，形成共价键进一步缩短吊顶板内各分子之间的间距，提高吊顶板的致密性，增强防水性能，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

将蓖麻与棉花按质量比为10:1投入真空干燥箱中，在真空度为150～200Pa和温度为50～60℃的条件下干燥4～5h制得混合物料，将混合物料与去离子水按质量比为1:10投入反应釜中，将反应釜密闭升高反应釜内温度至130～150℃，恒温静置2～3h制得反应浆液；将上述反应浆液与质量分数为8～12%的氢氧化钠溶液按质量比为1:3投入烧杯中，将烧杯置于水浴温度为70～80℃的水浴锅中，恒温静置60～80min制得碱性反应液，向烧杯中滴加质量分数为5～10%的盐酸调节pH值至6.0～6.5，用搅拌装置以500～600r/min的转速搅拌50～60min制得反应乳液；将上述反应乳液与纤维素酶按质量比为50：1投入酶解罐中混合均匀，将酶解罐置于室内温度为32～36℃的温室中，恒温静置1～2天制得酶解产物，将酶解产物与质量分数为6～10%的盐酸按质量比为1:10投入烧杯中，将烧杯置于电阻加热套中，升高加热套内温度至70～80℃，恒温静置60～70min制得有机纤维混合液；向上述烧杯中加入有机纤维混合液质量2～4%的硝酸银粉末，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为32～36kHz的条件下振荡2～3h制得分散液，将分散液投入旋转蒸发仪中，在转速为120～140r/min和温度为50～80℃的条件下浓缩干燥直至产物质量恒重制得改性干燥产物；将上述改性干燥产物置于玻璃皿中，向玻璃皿中滴加改性干燥产物质量4～8%的质量分数为10～15%的碳酸钠溶液，滴加后将玻璃皿中物料投入马弗炉中，将马弗炉内温度升高至180～220℃，恒温加热100～120min，加热后投入行星球磨机中，在转速为150～180r/min和球料比为10:1的条件下研磨30～40min制得自制粘结剂；按重量份数计，将8～10份上述自制粘结剂、2～4份膨润土、3～5份高岭土、20～22份珍珠岩、2～3份沸石投入研磨机中混合研磨，制坯、烘干制得预制坯体，将预制坯体进行上釉，将已经上釉的预制坯体投入温度为1100～1200℃的烧制窑中烧结出料即得高强度防水抗菌吊顶板。

实施例1

反应浆液的制备：

将蓖麻与棉花按质量比为10:1投入真空干燥箱中，在真空度为150Pa和温度为50℃的条件下干燥4h制得混合物料，将混合物料与去离子水按质量比为1:10投入反应釜中，将反应釜密闭升高反应釜内温度至130℃，恒温静置2h制得反应浆液；

反应乳液的制备：

将上述反应浆液与质量分数为8%的氢氧化钠溶液按质量比为1:3投入烧杯中，将烧杯置于水浴温度为70℃的水浴锅中，恒温静置60min制得碱性反应液，向烧杯中滴加质量分数为5%的盐酸调节pH值至6.0，用搅拌装置以500r/min的转速搅拌50min制得反应乳液；

有机纤维混合液的制备：

将上述反应乳液与纤维素酶按质量比为50：1投入酶解罐中混合均匀，将酶解罐置于室内温度为32℃的温室中，恒温静置1天制得酶解产物，将酶解产物与质量分数为6%的盐酸按质量比为1:10投入烧杯中，将烧杯置于电阻加热套中，升高加热套内温度至70℃，恒温静置60min制得有机纤维混合液；

改性干燥产物的制备：

向上述烧杯中加入有机纤维混合液质量2%的硝酸银粉末，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为32kHz的条件下振荡2h制得分散液，将分散液投入旋转蒸发仪中，在转速为120r/min和温度为50℃的条件下浓缩干燥直至产物质量恒重制得改性干燥产物；

自制粘结剂的制备：

将上述改性干燥产物置于玻璃皿中，向玻璃皿中滴加改性干燥产物质量4%的质量分数为10%的碳酸钠溶液，滴加后将玻璃皿中物料投入马弗炉中，将马弗炉内温度升高至180℃，恒温加热100min，加热后投入行星球磨机中，在转速为150r/min和球料比为10:1的条件下研磨30min制得自制粘结剂；

高强度防水抗菌吊顶板的制备：

按重量份数计，将8份上述自制粘结剂、2份膨润土、3份高岭土、20份珍珠岩、2份沸石投入研磨机中混合研磨，制坯、烘干制得预制坯体，将预制坯体进行上釉，将已经上釉的预制坯体投入温度为1100℃的烧制窑中烧结出料即得高强度防水抗菌吊顶板。

实施例2

反应浆液的制备：

将蓖麻与棉花按质量比为10:1投入真空干燥箱中，在真空度为175Pa和温度为55℃的条件下干燥4.5h制得混合物料，将混合物料与去离子水按质量比为1:10投入反应釜中，将反应釜密闭升高反应釜内温度至140℃，恒温静置2.5h制得反应浆液；

反应乳液的制备：

将上述反应浆液与质量分数为10%的氢氧化钠溶液按质量比为1:3投入烧杯中，将烧杯置于水浴温度为75℃的水浴锅中，恒温静置70min制得碱性反应液，向烧杯中滴加质量分数为7.5%的盐酸调节pH值至6.25，用搅拌装置以550r/min的转速搅拌55min制得反应乳液；

有机纤维混合液的制备：

将上述反应乳液与纤维素酶按质量比为50：1投入酶解罐中混合均匀，将酶解罐置于室内温度为34℃的温室中，恒温静置1.5天制得酶解产物，将酶解产物与质量分数为8%的盐酸按质量比为1:10投入烧杯中，将烧杯置于电阻加热套中，升高加热套内温度至75℃，恒温静置65min制得有机纤维混合液；

改性干燥产物的制备：

向上述烧杯中加入有机纤维混合液质量3%的硝酸银粉末，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为34kHz的条件下振荡2.5h制得分散液，将分散液投入旋转蒸发仪中，在转速为130r/min和温度为65℃的条件下浓缩干燥直至产物质量恒重制得改性干燥产物；

自制粘结剂的制备：

将上述改性干燥产物置于玻璃皿中，向玻璃皿中滴加改性干燥产物质量6%的质量分数为12.5%的碳酸钠溶液，滴加后将玻璃皿中物料投入马弗炉中，将马弗炉内温度升高至200℃，恒温加热110min，加热后投入行星球磨机中，在转速为165r/min和球料比为10:1的条件下研磨35min制得自制粘结剂；

高强度防水抗菌吊顶板的制备：

按重量份数计，将9份上述自制粘结剂、3份膨润土、4份高岭土、21份珍珠岩、2.5份沸石投入研磨机中混合研磨，制坯、烘干制得预制坯体，将预制坯体进行上釉，将已经上釉的预制坯体投入温度为1150℃的烧制窑中烧结出料即得高强度防水抗菌吊顶板。

实施例3

反应浆液的制备：

将蓖麻与棉花按质量比为10:1投入真空干燥箱中，在真空度为200Pa和温度为60℃的条件下干燥5h制得混合物料，将混合物料与去离子水按质量比为1:10投入反应釜中，将反应釜密闭升高反应釜内温度至150℃，恒温静置3h制得反应浆液；

反应乳液的制备：

将上述反应浆液与质量分数为12%的氢氧化钠溶液按质量比为1:3投入烧杯中，将烧杯置于水浴温度为80℃的水浴锅中，恒温静置80min制得碱性反应液，向烧杯中滴加质量分数为10%的盐酸调节pH值至6.5，用搅拌装置以600r/min的转速搅拌60min制得反应乳液；

有机纤维混合液的制备：

将上述反应乳液与纤维素酶按质量比为50：1投入酶解罐中混合均匀，将酶解罐置于室内温度为36℃的温室中，恒温静置2天制得酶解产物，将酶解产物与质量分数为10%的盐酸按质量比为1:10投入烧杯中，将烧杯置于电阻加热套中，升高加热套内温度至80℃，恒温静置70min制得有机纤维混合液；

改性干燥产物的制备：

向上述烧杯中加入有机纤维混合液质量4%的硝酸银粉末，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为36kHz的条件下振荡3h制得分散液，将分散液投入旋转蒸发仪中，在转速为140r/min和温度为80℃的条件下浓缩干燥直至产物质量恒重制得改性干燥产物；

自制粘结剂的制备：

将上述改性干燥产物置于玻璃皿中，向玻璃皿中滴加改性干燥产物质量8%的质量分数为15%的碳酸钠溶液，滴加后将玻璃皿中物料投入马弗炉中，将马弗炉内温度升高至220℃，恒温加热120min，加热后投入行星球磨机中，在转速为180r/min和球料比为10:1的条件下研磨40min制得自制粘结剂；

高强度防水抗菌吊顶板的制备：

按重量份数计，将10份上述自制粘结剂、4份膨润土、5份高岭土、22份珍珠岩、3份沸石投入研磨机中混合研磨，制坯、烘干制得预制坯体，将预制坯体进行上釉，将已经上釉的预制坯体投入温度为1200℃的烧制窑中烧结出料即得高强度防水抗菌吊顶板。

对比例1与实例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少改性干燥产物。

对比例2与实例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少自制粘结剂。

对比例3济南某公司生产的吊顶板。

分别对本发明和对比例中的吊顶板进行性能检测，检测结果如表1所示：

检测方法：

拉伸强度参照BSEN13964-2014的标准进行检测。

断裂伸长率参照BSEN13964-2014的标准进行检测。

吸水厚度膨胀率的检测方法：取相同面积的实施例和对比例，测量试件3个点的厚度h1(距试件底部25mm处的两边各取一点，试件底部的中间处取一点)；然后将试件浸于温度为(20±1)℃的蒸馏水水槽中，试件垂直于水平面放置在水槽中，试件没过水约50mm，试件下表面与水槽底部要有一定距离，浸泡时间24h±15min；完成浸泡后，取出试件，擦去表面附水，在原测量点测其厚度h2，测量工作必须在30min内完成。

试件的吸水厚度膨胀率是试件吸水后厚度的增长量与吸水前厚度之比：

D＝(h2-h1)/h1×100，

式中：D——吸水厚度膨胀率，％；

h1——浸水前试件厚度，mm；

h2——浸水后试件厚度，mm。

抗菌性检测：取适当浓度的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和霉菌的悬液里，混合均匀，加入培养基置于灭菌平皿里，加入实施例和对比例的吊顶板，培养24h，计算大肠杆菌、金黄色葡萄球菌抑制率。

大肠杆菌抑菌率的测试按GB/T20944.2-2007纺织品抗菌性能的评价规定进行性能检测。

金黄色葡萄球菌的测试按GB/T20944.2-2007纺织品抗菌性能的评价规定进行性能检测。

表1吊顶板性能测定结果

测试项目	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1	对比例2	对比例3
							拉伸强度（MPa）	44.6	47.3	48.2	28.2	31.8	37.6
断裂伸长率（%）	573	615	667	285	386	456
							吸水厚度膨胀率（%）	7	5	2.5	15	13	10
大肠杆菌抑菌率（%）	97.89	98.12	99.21	89.15	92.37	94.12
							金黄色葡萄球菌（%）	97.65	98.56	98.89	90.17	93.78	95.71

通过表1能够看出，本发明制备的高强度防水抗菌吊顶板，吸水厚度膨胀率较低，防水性能优良、抑菌率较高，抗菌效果明显，同时针对吊顶板力学性能较好，吊顶板不易变形，使用寿命长，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。