一種植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及復(fù)合材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)家“十二五”發(fā)展規(guī)劃將節(jié)能減排、綠色環(huán)保作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的首要問(wèn)題，同時(shí)將樹(shù)脂基復(fù)合材料作為新材料的發(fā)展重點(diǎn)之一。
[0003]而在木材加工過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的木肩，雖然木肩已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于燃料、發(fā)電、造紙、人造板以及農(nóng)牧業(yè)等領(lǐng)域，但還是有大量的木肩沒(méi)有得到很好的利用，造成了浪費(fèi)甚至環(huán)境污染。并且近年來(lái)，農(nóng)作物秸桿成為了農(nóng)村面源污染的新源頭。每年夏收和秋冬之際，總有大量的小麥、玉米等秸桿在田間焚燒，產(chǎn)生了大量濃重的煙霧，不僅成為農(nóng)村環(huán)境保護(hù)的瓶頸問(wèn)題，甚至成為殃及城市環(huán)境的罪魁禍?zhǔn)住?br>[0004]因此本發(fā)明人利用木肩或秸桿等作為原料，提出了一種植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材及其制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材及其制備方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，可提高填料的利用率，同時(shí)本復(fù)合板材無(wú)需高溫?zé)Y(jié)成型、能耗低。
[0006]本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材，由樹(shù)脂膠液層和植物纖維層復(fù)合而成。
[0008]—種植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材的制備方法，包括以下步驟:
[0009]步驟A、制備改性脲醛樹(shù)脂膠液:首先按照甲醛:尿素:三聚氰胺=24:12:2?3的比例稱量原材料；將甲醛加入反應(yīng)釜中，再將稱量的尿素的75%加入反應(yīng)釜中，用氫氧化鈉溶液和氯化銨溶液調(diào)節(jié)體系PH值為9，進(jìn)行第一次反應(yīng)；接著依次加入余下的尿素和三聚氰胺，進(jìn)行第二次反應(yīng)后得到改性脲醛樹(shù)脂膠液；
[0010]步驟B、制備填料-脲醛樹(shù)脂混合膠液:取步驟A制得的改性脲醛樹(shù)脂膠液置于水粉攪拌混合器中，然后依次加入改性脲醛樹(shù)脂膠液質(zhì)量25?40%的填料和10?12%的水玻璃，攪拌均勻并用水調(diào)節(jié)體系黏度，即得填料-脲醛樹(shù)脂混合膠液；
[0011]步驟C、植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材成型:按照一層樹(shù)脂膠液、一層植物纖維的方式將步驟B制得的填料-脲醛樹(shù)脂混合膠液和植物纖維放入模具中；將模具放置在振動(dòng)臺(tái)上振實(shí)后，放入干燥箱中干燥后即可獲得植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材。
[0012]步驟A中所述氫氧化鈉溶液和氯化錢溶液為5 %的氫氧化鈉溶液和5 %的氯化錢溶液。
[0013]步驟A中第一次反應(yīng)環(huán)境為:在80°C熱合反應(yīng)釜中，反應(yīng)時(shí)間為30分鐘；第一次反應(yīng)后將溫度調(diào)至60°C，進(jìn)行第二次反應(yīng)，時(shí)間為30分鐘。
[0014]步驟B中所述填料為過(guò)20目篩子后，置于200°C烘箱中4?12小時(shí)后所得。
[0015]步驟C所述植物纖維為選取棕櫚樹(shù)皮的中部纖維或亞麻纖維進(jìn)行裁剪、清洗、烘干后所得。
[0016]步驟C中所述植物纖維鋪設(shè)2?3層。
[0017]步驟C中所述模具放置在振動(dòng)臺(tái)上振實(shí)后，放入80°C干燥箱中干燥12小時(shí)即得植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材。
[0018]所述填料為木肩或秸桿粉碎后的粉料。
[0019]在步驟C之前，先將模具內(nèi)壁涂抹滑石粉。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材及其制備方法具有以下突出優(yōu)點(diǎn):可以拓展填料和植物纖維的應(yīng)用領(lǐng)域，提高其利用率，達(dá)到資源綜合利用和循環(huán)利用的有益效果。
[0021]進(jìn)一步地，棕櫚樹(shù)具有較高的食用、藥用和觀賞價(jià)值，且棕櫚樹(shù)具有非常強(qiáng)的空氣凈化能力，本復(fù)合板材的成功開(kāi)發(fā)應(yīng)用，也可以促進(jìn)棕櫚樹(shù)的培植。
[0022]進(jìn)一步地，本發(fā)明的植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材成型工藝簡(jiǎn)單，無(wú)需高溫?zé)Y(jié)成型、能耗低，亦是其能夠被推廣利用的先決條件。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明復(fù)合板材的正面樣板圖；
[0024]圖2為圖1的底面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。
[0026]本發(fā)明一種植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材，由樹(shù)脂膠液層和植物纖維層復(fù)合而成。植物纖維層可采用棕櫚皮纖維、亞麻纖維或其他植物纖維。
[0027]其制備方法包括以下步驟:
[0028]步驟A、制備改性脲醛樹(shù)脂膠液:首先配置5%的氫氧化鈉溶液和5%的氯化銨溶液備用，按照甲醛:尿素:三聚氰胺=24:12:2?3的比例稱量原材料(其中尿素分兩次加入，甲醛溶液濃度為37% );在80°C熱合反應(yīng)釜中加入甲醛，再加入稱量的尿素的75%，用氫氧化鈉溶液和氯化銨溶液調(diào)節(jié)體系PH值為9，反應(yīng)30分鐘；接著，將溫度調(diào)至60°C，依次加入余下的尿素和三聚氰胺，反應(yīng)30分鐘后得到改性脲醛樹(shù)脂膠液；
[0029]步驟B、制備填料-脲醛樹(shù)脂混合膠液:將填料過(guò)20目篩子后，置于200°C烘箱中4?12小時(shí)后備用；取適量步驟A制備好的改性脲醛樹(shù)脂膠液置于水粉攪拌混合器中，然后依次加入改性脲醛樹(shù)脂膠液質(zhì)量25?40 %的填料、10?12 %的水玻璃，攪拌均勻并用水調(diào)節(jié)體系黏度，即得填料-脲醛樹(shù)脂混合膠液；上述填料選用木肩或玉米、小麥等秸桿粉碎后的粉料。
[0030]然后準(zhǔn)備模具，將模具內(nèi)壁涂抹滑石粉，板材成型完畢后，容易脫模?；垡部梢宰鳛樘盍仙倭考尤氩襟EB的填料-脲醛樹(shù)脂混合膠液中，便于成型后脫模。
[0031]步驟C、植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材成型:將棕櫚樹(shù)皮去除根部的頸和末梢纖維，取中部纖維裁剪、清洗、烘干后備用；按照一層樹(shù)脂膠液、一層棕櫚皮纖維的方式將填料-脲醛樹(shù)脂混合膠液和棕櫚皮纖維放入模具中，棕櫚皮纖維鋪設(shè)2?3層即可，200mmX 200mmX 1mm的復(fù)合板材需要330?360g填料-脲醛樹(shù)脂混合膠液。將模具放置在振動(dòng)臺(tái)上振實(shí)后，放入80°C干燥箱中12小時(shí)即可獲得本專利所述的植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材。
[0032]如圖1、圖2所示，本發(fā)明制備方法制得的植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材，植物纖維被填料-脲醛樹(shù)脂混合膠液包覆在內(nèi)部，從而使復(fù)合板材具有較高的平整度；并且成型過(guò)程中無(wú)缺棱掉角問(wèn)題，硬度較高、強(qiáng)度較大、密度〈0.65g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)〈0.18ff/ (m.K)，且具有較好的耐水性和耐酸堿腐蝕性；可在其表面涂覆裝飾涂層后，開(kāi)發(fā)成室內(nèi)保溫裝飾板材。
[0033]本發(fā)明以三聚氰胺改性脲醛樹(shù)脂(MUF)為樹(shù)脂基體，以木肩或玉米、小麥等秸桿粉碎后的粉料為主要原料，以棕櫚皮或亞麻為增強(qiáng)材料，在一定的成型工藝條件下制備的一種密度較小、隔音隔熱性較好、耐腐蝕性較好的植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材，節(jié)能減排、綠色環(huán)保?？梢詫⒃搹?fù)合板材用于室內(nèi)外保溫裝飾基材、人行道地面硬化等領(lǐng)域。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材，其特征在于:由樹(shù)脂膠液層和植物纖維層復(fù)合而成。2.—種植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟A、制備改性脲醛樹(shù)脂膠液:首先按照甲醛:尿素:三聚氰胺=24:12:2?3的比例稱量原材料；將甲醛加入反應(yīng)釜中，再將稱量的尿素的75%加入反應(yīng)釜中，用氫氧化鈉溶液和氯化銨溶液調(diào)節(jié)體系PH值為9，進(jìn)行第一次反應(yīng)；接著依次加入余下的尿素和三聚氰胺，進(jìn)行第二次反應(yīng)后得到改性脲醛樹(shù)脂膠液； 步驟B、制備填料-脲醛樹(shù)脂混合膠液:取步驟A制得的改性脲醛樹(shù)脂膠液置于水粉攪拌混合器中，然后依次加入改性脲醛樹(shù)脂膠液質(zhì)量25?40%的填料和10?12%的水玻璃，攪拌均勻并用水調(diào)節(jié)體系黏度，即得填料-脲醛樹(shù)脂混合膠液； 步驟C、植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材成型:按照一層樹(shù)脂膠液、一層植物纖維的方式將步驟B制得的填料-脲醛樹(shù)脂混合膠液和植物纖維放入模具中，經(jīng)振實(shí)、干燥后即可獲得植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材的制備方法，其特征在于:步驟A中所述氫氧化鈉溶液和氯化錢溶液為5%的氫氧化鈉溶液和5%的氯化錢溶液。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材的制備方法，其特征在于:步驟A中第一次反應(yīng)環(huán)境為:在80°C熱合反應(yīng)釜中，反應(yīng)時(shí)間為30分鐘；第一次反應(yīng)后將溫度調(diào)至60°C，進(jìn)行第二次反應(yīng)，時(shí)間為30分鐘。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材的制備方法，其特征在于:步驟B中所述填料為過(guò)20目篩子后，置于200°C烘箱中4?12小時(shí)后所得。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材的制備方法，其特征在于:步驟C所述植物纖維為選取棕櫚樹(shù)皮的中部纖維或亞麻纖維進(jìn)行裁剪、清洗、烘干后所得。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材的制備方法，其特征在于:步驟C中所述植物纖維鋪設(shè)2?3層。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材的制備方法，其特征在于:步驟C中所述模具放置在振動(dòng)臺(tái)上振實(shí)后，放入80°C干燥箱中干燥12小時(shí)即得植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材的制備方法，其特征在于:所述填料為木肩或秸桿粉碎后的粉料。10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材的制備方法，其特征在于:在步驟C之前，先將模具內(nèi)壁涂抹滑石粉。
【專利摘要】本發(fā)明涉及復(fù)合材料制備領(lǐng)域，公開(kāi)了一種植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材的制備方法，以三聚氰胺改性脲醛樹(shù)脂(MUF)為樹(shù)脂基體，以木屑或玉米、小麥等秸稈粉碎后的粉料為主要原料，以棕櫚皮或亞麻為增強(qiáng)材料，在一定的成型工藝條件下制備的一種密度較小、隔音隔熱性較好、耐腐蝕性較好的植物纖維-脲醛樹(shù)脂環(huán)保復(fù)合板材，節(jié)能減排、綠色環(huán)保?？梢詫⒃搹?fù)合板材用于室內(nèi)外保溫裝飾基材、人行道地面硬化等領(lǐng)域。
【IPC分類】B32B27/12, C09J11/08, C09J11/04, C08G12/38, C09J161/30, B32B37/15
【公開(kāi)號(hào)】CN105346178
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510715728
【發(fā)明人】董金虎, 劉利利, 劉武, 仝琛, 杜浩, 鄭丹, 張峰, 張營(yíng)堂
【申請(qǐng)人】陜西理工學(xué)院
【公開(kāi)日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年10月28日