CN105034130A - 一种抗弯强度高废旧轮胎橡胶粉改性竹纤维板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种抗弯强度高废旧轮胎橡胶粉改性竹纤维板，由下列重量份的原料制成：竹纤维162-164、0.2%氢氧化钠溶液适量、大豆分离蛋白16.2-16.7、防腐剂1.5-1.6、废旧轮胎橡胶粉7-8、SiO₂纳米纤维1.3-1.5、丁苯橡胶1.6-1.9、六钛酸钾晶须1-2、多壁碳纳米管1-1.3。本发明竹纤维板材使用废旧轮胎橡胶粉进行改性，疏水性好，其力学性能达到GB/T11718—2009干燥状态下普通型、家具型中密度纤维板、室外状态下家具型中密度纤维板的国家标准；通过使用SiO₂纳米纤维、六钛酸钾晶须、多壁碳纳米管，大大提高了板材的静曲强度，抗弯性能大大提高，适用于制作大型的家具，持久耐用。

Description

一种抗弯强度高废旧轮胎橡胶粉改性竹纤维板及其制备方法

技术领域

本发明涉及竹纤维板制造领域，尤其涉及一种抗弯强度高废旧轮胎橡胶粉改性竹纤维板及其制备方法。

背景技术

纤维板结构均匀、表面平滑光整,具有良好的加工性能,因此被广泛用于家具制造业和建筑业。目前制备纤维板的主要原料为木质纤维和脲醛树脂胶粘剂。随着森林资源的过渡砍伐,如何保证充足的原料供给,已成为一个重要的社会和经济问题。另外,脲醛树脂来源于不可再生的石化资源,在湿热环境下容易释放出游离甲醛,严重污染环境,危害人类健康。随着原油价格的不断上涨和人们对自身及环境安全问题的日益关注,这一问题变得更为严峻。

竹子生长快、产量高,与木材相比,具有强度高、韧性好等特点,是纤维板的理想原料。中国竹资源丰富,有竹子40属500多种,面积800万hm²,占世界竹林面积的40%,现有竹材加工厂数千家,竹林年采伐量达4亿株,1200万t,在竹加工产业中有大量的纤维残余被废弃而没有被充分利用。

大豆蛋白是油脂加工的副产品,来源丰富。改性大豆蛋白胶粘剂无毒,是一种环境友好型产品。Sun等利用脲、SDS、SDBS、盐酸胍对大豆蛋白改性,提高了其粘接性能。洪一前等利用氢氧化钠溶液对大豆分离蛋白改性,获得了粘接性能较佳的胶粘剂。李永辉等运用SDS改性的大豆分离蛋白胶粘剂,显著提高了其在胶合板的粘结性能、耐候性能和耐水性能。《基于改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板性能》一文利用改性大豆蛋白胶粘剂制作出竹纤维板，该竹纤维板的静曲强度达16.5MPa,弹性模量1032.6MPa,抗拉强度10.4MPa,厚度膨胀率31.0%。

近年来，我国橡胶资源紧缺，每年进口大量的天然橡胶与合成橡胶，而轮胎消耗了橡胶消费总量的70%以上;废旧轮胎已成黑色污染，我国废旧轮胎产量2004年1.12亿条，2006年1.5亿条，2008年约2.07亿条，2009年2.33亿条，2010年为2.56亿条。废旧轮胎主要用于轮胎翻新、胶粉利用、原形改制、再生胶、热裂解利用及燃料。

将废旧橡胶粉用碱处理，与木质材料复合，能提高材料的防水、防震、隔热、隔音等性能，将废旧橡胶粉用于竹纤维板的报导还没有。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗弯强度高废旧轮胎橡胶粉改性竹纤维板及其制备方法，该竹纤维板材的静曲强度高，抗弯性能好，适用于制作大型的家具，持久耐用。

本发明的技术方案如下：

一种抗弯强度高废旧轮胎橡胶粉改性竹纤维板，其特征在于由下列重量份的原料制成：竹纤维162-164、0.2%氢氧化钠溶液适量、大豆分离蛋白16.2-16.7、防腐剂1.5-1.6、废旧轮胎橡胶粉7-8、SiO₂纳米纤维1.3-1.5、丁苯橡胶1.6-1.9、六钛酸钾晶须1-2、多壁碳纳米管1-1.3。

所述的抗弯强度高废旧轮胎橡胶粉改性竹纤维板，其特征在于：

（1）将废旧轮胎橡胶粉过200目筛，与3-4倍重量份的0.2%氢氧化钠溶液、丁苯橡胶混合，在50-52℃下搅拌15-20min，然后在50-52℃、波长340nm、辐照强度0.77W/㎡的条件下进行紫外线老化8-9h，再在38-40℃下冷凝3.5-4h，如此循环处理橡胶粉一周，得到改性橡胶粉；

（2）取159-162重量份的0.2%氢氧化钠溶液，与大豆分离蛋白、SiO₂纳米纤维、六钛酸钾晶须、多壁碳纳米管、防腐剂混合搅拌30-40分钟，再加入改性橡胶粉，继续搅拌1.6-2h，得到胶黏剂；

（3）将胶黏剂与其他剩余成分混合，搅拌15-17min，调节板坯含水率为34-34.4%，进行铺装，在热压温度为166-168℃下,热压7.5-7.8min成型，即得。

本发明的有益效果

本发明竹纤维板材使用废旧轮胎橡胶粉进行改性，板的表面表现出良好的疏水性，其力学性能达到GB/T11718—2009干燥状态下普通型、家具型中密度纤维板、室外状态下家具型中密度纤维板的国家标准；通过使用SiO₂纳米纤维、六钛酸钾晶须、多壁碳纳米管，大大提高了板材的静曲强度，抗弯性能大大提高，适用于制作大型的家具，持久耐用。

具体实施方式

一种抗弯强度高废旧轮胎橡胶粉改性竹纤维板，由下列重量份（公斤）的原料制成：竹纤维163、0.2%氢氧化钠溶液适量、大豆分离蛋白16.5、防腐剂1.5、废旧轮胎橡胶粉7.5、SiO₂纳米纤维1.4、丁苯橡胶1.7、六钛酸钾晶须1.5、多壁碳纳米管1.2。

所述的抗弯强度高废旧轮胎橡胶粉改性竹纤维板，其特征在于：

（1）将废旧轮胎橡胶粉过200目筛，与3.5倍重量份的0.2%氢氧化钠溶液、丁苯橡胶混合，在50℃下搅拌15min，然后在50℃、波长340nm、辐照强度0.77W/㎡的条件下进行紫外线老化8h，再在38℃下冷凝3.5h，如此循环处理橡胶粉一周，得到改性橡胶粉；

（2）取159重量份的0.2%氢氧化钠溶液，与大豆分离蛋白、SiO₂纳米纤维、六钛酸钾晶须、多壁碳纳米管、防腐剂混合搅拌30分钟，再加入改性橡胶粉，继续搅拌2h，得到胶黏剂；

（3）将胶黏剂与其他剩余成分混合，搅拌16min，调节板坯含水率为34.2%，进行铺装，在热压温度为167℃下,热压7.7min成型，即得。

实验数据：

该实施例竹纤维板的静曲强度达25.5MPa,弹性模量1625MPa,抗拉强度14MPa,厚度膨胀率18.9%。

Claims (2)

1.一种抗弯强度高废旧轮胎橡胶粉改性竹纤维板，其特征在于由下列重量份的原料制成：竹纤维162-164、0.2%氢氧化钠溶液适量、大豆分离蛋白16.2-16.7、防腐剂1.5-1.6、废旧轮胎橡胶粉7-8、SiO₂纳米纤维1.3-1.5、丁苯橡胶1.6-1.9、六钛酸钾晶须1-2、多壁碳纳米管1-1.3。

2.根据权利要求1所述的抗弯强度高废旧轮胎橡胶粉改性竹纤维板，其特征在于：

（1）将废旧轮胎橡胶粉过200目筛，与3-4倍重量份的0.2%氢氧化钠溶液、丁苯橡胶混合，在50-52℃下搅拌15-20min，然后在50-52℃、波长340nm、辐照强度0.77W/㎡的条件下进行紫外线老化8-9h，再在38-40℃下冷凝3.5-4h，如此循环处理橡胶粉一周，得到改性橡胶粉；

（2）取159-162重量份的0.2%氢氧化钠溶液，与大豆分离蛋白、SiO₂纳米纤维、六钛酸钾晶须、多壁碳纳米管、防腐剂混合搅拌30-40分钟，再加入改性橡胶粉，继续搅拌1.6-2h，得到胶黏剂；

（3）将胶黏剂与其他剩余成分混合，搅拌15-17min，调节板坯含水率为34-34.4%，进行铺装，在热压温度为166-168℃下,热压7.5-7.8min成型，即得。