CN105346178B - 一种植物纤维-脲醛树脂环保复合板材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及复合材料制备领域，公开了一种植物纤维‑脲醛树脂环保复合板材的制备方法，以三聚氰胺改性脲醛树脂(MUF)为树脂基体，以木屑或玉米、小麦等秸秆粉碎后的粉料为主要原料，以棕榈皮或亚麻为增强材料，在一定的成型工艺条件下制备的一种密度较小、隔音隔热性较好、耐腐蚀性较好的植物纤维‑脲醛树脂环保复合板材，节能减排、绿色环保。可以将该复合板材用于室内外保温装饰基材、人行道地面硬化等领域。

Description

一种植物纤维-脲醛树脂环保复合板材及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料制备领域，尤其涉及一种植物纤维-脲醛树脂环保复合板材及其制备方法。
背景技术
国家“十二五”发展规划将节能减排、绿色环保作为产业发展的首要问题，同时将树脂基复合材料作为新材料的发展重点之一。
而在木材加工过程中，会产生大量的木屑，虽然木屑已经被广泛应用于燃料、发电、造纸、人造板以及农牧业等领域，但还是有大量的木屑没有得到很好的利用，造成了浪费甚至环境污染。并且近年来，农作物秸秆成为了农村面源污染的新源头。每年夏收和秋冬之际，总有大量的小麦、玉米等秸秆在田间焚烧，产生了大量浓重的烟雾，不仅成为农村环境保护的瓶颈问题，甚至成为殃及城市环境的罪魁祸首。
因此本发明人利用木屑或秸秆等作为原料，提出了一种植物纤维-脲醛树脂环保复合板材及其制备方法。
发明内容
本发明提供了一种植物纤维-脲醛树脂环保复合板材及其制备方法，解决了现有技术中存在的问题，可提高填料的利用率，同时本复合板材无需高温烧结成型、能耗低。
本发明是通过下述技术方案来实现的：
一种植物纤维-脲醛树脂环保复合板材，由树脂胶液层和植物纤维层复合而成。
一种植物纤维-脲醛树脂环保复合板材的制备方法，包括以下步骤：
步骤A、制备改性脲醛树脂胶液：首先按照甲醛：尿素：三聚氰胺＝24:12:2～3的比例称量原材料；将甲醛加入反应釜中，再将称量的尿素的75％加入反应釜中，用氢氧化钠溶液和氯化铵溶液调节体系PH值为9，进行第一次反应；接着依次加入余下的尿素和三聚氰胺，进行第二次反应后得到改性脲醛树脂胶液；
步骤B、制备填料-脲醛树脂混合胶液：取步骤A制得的改性脲醛树脂胶液置于水粉搅拌混合器中，然后依次加入改性脲醛树脂胶液质量25～40％的填料和10～12％的水玻璃，搅拌均匀并用水调节体系黏度，即得填料-脲醛树脂混合胶液；
步骤C、植物纤维-脲醛树脂环保复合板材成型：按照一层树脂胶液、一层植物纤维的方式将步骤B制得的填料-脲醛树脂混合胶液和植物纤维放入模具中；将模具放置在振动台上振实后，放入干燥箱中干燥后即可获得植物纤维-脲醛树脂环保复合板材。
步骤A中所述氢氧化钠溶液和氯化铵溶液为5％的氢氧化钠溶液和5％的氯化铵溶液。
步骤A中第一次反应环境为：在80℃热合反应釜中，反应时间为30分钟；第一次反应后将温度调至60℃，进行第二次反应，时间为30分钟。
步骤B中所述填料为过20目筛子后，置于200℃烘箱中4～12小时后所得。
步骤C所述植物纤维为选取棕榈树皮的中部纤维或亚麻纤维进行裁剪、清洗、烘干后所得。
步骤C中所述植物纤维铺设2～3层。
步骤C中所述模具放置在振动台上振实后，放入80℃干燥箱中干燥12小时即得植物纤维-脲醛树脂环保复合板材。
所述填料为木屑或秸秆粉碎后的粉料。
在步骤C之前，先将模具内壁涂抹滑石粉。
与现有技术相比，本发明的植物纤维-脲醛树脂环保复合板材及其制备方法具有以下突出优点：可以拓展填料和植物纤维的应用领域，提高其利用率，达到资源综合利用和循环利用的有益效果。
进一步地，棕榈树具有较高的食用、药用和观赏价值，且棕榈树具有非常强的空气净化能力，本复合板材的成功开发应用，也可以促进棕榈树的培植。
进一步地，本发明的植物纤维-脲醛树脂环保复合板材成型工艺简单，无需高温烧结成型、能耗低，亦是其能够被推广利用的先决条件。
附图说明
图1为本发明复合板材的正面样板图；
图2为图1的底面图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明一种植物纤维-脲醛树脂环保复合板材，由树脂胶液层和植物纤维层复合而成。植物纤维层可采用棕榈皮纤维、亚麻纤维或其他植物纤维。
其制备方法包括以下步骤：
步骤A、制备改性脲醛树脂胶液：首先配置5％的氢氧化钠溶液和5％的氯化铵溶液备用，按照甲醛：尿素：三聚氰胺＝24:12:2～3的比例称量原材料(其中尿素分两次加入，甲醛溶液浓度为37％)；在80℃热合反应釜中加入甲醛，再加入称量的尿素的75％，用氢氧化钠溶液和氯化铵溶液调节体系PH值为9，反应30分钟；接着，将温度调至60℃，依次加入余下的尿素和三聚氰胺，反应30分钟后得到改性脲醛树脂胶液；
步骤B、制备填料-脲醛树脂混合胶液：将填料过20目筛子后，置于200℃烘箱中4～12小时后备用；取适量步骤A制备好的改性脲醛树脂胶液置于水粉搅拌混合器中，然后依次加入改性脲醛树脂胶液质量25～40％的填料、10～12％的水玻璃，搅拌均匀并用水调节体系黏度，即得填料-脲醛树脂混合胶液；上述填料选用木屑或玉米、小麦等秸秆粉碎后的粉料。
然后准备模具，将模具内壁涂抹滑石粉，板材成型完毕后，容易脱模。滑石粉也可以作为填料少量加入步骤B的填料-脲醛树脂混合胶液中，便于成型后脱模。
步骤C、植物纤维-脲醛树脂环保复合板材成型：将棕榈树皮去除根部的颈和末梢纤维，取中部纤维裁剪、清洗、烘干后备用；按照一层树脂胶液、一层棕榈皮纤维的方式将填料-脲醛树脂混合胶液和棕榈皮纤维放入模具中，棕榈皮纤维铺设2～3层即可，200mm×200mm×10mm的复合板材需要330～360g填料-脲醛树脂混合胶液。将模具放置在振动台上振实后，放入80℃干燥箱中12小时即可获得本专利所述的植物纤维-脲醛树脂环保复合板材。
如图1、图2所示，本发明制备方法制得的植物纤维-脲醛树脂环保复合板材，植物纤维被填料-脲醛树脂混合胶液包覆在内部，从而使复合板材具有较高的平整度；并且成型过程中无缺棱掉角问题，硬度较高、强度较大、密度<0.65g/cm3，导热系数<0.18W/(m.K)，且具有较好的耐水性和耐酸碱腐蚀性；可在其表面涂覆装饰涂层后，开发成室内保温装饰板材。
本发明以三聚氰胺改性脲醛树脂(MUF)为树脂基体，以木屑或玉米、小麦等秸秆粉碎后的粉料为主要原料，以棕榈皮或亚麻为增强材料，在一定的成型工艺条件下制备的一种密度较小、隔音隔热性较好、耐腐蚀性较好的植物纤维-脲醛树脂环保复合板材，节能减排、绿色环保。可以将该复合板材用于室内外保温装饰基材、人行道地面硬化等领域。

Claims (10)

1.一种植物纤维-脲醛树脂环保复合板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A、制备改性脲醛树脂胶液：首先按照甲醛：尿素：三聚氰胺＝24:12:2～3的比例称量原材料；将甲醛加入反应釜中，再将称量的尿素的75％加入反应釜中，用氢氧化钠溶液和氯化铵溶液调节体系pH值为9，进行第一次反应；接着依次加入余下的尿素和三聚氰胺，进行第二次反应后得到改性脲醛树脂胶液；
步骤B、制备填料-脲醛树脂混合胶液：取步骤A制得的改性脲醛树脂胶液置于水粉搅拌混合器中，然后依次加入改性脲醛树脂胶液质量25～40％的填料和10～12％的水玻璃，搅拌均匀并用水调节体系黏度，即得填料-脲醛树脂混合胶液；
步骤C、植物纤维-脲醛树脂环保复合板材成型：按照一层树脂胶液、一层植物纤维的方式将步骤B制得的填料-脲醛树脂混合胶液和植物纤维放入模具中，经振实、干燥后即可获得植物纤维-脲醛树脂环保复合板材。
2.根据权利要求1所述的一种植物纤维-脲醛树脂环保复合板材的制备方法，其特征在于：步骤A中所述氢氧化钠溶液和氯化铵溶液为5％的氢氧化钠溶液和5％的氯化铵溶液。
3.根据权利要求1所述的一种植物纤维-脲醛树脂环保复合板材的制备方法，其特征在于：步骤A中第一次反应环境为：在80℃热合反应釜中，反应时间为30分钟；第一次反应后将温度调至60℃，进行第二次反应，时间为30分钟。
4.根据权利要求1所述的一种植物纤维-脲醛树脂环保复合板材的制备方法，其特征在于：步骤B中所述填料为过20目筛子后，置于200℃烘箱中4～12小时后所得。
5.根据权利要求1所述的一种植物纤维-脲醛树脂环保复合板材的制备方法，其特征在于：步骤C所述植物纤维为选取棕榈树皮的中部纤维或亚麻纤维进行裁剪、清洗、烘干后所得。
6.根据权利要求1所述的一种植物纤维-脲醛树脂环保复合板材的制备方法，其特征在于：步骤C中所述植物纤维铺设2～3层。
7.根据权利要求1所述的一种植物纤维-脲醛树脂环保复合板材的制备方法，其特征在于：步骤C中所述模具放置在振动台上振实后，放入80℃干燥箱中干燥12小时即得植物纤维-脲醛树脂环保复合板材。
8.根据权利要求1所述的一种植物纤维-脲醛树脂环保复合板材的制备方法，其特征在于：所述填料为木屑或秸秆粉碎后的粉料。
9.根据权利要求1所述的一种植物纤维-脲醛树脂环保复合板材的制备方法，其特征在于：在步骤C之前，先将模具内壁涂抹滑石粉。
10.一种植物纤维-脲醛树脂环保复合板材，其特征在于：采用权利要求1至9任一项所述的制备方法制备，由树脂胶液层和植物纤维层复合而成。
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