CN107586462A - 模制品及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模制品及其制备方法，该模制品由包括如下组分的混合物制成：8‑30重量份的热固性树脂和70‑92重量份粒度为5‑300目的秸秆粉末；其中，该模制品的比重为0.8‑0.95，且其表层的秸秆粉末含量明显低于其内部的秸秆粉末含量。该方法包括如下步骤：⑴为模制品准备混合物；⑵将该混合物投入模具型腔内，并在模具型腔处于气密性封闭的状态下进行模压。本发明的模制品能够快速且低成本地成型，并具有较好表观性能。

Description

模制品及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种模制品及其制备方法，尤其是一种由包括秸秆粉末和热固性树脂的混合物模制而成的马桶盖及其制备方法。

背景技术

现有马桶盖(翻盖和座圈)通常采用以下材料及制备方法：a，例如ABS、聚丙烯、聚苯乙烯等热塑性树脂的注射模塑；b，脲醛模塑化合物的压缩模塑(又称模压)；c，机械加工中密度纤维板至所期望的形状；d，木质粉末与脲醛树脂或酚醛树脂混合后模压。

在模制的木质马桶盖中，大部分情况下使用木材加工厂的废木材来提供纤维素，但也有使用原木的情形。用来制备马桶盖及其他制品的中密度纤维板主要使用原木，而不是木材加工厂的废木材。另外，也有一些专利文献所公开的人造板使用如小麦或水稻等的秸秆来提供纤维素。

例如，中国专利文献CN104526831A公开了一种水稻或者小麦秸秆板的制备方法，包含以下步骤：1)将水稻或者小麦秸秆粉碎；2)对秸秆碎料进行蒸煮；3)将蒸煮后的秸秆碎料放入加热装置中，添加水及硅烷偶联剂，控温搅拌；4)将表面处理后的秸秆干燥并粉碎成纤维粉状；5)将处理后的秸秆纤维粉和脲醛树脂胶混合均匀，再将混合物放入压板机中热压成型。

中国专利文献CN1623746A公开了一种复合人造板及其制备方法，该人造板包括脲醛树脂粘结剂、12～75目的秸秆类非木材植物纤维碎料、和膨润土，脲醛树脂粘结剂、秸秆类非木材植物纤维及膨润土的重量百分配比为：12～60％∶35～85％∶3～50％。该方法是先将秸秆类非木材植物纤维粉碎，再通过干燥或加湿的方法使秸秆类非木材植物短纤维的含水率为3％～25％，然后按秸秆类非木材植物纤维及膨润土的重量百分配比配成秸秆类非木材植物纤维及凹凸棒土混合物，采用机械球磨或碾压对混合物进行处理，再按比例加入脲醛树脂粘结剂并搅拌均匀，铺装到模具中后，热压成形。

除了利用包括脲醛树脂和秸秆的混合物来制造人造板以外，也有利用包括酚醛树脂和秸秆的混合物来制备人造板的报道。例如，中国专利文献CN105694512A公开了一种秸秆粉板，包括：秸秆粉100份，酚醛树脂10-100份，固化剂适量，填料0-30份。

在利用含有热固性树脂和纤维素的混合物料制备模制品时，通常采用开放式模压法。如图2所示，这种模压方法中，上模1和下模2之间在模压阶段存在使得模具型腔与外部空间相连通的间隙3，随着模具型腔内混合物料4的受热，混合物料4中的水分和树脂化学反应产生蒸汽，该蒸汽在整个模压阶段均可通过间隙3排出型腔。这种开放式模压法存在树脂固化反应时间长、模具加热能耗高的不足。

另外，现有技术对秸秆粉末和酚醛树脂/脲醛树脂之间的接合性能进行了较多的关注，但实践证明，由包括秸秆粉末和热固性树脂的混合物模制而成的模制品的表观性能仍然存在进一步改进的需要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的主要目的是提供一种既具有较好表观性能，又能快速且低成本地成型的模制品及其制备方法。

为了实现上述的主要目的，本发明的一个方面提供了一种模制品，其由包括如下组分的混合物制成：8-30重量份的热固性树脂和70-92重量份粒度为5-300目的秸秆粉末；其中，该模制品的比重为0.8-0.95，且该模制品通过封闭式模压法成型，使得其表层的秸秆粉末含量明显低于其内部的秸秆粉末含量。

本发明中，秸秆是指以谷粒为栽培目的的禾本科作物，例如小麦、水稻、玉米、高粱等在收获谷粒后的剩余部分。

本发明中，封闭式模压法是指在模压过程中使得模具型腔处于气密性封闭状态的模压方法(其中可以包括在模压预定时间后进行例如10秒至30秒的排气操作)。采用封闭式模压法，一方面可使树脂在模压时朝模制品的外表面流动，使得模制品表层的秸秆粉末含量明显低于其内部的秸秆粉末含量，从而改善模制品的表观性能；另一方面，模压时混合物料所产生的蒸汽使得气密性封闭的型腔处于相对高压状态，模具形成“高压锅”，从而可以加快树脂的受热和固化，并降低模具的加热能耗。

本发明中，模制品表层是指其表面以下1毫米厚度的区域，表层以内的区域为模制品内部。模制品表层的秸秆粉末含量明显低于其内部的秸秆粉末含量，是指表层的秸秆粉末重量百分比为其内部的秸秆粉末重量百分比的一半以下；例如，表层的秸秆粉末重量百分比为其内部的秸秆粉末重量百分比的大约1/3或1/5。

本发明模制品的比重仅为0.8-0.95，轻便易操作，便于运输，并可减少树脂用量。与此相对地，现有技术中人造板的比重通常达到1.1-1.2，非常笨重且难以机械加工。

本发明中，热固性树脂例如可以为脲醛树脂或酚醛树脂，其中酚醛树脂是特别优选的。

脲醛树脂是尿素与甲醛在催化剂作用下缩聚成初期脲醛树脂，然后再固化为末期热固性树脂。为了保证其性能，通常需要过量的甲醛，而且由于尿素与甲醛的缩聚反应是可逆反应，因此在模压过程中会产生甲醛，且模制品中会存在甲醛残留。

酚醛树脂由苯酚和甲醛在催化剂作用下缩聚而成，其中甲醛无需过量，固化过程中没有甲醛产生，且模制品不存在甲醛残留，因此选用酚醛树脂更为健康环保。

另外，当热固性树脂选用酚醛树脂时，优选控制该模制品的比重为0.85-0.9。这样，即使该模制品的比重较小，也可以达到所期望的机械强度。

根据本发明的一种具体实施方式，上述混合物包括10-20重量份的热固性树脂和80-90重量份的秸秆粉末。

作为本发明的一种优选实施方式，上述混合物还包括0.25-1重量份的润滑剂，以便于模制品的脱模。举例来说，可以选择硬脂酸锌或矿物油作为润滑剂。

容易理解，上述热固性树脂中根据需要可以包含适量的固化剂。举例来说，当热固性树脂选用Novalac酚醛树脂时，其中可以包含占Novalac酚醛树脂重量6-14％的六亚甲基四胺作为固化剂。

作为本发明的另一具体实施方式，秸秆粉末的粒度可以为10-200目，优选为20-150目，更优选为20-100目，更优选为40-80目。其中，5目筛网的孔径为4000微米，20目筛网的孔径为830微米，100目筛网的孔径为150微米，300目筛网的孔径为48微米。

本发明中，热固性树脂优选具有粉末形态，以便于混合物的配料和模压操作。

作为本发明的再一具体实施方式，上述的模制品为马桶盖。需要说明的是，现有技术中尚未见利用包括秸秆粉末和热固性树脂的混合物模制马桶盖的相关报道，而利用由秸秆粉末和热固性树脂所制成的人造板来制造马桶盖需要进行复杂的外形机械加工。

为了实现上述的主要目的，本发明的另一方面提供了一种制备上述模制品的方法，该方法包括如下步骤：

⑴为模制品准备混合物；

⑵将该混合物投入模具型腔内，并在模具型腔处于气密性封闭的状态下对该混合物进行模压。

其中，步骤⑵中可以在模压预定时间后进行例如10秒至30秒的排气操作。

本发明的方法中，步骤⑴优选采用含水量为2-9wt％的秸秆粉末。

本发明的方法中，步骤⑵中优选控制模压时间为3分钟至12分钟，模压温度为100℃至250℃。

本发明的制备方法不仅具有成本低、固化成型过程快速的优点，而且所得到的模制品具有较好表观性能。

为了更清楚地阐述本发明的目的、技术方案及优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1为表示本发明所采用封闭式模压法的示意图；

图2为表示现有技术中开放式模压法的示意图。

具体实施方式

以下以马桶盖(例如其翻盖和/或座圈)为例来详细说明本发明模制品的组成及其制作方法。容易理解，本发明可以应用于马桶盖之外的其他模制品。

实施例1

本实施例所提供的模制品为马桶盖，其由包括如下组分的混合物制备而成：92重量份的稻草秸秆粉末、8重量份的Novalac酚醛树脂粉末。其中，稻草秸秆粉末的含水量为2-9％、粒度为60目。

该马桶盖是通过封闭式模压法成型的，其具体制备方法包括如下步骤：

⑴按比例准备上述用于制备马桶盖的混合物；

⑵将该混合物投放到模具型腔内，并在模具型腔处于气密性封闭的状态下进行模压；其中，控制模压时间为3分钟至12分钟，模压温度为100℃至250℃，得到比重为0.8-0.95的模制品，且模制品表层的秸秆粉末含量明显低于其内部的秸秆粉末含量；其中，在压缩循环结束时进行排气操作，以避免马桶盖爆炸或起泡。

脱模，根据需要进一步对模制品磨砂/抛光、着色和装配，得到成品。

本发明中的封闭式模压法是通过如图1所示的封闭式模具实现的。如图1所示，该模具包括上模11和下模12，二者之间在模压时形成紧密接触13，以实现模具型腔的气密性封闭。这样，型腔内的混合物料14中的水分蒸发和树脂化学反应产生的蒸汽被封闭在型腔内。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，所采用的混合物包括：70重量份的稻草秸秆粉末、30重量份的Novalac酚醛树脂粉末、1重量份的矿物油。其中，稻草秸秆粉末的含水量为2-9％、粒度为200目。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于，所采用的混合物包括：80重量份的稻草秸秆粉末、20重量份的Novalac酚醛树脂粉末、0.5重量份的硬脂酸锌。其中，稻草秸秆粉末的含水量为2-9％、粒度为300目。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于：所采用的混合物中还包括0.25-1重量份，例如0.5重量份的硬脂酸锌或矿物油。

实施例5

本实施例与实施例1的区别在于，马桶盖由包括如下组分的混合物制备而成：80重量份的小麦秸秆粉末、20重量份的脲醛树脂粉末。其中，小麦秸秆粉末的含水量为2-9％、粒度为5目。

实施例6

本实施例与实施例5的区别在于，混合物中还包括0.25-1重量份，例如0.5重量份的硬脂酸锌或矿物油。

虽然本发明以具体实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的保护范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种模制品，由包括如下组分的混合物制成：8-30重量份的热固性树脂和70-92重量份粒度为5-300目的秸秆粉末；其中，所述模制品的比重为0.8-0.95，且所述模制品通过封闭式模压法成型，使得其表层的秸秆粉末含量明显低于其内部的秸秆粉末含量。

2.如权利要求1所述的模制品，其中，所述热固性树脂为酚醛树脂。

3.如权利要求2所述的模制品，其中，所述模制品的比重为0.85-0.9。

4.如权利要求1所述的模制品，其中，所述混合物包括10-20重量份的热固性树脂和80-90重量份的秸秆粉末；优选地，所述混合物还包括0.25-1重量份的润滑剂。

5.如权利要求1所述的模制品，其中，所述秸秆粉末的粒度为20-100目。

6.如权利要求1所述的模制品，其中，所述热固性树脂具有粉末形态。

7.如权利要求1所述的模制品，其中，所述的模制品为马桶盖。

8.一种制备如权利要求1至7任一项所述模制品的方法，该方法包括如下步骤：

⑴为所述模制品准备所述混合物；

⑵将所述混合物投入模具型腔内，并在所述型腔处于气密封封闭的状态下对所述混合物进行模压。

9.如权利要求8所述的方法，其中，步骤⑴采用含水量为2-9wt％的秸秆粉末。

10.如权利要求8所述的方法，其中，步骤⑵中控制模压时间为3分钟至12分钟，模压温度为100℃至250℃。