CN110936461B - 一种竹笋壳-脲醛树脂层合板的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种竹笋壳‑脲醛树脂层合板的制备工艺,包括以下步骤:步骤1)、竹笋壳预处理;步骤2)、配制脲醛树脂混合胶液:步骤3)、施胶及热压成型:步骤31)在平板模具上均匀撒上一层滑石粉作为脱模剂;步骤32)在模板上平铺一层经步骤1)预处理的竹笋壳,并在其表面用刷一层脲醛树脂混合胶液;然后,再平铺一层竹笋壳,再在其表面刷一层胶液;直至所有平铺的竹笋壳的厚度达到层合板的厚度;步骤33)将模具放在平板硫化机上,在100~105℃、1~2MPa条件下,反应30~40min;步骤34)将平板硫化机的参数调至140~150℃、15~20MPa,继续反应使层合板充分固化;步骤35)冷却至室温后,除去四周毛边即得竹笋壳‑脲醛树脂层合板。本发明具有可充分利用竹资源的特点。
Description
技术领域
本发明属于层合板制备技术领域,具体涉及一种竹笋壳-脲醛树脂层合板的制备工艺。
背景技术
我国的竹类资源分布广、产量大,而竹子具有一次成林、长期利用、成材周期短、生产力高等优点。据统计,我国每年的竹材产量约15.39亿根,大约相当于2300万m3的木材量,经营竹林显著减少了森林砍伐。竹子因其独特的生长特性、生态功能和经济价值,被公认为巨大的、绿色的、可再生的资源库,是新兴产业和发展循环经济的潜力所在。因此,开发利用好竹类资源,将为我国经济发展和生态环境建设做出应有的贡献。
目前,竹材的利用很广泛,比如在造纸、建筑、家装、餐厨、饰品等方面的应用量非常大,但作为竹林资源的副产品,竹笋壳的利用却很少。尤其是用量较大的毛竹,其竹笋壳的展开面积很大,可以作为一种资源加以利用。
用尿素和甲醛经简单的缩聚反应生成脲醛树脂(UF),具有胶粘强度高、固化快、胶层无色、制造简单、操作性能好、性能优良以及成本低廉、原料来源丰富等特点。因此,可以将竹笋壳经一定的工艺处理后,经UF胶黏剂黏合热压成型、表面涂层包覆等操作制成层合板,从而使竹资源得到更加充分的利用。与此同时,竹林的种植和管理相对简单,尤其是可以充分利用山地、地边、房前屋后等空闲土地,不仅可以带动偏远地区的经济发展,也能起到保护水土、绿化环境的效果,有利于环境、经济和社会的协调发展。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题,本发明的目的是提供一种竹笋壳-脲醛树脂层合板的制备工艺,使竹资源得到更充分的利用;
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是,
一种竹笋壳-脲醛树脂层合板的制备工艺,包括以下步骤:
步骤1)、竹笋壳预处理;
步骤2)、配制黏合剂:
步骤3)、施胶及热压成型:
步骤31)在平板模具上均匀撒上一层滑石粉作为脱模剂;
步骤32)在模板上平铺一层经步骤1)预处理的竹笋壳,并在其表面用刷一层黏合剂;然后,再平铺一层竹笋壳,再在其表面刷一层胶液;直至所有平铺的竹笋壳的厚度达到层合板的厚度;
步骤33)将模具放在平板硫化机上,在100~105℃、1~2MPa条件下,反应30~40min;
步骤34)将平板硫化机的参数调至140~150℃、15~20MPa,继续反应使层合板充分固化;
步骤35)冷却至室温后,除去四周毛边即得竹笋壳-脲醛树脂层合板。
进一步的,竹笋壳预处理的具体步骤如下:
步骤11)将竹笋壳清洗干净,除去表面的毛刺;
步骤12)将经步骤11)处理的竹笋壳用质量浓度百分比为5~10%的强碱溶液浸泡,除去表面的角质层;
步骤13)将经步骤12)处理的竹笋壳清洗干净,置于60℃烘箱中30min;
步骤14)在经步骤13)处理的竹笋壳上,穿刺形成许多均匀的刺孔结构;
步骤15)将硅烷偶联剂KH-560和无水乙醇,按照质量比1:4的比例均匀混合后,刷在带刺孔结构的竹笋壳外表面,使竹笋壳被充分浸润后,将竹笋壳置于通风处晾干备用。
进一步的,所述步骤12)中的强碱溶液包括NaOH溶液或KOH溶液。
进一步的,所述黏合剂包括脲醛树脂混合胶液、环氧树脂胶液或丙烯酸树脂胶液。
进一步的,所述脲醛树脂混合胶液的制备步骤如下:
步骤21)按照质量百分比,配制2%的NaOH溶液和5%的NH4Cl溶液;
步骤22)将烧杯放入90~95℃的水浴锅中,然后量取30mL甲醛溶液置于烧杯中,调节pH到7.0;
步骤23)在持续搅拌条件下,加入20~30g脲素,10~15min后加入8~12g三聚氰胺,反应30min;
步骤24)将水浴温度调节至80~85℃,并用NH4Cl溶液调节上述反应体系的pH至6.0,持续搅拌条件下加入10~15g脲素,反应5~10min;
步骤25)关闭水浴加热系统,并加入1~2g聚乙烯醇,持续搅拌25~30min后,加入1mL NH4Cl溶液,继续搅拌20~25min后,加入2~3mL NH4Cl溶液,混合均匀后即得到脲醛树脂混合胶液,冷却至室温备用。
进一步的,所述步骤22)中用NaOH溶液进行pH调节。
进一步的,所述步骤32)中竹笋壳的叠加层数为5~15层。
进一步的,所述一种竹笋壳-脲醛树脂层合板的制备工艺,还包括步骤4)、涂层包覆工艺:根据涂层厚度需要,将涂层浆料涂覆在竹笋壳-脲醛树脂层合板表面,并充分震荡使其表面平整;并在室温条件下,将涂覆涂层的竹笋壳-脲醛树脂层合板,静置至充分固化。
进一步的,所述涂层浆料为环氧树脂、聚氨酯或PVC热覆膜。
进一步的,所述环氧树脂的制备方法如下:
步骤41)按照质量,称取100份EP-618,然后加入8~10份丙酮,将EP-618充分溶解得到混合液A;
步骤42)在混合液A中加入50~60份Al(OH)3、2~3份颜料,充分搅拌均匀得到混合液B;
步骤43)在混合液B中,加入9~11份乙二胺、1份苯甲酸,搅拌均匀即得环氧树脂涂层。
与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果,本发明通过合理巧妙的设计,将竹笋壳与脲醛树脂复合制备层合板,使竹资源得到更充分的利用,由于本发明的竹笋壳-脲醛树脂层合板独特的结构特点,采用“板材成型+外层涂覆”的设计,使其具有较高力学强度、良好的隔热减震性、较小的密度,同时,还具有良好的耐水性、耐用性,易于进行着色、修饰处理;
另外,本发明的该竹笋壳-脲醛树脂层合板采用热压成型工艺,具有成本低、工艺简单的突出优势,具有市场推广利用价值,进一步推动竹加工产业链的发展和完善,有利于环境、经济和社会的协调发展;
附图说明
图1为竹笋壳-脲醛树脂层合板,其中:
图1a为未经表面包覆处理的竹笋壳-脲醛树脂层合板的纵向切面示意图;
图1b为未经表面包覆处理的竹笋壳-脲醛树脂层合板的横向切面示意图;
图1c为涂层包覆处理后的竹笋壳-脲醛树脂层合板的正面示意图;
图1d为涂层包覆处理后的竹笋壳-脲醛树脂层合板的背面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步描述,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
首先需要说明的是,本发明的实施例中,用到的材料、试剂如下:
竹笋壳,毛竹自然脱离的竹笋壳,自行收集;
氢氧化钠(NaOH),分析纯,天津市河东区红岩试剂厂;
硅烷偶联剂KH-560,分析纯,盖州市化学工业有限公司;
无水乙醇,分析纯,天津市河东区红岩试剂厂;
氯化铵(NH4Cl),分析纯,郑州派尼化学试剂厂;
甲醛溶液(37%),分析纯,成都金山化学试剂有限公司;
脲素,分析纯,天津市致远化学试剂有限公司;
三聚氰胺,化学纯,成都市科龙化工试剂厂;
聚乙烯醇BP-17,工业级,广州市淇盛化工有限公司;
环氧树脂618(EP-618),化学纯,蓝星化工无锡树脂厂;
丙酮,化学纯,广州市东红化工厂;
氢氧化铝(Al(OH)3),15μm,天津市红岩化学试剂厂;
颜料,工业级,扬州联合安邦颜料化工有限公司;
乙二胺,化学纯,国药集团化学试剂有限公司;
苯甲醇,化学纯,天津市登丰化学品有限公司。
本发明的实施例中,用到的设备主要有:
电子天平,VALOR 3000,上海亚津有限公司;
电热恒温鼓风干燥箱(烘箱),DHG-9146A,上海精宏实验设备有限公司;
平板硫化机,QLB-25T,昆山科瑞特实验仪器有限公司;
另外,还有烧杯、烧瓶、滴管、水浴锅等常规实验设备。
实施例1:
竹笋壳预处理:
1)将竹笋壳清洗干净,除去表面的毛刺;
2)将上述竹笋壳用10%的NaOH溶液浸泡24h,除去表面的角质层;
3)将上述竹笋壳清洗干净,置于60℃烘箱中30min,仅保留一定的水分防止其产生褶皱;
4)在上述竹笋壳上,用钢钉穿刺,形成许多均匀的刺孔结构;
5)将硅烷偶联剂KH-560和无水乙醇,按照1:4的比例均匀混合后,用毛刷刷在带刺孔结构的竹笋壳外表面,使竹笋壳被充分浸润后,将竹笋壳置于通风处晾干备用。
脲醛树脂混合胶液配制:
1)按照质量百分比,配制2%的NaOH溶液和5%的NH4Cl溶液;
2)将500mL烧杯放入93℃的水浴锅中,然后量取30mL甲醛溶液置于烧杯中,用NaOH溶液调节pH到7.0;
3)在持续搅拌条件下,加入20g脲素,10min后加入9g三聚氰胺,反应30min;
4)将水浴温度调节至83℃,并用NH4Cl溶液调节上述反应体系的pH至6.0,持续搅拌条件下加入10g脲素,反应10min;
5)关闭水浴加热系统,并在上述反应体系中,加入1g聚乙烯醇,持续搅拌28min后,加入1mL NH4Cl溶液,继续搅拌25min后,加入2mL NH4Cl溶液,混合均匀后即得到脲醛树脂混合胶液,冷却至室温备用。
施胶及热压成型:
1)在平板模具上均匀撒上一层滑石粉作为脱模剂;
2)在模板上平铺一层经改性处理的竹笋壳,并在其表面用刷子刷一层脲醛树脂混合胶液;然后,再平铺一层竹笋壳,再在其表面刷一层脲醛树脂混合胶液;如此反复,根据层合板的厚度要求,可以控制竹笋壳在5~15层范围内;
3)将模具放在平板硫化机上,在100℃、1.5MPa条件下,反应40min;
4)将平板硫化机的参数调至145℃、18MPa,继续反应50min使层合板充分固化;
5)冷却至室温后,除去四周毛边即得未经表面包覆处理的竹笋壳-脲醛树脂层合板。
涂层包覆:
1)按照质量,称取100份EP-618置于烧杯中,然后加入9份丙酮,将EP-618充分溶解;
2)在上述溶液中,加入50份Al(OH)3、2份颜料,充分搅拌均匀;
3)在上述体系中,加入10份乙二胺、1份苯甲酸,搅拌均匀即得环氧树脂涂层;
4)根据环氧树脂涂层厚度需要,将一定量的环氧树脂涂覆在竹笋壳-脲醛树脂层合板表面,并充分震荡使其表面平整;
5)在室温条件下,将涂覆涂层的竹笋壳-脲醛树脂层合板,静置24h使其充分固化即可。
实施例2
竹笋壳预处理:
1)将竹笋壳清洗干净,除去表面的毛刺;
2)将上述竹笋壳用10%的NaOH溶液浸泡24h,除去表面的角质层;
3)将上述竹笋壳清洗干净,置于60℃烘箱中30min,仅保留一定的水分防止其产生褶皱;
4)在上述竹笋壳上,用钢钉穿刺,形成许多均匀的刺孔结构;
5)将硅烷偶联剂KH-560和无水乙醇,按照1:4的比例均匀混合后,用毛刷刷在带刺孔结构的竹笋壳外表面,使竹笋壳被充分浸润后,将竹笋壳置于通风处晾干备用。
脲醛树脂混合胶液配制:
1)按照质量百分比,配制2%的NaOH溶液和5%的NH4Cl溶液;
2)将500mL烧杯放入90℃的水浴锅中,然后量取30mL甲醛溶液置于烧杯中,用NaOH溶液调节pH到7.0;
3)在持续搅拌条件下,加入25g脲素,12min后加入10g三聚氰胺,反应30min;
4)将水浴温度调节至85℃,并用NH4Cl溶液调节上述反应体系的pH至6.0,持续搅拌条件下加入14g脲素,反应5min;
5)关闭水浴加热系统,并在上述反应体系中,加入2g聚乙烯醇,持续搅拌25min后,加入1mL NH4Cl溶液,继续搅拌20min后,加入2.5mL NH4Cl溶液,混合均匀后即得到脲醛树脂混合胶液,冷却至室温备用。
施胶及热压成型:
1)在平板模具上均匀撒上一层滑石粉作为脱模剂;
2)在模板上平铺一层经改性处理的竹笋壳,并在其表面用刷子刷一层脲醛树脂混合胶液;然后,再平铺一层竹笋壳,再在其表面刷一层脲醛树脂混合胶液;如此反复,根据层合板的厚度要求,可以控制竹笋壳在5~15层范围内;
3)将模具放在平板硫化机上,在104℃、2MPa条件下,反应30min;
4)将平板硫化机的参数调至140℃、20MPa,继续反应55min使层合板充分固化;
5)冷却至室温后,除去四周毛边即得未经表面包覆处理的竹笋壳-脲醛树脂层合板。
涂层包覆:
1)按照质量,称取100份EP-618置于烧杯中,然后加入8份丙酮,将EP-618充分溶解;
2)在上述溶液中,加入60份Al(OH)3、3份颜料,充分搅拌均匀;
3)在上述体系中,加入9份乙二胺、1份苯甲酸,搅拌均匀即得环氧树脂涂层;
4)根据环氧树脂涂层厚度需要,将一定量的环氧树脂涂覆在竹笋壳-脲醛树脂层合板表面,并充分震荡使其表面平整;
5)在室温条件下,将涂覆涂层的竹笋壳-脲醛树脂层合板,静置24h使其充分固化即可。
实施例3:
竹笋壳预处理:
1)将竹笋壳清洗干净,除去表面的毛刺;
2)将上述竹笋壳用5%的NaOH溶液浸泡24h,除去表面的角质层;
3)将上述竹笋壳清洗干净,置于60℃烘箱中30min,仅保留一定的水分防止其产生褶皱;
4)在上述竹笋壳上,用钢钉穿刺,形成许多均匀的刺孔结构;
5)将硅烷偶联剂KH-560和无水乙醇,按照1:4的比例均匀混合后,用毛刷刷在带刺孔结构的竹笋壳外表面,使竹笋壳被充分浸润后,将竹笋壳置于通风处晾干备用。
脲醛树脂混合胶液配制:
1)按照质量百分比,配制2%的NaOH溶液和5%的NH4Cl溶液;
2)将500mL烧杯放入95℃的水浴锅中,然后量取30mL甲醛溶液置于烧杯中,用NaOH溶液调节pH到7.0;
3)在持续搅拌条件下,加入30g脲素,14min后加入8g三聚氰胺,反应30min;
4)将水浴温度调节至80℃,并用NH4Cl溶液调节上述反应体系的pH至6.0,持续搅拌条件下加入12g脲素,反应8min;
5)关闭水浴加热系统,并在上述反应体系中,加入1.5g聚乙烯醇,持续搅拌30min后,加入1mL NH4Cl溶液,继续搅拌24min后,加入3mL NH4Cl溶液,混合均匀后即得到脲醛树脂混合胶液,冷却至室温备用。
施胶及热压成型:
1)在平板模具上均匀撒上一层滑石粉作为脱模剂;
2)在模板上平铺一层经改性处理的竹笋壳,并在其表面用刷子刷一层脲醛树脂混合胶液;然后,再平铺一层竹笋壳,再在其表面刷一层脲醛树脂混合胶液;如此反复,根据层合板的厚度要求,可以控制竹笋壳在5~15层范围内;
3)将模具放在平板硫化机上,在102℃、1MPa条件下,反应35min;
4)将平板硫化机的参数调至150℃、15MPa,继续反应60min使层合板充分固化;
5)冷却至室温后,除去四周毛边即得未经表面包覆处理的竹笋壳-脲醛树脂层合板。
涂层包覆:
1)按照质量,称取100份EP-618置于烧杯中,然后加入8份丙酮,将EP-618充分溶解;
2)在上述溶液中,加入60份Al(OH)3、3份颜料,充分搅拌均匀;
3)在上述体系中,加入9份乙二胺、1份苯甲酸,搅拌均匀即得环氧树脂;
4)根据环氧树脂涂层厚度需要,将一定量的环氧树脂涂层浆料涂覆在竹笋壳-脲醛树脂层合板表面,并充分震荡使其表面平整;
5)在室温条件下,将涂覆涂层的竹笋壳-脲醛树脂层合板,静置24h使其充分固化即可。
实施例4:
竹笋壳预处理:
1)将竹笋壳清洗干净,除去表面的毛刺;
2)将上述竹笋壳用7%的NaOH溶液浸泡24h,除去表面的角质层;
3)将上述竹笋壳清洗干净,置于60℃烘箱中30min,仅保留一定的水分防止其产生褶皱;
4)在上述竹笋壳上,用钢钉穿刺,形成许多均匀的刺孔结构;
5)将硅烷偶联剂KH-560和无水乙醇,按照1:4的比例均匀混合后,用毛刷刷在带刺孔结构的竹笋壳外表面,使竹笋壳被充分浸润后,将竹笋壳置于通风处晾干备用。
脲醛树脂混合胶液配制:
1)按照质量百分比,配制2%的NaOH溶液和5%的NH4Cl溶液;
2)将500mL烧杯放入93℃的水浴锅中,然后量取30mL甲醛溶液置于烧杯中,用NaOH溶液调节pH到7.0;
3)在持续搅拌条件下,加入28g脲素,15min后加入12g三聚氰胺,反应30min;
4)将水浴温度调节至84℃,并用NH4Cl溶液调节上述反应体系的pH至6.0,持续搅拌条件下加入15g脲素,反应6min;
5)关闭水浴加热系统,并在上述反应体系中,加入1.7g聚乙烯醇,持续搅拌29min后,加入1mL NH4Cl溶液,继续搅拌22min后,加入3mL NH4Cl溶液,混合均匀后即得到脲醛树脂混合胶液,冷却至室温备用。
施胶及热压成型:
1)在平板模具上均匀撒上一层滑石粉作为脱模剂;
2)在模板上平铺一层经改性处理的竹笋壳,并在其表面用刷子刷一层脲醛树脂混合胶液;然后,再平铺一层竹笋壳,再在其表面刷一层脲醛树脂混合胶液;如此反复,根据层合板的厚度要求,可以控制竹笋壳在5~15层范围内;
3)将模具放在平板硫化机上,在105℃、1MPa条件下,反应31min;
4)将平板硫化机的参数调至143℃、17MPa,继续反应52min使层合板充分固化;
5)冷却至室温后,除去四周毛边即得未经表面包覆处理的竹笋壳-脲醛树脂层合板。
涂层包覆:
1)按照质量,称取100份EP-618置于烧杯中,然后加入10份丙酮,将EP-618充分溶解;
2)在上述溶液中,加入50份Al(OH)3、2份颜料,充分搅拌均匀;
3)在上述体系中,加入9.5份乙二胺、1份苯甲酸,搅拌均匀即得环氧树脂;
4)根据环氧树脂涂层厚度需要,将一定量的环氧树脂涂层浆料涂覆在竹笋壳-脲醛树脂层合板表面,并充分震荡使其表面平整;
5)在室温条件下,将涂覆环氧树脂涂层的竹笋壳-脲醛树脂层合板,静置24h使其充分固化即可。
实施例5:
竹笋壳预处理:
1)将竹笋壳清洗干净,除去表面的毛刺;
2)将上述竹笋壳用8%的NaOH溶液浸泡24h,除去表面的角质层;
3)将上述竹笋壳清洗干净,置于60℃烘箱中30min,仅保留一定的水分防止其产生褶皱;
4)在上述竹笋壳上,用钢钉穿刺,形成许多均匀的刺孔结构;
5)将硅烷偶联剂KH-560和无水乙醇,按照1:4的比例均匀混合后,用毛刷刷在带刺孔结构的竹笋壳外表面,使竹笋壳被充分浸润后,将竹笋壳置于通风处晾干备用。
施胶及热压成型:
1)在平板模具上均匀撒上一层滑石粉作为脱模剂;
2)在模板上平铺一层经改性处理的竹笋壳,并在其表面用刷子刷一层环氧树脂胶液;然后,再平铺一层竹笋壳,再在其表面刷一层环氧树脂胶液;如此反复,根据层合板的厚度要求,可以控制竹笋壳在5~15层范围内;
3)将模具放在平板硫化机上,在101℃、2MPa条件下,反应39min;
4)将平板硫化机的参数调至150℃、16MPa,继续反应54min使层合板充分固化;
5)冷却至室温后,除去四周毛边即得未经表面包覆处理的竹笋壳-脲醛树脂层合板。
涂层包覆:
1)根据涂层厚度需要,将一定量的聚氨酯涂层浆料涂覆在竹笋壳-脲醛树脂层合板表面,并充分震荡使其表面平整;
5)在室温条件下,将涂覆聚氨酯涂层的竹笋壳-脲醛树脂层合板,静置24h使其充分固化即可。
实施例6:
竹笋壳预处理:
1)将竹笋壳清洗干净,除去表面的毛刺;
2)将上述竹笋壳用6%的KOH溶液浸泡24h,除去表面的角质层;
3)将上述竹笋壳清洗干净,置于60℃烘箱中30min,仅保留一定的水分防止其产生褶皱;
4)在上述竹笋壳上,用钢钉穿刺,形成许多均匀的刺孔结构;
5)将硅烷偶联剂KH-560和无水乙醇,按照1:4的比例均匀混合后,用毛刷刷在带刺孔结构的竹笋壳外表面,使竹笋壳被充分浸润后,将竹笋壳置于通风处晾干备用。
脲醛树脂混合胶液配制:
1)按照质量百分比,配制2%的NaOH溶液和5%的NH4Cl溶液;
2)将500mL烧杯放入90℃的水浴锅中,然后量取30mL甲醛溶液置于烧杯中,用NaOH溶液调节pH到7.0;
3)在持续搅拌条件下,加入22g脲素,13min后加入9g三聚氰胺,反应30min;
4)将水浴温度调节至80℃,并用NH4Cl溶液调节上述反应体系的pH至6.0,持续搅拌条件下加入10g脲素,反应10min;
5)关闭水浴加热系统,并在上述反应体系中,加入2g聚乙烯醇,持续搅拌27min后,加入1mL NH4Cl溶液,继续搅拌23min后,加入2mL NH4Cl溶液,混合均匀后即得到脲醛树脂混合胶液,冷却至室温备用。
施胶及热压成型:
1)在平板模具上均匀撒上一层滑石粉作为脱模剂;
2)在模板上平铺一层经改性处理的竹笋壳,并在其表面用刷子刷一层脲醛树脂混合胶液;然后,再平铺一层竹笋壳,再在其表面刷一层胶液;如此反复,根据层合板的厚度要求,可以控制竹笋壳在5~15层范围内;
3)将模具放在平板硫化机上,在103℃、1.5MPa条件下,反应33min;
4)将平板硫化机的参数调至144℃、19MPa,继续反应51min使层合板充分固化;
5)冷却至室温后,除去四周毛边即得未经表面包覆处理的竹笋壳-脲醛树脂层合板。
涂层包覆:
1)按照质量,称取100份EP-618置于烧杯中,然后加入10份丙酮,将EP-618充分溶解;
2)在上述溶液中,加入55份Al(OH)3、3份颜料,充分搅拌均匀;
3)在上述体系中,加入11份乙二胺、1份苯甲酸,搅拌均匀即得涂层浆料;
4)根据涂层厚度需要,将一定量的涂层浆料涂覆在竹笋壳-脲醛树脂层合板表面,并充分震荡使其表面平整;
5)在室温条件下,将涂覆涂层的竹笋壳-脲醛树脂层合板,静置24h使其充分固化即可。
实施例7:
竹笋壳预处理:
1)将竹笋壳清洗干净,除去表面的毛刺;
2)将上述竹笋壳用9%的KOH溶液浸泡24h,除去表面的角质层;
3)将上述竹笋壳清洗干净,置于60℃烘箱中30min,仅保留一定的水分防止其产生褶皱;
4)在上述竹笋壳上,用钢钉穿刺,形成许多均匀的刺孔结构;
5)将硅烷偶联剂KH-560和无水乙醇,按照1:4的比例均匀混合后,用毛刷刷在带刺孔结构的竹笋壳外表面,使竹笋壳被充分浸润后,将竹笋壳置于通风处晾干备用。
施胶及热压成型:
1)在平板模具上均匀撒上一层滑石粉作为脱模剂;
2)在模板上平铺一层经改性处理的竹笋壳,并在其表面用刷子刷一层丙烯酸树脂胶液;然后,再平铺一层竹笋壳,再在其表面刷一层丙烯酸树脂胶液;如此反复,根据层合板的厚度要求,可以控制竹笋壳在5~15层范围内;
3)将模具放在平板硫化机上,在100℃、1.5MPa条件下,反应36min;
4)将平板硫化机的参数调至140℃、15MPa,继续反应53min使层合板充分固化;
5)冷却至室温后,除去四周毛边即得未经表面包覆处理的竹笋壳-脲醛树脂层合板。
涂层包覆:
1)根据涂层厚度需要,将一定量的PVC热覆膜涂层浆料涂覆在竹笋壳-脲醛树脂层合板表面,并充分震荡使其表面平整;
2)在室温条件下,将涂覆PVC热覆膜涂层的竹笋壳-脲醛树脂层合板,静置24h使其充分固化即可。
图1所示为竹笋壳-脲醛树脂层合板,图1a和图1b分别为未经表面包覆处理的层合板的纵向和横向切面,图1c和图1d分别为涂层包覆处理后的层合板的正面和背面。
图1a和图1b的断切面结构可以看到,经过脲醛树脂混合胶液黏合、热压工艺所制得的竹笋壳-脲醛树脂层合板,竹笋壳紧密地粘接在一起形成了整体,从而可以承受强大的外作用力;与此同时,竹笋壳固有的中空结构虽然受到挤压,但依然存在,这就使得层合板具有大量的微孔结构,从而使层合板具有密度小、隔热减震效果好的特点。图1c和图1d的断切面结构可以看到,竹笋壳-脲醛树脂层合板的包覆涂层与基体之间贴合紧密;而且,层合板除底面外的其余5个面均由涂层完全包覆,使得涂层包覆处理后的层合板形成了有机整体。因此,有涂层的保护作用,使得层合板的耐水性得到大幅度提升,使用寿命得以延长,与此同时,涂层也使竹笋壳-脲醛树脂层合板更易于着色。
Claims (9)
1.一种竹笋壳-脲醛树脂层合板的制备工艺,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1)、竹笋壳预处理;
步骤2)、配制黏合剂:
步骤3)、施胶及热压成型:
步骤31)在平板模具上均匀撒上一层滑石粉作为脱模剂;
步骤32)在模板上平铺一层经步骤1)预处理的竹笋壳,并在其表面刷一层黏合剂;然后,再平铺一层竹笋壳,再在其表面刷一层黏合剂;直至所有平铺的竹笋壳的厚度达到层合板的厚度;
步骤33)将上述平板模具放在平板硫化机上,在100~105℃、1~2MPa条件下,反应30~40min;
步骤34)将平板硫化机的参数调至140~150℃、15~20MPa,继续反应使层合板充分固化;
步骤35)冷却至室温后,除去四周毛边即得竹笋壳-脲醛树脂层合板;
所述竹笋壳预处理的具体步骤如下:
步骤11)将竹笋壳清洗干净,除去表面的毛刺;
步骤12)将经步骤11)处理的竹笋壳用质量浓度百分比为5~10%的强碱溶液浸泡,除去表面的角质层;
步骤13)将经步骤12)处理的竹笋壳清洗干净,置于60℃烘箱中30min;
步骤14)在经步骤13)处理的竹笋壳上,穿刺形成许多均匀的刺孔结构;
步骤15)将硅烷偶联剂KH-560和无水乙醇,按照质量比1:4的比例均匀混合后,刷在带刺孔结构的竹笋壳外表面,使竹笋壳被充分浸润后,将竹笋壳置于通风处晾干备用。
2.根据权利要求1所述的一种竹笋壳-脲醛树脂层合板的制备工艺,其特征在于,所述步骤12)中的强碱溶液包括NaOH溶液或KOH溶液。
3.根据权利要求1所述的一种竹笋壳-脲醛树脂层合板的制备工艺,其特征在于,所述步骤2)中的黏合剂包括脲醛树脂混合胶液、环氧树脂胶液或丙烯酸树脂胶液。
4.根据权利要求3所述的一种竹笋壳-脲醛树脂层合板的制备工艺,其特征在于,所述脲醛树脂混合胶液的制备步骤如下:
步骤21)按照质量百分比,配制2%的NaOH溶液和5%的NH4Cl溶液;
步骤22)将烧杯放入90~95℃的水浴锅中,然后量取30mL甲醛溶液置于烧杯中,调节pH到7.0;
步骤23)在持续搅拌条件下,加入20~30g脲素,10~15min后加入8~12g三聚氰胺,反应30min;
步骤24)将水浴温度调节至80~85℃,并用NH4Cl溶液调节上述反应体系的pH至6.0,持续搅拌条件下加入10~15g脲素,反应5~10min;
步骤25)关闭水浴加热系统,并加入1~2g聚乙烯醇,持续搅拌25~30min后,加入1mLNH4Cl溶液,继续搅拌20~25min后,加入2~3mL NH4Cl溶液,混合均匀后即得到脲醛树脂混合胶液,冷却至室温备用。
5.根据权利要求4所述的一种竹笋壳-脲醛树脂层合板的制备工艺,其特征在于,所述步骤22)中用NaOH溶液进行pH调节。
6.根据权利要求1所述的一种竹笋壳-脲醛树脂层合板的制备工艺,其特征在于,所述步骤32)中竹笋壳的叠加层数为5~15层。
7.根据权利要求1所述的一种竹笋壳-脲醛树脂层合板的制备工艺,其特征在于,还包括步骤4)涂层包覆工艺:根据涂层厚度需要,将涂层浆料涂覆在竹笋壳-脲醛树脂层合板表面,并充分震荡使其表面平整;并在室温条件下,将涂覆涂层的竹笋壳-脲醛树脂层合板,静置至充分固化。
8.根据权利要求7所述的一种竹笋壳-脲醛树脂层合板的制备工艺,其特征在于,所述涂层浆料为环氧树脂、聚氨酯或PVC热覆膜。
9.根据权利要求8所述的一种竹笋壳-脲醛树脂层合板的制备工艺,其特征在于,所述环氧树脂的制备方法如下:
步骤41)按照质量,称取100份EP-618,然后加入8~10份丙酮,将EP-618充分溶解得到混合液A;
步骤42)在混合液A中加入50~60份Al(OH)3、2~3份颜料,充分搅拌均匀得到混合液B;
步骤43)在混合液B中,加入9~11份乙二胺、1份苯甲酸,搅拌均匀即得环氧树脂。
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