一種植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及復合材料制備領域，尤其涉及一種植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材及其制備方法。
【背景技術】
[0002]國家“十二五”發展規劃將節能減排、綠色環保作為產業發展的首要問題，同時將樹脂基復合材料作為新材料的發展重點之一。
[0003]而在木材加工過程中，會產生大量的木肩，雖然木肩已經被廣泛應用于燃料、發電、造紙、人造板以及農牧業等領域，但還是有大量的木肩沒有得到很好的利用，造成了浪費甚至環境污染。并且近年來，農作物秸桿成為了農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，產生了大量濃重的煙霧，不僅成為農村環境保護的瓶頸問題，甚至成為殃及城市環境的罪魁禍首。
[0004]因此本發明人利用木肩或秸桿等作為原料，提出了一種植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材及其制備方法。
【發明內容】
[0005]本發明提供了一種植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材及其制備方法，解決了現有技術中存在的問題，可提高填料的利用率，同時本復合板材無需高溫燒結成型、能耗低。
[0006]本發明是通過下述技術方案來實現的:
[0007]—種植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材，由樹脂膠液層和植物纖維層復合而成。
[0008]—種植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材的制備方法，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；將甲醛加入反應釜中，再將稱量的尿素的75%加入反應釜中，用氫氧化鈉溶液和氯化銨溶液調節體系PH值為9，進行第一次反應；接著依次加入余下的尿素和三聚氰胺，進行第二次反應后得到改性脲醛樹脂膠液；
[0010]步驟B、制備填料-脲醛樹脂混合膠液:取步驟A制得的改性脲醛樹脂膠液置于水粉攪拌混合器中，然后依次加入改性脲醛樹脂膠液質量25?40%的填料和10?12%的水玻璃，攪拌均勻并用水調節體系黏度，即得填料-脲醛樹脂混合膠液；
[0011]步驟C、植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材成型:按照一層樹脂膠液、一層植物纖維的方式將步驟B制得的填料-脲醛樹脂混合膠液和植物纖維放入模具中；將模具放置在振動臺上振實后，放入干燥箱中干燥后即可獲得植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材。
[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中第一次反應環境為:在80°C熱合反應釜中，反應時間為30分鐘；第一次反應后將溫度調至60°C，進行第二次反應，時間為30分鐘。
[0014]步驟B中所述填料為過20目篩子后，置于200°C烘箱中4?12小時后所得。
[0015]步驟C所述植物纖維為選取棕櫚樹皮的中部纖維或亞麻纖維進行裁剪、清洗、烘干后所得。
[0016]步驟C中所述植物纖維鋪設2?3層。
[0017]步驟C中所述模具放置在振動臺上振實后，放入80°C干燥箱中干燥12小時即得植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材。
[0018]所述填料為木肩或秸桿粉碎后的粉料。
[0019]在步驟C之前，先將模具內壁涂抹滑石粉。
[0020]與現有技術相比，本發明的植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材及其制備方法具有以下突出優點:可以拓展填料和植物纖維的應用領域，提高其利用率，達到資源綜合利用和循環利用的有益效果。
[0021]進一步地，棕櫚樹具有較高的食用、藥用和觀賞價值，且棕櫚樹具有非常強的空氣凈化能力，本復合板材的成功開發應用，也可以促進棕櫚樹的培植。
[0022]進一步地，本發明的植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材成型工藝簡單，無需高溫燒結成型、能耗低，亦是其能夠被推廣利用的先決條件。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明復合板材的正面樣板圖；
[0024]圖2為圖1的底面圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和具體實施例，對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。
[0026]本發明一種植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材，由樹脂膠液層和植物纖維層復合而成。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節體系PH值為9，反應30分鐘；接著，將溫度調至60°C，依次加入余下的尿素和三聚氰胺，反應30分鐘后得到改性脲醛樹脂膠液；
[0029]步驟B、制備填料-脲醛樹脂混合膠液:將填料過20目篩子后，置于200°C烘箱中4?12小時后備用；取適量步驟A制備好的改性脲醛樹脂膠液置于水粉攪拌混合器中，然后依次加入改性脲醛樹脂膠液質量25?40 %的填料、10?12 %的水玻璃，攪拌均勻并用水調節體系黏度，即得填料-脲醛樹脂混合膠液；上述填料選用木肩或玉米、小麥等秸桿粉碎后的粉料。
[0030]然后準備模具，將模具內壁涂抹滑石粉，板材成型完畢后，容易脫模。滑石粉也可以作為填料少量加入步驟B的填料-脲醛樹脂混合膠液中，便于成型后脫模。
[0031]步驟C、植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材成型:將棕櫚樹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；按照一層樹脂膠液、一層棕櫚皮纖維的方式將填料-脲醛樹脂混合膠液和棕櫚皮纖維放入模具中，棕櫚皮纖維鋪設2?3層即可，200mmX 200mmX 1mm的復合板材需要330?360g填料-脲醛樹脂混合膠液。將模具放置在振動臺上振實后，放入80°C干燥箱中12小時即可獲得本專利所述的植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材。
[0032]如圖1、圖2所示，本發明制備方法制得的植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材，植物纖維被填料-脲醛樹脂混合膠液包覆在內部，從而使復合板材具有較高的平整度；并且成型過程中無缺棱掉角問題，硬度較高、強度較大、密度〈0.65g/cm3，導熱系數〈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，開發成室內保溫裝飾板材。
[0033]本發明以三聚氰胺改性脲醛樹脂(MUF)為樹脂基體，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-脲醛樹脂環保復合板材，節能減排、綠色環保。可以將該復合板材用于室內外保溫裝飾基材、人行道地面硬化等領域。
【主權項】
1.一種植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材，其特征在于:由樹脂膠液層和植物纖維層復合而成。2.—種植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材的制備方法，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；將甲醛加入反應釜中，再將稱量的尿素的75%加入反應釜中，用氫氧化鈉溶液和氯化銨溶液調節體系PH值為9，進行第一次反應；接著依次加入余下的尿素和三聚氰胺，進行第二次反應后得到改性脲醛樹脂膠液； 步驟B、制備填料-脲醛樹脂混合膠液:取步驟A制得的改性脲醛樹脂膠液置于水粉攪拌混合器中，然后依次加入改性脲醛樹脂膠液質量25?40%的填料和10?12%的水玻璃，攪拌均勻并用水調節體系黏度，即得填料-脲醛樹脂混合膠液； 步驟C、植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材成型:按照一層樹脂膠液、一層植物纖維的方式將步驟B制得的填料-脲醛樹脂混合膠液和植物纖維放入模具中，經振實、干燥后即可獲得植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材。3.根據權利要求2所述的一種植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材的制備方法，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.根據權利要求2所述的一種植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材的制備方法，其特征在于:步驟A中第一次反應環境為:在80°C熱合反應釜中，反應時間為30分鐘；第一次反應后將溫度調至60°C，進行第二次反應，時間為30分鐘。5.根據權利要求2所述的一種植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材的制備方法，其特征在于:步驟B中所述填料為過20目篩子后，置于200°C烘箱中4?12小時后所得。6.根據權利要求2所述的一種植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材的制備方法，其特征在于:步驟C所述植物纖維為選取棕櫚樹皮的中部纖維或亞麻纖維進行裁剪、清洗、烘干后所得。7.根據權利要求2所述的一種植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材的制備方法，其特征在于:步驟C中所述植物纖維鋪設2?3層。8.根據權利要求2所述的一種植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材的制備方法，其特征在于:步驟C中所述模具放置在振動臺上振實后，放入80°C干燥箱中干燥12小時即得植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材。9.根據權利要求2所述的一種植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材的制備方法，其特征在于:所述填料為木肩或秸桿粉碎后的粉料。10.根據權利要求2所述的一種植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材的制備方法，其特征在于:在步驟C之前，先將模具內壁涂抹滑石粉。
【專利摘要】本發明涉及復合材料制備領域，公開了一種植物纖維-脲醛樹脂環保復合板材的制備方法，以三聚氰胺改性脲醛樹脂(MUF)為樹脂基體，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-脲醛樹脂環保復合板材，節能減排、綠色環保。可以將該復合板材用于室內外保溫裝飾基材、人行道地面硬化等領域。
【IPC分類】B32B27/12, C09J11/08, C09J11/04, C08G12/38, C09J161/30, B32B37/15
【公開號】CN105346178
【申請號】CN201510715728
【發明人】董金虎, 劉利利, 劉武, 仝琛, 杜浩, 鄭丹, 張峰, 張營堂
【申請人】陜西理工學院
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月28日