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】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]而在木材加工过程中，会产生大量的木肩，虽然木肩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，但还是有大量的木肩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，农作物秸杆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、玉米等秸杆在田间焚烧，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。
[0004]因此本发明人利用木肩或秸杆等作为原料，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】
[0005]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。
[0006]本发明是通过下述技术方案来实现的:
[0007]—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。
[0008]—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:
[0009]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；
[0010]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；
[0011]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。
[0012]步骤A中所述氢氧化钠溶液和氯化钱溶液为5 %的氢氧化钠溶液和5 %的氯化钱溶液。
[0013]步骤A中第一次反应环境为:在80°C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°C，进行第二次反应，时间为30分钟。
[0014]步骤B中所述填料为过20目筛子后，置于200°C烘箱中4?12小时后所得。
[0015]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。
[0016]步骤C中所述植物纤维铺设2?3层。
[0017]步骤C中所述模具放置在振动台上振实后，放入80°C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。
[0018]所述填料为木肩或秸杆粉碎后的粉料。
[0019]在步骤C之前，先将模具内壁涂抹滑石粉。
[0020]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。
[0021]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。
[0022]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】
[0023]图1为本发明复合板材的正面样板图；
[0024]图2为图1的底面图。
【具体实施方式】
[0025]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。
[0026]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。
[0027]其制备方法包括以下步骤:
[0028]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°C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°C，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；
[0029]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°C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；上述填料选用木肩或玉米、小麦等秸杆粉碎后的粉料。
[0030]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。
[0031]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，200mmX 200mmX 1mm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°C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。
[0032]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〈0.18ff/ (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。
[0033]本发明以三聚氰胺改性脲醛树脂(MUF)为树脂基体，以木肩或玉米、小麦等秸杆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。
【主权项】
1.一种植物纤维-脲醛树脂环保复合板材，其特征在于:由树脂胶液层和植物纤维层复合而成。2.—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。3.根据权利要求2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钱溶液为5%的氢氧化钠溶液和5%的氯化钱溶液。4.根据权利要求2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°C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°C，进行第二次反应，时间为30分钟。5.根据权利要求2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°C烘箱中4?12小时后所得。6.根据权利要求2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。7.根据权利要求2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。8.根据权利要求2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°C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。9.根据权利要求2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:所述填料为木肩或秸杆粉碎后的粉料。10.根据权利要求2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。
【专利摘要】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。
【IPC分类】B32B27/12, C09J11/08, C09J11/04, C08G12/38, C09J161/30, B32B37/15
【公开号】CN105346178
【申请号】CN201510715728
【发明人】董金虎, 刘利利, 刘武, 仝琛, 杜浩, 郑丹, 张峰, 张营堂
【申请人】陕西理工学院
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月28日