本发明涉及建筑材料领域，具体的涉及一种无醛阻燃复合人造板的制备方法。
背景技术：
：：环境和发展是21世纪全球范围内的两大主题。我国森林资源短缺，木材供应紧张。要以不足世界5％的森林资源，满足占世界22％人口的木材需求，同时还要保障世界7％耕地的粮食安全，任务十分艰巨。为了保护生态环境、造福子孙后代，国家启动了天然林保护工程，许多地区实行了禁伐。但是，国民经济建设和人民群众生活对木材的需求量却不断上升。解决这一矛盾的途径有4条：大力发展人工速生林；适度扩大木材进口；通过科技进步提高木材加工水平，包括废旧木材回收利用；寻找木材原料的替代品。许多科技人员认为，第四条途径对缓解我国木材供不应求的矛盾更具现实意义。大量研究试验已证明，农作物秸秆是一种理想的木材原料替代品。我国是农业大国。据统计，每年产生的秸秆总量约7×108t，其中60％为稻/麦秸秆。目前已有的利用途径有:秸秆还田(约占20％)；能源(沼气、发电、固体燃料棒,约占15％～20％)；建筑材料、造纸原料和各种添加剂等(约占15％)。尚有占总量一半的秸秆未找到出路。每到收获季节，秸秆被焚烧或推入河塘，构成了对社会和环境的危害。我国秸秆人造板的研究起步较晚，始于20世纪70年代，但进展迅速。已成功开发出麦秸刨花板、中密度稻草板、麦秸纤维板、草/木复合中密度纤维板、软质秸秆板、轻质复合墙体材料、秸秆炭、秸秆/塑料复合材料等多种秸秆产品。20世纪90年代末期开始进行麦/稻秸秆人造板的工业化生产。截至目前，我国秸秆板产能已达50×104m3/a，品种包含中密度稻草板、草/木复合中密度纤维板、秸秆/塑料复合材料和定向秸秆板等。但是单纯采用秸秆制得的人造板力学性能较差，易开裂。技术实现要素：：本发明的目的是提供一种无醛阻燃复合人造板的制备方法，该制备方法简单，制得的复合人造板抗压强度大，胶合强度大，无游离甲醛释放，环保，且耐水阻燃性能好。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种无醛阻燃复合人造板的制备方法，包括以下步骤：(1)粘合剂的制备a)按重量份将100-150份异氰酸酯和50-75份聚酯型多元醇在65℃下反应1-2h，升温至80-85℃，并保温1-2h，制得聚氨酯预聚体；b)向上述制得的聚氨酯预聚体中加入30-45份亲水扩链剂，在60-70℃下进行扩链反应2-4h，然后加入10-15份小分子二元醇扩链剂，升温至80-85℃反应2-4h，然后降温至50℃，加入20-30份中和剂进行中和，保温，1000-1200r/min的转速下搅拌加入去离子水进行乳化5-10min，得到聚氨酯水性预聚体乳液；c)在300-500r/min转速搅拌下向上述制得的聚氨酯水性预聚体乳液中加入50-110份降解胶原液，然后在150-200r/min的转速下继续搅拌，升温至65℃，保温1-2h，然后降温至50℃，负压下真空除去挥发物，得到耐水粘合剂；(2)将生柚皮进行切丁破碎处理，再经过烘干机的处理得到颗粒状的柚皮，置于干燥器中干燥，用振动方孔筛分出孔径在2.5～10mm范围的柚皮颗粒，将农作物秸秆晒干，粉碎至3-6mm的颗粒；(3)按重量份将20-40份柚皮颗粒、35-66份农作物秸秆颗粒、5-8份酚醛树脂粉、1-3份耐水粘合剂、0.5-1.5份珍珠岩粉，搅拌均匀后在模具中铺装，140-150℃，3-6MPa下热压5-11min，卸压；然后以5-12℃/min的升温速率升温至170-180℃，7-9MPa下热压8-13min，泄压冷却，得到人造板坯体；(4)将上述人造板坯体浸泡在茶多酚水溶液中，常压超声处理30-60min，取出陈化2-3h；然后将其在185-200℃、9-10MPa下热压2-5min，泄压冷却，制得复合人造板。作为上述技术方案的优选，步骤a)中，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种，当异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯时，还应加入0.1-0.2份的二月桂酸二丁基锡作为催化剂。作为上述技术方案的优选，步骤a)中，所述聚酯型多元醇为聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇酯中的一种。作为上述技术方案的优选，步骤a)中，异氰酸酯、聚酯型多元醇的用量为：-NCO与-OH的摩尔比为1.5-2.0。作为上述技术方案的优选，步骤b)中，所述中和剂为三乙胺、三正丁胺中的一种。作为上述技术方案的优选，步骤b)中，所述小分子二元醇扩链剂为1,4丁二醇、一缩二乙二醇中的一种。作为上述技术方案的优选，步骤b)中，所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸中的一种。作为上述技术方案的优选，步骤c)中，所述降解胶原来自废革屑碱性降解至分子量为6000-10000，降解胶原液中含胶量为45-50％，粘度为500-1000mPa·s。作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述茶多酚水溶液的质量浓度为5-15％。作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述超声的功率为300-500W。与现有技术相比，本发明具有以下优点：(1)本发明以柚皮、农作物秸秆和酚醛树脂粉作为原料，并加入适量的珍珠岩粉，合理控制人造板的制备工艺，制得的人造板力学性能好，耐水性能优异，且实现了资源的再利用，成本低；(2)本发明以降解胶原为原料，制得的粘合剂耐水性好，粘结性能优异，利用其制得的人造板胶合强度大，阻燃性能好。具体实施方式：为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。实施例1一种无醛阻燃复合人造板的制备方法，包括以下步骤：(1)粘合剂的制备a)按重量份将100份异佛尔酮二异氰酸酯、0.1份二月桂酸二丁基锡和50份聚己二酸丁二醇酯二醇在65℃下反应1h，升温至80℃，并保温1h，制得聚氨酯预聚体；其中，异佛尔酮二异氰酸酯、聚己二酸丁二醇酯二醇的用量为：-NCO与-OH的摩尔比为1.5-2.0；b)向上述制得的聚氨酯预聚体中加入30份二羟甲基丁酸，在60℃下进行扩链反应2h，然后加入10份一缩二乙二醇，升温至80℃反应2h，然后降温至50℃，加入20份三乙胺进行中和，保温，1000r/min的转速下搅拌加入去离子水进行乳化5min，得到聚氨酯水性预聚体乳液；c)在300r/min转速搅拌下向上述制得的聚氨酯水性预聚体乳液中加入50份降解胶原液，然后在150r/min的转速下继续搅拌，升温至65℃，保温1h，然后降温至50℃，负压下真空除去挥发物，得到耐水粘合剂；(2)将生柚皮进行切丁破碎处理，再经过烘干机的处理得到颗粒状的柚皮，置于干燥器中干燥，用振动方孔筛分出孔径在2.5～10mm范围的柚皮颗粒，将农作物秸秆晒干，粉碎至3-6mm的颗粒；(3)按重量份将20份柚皮颗粒、35份农作物秸秆颗粒、5份酚醛树脂粉、1份耐水粘合剂、0.5份珍珠岩粉，搅拌均匀后在模具中铺装，140-150℃，3MPa下热压5min，卸压；然后以5℃/min的升温速率升温至170-180℃，7MPa下热压8min，泄压冷却，得到人造板坯体；(4)将上述人造板坯体浸泡在质量浓度为5％的茶多酚水溶液中，常压300W功率下超声处理30min，取出陈化2h；然后将其在185℃、9-10MPa下热压2min，泄压冷却，制得复合人造板。实施例2一种无醛阻燃复合人造板的制备方法，包括以下步骤：(1)粘合剂的制备a)按重量份将150份异佛尔酮二异氰酸酯、0.2份二月桂酸二丁基锡和75份聚己二酸乙二醇酯在65℃下反应2h，升温至85℃，并保温2h，制得聚氨酯预聚体；其中，异佛尔酮二异氰酸酯、聚己二酸乙二醇酯的用量为：-NCO与-OH的摩尔比为2.0；b)向上述制得的聚氨酯预聚体中加入45份二羟甲基丁酸，在70℃下进行扩链反应4h，然后加入15份一缩二乙二醇，升温至85℃反应4h，然后降温至50℃，加入30份三乙胺进行中和，保温，1200r/min的转速下搅拌加入去离子水进行乳化10min，得到聚氨酯水性预聚体乳液；c)在500r/min转速搅拌下向上述制得的聚氨酯水性预聚体乳液中加入110份降解胶原液，然后在200r/min的转速下继续搅拌，升温至65℃，保温2h，然后降温至50℃，负压下真空除去挥发物，得到耐水粘合剂；(2)将生柚皮进行切丁破碎处理，再经过烘干机的处理得到颗粒状的柚皮，置于干燥器中干燥，用振动方孔筛分出孔径在2.5～10mm范围的柚皮颗粒，将农作物秸秆晒干，粉碎至3-6mm的颗粒；(3)按重量份将40份柚皮颗粒、66份农作物秸秆颗粒、8份酚醛树脂粉、3份耐水粘合剂、1.5份珍珠岩粉，搅拌均匀后在模具中铺装，140-150℃，6MPa下热压11min，卸压；然后以12℃/min的升温速率升温至170-180℃，9MPa下热压13min，泄压冷却，得到人造板坯体；(4)将上述人造板坯体浸泡在质量浓度为15％的茶多酚水溶液中，常压500W功率下超声处理60min，取出陈化3h；然后将其在200℃、9-10MPa下热压5min，泄压冷却，制得复合人造板。实施例3一种无醛阻燃复合人造板的制备方法，包括以下步骤：(1)粘合剂的制备a)按重量份将110份异佛尔酮二异氰酸酯、0.15份二月桂酸二丁基锡和55份聚己二酸丁二醇酯二醇在65℃下反应1.2h，升温至80℃，并保温1.2h，制得聚氨酯预聚体；其中，异佛尔酮二异氰酸酯、聚己二酸丁二醇酯二醇的用量为：-NCO与-OH的摩尔比为1.6；b)向上述制得的聚氨酯预聚体中加入34份二羟甲基丁酸，在65℃下进行扩链反应2.5h，然后加入11份1,4丁二醇，升温至80℃反应2.5h，然后降温至50℃，加入23份三正丁胺进行中和，保温，1100r/min的转速下搅拌加入去离子水进行乳化5min，得到聚氨酯水性预聚体乳液；c)在350r/min转速搅拌下向上述制得的聚氨酯水性预聚体乳液中加入70份降解胶原液，然后在160r/min的转速下继续搅拌，升温至65℃，保温1.2h，然后降温至50℃，负压下真空除去挥发物，得到耐水粘合剂；(2)将生柚皮进行切丁破碎处理，再经过烘干机的处理得到颗粒状的柚皮，置于干燥器中干燥，用振动方孔筛分出孔径在2.5～10mm范围的柚皮颗粒，将农作物秸秆晒干，粉碎至3-6mm的颗粒；(3)按重量份将25份柚皮颗粒、45份农作物秸秆颗粒、6份酚醛树脂粉、1.5份耐水粘合剂、0.7份珍珠岩粉，搅拌均匀后在模具中铺装，140-150℃，4MPa下热压7min，卸压；然后以7℃/min的升温速率升温至170-180℃，7MPa下热压9min，泄压冷却，得到人造板坯体；(4)将上述人造板坯体浸泡在质量浓度为9％的茶多酚水溶液中，常压350W功率下超声处理40min，取出陈化2.2h；然后将其在190℃、9-10MPa下热压3min，泄压冷却，制得复合人造板。实施例4一种无醛阻燃复合人造板的制备方法，包括以下步骤：(1)粘合剂的制备a)按重量份将110份甲苯二异氰酸酯和55份聚己二酸乙二醇酯在65℃下反应1.2h，升温至85℃，并保温1.2h，制得聚氨酯预聚体；其中，甲苯二异氰酸酯、聚己二酸乙二醇酯的用量为：-NCO与-OH的摩尔比为1.7；b)向上述制得的聚氨酯预聚体中加入38份二羟甲基丙酸，在65℃下进行扩链反应3h，然后加入12份一缩二乙二醇，升温至80℃反应3h，然后降温至50℃，加入26份三正丁胺进行中和，保温，1100r/min的转速下搅拌加入去离子水进行乳化7min，得到聚氨酯水性预聚体乳液；c)在400r/min转速搅拌下向上述制得的聚氨酯水性预聚体乳液中加入90份降解胶原液，然后在170r/min的转速下继续搅拌，升温至65℃，保温1.4h，然后降温至50℃，负压下真空除去挥发物，得到耐水粘合剂；(2)将生柚皮进行切丁破碎处理，再经过烘干机的处理得到颗粒状的柚皮，置于干燥器中干燥，用振动方孔筛分出孔径在2.5～10mm范围的柚皮颗粒，将农作物秸秆晒干，粉碎至3-6mm的颗粒；(3)按重量份将30份柚皮颗粒、50份农作物秸秆颗粒、7份酚醛树脂粉、2份耐水粘合剂、0.9份珍珠岩粉，搅拌均匀后在模具中铺装，140-150℃，5MPa下热压9min，卸压；然后以9℃/min的升温速率升温至170-180℃，8MPa下热压10min，泄压冷却，得到人造板坯体；(4)将上述人造板坯体浸泡在质量浓度为10％的茶多酚水溶液中，常压400W功率下超声处理40min，取出陈化2.4h；然后将其在196℃、9-10MPa下热压3min，泄压冷却，制得复合人造板。实施例5一种无醛阻燃复合人造板的制备方法，包括以下步骤：(1)粘合剂的制备a)按重量份将140份甲苯二异氰酸酯和63份聚己二酸丁二醇酯二醇在65℃下反应1.6h，升温至85℃，并保温1.6h，制得聚氨酯预聚体；其中，甲苯二异氰酸酯、聚己二酸丁二醇酯二醇的用量为：-NCO与-OH的摩尔比为1.8；b)向上述制得的聚氨酯预聚体中加入42份二羟甲基丁酸，在65℃下进行扩链反应3.5h，然后加入14份一缩二乙二醇，升温至85℃反应3.5h，然后降温至50℃，加入26份三乙胺进行中和，保温，1200r/min的转速下搅拌加入去离子水进行乳化8min，得到聚氨酯水性预聚体乳液；c)在450r/min转速搅拌下向上述制得的聚氨酯水性预聚体乳液中加入100份降解胶原液，然后在180r/min的转速下继续搅拌，升温至65℃，保温1.8h，然后降温至50℃，负压下真空除去挥发物，得到耐水粘合剂；(2)将生柚皮进行切丁破碎处理，再经过烘干机的处理得到颗粒状的柚皮，置于干燥器中干燥，用振动方孔筛分出孔径在2.5～10mm范围的柚皮颗粒，将农作物秸秆晒干，粉碎至3-6mm的颗粒；(3)按重量份将35份柚皮颗粒、60份农作物秸秆颗粒、7.5份酚醛树脂粉、2.5份耐水粘合剂、1.3份珍珠岩粉，搅拌均匀后在模具中铺装，140-150℃，5MPa下热压8min，卸压；然后以10℃/min的升温速率升温至170-180℃，9MPa下热压11min，泄压冷却，得到人造板坯体；(4)将上述人造板坯体浸泡在质量浓度为12％的茶多酚水溶液中，常压450W功率下超声处理55min，取出陈化2.6h；然后将其在200℃、9-10MPa下热压4min，泄压冷却，制得复合人造板。对比例一种无醛阻燃复合人造板的制备方法，包括以下步骤：(1)将生柚皮进行切丁破碎处理，再经过烘干机的处理得到颗粒状的柚皮，置于干燥器中干燥，用振动方孔筛分出孔径在2.5～10mm范围的柚皮颗粒，将农作物秸秆晒干，粉碎至3-6mm的颗粒；(2)按重量份将20份柚皮颗粒、35份农作物秸秆颗粒、5份酚醛树脂粉、1份市售聚氨酯粘合剂、0.5份珍珠岩粉，搅拌均匀后在模具中铺装，140-150℃，3MPa下热压5min，卸压；然后以5℃/min的升温速率升温至170-180℃，7MPa下热压8min，泄压冷却，得到人造板坯体；(3)将上述人造板坯体浸泡在质量浓度为5％的茶多酚水溶液中，常压300W功率下超声处理30min，取出陈化2h；然后将其在185℃、9-10MPa下热压2min，泄压冷却，制得复合人造板。对本发明制得的复合人造板测试其主要性能，测试结果如下：胶合强度/MPa游离甲醛释放量g/100g静曲强度/MPa抗拉强度/MPa对比例0.800.05212.3363.52实施例11.09018.9671.19实施例21.11018.7172.05实施例31.05018.9871.20实施例41.09018.6971.15实施例51.10017.9971.14从上述测试结果可以看出，由本发明制得的粘合剂制备的人造板胶合强度、静曲强度、抗拉强度更大，游离甲醛释放量也较低，无毒环保。当前第1页1 2 3