[發明專利]玻璃纖維增強三倍體毛白楊木質復合材料用助劑生產工藝

在審

• 申請號: 201410118271.7
• 申請日: 2014-03-24
• 公開（公告）號: CN104945920A
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發明（設計）人: 張雙保;于雪斐;王翠翠;宋偉;王丹丹;侯國君;于爭爭
• 申請（專利權）人: 張雙保;于雪斐;王翠翠;宋偉;王丹丹;侯國君;于爭爭
• 主分類號: C08L97/02
• 分類號: C08L97/02;C08L61/06;C08L91/06;C08K9/06;C08K7/14
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技術領域：

本發明涉及木質復合材料模制造技術領域，特別涉及一種玻璃纖維增強三倍體毛白楊木質復合材料用助劑的生產工藝。

背景技術：

木質復合材料的基體材料主要組分是合成樹脂，一般來說，基體很少是單一的聚合物(合成樹脂)，往往還包含有其它輔助材料。可選用的有：酚醛樹脂膠(包括改性酚醛)，脲醛樹脂膠(包括改性脲醛)，三聚氰胺樹脂膠，醋酸乙烯共聚乳液，環氧樹脂，聚酯樹脂，造紙黑液，生產環氧樹脂回收的廢液及各種熱塑性聚合物。

酚醛樹脂是最早實現工業化的一種樹脂，它的特點為在加熱條件下即能固化，無須添加固化劑，酸、堿對固化反應起促進作用；樹脂固化過程中有小分子析出，故樹脂固化需在高壓下進行。已固化的樹脂有良好的壓縮性能，良好的耐水、耐化學介質和耐燒蝕性能。近年來，酚醛樹脂被廣泛應用于木質材料與無機纖維，木質材料與有機合成纖維復合材料之中。這就為木材的綜合利用研究和應用開拓了新的領域。

本發明所用的BN-1低毒性酚醛樹脂膠是在實驗室的條件下制得，通過合成高分子量酚醛樹脂的途徑，研制出低毒性(膠中游離酚含量＜0.1％，游離醛含量＜0.1％)，高粘附性(或高附著力)的水溶性酚醛樹脂膠粘劑。

現行的人造板生產用酚醛樹脂一般是沿用膠合板用的酚醛樹脂膠，分子量大小和分子量分布都不完全適合于生產工藝要求。用濕法生產的木質纖維復合板，情況尤為突出，使用時樹脂流失嚴重，增強和膠合效果較差，而且，樹脂的游離酚含量較高，加重了生產對環境的污染。

本發明是用無機纖維-玻璃纖維作木質復合材料的增強材料，一般的酚醛樹脂膠在玻璃纖維表面的附著力極差，嚴重影響玻璃纖維和木質材料的復合效果。

木質復合材料用酚醛樹脂必須具備對增強纖維有好的粘附性，同時樹脂本身游離酚含量低，減少對環境的污染。經過長期摸索，可從四個方面達到其目的：

(1)合成帶正電荷的酚醛樹脂。由于木質材料本身帶負電性，如果能夠合成帶正電荷的酚醛樹脂，便可以增強酚醛樹脂與木質材料之間的靜電引力，從而達到提高酚醛樹脂附著力的目的。

(2)用濕法方式制備木質纖維復合材料。在施膠工藝中向漿料里加入聚丙烯化合物作為絮凝劑和交聯，增加酚醛樹脂在增強纖維上的吸附性。

(3)合成高分子量酚醛樹脂。通過提高酚醛樹脂的分子量來增加酚醛樹脂對增強纖維的附著力，這樣可減少酚醛樹脂的用量，同時也降低酚醛樹脂的游離酚醛含量。

(4)用于干法方式制備木質纖維復合材料。調膠時加入一定量玻璃纖維表面處理劑(偶聯劑)，可使玻璃纖維表面產生羥基，以使酚醛樹脂與木質材料很好地膠合起來。

第一種情況合成帶正電荷酚醛樹脂的工藝復雜，不適合于現行木材工業生產；通過試驗了解到采用第二種情況施加聚丙烯類化合物，酚醛樹脂附著力有所提高，但用量較大成本很高，效果不是很理想；這樣選定第三種和第四種情況，在制備酚醛樹脂時，用提高反應的聚合度合成高分子量的酚醛樹脂的方法來提高酚醛樹脂在增強纖維上的附著力。由于聚合度的提高，酚醛樹脂中的游離酚含量也會降低，減輕了酚類物質對環境的污染。在制備復合材料時，將化學處理劑加入到樹脂中，使加有處理劑的樹脂與增強纖維表面接觸，當樹脂受熱固化時產生偶聯作用。

合成高分子量的酚醛樹脂勢必對酚醛樹脂的貯存性和水混合性有影響，不利于施膠工藝的操作，所以在合成樹脂時，要恰當地控制反應程度，保證合成的酚醛樹脂有良好的水混合性和貯存期。

按材料的表面處理劑主要化學成分來分，處理劑分有機硅烷和有機絡合物兩類，本研究采用有機硅烷類處理劑進行玻璃纖維的表面處理。

有機硅烷合水反應生成硅醇，且以單分子層鍵合于玻璃纖維表面，相互間脫水，生成醚鍵，聚合成大分子。因而改變了玻璃纖維表面原來的性質，使之具有憎水而親基體樹脂的性質。

在人造板及其二次加工生產中，由于諸因素的影響常常出現粘板現象，一般用滑石粉、油酸作為脫模劑。由于加工產品幾乎全部用氨基樹脂，氨基樹脂都是在酸性(PH＜7)條件下固化，而玻璃纖維增強三倍體毛白楊木質復合材料用BN-1低毒性PF樹脂制備，是在堿性(PH＞7)條件下完成，且固化也是在堿性(PH＞7)條件下受熱完成。若出現粘板現象，單純用油酸(PH＜7顯酸性)等作為脫模劑，與PF樹脂接觸時，嚴重影響固化程度，產品出現分層、鼓泡現象，為此需研制適用于玻璃纖維增強三倍體毛白楊木質復合材料專用BZ-3號脫模劑。

發明內容：