[發明專利]一種樹脂基木質陶瓷復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201410507716.0
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN104261869A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 崔昊;李慶德;鹿飛;于洋;滕菲
• 申請（專利權）人: 齊齊哈爾大學
• 主分類號: C04B38/06
• 分類號: C04B38/06;C04B35/524;C04B35/622
• 代理公司: 齊齊哈爾鶴城專利事務所 23207
• 代理人: 劉麗

技術領域

本發明涉及一種樹脂基木質陶瓷復合材料的制備方法，屬于新型裝飾設計材料技術領域。

背景技術

當今，工業化高速發展的今天，一方面人類對自然的開發利用達到前所未有的程度；另一方面是將地球上的各種資源以能源和材料的形式不斷無節制地消耗，同時將大量使用過的廢棄物排放到環境中造成污染，形成惡性循環。因此生產環境友好型樹脂基木質陶瓷復合材料是當今發展的一個方向。

自日本青森工業實驗場的岡部敏弘博士等人于1990年采用木質廢棄物如廢紙、木屑等首次成功開發出碳木質陶瓷復合材料以后，木質陶瓷的研究就引起了世人的普遍關注。Ozao等采用雞糞和酚醛樹脂、在800℃炭化制備得到了雞糞基木質陶瓷復合材料。

Iizuka等以中密度纖維板與酚醛樹脂為原料，將浸漬酚醛樹脂的中密度纖維板于135℃進行干燥處理10h后，在300—2800℃氮氣保護下制備了中密度纖維板基木質陶瓷復合材料。

?吳文濤以麥秸、酚醛樹脂、酒精、固化劑為原料，將原料按照一定比例混合后制成坯體然后炭化制備麥秸木質陶瓷復合材料，同時分析溫度升溫變化對材料性能的影響。

涂建華、張利波、彭金輝等采用煙草廢棄物煙桿與酚醛樹脂為原料，在500—1500℃下炭化制備了煙桿基木質陶瓷復合材料。

錢軍民、金志浩等以酚醛樹脂和椴木木粉為原料，將浸漬酚醛樹脂的椴木木粉經過預固化后，在真空電阻爐中800—1700℃下真空炭化制得了椴木基木質陶瓷復合材料。

宋強、王洪等以秸稈纖維為基體，以不銹鋼纖維和碳纖維為增強體，以酚醛樹脂為粘合劑，采用非織造加工工藝使秸稈纖維體與不銹鋼纖維、碳纖維相互融合與交織，制備了秸稈纖維基木質陶瓷復合材料，并進行了性能測試。

1932年樹脂基復合材料首先誕生于美國。美國1940年首次以熱固性樹脂為基體，玻璃纖維為增強材料，通過采用手糊工藝制備了軍用雷達罩和飛機油箱，開辟了樹脂基復合材料在軍事工業中的應用先河。

我國樹脂基復合材料的研究利用始于20世紀60年代，通過采用手糊工藝制備了樹脂基復合材料漁船，同時通過采用層壓和卷制工藝制備了樹脂基復合材料板材等產品。同時隨著材料科學技術以及相關學科的發展，一些新型產品應運而生如碳纖維片材補強建筑結構、拉擠復合材料門窗、RTM制品等。

廢棄的木料、紙、農作物秸桿等，若不經適當處理，就會給環境帶來負擔；但若將其制成復合材料，不僅對減少環境污染具有重要的意義，而且可以開發出新型環境友好型樹脂基木質陶瓷復合材料，且具有很多優異的性能，如良好的電學性能、高比表面積、消聲性能和耐腐蝕性能等。因此，在許多工業領域具有廣闊的應用前景，如用作吸附劑、催化劑載體、隔熱材料、自潤滑材料、溫度和濕度傳感器、阻尼材料、電磁屏蔽材料等。

發明內容

為了有效利用現有資源，解決資源浪費與環境污染的問題，本發明提供了一種樹脂基木質陶瓷復合材料的制備方法，利用該方法制備的樹脂基木質陶瓷復合材料可用于各種建筑及裝飾。

本發明的技術方案是：

它的設計要點是：本發明以鋸末、秸稈、木屑等生物質為原料，在一定的溫度與壓力下，經過機械擠壓模具壓制，使原料顆粒重新排列，原料纖維緊密黏結，形成具有一定形狀的棒材。生物質固化壓制而成的機制棒與廢舊塑料相融合，在炭化爐中經過干燥、預炭化、炭化、保溫后，形成一種具有連通孔結構的多孔碳素材料——木質陶瓷，將木質陶瓷應用于樹脂基復合材料制成樹脂基木質陶瓷復合材料?。

制備過程如下：

1.1生物質壓縮成型工藝流程：

（1）物料收集：收集鋸末、秸稈、木屑等生物質；

（2）物料粉碎：運用錘片式粉碎機對收集的物料進行粉碎處理，一般需要將90%左右的物料粉碎至2mm以下，而尺寸較大的樹皮、木材廢料等，第一次粉碎只能將原料破碎至20mm左右，經過二次粉碎才能將原料粉碎到5mm以下，有時需要進行三次或多次粉碎來完成。對于較粗大的木材廢料，一般先用木材切片機切成小片，再用錘片式粉碎機將其粉碎；

（3）干燥：運用立式氣流干燥機對物料進行干燥，因生物質原料含水量過低或過高時，生物質原料均不易成型。鋸末、秸稈、木屑等物料當含水率范圍為6%—10%時會產生良好的擠壓效果；

（4）加熱：螺旋擠壓成型機溫度設定：1區245℃、2區255℃、3區265℃、4區265℃、機頭265℃；