[發(fā)明專利]水葫蘆-三聚氰胺脲醛樹脂復合材料及其密度板的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410818597.0
• 申請日: 2014-12-24
• 公開（公告）號: CN104592555A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設計）人: 劉嘯天
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞理工學院
• 主分類號: C08L1/02
• 分類號: C08L1/02;C08L61/30;C08K3/16;C08G12/38;B29C43/58
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 羅偉平;潘俊達

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復合材料領(lǐng)域技術(shù)，特別是提供一種水葫蘆-三聚氰胺脲醛樹脂復合材料及其密度板的制備方法。

背景技術(shù)

一方面，我國林木資源匱乏，可利用作為板材的林木資源更是稀缺。但每年生產(chǎn)的農(nóng)作物產(chǎn)量巨大，因此而產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)剩余物也是數(shù)量眾多。所以我國因地制宜，著手研究以這些農(nóng)作物廢料為原材料發(fā)展非木質(zhì)人造板，使原本廢棄或處理不當?shù)馁Y源得以被有效利用起來。現(xiàn)階段主要通過圍繞對棉桿、甘蔗渣、竹材、稻草秸稈、亞麻稈等多種農(nóng)副產(chǎn)品或其他常見的植物纖維特性的探究，進一步開展非木質(zhì)人造板的研制。

1蔗渣

由于蔗渣比重小，纖維品質(zhì)優(yōu)良，所制得的輕質(zhì)板材能夠達到較高的強度，具有耐水、耐火、抗生物腐蝕等優(yōu)勢，有很強的可塑性，可適用很多領(lǐng)域，因此擁有極大的市場價值。但是新鮮蔗渣都會殘余少量的糖分，必須儲藏適當?shù)臅r間，但也不能太久，才能使殘?zhí)菑氐鬃匀话l(fā)酵而蔗渣不會變黑。而蔗渣纖維中有三分之一以上是柔軟的蔗髓，不嚴格去除將會嚴重導致材料的質(zhì)量下降，加大蔗渣的預處理工作；

2竹材

竹子雖然也屬于森林資源之一，但與樹木相比較，竹子是速生植物，數(shù)量要遠遠超過木材，能夠為人造板制造提供豐富的原料。竹材表面光滑，強度和抗壓強度高，但結(jié)構(gòu)不均勻，易蟲蛀發(fā)霉，使用期短。若長時間承載較大負荷會還導致竹材發(fā)生蠕變過度的情況，使材料本身遭到破壞。

3稻草

稻草具有可與某些木材相比擬的縱向抗拉能力，即使經(jīng)過熱處理也只不過會稍微降低。稻草秸稈的纖維分布很不均勻，集中分布于秸稈內(nèi)部，而表層則被大量的二氧化硫、脂肪類、礦質(zhì)等物質(zhì)所包裹，共同形成了光滑的非極性表面層，致使稻草板交接強度差。這些物質(zhì)的存在不僅會阻止稻稈內(nèi)部羥基與合成樹脂之間化學鍵的生成，而且還會增加樹脂固化的難度。

4其他

以脲醛膠為膠粘劑生產(chǎn)棉桿中密度纖維板時，施膠量12％，熱壓溫度180℃,熱壓時間15s/mm的工藝條件可生產(chǎn)高力學性能的板材,但是板材24小時的吸水厚度膨脹率較高。

由此可見，現(xiàn)有非木質(zhì)人造板均有著成本高、性能不穩(wěn)定、易變質(zhì)、力學性能低等特點。

另一方面，水葫蘆繁殖迅速，會打破生態(tài)平衡，造成污染。目前采用的一些防除水葫蘆的方法或多或少的都存在一定的弊端，如化學防除雖然效果比較確實,但大范圍的使用費用也比較昂貴,而且最重要是在產(chǎn)生一系列的環(huán)境和安全方面的問題。而采用直接打撈的原始方法雖然不會造成負面效果，但卻需要大量勞動力，且在沒有任何經(jīng)濟效益作為推動力的情況下很難以保證對超出容量的水葫蘆進行及時地打撈。開發(fā)利用水葫蘆制備出具有一定功能性的產(chǎn)品，以獲得相應的收益，為利用市場化方向解決水葫蘆的污染問題成為解決這一問題的當務之急。

水葫蘆中富含纖維素，其纖維素的硬度大，模量值高，可以作為結(jié)構(gòu)材料使用。但纖維素的韌性差，抗沖擊性能弱，所以要制成結(jié)構(gòu)材料的話，有一定的缺陷，目前水葫蘆在這方面性能的增強還未見相關(guān)報道，如何研究開發(fā)一種力學性能優(yōu)異的水葫蘆-樹脂復合材料是決定水葫蘆是否能夠得到有效利用的重要因素。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，本發(fā)明的目的之一為提供一種環(huán)保、力學性能好、價格低廉且制備工藝簡單的水葫蘆-三聚氰胺脲醛樹脂復合材料。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下之技術(shù)方案：一種水葫蘆-三聚氰胺脲醛樹脂復合材料，按重量份計，包括有：

三聚氰胺脲醛樹脂膠??40-50重量份；

水葫蘆粉末?????70-80重量份；

氯化銨?????????1-2重量份；

所述三聚氰胺脲醛樹脂膠的制備包括如下步驟：

a、首先按照重量份數(shù)計算，量取37.0％甲醛溶液150重量份，用稀氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)酸堿性至pH＝9；

b、稱量尿素50重量份加入至步驟a所制備的甲醛溶液中，待尿素溶解后，設定加熱溫度為40℃，加熱30分鐘后；再加入70重量份尿素和20重量份三聚氰胺到反應體系中，并用稀鹽酸調(diào)節(jié)體系酸堿性至pH＝7，升溫至80℃，加熱1小時后即得三聚氰胺脲醛樹脂膠；

所述水葫蘆粉末直徑為30-80目。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過對三聚氰胺脲醛樹脂膠的制備工藝進行優(yōu)化，制得適合于水葫蘆粉末相結(jié)合的膠黏劑，特別是在配方中加入甲氧基聚乙二醇作為表面活性劑，既能親水葫蘆粉末，又能夠親三聚氰胺脲醛樹脂，從而作為粘結(jié)媒介，使得干燥水葫蘆粉末與三聚氰胺脲醛樹脂膠黏劑結(jié)合的更緊密。