[發(fā)明專利]一種基于聚多巴胺增強(qiáng)的木材單板與高密度聚乙烯塑料薄膜膠接增強(qiáng)技術(shù)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910343472.X
• 申請(qǐng)日: 2019-04-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110065109A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳政豪;曹陽(yáng);張雙保;王翠翠;宋偉;李榮榮;張凱強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B27D1/08
• 分類號(hào): B27D1/08
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及木塑復(fù)合材料制造技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種基于聚多巴胺為改性劑的木塑復(fù)合材料生產(chǎn)的制備工藝。以聚多巴胺為改性劑，以木質(zhì)生物質(zhì)材料的單板和聚乙烯膜為主要原材料，制造了聚多巴胺改性的木材單板/聚乙烯薄膜復(fù)合材料，通過(guò)對(duì)熱壓溫度、熱壓時(shí)間、熱壓壓力、聚多巴胺用量、聚乙烯薄膜用量等的控制,達(dá)到最佳的生產(chǎn)工藝效果。同時(shí),制備出的復(fù)合材料性能能夠滿足GB/T 9846?2015 I類膠合板標(biāo)準(zhǔn)的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及木塑復(fù)合材料制造技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種基于聚多巴胺為改性劑的木塑復(fù)合材料生產(chǎn)的制備工藝。

背景技術(shù)

木塑復(fù)合材料的制備最早是木粉與熱固性樹(shù)脂酚醛樹(shù)脂復(fù)合制備而成的。后來(lái)到七八十年代,運(yùn)用木粉與聚丙烯相混合制成木塑復(fù)合材料憑借其價(jià)廉、質(zhì)輕強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用于福特車的內(nèi)襯,從而木塑復(fù)合材料得到快速的利用和發(fā)展。許多研究者都嘗試運(yùn)用各種植物纖維如玉米桿、麥秸、黃麻甚至椰殼等于熱塑性樹(shù)脂復(fù)合,并改善其復(fù)合材料的性能還有研究者研究提高木塑的復(fù)合比例,從而試圖開(kāi)發(fā)出性能優(yōu)越、品質(zhì)優(yōu)良的木塑產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)外對(duì)木塑復(fù)合材料的研究十分廣泛,研究主要集中在對(duì)于木粉的前期處理、對(duì)于原材料廢舊塑料的應(yīng)用和復(fù)合材料的吸水性能和性能提高的研究等方面。

我國(guó)對(duì)于單板/熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料的研究較為深入。林科院木材工業(yè)研究所首先開(kāi)始了對(duì)用熱塑性塑料替代傳統(tǒng)膠黏劑、采用熱壓-冷壓工藝制備木塑復(fù)合材料的探索，無(wú)游離甲醛的釋放。然而，木質(zhì)單板與熱塑性塑料樹(shù)脂復(fù)合時(shí)，由于木材纖維中含有大量的羥基、酚羥基等親水性官能團(tuán)，因而呈現(xiàn)出較強(qiáng)的極性和親水性，而熱塑性樹(shù)脂的表面一般屬于非極性或者極性非常小，大多呈現(xiàn)為疏水性，因此兩者復(fù)合時(shí)界面間很難形成良好的膠合界面，致使復(fù)合材料的強(qiáng)度差，影響了其使用性能。此外，在木材纖維表面大量的羥基可以形成分子間氫鍵導(dǎo)致木質(zhì)纖維在聚合物基體中分布不均。在制造木塑復(fù)合材料時(shí)，加熱過(guò)程中木纖維相互聚集，會(huì)結(jié)合成纖維團(tuán)以及纖維束，容易引起應(yīng)力集中或者產(chǎn)生缺陷，導(dǎo)致復(fù)合材料的力學(xué)性能下降。

貽貝是沿岸和近海中普通存在的一種海洋雙殼軟體動(dòng)物，其足絲腺能分泌足絲并在足絲末端形成一個(gè)粘附盤附著于基質(zhì)，甚至是光滑的船底甲板。相關(guān)研究表明，貽貝分泌的每根足絲都含有膠原和彈性蛋白的涂層，在足絲的遠(yuǎn)端具有強(qiáng)粘附性的粘附盤，能使貽貝抵抗海水侵蝕并附著在固體表面，而其中的主要功能物質(zhì)即為3,4-二羥基苯丙氨酸(3,4-dihydroxyphenyl alanine,DOPA,多巴)和賴氨酸(Lysine)殘基。人工合成的蛋白類似物已證明多巴的含量與粘附能力相關(guān)。多巴的含量越高，粘附能力越強(qiáng)。

根據(jù)貽貝蛋白中特有的多巴結(jié)構(gòu)，研究學(xué)者發(fā)現(xiàn)，天然存在的小分子化合物多巴胺，分子式為C6H3(OH)2-CH2-CH2-NH2，其分子上具有貽貝黏附蛋白特有的功能化—結(jié)構(gòu)3,4-雙羥基-L-苯基丙氨酸和賴氨酸；并且能夠在弱堿性環(huán)境中氧化自聚合形成聚多巴胺。聚多巴胺分子上存在大量的鄰苯二酚結(jié)構(gòu)，使其很輕松的黏附在各種各樣的基質(zhì)表面，賦予了被黏附基質(zhì)豐富的兒茶酚化學(xué)反應(yīng)活性，擴(kuò)大了這些基質(zhì)的應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

基于發(fā)明背景技術(shù)所述，本發(fā)明提出了通過(guò)聚多巴胺增強(qiáng)木質(zhì)單板與高密度聚乙烯塑料薄膜間界面相容性，并實(shí)現(xiàn)膠接性能的增強(qiáng)，從而制造基于聚多巴胺增容的木塑復(fù)合材料。

本發(fā)明提出的一種一種基于高密度聚乙烯膜復(fù)合材料，其制造的最優(yōu)工藝為硅烷偶聯(lián)劑KH550用量3wt％,高密度聚乙烯膜添加量183g/m³，熱壓溫度170℃,熱壓時(shí)間60s/mm,熱壓壓力1.2MPa。

本發(fā)明有益效果：

在保證產(chǎn)品性能的前提下，相比于擠出成型法制備木塑復(fù)合材料中加入聚多巴胺，本發(fā)明可保留了木材天然的視覺(jué)紋理和質(zhì)感，并減少聚多巴胺的使用量，增加改性劑聚多巴胺的使用效率，從而降低了生產(chǎn)成本。同時(shí)產(chǎn)品的制造過(guò)程設(shè)計(jì)可基于膠合板生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)，符合我國(guó)人造板行業(yè)基礎(chǔ)現(xiàn)狀，生產(chǎn)條件成熟，技術(shù)推廣容易，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)基礎(chǔ)完善。