專利名稱：一種強化楊木復合材料的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種強化楊木復合材料的制備方法。
背景技術：
隨著我國經濟的發(fā)展，木材及其制品的供需矛盾日益尖銳。大力營造優(yōu)質高效的速生豐產林，提高木材的有效供給能力，才能從根本上解決我國當前木材供需嚴重不平衡的矛盾。我國從2001年啟動了速生豐產用材林的建設工程，目前每年可提供木材2250萬 m3。規(guī)劃到2015年，可以每年從速生豐產林當中生產出木材1.3億m3左右?？梢灶A見，我國速生豐產人工林將出現(xiàn)前所未有的發(fā)展態(tài)勢，并將逐漸替代天然林木材，以不斷滿足社會對木材資源的需求。而楊樹以其分布廣、品種多，適應性強，生長周期短(一般IOa左右即可成材)等優(yōu)點迅速成為我國重要的速生人工林用材樹種之一。復合材料是現(xiàn)代材料科學發(fā)展的主要方向，木質復合材料是由有機高分子和天然木材通過復合工藝加工而成的新型材料，它不僅保留木材的主要特色，并且擁有木材不具備的優(yōu)異性能，直接滿足多種用途。其中WPC(Wood Polymer/Plastic Composites)作為一種新型優(yōu)異的復合材料，是高聚物中最為典型的化學改性復合材。與素材相比大大改善了素材硬度、強度和耐磨性能。強化后的楊木通過膠合熱壓制備楊木復合材料，與素材相比其材性取得較大的變化和改善，特別是增加了耐磨性能、表面硬度、密度、抗彎強度、抗彎彈性模量以及抗沖擊性能。此外，這種新型強化復合材的阻燃型、耐腐蝕性和抗蟲害性能較素材都有提高。目前國內外對于強化楊木復合材料優(yōu)化制備工藝的研究或報道，主要集中在實體楊木的改性，存在樹脂的浸漬量低，樹脂的轉化率低的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明是要解決現(xiàn)有強化楊木復合材料制備工藝存在樹脂的浸漬量低，樹脂的轉化率低的問題，提供一種強化楊木復合材料的制備方法。本發(fā)明強化楊木復合材料的制備方法，按以下步驟進行—、在室溫下將水性高分子異氰酸酯與改性乳白膠混合，攪拌混勻，得膠黏劑；二、 將步驟一得到的膠黏劑均勻涂在強化楊木單板表面，涂膠量為60 140g/m2，然后鋪放芯材，向另一張強化楊木單板表面均勻涂一層膠黏劑，然后覆蓋在芯材上，涂膠量為60 140g/m2，涂膠面向下，與芯材接觸，得到板坯；三、將板坯放入熱壓機中熱壓，熱壓溫度為 50 80°C，壓力為2 5MPa，熱壓時間為10 20min，熱壓結束后冷卻陳放，即得到強化楊木復合材料；其中步驟一中水性高分子異氰酸酯的改性乳白膠的質量比為1 1 2;步驟二中芯材為中密度纖維板、刨花板或膠合板。步驟二中強化楊木單板的制備方法為a、將苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯甲酯和醋酸乙烯酯按照摩爾比1 2 1混合形成混合樹脂液，向混合樹脂液中加入偶氮二異丁腈、環(huán)烷酸鈷和氯化鋅，得混合液；b、在壓力為0. 2 0. 5MPa的條件下，將楊木單板放于步驟a制得的混合液中浸漬30 60分鐘，然后取出放置36小時，然后將楊木單板在60 90 V聚合反應3 7小時，得到強化楊木單板；其中步驟a中偶氮二異丁腈為混合樹脂液質量的 4%，環(huán)烷酸鈷為混合樹脂液質量的0. 5% 2%，氯化鋅為混合樹脂液質量的2% 4%。本發(fā)明方法的優(yōu)點1、可以提高樹脂的浸漬量，浸漬入楊木單板的樹脂液的重量是楊木單板重量的 130% 138. 4% ；2、可以提高樹脂的轉化率，聚合反應后，聚合硬化的混合樹脂為注入的混合樹脂重量的60% 64. 5% ；3、本發(fā)明可提高復合材料的表面硬度、耐磨性和靜曲強度，復合材料表面硬度最高可達15. 8MPa、耐磨性最高為0. 373mm、靜曲強度最高可達到52. 8IMPa,與沒有經過強化的素材比較有顯著提高，可提高復合材料的附加值；采用的優(yōu)化復合工藝是楊木單板與基材的膠合強度滿足國家標準，通過對工藝的智能優(yōu)化實現(xiàn)復合材料產品生產的同時節(jié)約能源。通過本研究制得的產品，能降低復合材的成本；同時，楊木單板強化后復合在板材表面，能有效地提高復合材的外觀質量、表面硬度、強度、耐磨性和防水性，滿足復合材料的使用要求。進一步采用環(huán)保、經濟、防水型木材膠粘劑膠貼復合，降低了人造板甲醛的釋放量，達到了室內用板材的國家標準，可直接用于室內裝飾。本發(fā)明制備的強化楊木復合材料可以廣泛應用于建筑、家具、室內裝飾等領域，這不僅能取代優(yōu)質木材，擴大楊木的應用領域，而且提高了產品的經濟附加值，具有重要的社會效益和經濟效益。
具體實施例方式本發(fā)明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式

，還包括各具體實施方式

間的任意組合。具體實施方式

一本實施方式強化楊木復合材料的制備方法，按以下步驟進行 一、在室溫下將水性高分子異氰酸酯與改性乳白膠混合，攪拌混勻，得膠黏劑；二、將步驟一得到的膠黏劑均勻涂在強化楊木單板表面，涂膠量為60 140g/m2，然后鋪放芯材，向另一張強化楊木單板表面均勻涂一層膠黏劑，然后覆蓋在芯材上，涂膠量為60 140g/m2，涂膠面向下，與芯材接觸，得到板坯；三、將板坯放入熱壓機中熱壓，熱壓溫度為50 80°C，壓力為2 5MPa，熱壓時間為10 20min，熱壓結束后冷卻陳放，即得到強化楊木復合材料；其中步驟一中水性高分子異氰酸酯的改性乳白膠的質量比為1 1 2;步驟二中芯材為中密度纖維板、刨花板或膠合板。本實施方式步驟一所述水性高分子異氰酸酯和改性乳白膠為市售產品。本實施方式可以提高樹脂的浸漬量，浸漬入楊木單板的樹脂液的重量是楊木單板重量的130% 138. 4%;可以提高樹脂的轉化率，聚合反應后，聚合硬化的混合樹脂為注入的混合樹脂重量的60% 64. 5% ；強化后的楊木單板與膠合板、刨花板或中密度纖維板為基材的復合材料表面硬度最高可達15. 8MPa、耐磨性最高為0. 373mm、靜曲強度最高可達到 52. 81MPa，與沒有經過強化的素材比較有顯著提高。具體實施方式

二 本實施方式與具體實施方式

一不同的是步驟二中強化楊木單板的制備方法為a、將苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯甲酯和醋酸乙烯酯按照摩爾比1 2 1混合形成混合樹脂液，向混合樹脂液中加入偶氮二異丁腈、環(huán)烷酸鈷和氯化鋅，得混合液；b、 在壓力為0. 2 0. 5MPa的條件下，將楊木單板放于步驟a制得的混合液中浸漬30 60分鐘，然后取出放置36小時，然后將楊木單板在60 90V聚合反應3 7小時，得到強化楊木單板；其中步驟a中偶氮二異丁腈為混合樹脂液質量的 4%，環(huán)烷酸鈷為混合樹脂液質量的0. 5% 2%，氯化鋅為混合樹脂液質量的2% 4%。其它與具體實施方式

一相同。具體實施方式

三本實施方式與具體實施方式

一或二不同的是步驟二中涂膠量為80 120g/m2。其它與具體實施方式

一或二相同。具體實施方式

四本實施方式與具體實施方式

一至三之一不同的是步驟二中涂膠量為100g/m2。其它與具體實施方式

一至三之一相同。具體實施方式

五本實施方式與具體實施方式

一至四之一不同的是步驟三中熱壓溫度為60°C。其它與具體實施方式

一至四之一相同。具體實施方式

六本實施方式與具體實施方式

一至四之一不同的是步驟三中熱壓溫度為70°C。其它與具體實施方式

一至四之一相同。具體實施方式

七本實施方式與具體實施方式

一至六之一不同的是步驟三中壓力為2MPa。其它與具體實施方式

一至六之一相同。具體實施方式

八本實施方式與具體實施方式

一至六之一不同的是步驟三中壓力為3 4MPa。其它與具體實施方式

一至六之一相同。具體實施方式

九本實施方式與具體實施方式

一至八之一不同的是步驟三中熱壓時間為15min。其它與具體實施方式

一至八之一相同。具體實施方式

十本實施方式強化楊木復合材料的制備方法，按以下步驟進行 一、在室溫下將水性高分子異氰酸酯與改性乳白膠混合，攪拌混勻，得膠黏劑；二、將步驟一得到的膠黏劑均勻涂在強化楊木單板表面，涂膠量為80g/m2，然后鋪放中密度纖維板，向另一張強化楊木單板表面均勻涂一層膠黏劑，然后覆蓋在中密度纖維板上，涂膠量為80g/m2， 涂膠面向下，與中密度纖維板接觸，得到板坯；三、將板坯放入熱壓機中熱壓，熱壓溫度為 60V，壓力為2MPa，熱壓時間為lOmin，熱壓結束后冷卻陳放，即得到強化楊木復合材料；其中步驟一中水性高分子異氰酸酯的改性乳白膠的質量比為1 1。步驟二中強化楊木單板的制備方法為a、將苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯甲酯和醋酸乙烯酯按照摩爾比1 2 1混合形成混合樹脂液，向混合樹脂液中加入偶氮二異丁腈、環(huán)烷酸鈷和氯化鋅，得混合液；b、在壓力為0. 3MPa的條件下，將楊木單板放于步驟一制得的混合液中浸漬30分鐘，然后取出放置36小時，然后將楊木單板在80°C聚合反應5小時，得到強化楊木單板；其中步驟一中偶氮二異丁腈為混合樹脂液質量的3%，環(huán)烷酸鈷為混合樹脂液質量的1%，氯化鋅為混合樹脂液質量的3%。本實施方式制備的強化楊木復合材料的膠合強度為0. 59 0. 838MPa,高于國標 0. 5MPa的要求；彈性模型可達6. 979MPa,與素材相比提高了 3. 3 4. 15倍，抗沖擊性能達 12. 05mm,提高了 1. 21 1. 44 倍。本實施方式浸漬入楊木單板的樹脂液的重量是楊木單板重量的135. 8% ；樹脂的轉化率提高，聚合反應后，聚合硬化的混合樹脂為注入的混合樹脂重量的63. 2% ；強化后的楊木單板與膠合板、刨花板或中密度纖維板為基材的復合材料表面硬度可達15. 8MPa、耐磨性為0. 373mm、靜曲強度最高達到52. 81MPa，與沒有經過強化的素材比較有顯著提高。
權利要求
1.一種強化楊木復合材料的制備方法，其特征在于強化楊木復合材料的制備方法，按以下步驟進行一、在室溫下將水性高分子異氰酸酯與改性乳白膠混合，攪拌混勻，得膠黏劑；二、將步驟一得到的膠黏劑均勻涂在強化楊木單板表面，涂膠量為60 140g/m2，然后鋪放芯材，向另一張強化楊木單板表面均勻涂一層膠黏劑，然后覆蓋在芯材上，涂膠量為 60 140g/m2，涂膠面向下，與芯材接觸，得到板坯；三、將板坯放入熱壓機中熱壓，熱壓溫度為50 80°C，壓力為2 5MPa，熱壓時間為10 20min，熱壓結束后冷卻陳放，即得到強化楊木復合材料；其中步驟一中水性高分子異氰酸酯的改性乳白膠的質量比為1 1 2;步驟二中芯材為中密度纖維板、刨花板或膠合板。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種強化楊木復合材料的制備方法，其特征在于步驟二中強化楊木單板的制備方法為a、將苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯甲酯和醋酸乙烯酯按照摩爾比 1:2: 1混合形成混合樹脂液，向混合樹脂液中加入偶氮二異丁腈、環(huán)烷酸鈷和氯化鋅，得混合液；b、在壓力為0. 2 0. 5MPa的條件下，將楊木單板放于步驟a制得的混合液中浸漬 30 60分鐘，然后取出放置36小時，然后將楊木單板在60 90°C聚合反應3 7小時， 得到強化楊木單板；其中步驟a中偶氮二異丁腈為混合樹脂液質量的 4%，環(huán)烷酸鈷為混合樹脂液質量的0. 5% 2 %，氯化鋅為混合樹脂液質量的2% 4%。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種強化楊木復合材料的制備方法，其特征在于步驟二中涂膠量為80 120g/m2。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種強化楊木復合材料的制備方法，其特征在于步驟二中涂膠量為100g/m2。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種強化楊木復合材料的制備方法，其特征在于步驟三中熱壓溫度為60°C。
6.根據(jù)權利要求4所述的一種強化楊木復合材料的制備方法，其特征在于步驟三中熱壓溫度為70°C。
7.根據(jù)權利要求5所述的一種強化楊木復合材料的制備方法，其特征在于步驟三中壓力為2MPa。
8.根據(jù)權利要求5所述的一種強化楊木復合材料的制備方法，其特征在于步驟三中壓力為3 4MPa。
9.根據(jù)權利要求7所述的一種強化楊木復合材料的制備方法，其特征在于步驟三中熱壓時間為15min。
全文摘要
一種強化楊木復合材料的制備方法，涉及一種強化楊木復合材料的制備方法。是要解決現(xiàn)有強化楊木復合材料制備工藝存在樹脂的浸漬量低，樹脂的轉化率低的問題。方法將水性高分子異氰酸酯與改性乳白膠混合得膠黏劑；將膠黏劑涂在強化楊木單板表面，鋪放芯材，向另一張強化楊木單板表面涂一層膠黏劑，覆蓋在芯材上，得板坯；將板坯放入熱壓機中熱壓，冷卻陳放，即得到強化楊木復合材料。本發(fā)明可提高樹脂的浸漬量，提高樹脂的轉化率?？商岣邚秃喜牧系谋砻嬗捕取⒛湍バ院挽o曲強度。廣泛應用于建筑、家具、室內裝飾等領域。
文檔編號B32B38/08GK102490219SQ20111040248
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月7日 優(yōu)先權日2011年12月7日
發(fā)明者孫建平, 王逢瑚, 陳廣勝, 馬立軍 申請人:東北林業(yè)大學