CN107141827A - 一种基于生物合成树脂的复合板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于生物合成树脂的复合板及其制备方法，采用膨化麦秆、膨化稻壳和高岭土为主要成分，与生物合成树脂，脲，二丁基苯磺酸钠，间苯二酚，磷酸等成分混合反应后形成浆料，直接加压成型即可得到一种新型的天然复合板材，产品结构韧性强，耐水耐高温，耐腐蚀，所用主要原料均为天然材质，无毒无污染，可自然降解，可用于家具、建材等多种领域，是一种能够替代木质复合板、并符合现代绿色环保理念的新型板材。

Description

一种基于生物合成树脂的复合板及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种基于生物合成树脂的复合板及其制备方法。
背景技术
近年来复合板的应用日益广泛，复合板多以木材为原料，但目前森林资源短缺，木材供需矛盾突出，木质复合板不符合现代环保的理念，且成本较高。此外，复合板的加工和使用过程中都需要不同性能的胶粘剂。现在常用的胶粘剂多为人工合成胶粘剂，例如脲醛树脂、酚醛树脂等，这类胶粘剂在使用过程中会释放甲醛等有害物质，危害环境和人体健康，因此这类合成胶粘剂的使用逐渐受到限制。因此，亟需一种能够替代木质复合板、并符合现代绿色环保理念的新型板材。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种基于生物合成树脂的复合板及其制备方法，得到的复合板结构韧性强，耐水耐高温，耐腐蚀，无毒无污染，可自然降解，能够替代传统的木质复合板、并符合现代绿色环保理念。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：
一种基于生物合成树脂的复合板的制备方法，包括：
1)按以下质量份数计称取各组分：膨化麦秆粉末18～22份，膨化稻壳粉末18～22份，生物合成树脂35～45份，脲9～11份，二丁基苯磺酸钠2.2～2.8份，间苯二酚2.2～2.8份，磷酸2.2～2.8份，高岭土9～11份，水18～22份；
其中，所述生物合成树脂通过以下方法制备得到：
a)按以下质量份数计，称取玉米蛋白粉8～12份，水90～110份，柠檬酸0.6～0.7份，氢氧化钠0.04～0.06份，碳酸钠0.22～0.28份，糖醇0.015～0.025份，月桂酸0.04～0.06份，丙二酸0.015～0.025份，纳米二氧化硅4～6份；
b)120～180rpm搅拌下，向温度为24～26℃的所述水中加入所述柠檬酸和氢氧化钠，配制得到pH值为8.8～9.2的缓冲液；
c)在120～180rpm搅拌下将所述玉米蛋白粉加入至步骤b)得到的缓冲液中，再加入所述月桂酸，搅拌反应25～35min；
d)向步骤c)得到的反应液中逐滴滴入所述丙二酸，并在12～18min内滴加完毕，然后升温至58～62℃，恒温聚合反应55～65min；
e)向步骤d)得到的反应液中加入碳酸钠并调节pH值至6.8～7.7，继续保温反应8～12min后，开始降温并加入所述糖醇；降温至29～31℃时加入所述纳米二氧化硅；继续降温至24～26℃，即得所述之生物合成树脂；
2)180～220rpm搅拌下，向温度为23～27℃的所述水中加入所述二丁基苯磺酸钠，间苯二酚和磷酸，搅拌8～12min；
3)将所述生物合成树脂和脲加入至步骤2)得到的混合液中，继续搅拌8～12min；
4)将所述膨化麦秆粉末，膨化稻壳粉末和高岭土加入至步骤3)得到的混合液中，继续搅拌15～25min，得到浆料；
5)将步骤4)得到的浆料置于100～120℃、450～550吨压力下，加压成型20～30min，即得所述复合板，密度为880～920kg/m3，含水量不高于8％；防火等级B1级以上，吸水膨胀率不高于2‰。
一实施例中：所述步骤1)中，按以下质量份数计称取各组分：膨化麦秆粉末20份，膨化稻壳粉末20份，生物合成树脂40份，脲10份，二丁基苯磺酸钠2.5份，间苯二酚2.5份，磷酸2.5份，高岭土10份，水20份。
一实施例中：所述步骤1)中，按以下质量份数计称取各组分：膨化麦秆粉末19份，膨化稻壳粉末21份，生物合成树脂42份，脲9.5份，二丁基苯磺酸钠2.3份，间苯二酚2.7份，磷酸2.4份，高岭土11份，水19份。
一实施例中：所述步骤1)中，按以下质量份数计称取各组分：膨化麦秆粉末21份，膨化稻壳粉末19份，生物合成树脂36份，脲10.8份，二丁基苯磺酸钠2.6份，间苯二酚2.4份，磷酸2.7份，高岭土9.5份，水21份。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：
一种根据上述的制备方法所制备的基于生物合成树脂的复合板。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之三是：
一种生物合成树脂的制备方法，包括：
a)按以下质量份数计，称取玉米蛋白粉8～12份，水90～110份，柠檬酸0.6～0.7份，氢氧化钠0.04～0.06份，碳酸钠0.22～0.28份，糖醇0.015～0.025份，月桂酸0.04～0.06份，丙二酸0.015～0.025份，纳米二氧化硅4～6份；
b)120～180rpm搅拌下，向温度为24～26℃的所述水中加入所述柠檬酸和氢氧化钠，配制得到pH值为8.8～9.2的缓冲液；
c)在120～180rpm搅拌下将所述玉米蛋白粉加入至步骤b)得到的缓冲液中，再加入所述月桂酸，搅拌反应25～35min；
d)向步骤c)得到的反应液中逐滴滴入所述丙二酸，并在12～18min内滴加完毕，然后升温至58～62℃，恒温聚合反应55～65min；
e)向步骤d)得到的反应液中加入碳酸钠并调节pH值至6.8～7.7，继续保温反应8～12min后，开始降温并加入所述糖醇；降温至29～31℃时加入所述纳米二氧化硅；继续降温至24～26℃，即得所述之生物合成树脂。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之四是：
一种生物合成树脂，所述生物合成树脂的原料按质量份数计，包括：玉米蛋白粉8～12份，水90～110份，柠檬酸0.6～0.7份，氢氧化钠0.04～0.06份，碳酸钠0.22～0.28份，糖醇0.015～0.025份，月桂酸0.04～0.06份，丙二酸0.015～0.025份，纳米二氧化硅4～6份。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之五是：
上述生物合成树脂作为胶粘剂或涂料的用途。
本发明所述之膨化麦秆粉末，膨化稻壳粉末，脲，二丁基苯磺酸钠，间苯二酚，磷酸，高岭土，玉米蛋白粉，柠檬酸，氢氧化钠，碳酸钠，糖醇，月桂酸，丙二酸，纳米二氧化硅均为市面上可购买到的产品。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
本发明的基于生物合成树脂的复合板，采用新型的生物合成树脂，通过其中的月桂酸增加湿润性和稳定性，糠醇保证胶水抗老化和龟裂，纳米二氧化硅提高产品抗老化、抗紫外线和抗光化性能，不但避免了传统胶粘剂的游离甲醛气体污染，同时强度和韧性较强，再采用膨化麦秆、膨化稻壳和高岭土为主要成分，膨化麦秆和稻壳中的纤维素经过处理后，具有大量的活性官能团，与生物合成树脂，脲，二丁基苯磺酸钠，间苯二酚，磷酸等成分混合反应后形成浆料，直接加压成型即可得到一种新型的天然复合板材，产品结构韧性强，耐水耐高温，耐腐蚀，所用主要原料均为天然材质，无毒无污染，可自然降解，可用于家具、建材等多种领域，是一种能够替代木质复合板、并符合现代绿色环保理念的新型板材。
具体实施方式
下面通过实施例具体说明本发明的内容：
实施例1
1)按以下配方称取各组分：膨化麦秆粉末20kg，膨化稻壳粉末20kg，生物合成树脂40kg，脲10kg，二丁基苯磺酸钠2.5kg，间苯二酚2.5kg，磷酸2.5kg，高岭土10kg，水20kg；其中，所述生物合成树脂的制备方法为：
a)按以下配方称取玉米蛋白粉10kg，水100kg，柠檬酸0.65kg，氢氧化钠0.05kg，碳酸钠0.25kg，糖醇0.02kg，月桂酸0.05kg，丙二酸0.02kg，纳米二氧化硅5kg；
b)将温度为25℃的所述水放入搅拌器，150rpm搅拌下，向水中加入所述柠檬酸和氢氧化钠，配制得到pH值为9.0的缓冲液；
c)在150rpm搅拌下将所述玉米蛋白粉加入至步骤b)得到的缓冲液中，再加入所述月桂酸，搅拌反应30min；
d)向步骤c)得到的反应液中逐滴滴入所述丙二酸，并在15min内滴加完毕，然后升温至60℃，恒温聚合反应60min；
e)向步骤d)得到的反应液中加入碳酸钠并调节pH值至7.0～7.5，继续保温反应10min后，开始降温并加入所述糖醇；降温至30℃时加入所述纳米二氧化硅；继续降温至25℃，即得生物合成树脂，其固体含量55～60％，黏度(涂-4杯)100～120s，pH值7.0～7.5，贮存期≥60天，无毒无污染，结合强度和韧性佳；
2)将温度为25℃的所述水中放入搅拌器，200rpm搅拌下，向水中加入所述二丁基苯磺酸钠，间苯二酚和磷酸，搅拌10min；
3)将所述生物合成树脂和脲加入至步骤2)得到的混合液中，继续搅拌10min；
4)将所述膨化麦秆粉末，膨化稻壳粉末和高岭土加入至步骤3)得到的混合液中，继续搅拌20min，得到浆料；
5)将步骤4)得到的浆料置于100～120℃、450～550吨压力下，加压成型20～30min，即得所述复合板，密度为900kg/m3，含水量7.2％；防火等级B1级以上，吸水膨胀率1.5‰。
实施例2
1)按以下配方称取各组分：膨化麦秆粉末19kg，膨化稻壳粉末21kg，生物合成树脂42kg，脲9.5kg，二丁基苯磺酸钠2.3kg，间苯二酚2.7kg，磷酸2.4kg，高岭土11kg，水19kg；其中，所述生物合成树脂的制备方法中，玉米蛋白粉为9kg，水为95kg，柠檬酸为0.68kg，氢氧化钠为0.055kg，碳酸钠为0.23kg，糖醇为0.017kg，月桂酸为0.046kg，丙二酸为0.016kg，纳米二氧化硅为4.5kg，其余同实施例1；
2)将温度为25℃的所述水中放入搅拌器，200rpm搅拌下，向水中加入所述二丁基苯磺酸钠，间苯二酚和磷酸，搅拌10min；
3)将所述生物合成树脂和脲加入至步骤2)得到的混合液中，继续搅拌10min；
4)将所述膨化麦秆粉末，膨化稻壳粉末和高岭土加入至步骤3)得到的混合液中，继续搅拌20min，得到浆料；
5)将步骤4)得到的浆料置于100～120℃、450～550吨压力下，加压成型20～30min，即得所述复合板，密度为897kg/m3，含水量7.8％；防火等级B1级以上，吸水膨胀率1.9‰。
实施例3
1)按以下配方称取各组分：膨化麦秆粉末21kg，膨化稻壳粉末19kg，生物合成树脂36kg，脲10.8kg，二丁基苯磺酸钠2.6kg，间苯二酚2.4kg，磷酸2.7kg，高岭土9.5kg，水21kg；其中，所述生物合成树脂的制备方法中，玉米蛋白粉为11kg，水为105kg，柠檬酸为0.63kg，氢氧化钠为0.045kg，碳酸钠为0.26kg，糖醇为0.023kg，月桂酸为0.053kg，丙二酸为0.023kg，纳米二氧化硅为5.5kg，其余同实施例1；
2)将温度为25℃的所述水中放入搅拌器，200rpm搅拌下，向水中加入所述二丁基苯磺酸钠，间苯二酚和磷酸，搅拌10min；
3)将所述生物合成树脂和脲加入至步骤2)得到的混合液中，继续搅拌10min；
4)将所述膨化麦秆粉末，膨化稻壳粉末和高岭土加入至步骤3)得到的混合液中，继续搅拌20min，得到浆料；
5)将步骤4)得到的浆料置于100～120℃、450～550吨压力下，加压成型20～30min，即得所述复合板，密度为907kg/m3，含水量7.6％；防火等级B1级以上，吸水膨胀率1.4‰。
本领域技术人员可知，当本发明的技术参数在如下范围内变化时，可以预期得到与上述实施例相同或相近的技术效果：
一种基于生物合成树脂的复合板的制备方法，包括：
1)按以下质量份数计称取各组分：膨化麦秆粉末18～22份，膨化稻壳粉末18～22份，生物合成树脂35～45份，脲9～11份，二丁基苯磺酸钠2.2～2.8份，间苯二酚2.2～2.8份，磷酸2.2～2.8份，高岭土9～11份，水18～22份；
其中，所述生物合成树脂通过以下方法制备得到：
a)按以下质量份数计，称取玉米蛋白粉8～12份，水90～110份，柠檬酸0.6～0.7份，氢氧化钠0.04～0.06份，碳酸钠0.22～0.28份，糖醇0.015～0.025份，月桂酸0.04～0.06份，丙二酸0.015～0.025份，纳米二氧化硅4～6份；
b)120～180rpm搅拌下，向温度为24～26℃的所述水中加入所述柠檬酸和氢氧化钠，配制得到pH值为8.8～9.2的缓冲液；
c)在120～180rpm搅拌下将所述玉米蛋白粉加入至步骤b)得到的缓冲液中，再加入所述月桂酸，搅拌反应25～35min；
d)向步骤c)得到的反应液中逐滴滴入所述丙二酸，滴加完毕后，升温至58～62℃，恒温聚合反应55～65min；
e)向步骤d)得到的反应液中加入碳酸钠，继续保温反应8～12min后，开始降温并加入所述糖醇；降温至29～31℃时加入所述纳米二氧化硅；继续降温至24～26℃，即得所述之生物合成树脂；
2)180～220rpm搅拌下，向温度为23～27℃的所述水中加入所述二丁基苯磺酸钠，间苯二酚和磷酸，搅拌8～12min；
3)将所述生物合成树脂和脲加入至步骤2)得到的混合液中，继续搅拌8～12min；
4)将所述膨化麦秆粉末，膨化稻壳粉末和高岭土加入至步骤3)得到的混合液中，继续搅拌15～25min，得到浆料；
5)将步骤4)得到的浆料置于100～120℃、450～550吨压力下，加压成型20～30min，即得所述复合板，密度为880～920kg/m3，含水量不高于8％；防火等级B1级以上，吸水膨胀率不高于2‰。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (8)

1.一种基于生物合成树脂的复合板的制备方法，其特征在于：包括：
1)按以下质量份数计称取各组分：膨化麦秆粉末18～22份，膨化稻壳粉末18～22份，生物合成树脂35～45份，脲9～11份，二丁基苯磺酸钠2.2～2.8份，间苯二酚2.2～2.8份，磷酸2.2～2.8份，高岭土9～11份，水18～22份；
其中，所述生物合成树脂通过以下方法制备得到：
a)按以下质量份数计，称取玉米蛋白粉8～12份，水90～110份，柠檬酸0.6～0.7份，氢氧化钠0.04～0.06份，碳酸钠0.22～0.28份，糖醇0.015～0.025份，月桂酸0.04～0.06份，丙二酸0.015～0.025份，纳米二氧化硅4～6份；
b)120～180rpm搅拌下，向温度为24～26℃的所述水中加入所述柠檬酸和氢氧化钠，配制得到pH值为8.8～9.2的缓冲液；
c)在120～180rpm搅拌下将所述玉米蛋白粉加入至步骤b)得到的缓冲液中，再加入所述月桂酸，搅拌反应25～35min；
d)向步骤c)得到的反应液中逐滴滴入所述丙二酸，并在12～18min内滴加完毕，然后升温至58～62℃，恒温聚合反应55～65min；
e)向步骤d)得到的反应液中加入碳酸钠并调节pH值至6.8～7.7，继续保温反应8～12min后，开始降温并加入所述糖醇；降温至29～31℃时加入所述纳米二氧化硅；继续降温至24～26℃，即得所述之生物合成树脂；
2)180～220rpm搅拌下，向温度为23～27℃的所述水中加入所述二丁基苯磺酸钠，间苯二酚和磷酸，搅拌8～12min；
3)将所述生物合成树脂和脲加入至步骤2)得到的混合液中，继续搅拌8～12min；
4)将所述膨化麦秆粉末，膨化稻壳粉末和高岭土加入至步骤3)得到的混合液中，继续搅拌15～25min，得到浆料；
5)将步骤4)得到的浆料置于100～120℃、450～550吨压力下，加压成型20～30min，即得所述复合板，密度为880～920kg/m3，含水量不高于8％；防火等级B1级以上，吸水膨胀率不高于2‰。
2.根据权利要求1所述的一种基于生物合成树脂的复合板的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，按以下质量份数计称取各组分：膨化麦秆粉末20份，膨化稻壳粉末20份，生物合成树脂40份，脲10份，二丁基苯磺酸钠2.5份，间苯二酚2.5份，磷酸2.5份，高岭土10份，水20份。
3.根据权利要求1所述的一种基于生物合成树脂的复合板的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，按以下质量份数计称取各组分：膨化麦秆粉末19份，膨化稻壳粉末21份，生物合成树脂42份，脲9.5份，二丁基苯磺酸钠2.3份，间苯二酚2.7份，磷酸2.4份，高岭土11份，水19份。
4.根据权利要求1所述的一种基于生物合成树脂的复合板的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，按以下质量份数计称取各组分：膨化麦秆粉末21份，膨化稻壳粉末19份，生物合成树脂36份，脲10.8份，二丁基苯磺酸钠2.6份，间苯二酚2.4份，磷酸2.7份，高岭土9.5份，水21份。
5.一种根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法所制备的基于生物合成树脂的复合板。
6.一种生物合成树脂的制备方法，其特征在于：包括：
a)按以下质量份数计，称取玉米蛋白粉8～12份，水90～110份，柠檬酸0.6～0.7份，氢氧化钠0.04～0.06份，碳酸钠0.22～0.28份，糖醇0.015～0.025份，月桂酸0.04～0.06份，丙二酸0.015～0.025份，纳米二氧化硅4～6份；
b)120～180rpm搅拌下，向温度为24～26℃的所述水中加入所述柠檬酸和氢氧化钠，配制得到pH值为8.8～9.2的缓冲液；
c)在120～180rpm搅拌下将所述玉米蛋白粉加入至步骤b)得到的缓冲液中，再加入所述月桂酸，搅拌反应25～35min；
d)向步骤c)得到的反应液中逐滴滴入所述丙二酸，并在12～18min内滴加完毕，然后升温至58～62℃，恒温聚合反应55～65min；
e)向步骤d)得到的反应液中加入碳酸钠并调节pH值至6.8～7.7，继续保温反应8～12min后，开始降温并加入所述糖醇；降温至29～31℃时加入所述纳米二氧化硅；继续降温至24～26℃，即得所述之生物合成树脂。
7.一种生物合成树脂，其特征在于：所述生物合成树脂的原料按质量份数计，包括：玉米蛋白粉8～12份，水90～110份，柠檬酸0.6～0.7份，氢氧化钠0.04～0.06份，碳酸钠0.22～0.28份，糖醇0.015～0.025份，月桂酸0.04～0.06份，丙二酸0.015～0.025份，纳米二氧化硅4～6份。
8.一种生物合成树脂作为胶粘剂或涂料的用途，其特征在于：所述生物合成树脂为根据权利要求6所述的制备方法所制备的生物合成树脂，或为权利要求7所述的生物合成树脂。
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