[发明专利]一种黄麻增强栲胶树脂中密度纤维板的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及一种黄麻制成的绿色天然复合材料及其应用领域，具体涉及一种绿色天然中密度纤维板材的制备方法。

背景技术

天然纤维复合材料的应用领域非常广泛，涵盖了建筑和土工材料，汽车,装饰用材料，过滤材料及包装用材料等。尤其在汽车制造领域，越来越多的天然纤维复合材料开始在常规制造领域取代原先的玻纤，碳纤维复合材料。

在过去的十年中，天然纤维复合材料已经作为汽车门板，座位靠背，汽车顶棚，后窗台，仪表盘等出现在汽车的各个组件中。这些天然纤维的加入，有效地减轻了车体重量和制造成本，同时进而带来了更少的油耗和由此产生的汽车尾气排放。

有关文献报道，降低车辆质量的百分之二十五相当于节省了2500万桶的原油,减少了2200亿磅的二氧化碳排放量。因此，欧盟在2006年立法要求，到2015年时，一台轿车上85％的材料可以被再利用，而日本更是要求95％的材料可以在循环利用。从能量损耗的角度上来说，天然纤维复合材料也更为节能。例如制造亚麻非织造垫，包括培育、收割、纤维分离在内，所消耗的能量约为9.55MJ/Kg，只是相当于生产玻纤垫所需能量的17％。LCA(Life Cycle Assessment)是一种用于评估一个产品在整个生命周期中对环境影响和破坏程度的指标。通过研究黄麻纤维增强汽车结构件的LCA，并与玻纤增强结构件LCA作对比，结果发现黄麻复合材料总体表现优于玻璃纤维。

而在研究复合材料的领域中，研究者长久以来都在为寻求新型天然树脂，用于替代传统的合成树脂，而不懈努力。诸如淀粉树脂，大豆蛋白树脂都被用于制造复合材料，而仅近些年来，栲胶树脂是其中较为热门的一种。

栲胶中的有效成分为单宁。单宁是由复杂的高分子量酚类化合物组成，分子量大概在500-20000之间。主要分成两大品种：浓缩型单宁和水解型单宁。浓缩型单宁拥有由黄酮类结构单元组成的复杂化学结构，由于刚性的碳碳键的存在， 而不易被水解。相反，水解型单宁可以迅速的在水中溶解，并与其他物质反应而获得水溶性的化合物。

在20世纪70年代原油危机之后，基于栲胶的绿色树脂研究取得了重大的突破。各种含栲胶改性树脂被开发出来，并显示了很多优于传统酚醛树脂、脲醛树脂的特性。用栲胶类树脂制造层合板，热压时间有所减少，从而提高了生产率；另外由于其使用的固化原理不同于传统酚醛树脂，故而可以保证产品做到零甲醛排放。

发明内容

本发明的目的是提供一种黄麻增强栲胶树脂中密度纤维板的制备方法，这种材料较之传统材料相比，成本更低，密度更小，拥有较好的机械性能。在考虑生产周期和成本的因素之下，该复合材料在减重、弯曲性能及环保方面，都表现出相当的竞争力。而其灵活的生产工艺，可以保证生产出满足不同需求的多规格绿色天然复合材料。

为了达到上述目的，本发明提供了一种黄麻增强栲胶树脂中密度纤维板的制备方法，其特征在于，包括：

步骤1：将黄麻纤维短切处理后，送入开松机开松；将开松后的纤维输入气流成网机，气流成网获得纤网；对纤网进行分切，根据产品要求，逐层叠加至目标克重；送入预针刺机，针刺加固成黄麻非织造材料；

步骤2：将栲胶粉末在搅拌下制成质量分数为35％-45％的栲胶水溶液，将固化剂乌洛托品粉末溶于水，制得质量分数为30％-35％的乌洛托品水溶液，将所述的乌洛托品水溶液加入到栲胶水溶液中，搅拌制得栲胶树脂；

步骤3：将步骤1中的黄麻非织造材料封入模具，灌注步骤2所述的栲胶树脂，直至黄麻非织造材料完全浸润后，从模具中取出，阴干，用平板硫化机模压成型，得到黄麻增强栲胶树脂中密度纤维板。

优选地，所述的步骤2中的栲胶为由黑荆树皮中提取的栲胶。

优选地，所述的步骤2中的乌洛托品与栲胶粉末的重量比为6～10：100。

优选地，所述的步骤3中的用平板硫化机模压成型的温度为100～150℃，总时间为4～7分钟，具体模压过程为：在施加压力为6～8MPa的条件下模压20～30s，停止施加压力20～30s，在施加压力为6～8MPa的条件下模压20～30s，停 止施加压力20～30s，在施加压力为6～8MPa的条件下模压20～30s，停止施加压力20～30s，在施加压力为1～3MPa的条件下模压120～240s。

优选地，所述的步骤3中，在模压成型后，在黄麻增强栲胶树脂中密度纤维板上下两侧均匀施加1～2MPa的张力以释放内应力，待其冷却后，得到成品。

优选地，所述的步骤3中的模具为可抽真空辅助树脂传递的模具。