[发明专利]一种废纸纤维/聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种废纸纤维/聚氨酯弹性体复合材料，其特征在于，按重量百分比，由以下组分组成：34.50％～37.99％废办公室A4纸、0.28％～0.46％双氧水、0.30％～0.44％氢氧化钠、0.47％～0.63％硅酸钠、0.39％～0.71％表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、0.50％～0.60％表面活性剂OP‑10、0.23％～0.73％脱墨后废纸纤维、36.86％～40.1％聚四氢呋喃醚二醇、8.26％～9.36％对苯二异氰酸酯、3.40％～4.2％1,4‑丁二醇、10.81％～12.56％N,N‑二甲基甲酰胺，上述组分重量百分比之和为100％；其制备方法：包括首先对废纸进行预处理，然后采用物理共混法和预聚体法制备废纸纤维/聚氨酯弹性体复合材料。本发明的复合材料达到了废纸回收再利用的目的，又为生产耐热性聚氨酯弹性体提供了一种途径。

技术领域

本发明涉及复合材料制备技术领域，具体涉及一种废纸纤维/聚氨酯弹性体复合材料，本发明还涉及一种该复合材料的制备方法。

背景技术

近些年来，随着世界造纸工业的发展，全球纸和纸板的产量不断增长。从2013年开始全球纸与纸板产量总产量超过4亿吨大关，达到4.02亿吨，2014年增长至4.06亿吨，2015年纸与纸板产量比上年微增0.4％，达到4.076亿吨。而我国2015年全国纸及纸板生产量10710万吨，较上年增长2.29％。2006～2015年，纸及纸板生产量年均增长率5.71％。我国每年产生大约1400万吨的纸，回收利用率却很低。有关统计表明，我国目前废纸回收利用率不足30％，每年废旧纸张浪费量达到1000多万吨，价值超过100亿元。近年来，印刷包装用纸和纸板的生产量及消费量与日俱增，使得废纸的产生量迅猛上升。虽然近年来我国废纸资源利用率逐年上升，但比起发达国家60％至70％的回收率仍有很大差距。废纸，也称之为“二次纤维”，造纸行业利用废纸造纸可以减少原生植物纤维纸浆的使用，减少森林消耗，是维持生态平衡、减轻环境污染的一项有效措施。此外，废纸纤维结构和性质与天然植物纤维相似，其具有相对低廉的价格、较小的密度、较高的弹性模量，生物降解性和可再生性等，使其在新型材料的研发方面备受国内外关注。废纸质轻、易得、价格低廉等优点，可以满足作为聚合物复合材料有机填充料的所有条件。采用每天都大量产生的废纸作为原材料填料生产复合材料具有非常诱人的发展前景。

聚氨酯是指主链上含有大量氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)的高聚物，国际上称为Polyurethane，简称为聚氨酯。聚氨酯材料出现于20世纪三十年代。于1937年被德国的OttoBayer博士用六亚甲基二异氰酸酯和1,4-丁二醇首次成功合成。随之在聚氨酯材料中出现了比较特殊的一大类，即聚氨酯弹性体。1942年，德国化学家H.Piten首先报道了由聚己二酸多元醇酯和二异氰酸酯合成的“i-Rubber”异氰酸酯橡胶。40～50年代浇注型，混炼型及热塑性聚氨酯弹性体技术开始应用市场。60年代以后聚氨酯弹性体发展速度较快，已经成为重要的聚氨酯材料和特种合成橡胶品种。聚氨酯弹性体其模量介于一般橡胶和塑料之间，具有优异的综合性能，如耐磨性好，耐低温性能好，具有高强度和高伸长率，负载支撑容量大、耐油性能优异等，其中以耐磨性能最为突出，且聚氨酯弹性体的粘合性好，吸震能力强，硬度的可调范围较大。但是，聚氨酯弹性体的耐热性能较差，当使用温度较高时，其外观尺寸和力学性能会发生变化。一般情况下，聚氨酯弹性体的长期使用温度不超过80℃，短期使用温度不超过120℃，这便限制了聚氨酯弹性体在许多领域的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种废纸纤维/聚氨酯弹性体复合材料，通过回收利用废纸来解决现有聚氨酯弹性体耐热性能差，无法在高温环境下长期使用的问题。

本发明的另一个目的是提供一种废纸纤维/聚氨酯弹性体复合材料的制备方法。