[发明专利]一种增强增韧的植物纤维-密胺树脂复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种增强增韧的植物纤维‑密胺树脂复合材料及其制备方法，所述增强增韧的植物纤维‑密胺树脂复合材料包括下述重量份的原料：三聚氰胺甲醛树脂50‑60份、改性植物纤维35‑45份、矿物填料1‑3份、固化剂0.05‑0.1份、润滑剂0.5‑1份。本发明通过对植物纤维填充体系进行优化，使制得的植物纤维‑密胺树脂复合材料具有优良的弯曲性能以及抗冲击韧性，力学性能优异，能大幅度提高植物纤维‑密胺树脂制品的耐用性。

技术领域

本发明涉及密胺树脂材料技术领域，尤其涉及一种增强增韧的植物纤维-密胺树脂复合材料及其制备方法。

背景技术

密胺树脂，又称三聚氰胺甲醛树脂，是三聚氰胺与甲醛反应所得到的聚合物，其在加工成型时发生交联反应，最后形成具有三维网状结构的高聚物。密胺树脂不仅色彩丰富、外观酷似瓷器，而且，具有透明、无毒无味，机械强度高、耐磕碰，耐化学性能好、耐腐蚀、耐高温、耐低温、耐沸水等优良的特点，通常与植物纤维填充料进行共混加工，利用植物纤维的高强度，以及密胺树脂本身的粘结性，获得具有良好力学性能的植物纤维-密胺树脂复合材料，广泛应用于餐厨具的制造领域。但是，由于三聚氰胺的交联点过多，导致密胺树脂的脆性较大，使制得的植物纤维-密胺树脂复合材料仍然存在韧性不足的缺陷，其表面容易发生开裂，严重影响了材料的使用寿命。因此，如何提高植物纤维-密胺树脂复合材料的强韧性，成为目前研究的热点问题。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种增强增韧的植物纤维-密胺树脂复合材料及其制备方法。

本发明提出的一种增强增韧的植物纤维-密胺树脂复合材料，包括下述重量份的原料：

三聚氰胺甲醛树脂50-60份、改性植物纤维35-45份、矿物填料1-3份、固化剂0.05-0.1份、润滑剂0.5-1份。

优选地，所述改性植物纤维的制备方法包括以下步骤：

S1、将植物纤维加入高碘酸钠溶液中搅拌反应，得到醛基化植物纤维；

S2、将步骤S1所述醛基化植物纤维浸渍于表面改性液中进行浸渍处理，取出后干燥，即得，所述表面改性液由羧基丁苯胶乳、羧基化纳米纤维素和水混合得到。

优选地，所述步骤S1中，反应温度为30-60℃、pH为3.5-5.5，反应时间为6-10h；所述植物纤维与高碘酸钠溶液的重量比为(1-2)：100；所述高碘酸钠溶液的浓度为0.04-0.06mol/L。

优选地，所述植物纤维为木纤维、竹纤维、麻纤维、棉纤维中的一种或者几种的混合。

优选地，所述植物纤维为100-400目。

优选地，所述表面改性液中，羧基丁苯胶乳、羧基化纳米纤维素和水的重量比为(50-100)：(1-3)：100。

优选地，所述羧基丁苯胶乳的固含量为50-55％；所述羧基化纳米纤维素的平均粒径为100-200nm。

优选地，所述羧基化纳米纤维素的制备方法为：

将棉浆纤维在质量分数为60-65％的硫酸溶液中于50-60℃加热水解1-2h，其中棉浆纤维与硫酸溶液的重量比为1：(10-15)，冷却后用去离子水将悬浮液稀释至8-10倍以终止反应，然后进行离心、洗涤，置于透析袋中透析至pH保持不变，最后取出，冷冻干燥，即得。

优选地，所述步骤S2中，浸渍温度为25-45℃、浸渍时间为2-4h；干燥温度为50-70℃，干燥时间为0.5-1h。

优选地，所述三聚氰胺甲醛树脂的制备方法为：

将100-120重量份浓度为37％的甲醛溶液加入反应器中，用NaOH溶液将pH调至9.3-9.5，然后升温至35℃搅拌0.5-1h直至pH稳定，再加入30-40重量份的三聚氰胺于90-95℃反应2-3h，即得。