[发明专利]玻璃纤维增强三倍体毛白杨木质复合材料用助剂生产工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及木质复合材料模制造技术领域，特别涉及一种玻璃纤维增强三倍体毛白杨木质复合材料用助剂的生产工艺。

背景技术：

木质复合材料的基体材料主要组分是合成树脂，一般来说，基体很少是单一的聚合物(合成树脂)，往往还包含有其它辅助材料。可选用的有：酚醛树脂胶(包括改性酚醛)，脲醛树脂胶(包括改性脲醛)，三聚氰胺树脂胶，醋酸乙烯共聚乳液，环氧树脂，聚酯树脂，造纸黑液，生产环氧树脂回收的废液及各种热塑性聚合物。

酚醛树脂是最早实现工业化的一种树脂，它的特点为在加热条件下即能固化，无须添加固化剂，酸、碱对固化反应起促进作用；树脂固化过程中有小分子析出，故树脂固化需在高压下进行。已固化的树脂有良好的压缩性能，良好的耐水、耐化学介质和耐烧蚀性能。近年来，酚醛树脂被广泛应用于木质材料与无机纤维，木质材料与有机合成纤维复合材料之中。这就为木材的综合利用研究和应用开拓了新的领域。

本发明所用的BN-1低毒性酚醛树脂胶是在实验室的条件下制得，通过合成高分子量酚醛树脂的途径，研制出低毒性(胶中游离酚含量＜0.1％，游离醛含量＜0.1％)，高粘附性(或高附着力)的水溶性酚醛树脂胶粘剂。

现行的人造板生产用酚醛树脂一般是沿用胶合板用的酚醛树脂胶，分子量大小和分子量分布都不完全适合于生产工艺要求。用湿法生产的木质纤维复合板，情况尤为突出，使用时树脂流失严重，增强和胶合效果较差，而且，树脂的游离酚含量较高，加重了生产对环境的污染。

本发明是用无机纤维-玻璃纤维作木质复合材料的增强材料，一般的酚醛树脂胶在玻璃纤维表面的附着力极差，严重影响玻璃纤维和木质材料的复合效果。

木质复合材料用酚醛树脂必须具备对增强纤维有好的粘附性，同时树脂本身游离酚含量低，减少对环境的污染。经过长期摸索，可从四个方面达到其目的：

(1)合成带正电荷的酚醛树脂。由于木质材料本身带负电性，如果能够合成带正电荷的酚醛树脂，便可以增强酚醛树脂与木质材料之间的静电引力，从而达到提高酚醛树脂附着力的目的。

(2)用湿法方式制备木质纤维复合材料。在施胶工艺中向浆料里加入聚丙烯化合物作为絮凝剂和交联，增加酚醛树脂在增强纤维上的吸附性。

(3)合成高分子量酚醛树脂。通过提高酚醛树脂的分子量来增加酚醛树脂对增强纤维的附着力，这样可减少酚醛树脂的用量，同时也降低酚醛树脂的游离酚醛含量。

(4)用于干法方式制备木质纤维复合材料。调胶时加入一定量玻璃纤维表面处理剂(偶联剂)，可使玻璃纤维表面产生羟基，以使酚醛树脂与木质材料很好地胶合起来。

第一种情况合成带正电荷酚醛树脂的工艺复杂，不适合于现行木材工业生产；通过试验了解到采用第二种情况施加聚丙烯类化合物，酚醛树脂附着力有所提高，但用量较大成本很高，效果不是很理想；这样选定第三种和第四种情况，在制备酚醛树脂时，用提高反应的聚合度合成高分子量的酚醛树脂的方法来提高酚醛树脂在增强纤维上的附着力。由于聚合度的提高，酚醛树脂中的游离酚含量也会降低，减轻了酚类物质对环境的污染。在制备复合材料时，将化学处理剂加入到树脂中，使加有处理剂的树脂与增强纤维表面接触，当树脂受热固化时产生偶联作用。

合成高分子量的酚醛树脂势必对酚醛树脂的贮存性和水混合性有影响，不利于施胶工艺的操作，所以在合成树脂时，要恰当地控制反应程度，保证合成的酚醛树脂有良好的水混合性和贮存期。

按材料的表面处理剂主要化学成分来分，处理剂分有机硅烷和有机络合物两类，本研究采用有机硅烷类处理剂进行玻璃纤维的表面处理。

有机硅烷合水反应生成硅醇，且以单分子层键合于玻璃纤维表面，相互间脱水，生成醚键，聚合成大分子。因而改变了玻璃纤维表面原来的性质，使之具有憎水而亲基体树脂的性质。

在人造板及其二次加工生产中，由于诸因素的影响常常出现粘板现象，一般用滑石粉、油酸作为脱模剂。由于加工产品几乎全部用氨基树脂，氨基树脂都是在酸性(PH＜7)条件下固化，而玻璃纤维增强三倍体毛白杨木质复合材料用BN-1低毒性PF树脂制备，是在碱性(PH＞7)条件下完成，且固化也是在碱性(PH＞7)条件下受热完成。若出现粘板现象，单纯用油酸(PH＜7显酸性)等作为脱模剂，与PF树脂接触时，严重影响固化程度，产品出现分层、鼓泡现象，为此需研制适用于玻璃纤维增强三倍体毛白杨木质复合材料专用BZ-3号脱模剂。

发明内容：