一种高强度保温木质复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度保温木质复合材料的制备方法，包括如下步骤：配置氢氧化钠水溶液，并将一定分子量的丙烯酸树脂颗粒加入到该碱性液体中；将纳米碳酸钙分散到水液中，并用氨水调控pH为8，再往其中加入带氨基官能团的硅烷偶联剂；将改性纳米碳酸钙加入到上述丙烯酸树脂液中，超声分散均匀；将混合液按照先真空浸渍、后加压浸渍的工艺浸渍入木材中；将软木颗粒与少量羟乙基纤维素、甘油共混，使均匀润湿软木颗粒表面；引入聚氨酯柔性胶，搅拌均匀，热压成型；将增强改性木材与软木保温层通过聚氨酯结构胶层压粘结复合。本发明专利技术提供了一种利用树脂填充增强木材，并与软木树皮保温层复合，形成强度与保温兼备的木质复合材料的制备方法。制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度保温木质复合材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及复合材料
，尤其涉及一种高强度保温木质复合材料的制备方法。

技术介绍

[0002]木材具有比强度大、纹理美观、可再生、可降解等优点，软木树皮具有轻质保温、回弹减震等特性。随着双碳时代的到来，以木材、软木为代表的绿色可再生材料在建筑结构、家具装饰、物品包装等领域越来越受欢迎。然而，单一木材通常保温性差，特别是速生树种木材，还存在强度低、变形大等诸多弊端；单一软木树皮强度很低，这都影响了在它们上述领域的更广泛应用。为此，将木材的高强度结构特性与软木树皮的保温减震特性有机复合，构建结构强度与保温兼备的木质复合材料，既降低木材的变形性，又扩展了功能性，在装配式建筑、功能性包装领域具有广阔的应用前景。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决传统木材强度与保温难以兼备的问题，而提供的一种利用树脂填充增强木材，并与软木树皮保温层复合，形成强度与保温兼备的木质复合材料的制备方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高强度保温木质复合材料的制备方法，包括如下步骤：S1：树脂填充增强木材S1
‑
1：配置pH=10的氢氧化钠水溶液，并将一定分子量的丙烯酸树脂颗粒加入到该碱性液体中，在70℃条件下加热搅拌溶解，然后，将液体降温至室温后，往其中加入质量比为10%的固化剂，搅拌均匀，得到丙烯酸树脂液；S1
‑
2：将纳米碳酸钙分散到水液中，并用氨水调控pH为8，再往其中加入一定量的带氨基官能团的硅烷偶联剂，室温超声30min，再搅拌12h，进一步离心、清洗、干燥，得到氨基改性的纳米碳酸钙；S1
‑
3：在S1
‑
2的基础上，按一定比例将改性纳米碳酸钙加入到上述丙烯酸树脂液中，超声分散均匀，得到丙烯酸树脂
‑
无机纳米颗粒混合液；S1
‑
4：将S1
‑
3中得到的混合液按照先真空浸渍、后加压浸渍的工艺浸渍入木材中，然后再加热至将试样达到绝干，得到丙烯酸树脂填充增强的木材；S2：软木保温层制备S2
‑
1：将软木颗粒与少量羟乙基纤维素、甘油共混，使甘油与纤维素均匀润湿软木颗粒表面；S2
‑
2：引入聚氨酯柔性胶，搅拌均匀，再倒入模具，热压成型，得到软木保温材料。
[0005]S3：高强度保温木质复合材料制备将S1中制备的增强改性木材与S2中制备的软木保温层通过聚氨酯结构胶层压粘
结复合，制得目标强度、保温兼备的木质复合材料。
[0006]本专利技术的进一步改进方案是，所述S1
‑
1中的丙烯酸树脂为苯乙烯
‑
丙烯酸共聚树脂，分子量低于10000，溶于氢氧化钠碱液中的丙烯酸树脂固含量低于30%；所述固化剂为氮丙啶交联剂。
[0007]本专利技术的进一步改进方案是，所述S1
‑
3中纳米碳酸钙粒径为5～50nm，纳米碳酸钙占水的质量分数0.01%～2%，硅烷偶联剂为γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂，加入量为纳米碳酸钙质量的0.1%～5%，改性纳米碳酸钙占丙烯酸树脂的固含量为0.1%～50%。
[0008]本专利技术的进一步改进方案是，所述S1
‑
4中木材厚度≥0.5mm；浸渍工艺为0.01～0.09MPa下抽真空0.1～10h，然后0.1～1.5MPa下加压0.1～10h；加热固化工艺为先50℃～70℃加热0.1～10h，再70℃～90℃加热0.1～10h，最后90℃～120℃加热至试样绝干。
[0009]本专利技术的进一步改进方案是，所述S2
‑
1中软木保温材料制备工艺中，软木颗粒的粒径为100
‑
500微米，羟乙基纤维素与甘油的体积比为1:5，两者总质量占软木颗粒的5%；聚氨酯柔性胶占软木颗粒质量的10%。
[0010]本专利技术的进一步改进方案是，所述S2
‑
1中热压机热压成型的热压温度为120 ℃，热压压力为2 MPa，热压时间为15 min；软木保温层厚度≥2mm。
[0011]本专利技术的进一步改进方案是，所述S3的胶合工艺中，木材层与软木层表面单侧分别涂覆聚氨酯结构胶，施胶量为300 g/m2，然后顺纹方向组坯木材层，再在1.2 MPa压力和室温条件下将组坯层压制≥24h，从而制得目标结构
‑
保温木质复合材料。
[0012]本专利技术的进一步改进方案是，所述S3中木材与软木层的复合结构为层数≥2的层状结构，组合方式为任意组合。
[0013]本专利技术的有益效果：在本专利技术中，丙烯酸树脂借助所带的羧酸基团，溶于碱液，可铆钉更多的氨基修饰改性的纳米碳酸钙，使无机体含量最高可达50%，有力突破了纳米材料在树脂溶液中占比低于10%的瓶颈；并通过氮丙啶官能团，实现自身及其与带氨基的纳米碳酸钙的杂化交联；当该体系引入木材后，可在固化时，与木材的羟基进一步杂化交联成一体，从而制得树脂填充增强的木材。
[0014]丙烯酸树脂的防水、填充增强特性，纳米碳酸钙的纳米增强特性，及三者界面杂化复合形成的协同增强效应，使得改性木材呈现出优良的力学强度和尺寸稳定性。
[0015]软木细胞为空心闭孔结构，密度低，具有阻隔保温特性，进一步将羟乙基纤维素与甘油复合后，可发挥羟乙基纤维素的缠绕粘结及甘油的润滑粘结作用，使软木颗粒与聚氨酯胶共混均匀，并增强聚氨酯胶的粘结力，从而充分发挥软木的隔热保温、回弹减震、防水防潮等优点。
[0016]聚氨酯结构胶冷压粘结层状结构材料，保证了木材层与软木层的强力粘结，实现了复合层的结构稳定性。
[0017]本专利技术的结构强度
‑
保温木质复合材料，适用于任何种类的木材，尤其适用于速生树种木材，可使改性木材用做木结构材；所用软木主要为栎木树皮；目标材料适用于装配式建筑和功能性包装领域。
具体实施方式
[0018]下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术。
[0019]具体实施例1：本实施例公开了一种高强度保温木质复合材料的制备方法，包括如下步骤：S1：树脂填充增强木材首先，配置pH=10的氢氧化钠水溶液，并将分子量为1700的苯乙烯
‑
丙烯酸共聚树脂（简称丙烯酸树脂）加入到该碱性液体中，在70℃条件下加热搅拌溶解，得到固含量为25%的丙烯酸树脂碱液；然后，将液体降温至室温后，往其中加入占树脂质量比为10%的氮丙啶固化剂，搅拌均匀，得到丙烯酸树脂液；再将30nm的碳酸钙分散到水液中，并用氨水调控pH为8，然后往其中加入占纳米碳酸钙质量1%的γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂，室温超声30min（500 Hz），再以1000rpm磁力搅拌12h，然后8000r/min的速度离心，将沉淀用去离子水清洗至中性，再于103℃下干燥至绝干，得到氨基改性的纳米碳酸钙；在此基础上，按无机体占树脂固含量为50%的质量比将改性纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度保温木质复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：S1：树脂填充增强木材S1
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1：配置pH=10的氢氧化钠水溶液，并将一定分子量的丙烯酸树脂颗粒加入到该碱性液体中，在70℃条件下加热搅拌溶解，然后，将液体降温至室温后，往其中加入质量比为10%的固化剂，搅拌均匀，得到丙烯酸树脂液；S1
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2：将纳米碳酸钙分散到水液中，并用氨水调控pH为8，再往其中加入一定量的带氨基官能团的硅烷偶联剂，室温超声30min，再搅拌12h，进一步离心、清洗、干燥，得到氨基改性的纳米碳酸钙；S1
‑
3：在S1
‑
2的基础上，按一定比例将改性纳米碳酸钙加入到上述丙烯酸树脂液中，超声分散均匀，得到丙烯酸树脂
‑
无机纳米颗粒混合液；S1
‑
4：将S1
‑
3中得到的混合液按照先真空浸渍、后加压浸渍的工艺浸渍入木材中，然后再加热至将试样达到绝干，得到丙烯酸树脂填充增强的木材；S2：软木保温层制备S2
‑
1：将软木颗粒与少量羟乙基纤维素、甘油共混，使甘油与纤维素均匀润湿软木颗粒表面；S2
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2：引入聚氨酯柔性胶，搅拌均匀，再倒入模具，热压成型，得到软木保温材料。2.S3：高强度保温木质复合材料制备将S1中制备的增强改性木材与S2中制备的软木保温层通过聚氨酯结构胶层压粘结复合，制得目标强度、保温兼备的木质复合材料。3.如权利要求1所述的一种高强度保温木质复合材料的制备方法，其特征在于：所述S1
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1中的丙烯酸树脂为苯乙烯
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丙烯酸共聚树脂，分子量低于10000，溶于氢氧化钠碱液中的丙烯酸树脂固含量低于30%；所述固化剂为氮丙啶交联剂。4.如权利要求1所述的一种高强度保温木质复合材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴波，李永峰，董晓英，
申请(专利权)人：江苏龙源装饰材料有限公司，
类型：发明
国别省市：