一種高密度聚乙烯定向柳塑板及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種定向生物質(zhì)柳條木塑板及其制備方法，具體設(shè)及一種高密度聚乙 締定向柳塑板及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 沙生灌木廣泛生長(zhǎng)在西北干旱、半干旱地區(qū)的多年生灌叢植物，根據(jù)其生物學(xué)特 性，一般3~5年平巷復(fù)壯一次，運(yùn)些平巷枝條已木質(zhì)化，稱為沙生灌木材。沙生灌木材的沙 柳材纖維是一種天然高分子材料，具有纖維比大、長(zhǎng)度均勻、市場(chǎng)價(jià)格低、比重小、生物降解 性能好等優(yōu)點(diǎn)，可見沙生灌木材是制造人造板的極好材料。到目前為止，沙生灌木播種面積 已達(dá)4.36萬km2，W每年0.06虹12立年平巷It沙柳材的速度來計(jì)算，每年大概平巷約有2180萬 t，是我國(guó)"Ξ北"防護(hù)林工程的速生灌木植物。因此，開發(fā)沙生灌木人造板的前景廣闊。
[0003] 目前，針對(duì)沙柳的研究主要集中在柳編與制板領(lǐng)域，其中，在制板領(lǐng)域中主要W創(chuàng) 花板、重組材為主。例如，潘石峰、王喜明等人北"地區(qū)普遍生長(zhǎng)的沙生灌木(沙柳）為 原料，對(duì)沙生灌木重組材的生產(chǎn)加工工藝進(jìn)行詳細(xì)的探索。高峰、張桂蘭等人探究了W沙柳 創(chuàng)花和ΡΕ薄膜為基礎(chǔ)成分，加入硅烷偶聯(lián)劑制備木塑復(fù)合板的工藝。阿倫、高志悅等人利用 沙柳材為基礎(chǔ)成分，添加脈醒樹脂制備重組木。李奇、高峰等人利用沙柳材為基礎(chǔ)成分，通 過添加酪醒樹脂制備重組木。然而由于沙生灌木不易切斷，同時(shí)灰分含量高，阻礙與膠粘劑 膠合，影響創(chuàng)花板、重組材的強(qiáng)度，而且創(chuàng)花板、重組材的的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高。但 至今未設(shè)及到長(zhǎng)柳條束定向鋪裝與聚乙締制備木塑板的制備工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種力學(xué)性能優(yōu)良的高密度聚乙締定向柳塑 板及其制備方法。
[000引本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，一種高密度聚乙締定向柳塑板，由W 下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料定向制成，處理過的沙柳條束與高密度聚乙締的配比為50/50~90/10 (優(yōu)選70/30~90/10,更優(yōu)選80/20)，膠粘劑含量為2~10% (優(yōu)選4~8%，更優(yōu)選7% )、偶聯(lián) 劑含量為2~10 % (優(yōu)選4~8 %，更優(yōu)選5 % )。
[0006] 進(jìn)一步，所述處理過的沙柳條束是選擇采集生長(zhǎng)發(fā)育良好，直徑適中的沙生灌木 枝條，經(jīng)過蒸煮、疏解、干燥后含水率為5%~8%的網(wǎng)狀柳條。
[0007] 進(jìn)一步，所述膠粘劑為脈醒樹脂、酪醒樹脂或異氯酸醋;所述偶聯(lián)劑為馬來酸酢接 枝聚締控。
[0008] 進(jìn)一步，所述膠粘劑為異氯酸醋;所述馬來酸酢接枝聚締控為馬來酸酢接枝聚乙 締。
[0009] 本發(fā)明進(jìn)一步解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，一種高密度聚乙締定向柳塑板 的制備方法，包括W下步驟：
[0010] (1)沙生灌木沙柳的預(yù)處理:按設(shè)計(jì)規(guī)格裁剪沙柳枝條，然后經(jīng)蒸煮、疏解、干燥， 放入密封袋中備用；
[0011] (2)定向柳塑板的制備:先采用人工噴涂膠粘劑，將兩層備用沙柳束與Ξ層高密度 聚乙締交叉定向鋪裝成板巧，然后加入馬來酸酢接枝聚乙締，經(jīng)熱壓、冷壓，即成。
[0012] 進(jìn)一步，所述高密度聚乙締定向柳塑板的制備方法，包括W下步驟：
[0013] (1)沙生灌木沙柳的預(yù)處理:按設(shè)計(jì)規(guī)格35~45畑1 X 35~45畑1裁剪沙柳枝條，然后 蒸煮4~化，接著自然降溫7~化，然后疏解獲得縱向開裂、橫向松散的網(wǎng)狀柳條，最后干燥 控制含水率在5~8%之間，放入密封袋中備用；
[0014] (2)定向柳塑板的制備:先采用人工噴涂膠粘劑，將兩層備用沙柳束與Ξ層高密度 聚乙締交叉定向鋪裝成尺寸350~450mmX 350~450mm的板巧，然后加入偶聯(lián)劑，在熱壓溫 度145~190°C (優(yōu)選175°C)，5~7MPa壓力下熱壓14~20min(優(yōu)選18min)，控制板材厚度8~ 12mm，接著降至Ij2~4MPa壓2~4min后卸載，最后在室溫下，2~4MPa下冷壓15~20min，即成。 [001引本發(fā)明之高密度聚乙締定向扳醒板具有良好的彈性模量、靜曲強(qiáng)度W及內(nèi)結(jié)合強(qiáng) 度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)要優(yōu)于定向創(chuàng)花板的力學(xué)性能。再則，本發(fā)明高效地利用西北地區(qū)廣泛的柳條資 源，為沙柳的開發(fā)利用開辟了一條新途徑，同時(shí)也緩解環(huán)境污染問題，對(duì)于帶動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā) 展，改善地域生態(tài)環(huán)境具有現(xiàn)實(shí)意義。
[0016]實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明制備得到密度0.7g/cm3，10mm厚的定向柳塑復(fù)合板，M0R 112M 化、M0E 11613MPa、IB 1.03MPa，與定向創(chuàng)花板 0SB/I 相比分別高出 522%、365%、 264%。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明高密度聚乙締定向柳塑板制備工藝路線圖。
[0018] 圖2為本發(fā)明定向復(fù)合板熱壓曲線。
[0019] 圖3為本發(fā)明柳塑比對(duì)板材性能的影響（其中，（a)為柳塑比對(duì)彈性模量的影響； (b)為柳塑比對(duì)靜曲強(qiáng)度的影響；（C)為柳塑比對(duì)內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度的影響）。
[0020] 圖4為本發(fā)明膠含量對(duì)板材性能的影響（其中，（a)為膠含量對(duì)彈性模量的影響； (b)為膠含量對(duì)靜曲強(qiáng)度的影響；（C)為膠含量對(duì)內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度的影響）。
[0021] 圖5為本發(fā)明偶聯(lián)劑含量對(duì)板材性能的影響。（其中，（a)為偶聯(lián)劑含量對(duì)彈性模量 的影響；（b)為偶聯(lián)劑含量對(duì)靜曲強(qiáng)度的影響；（C)為偶聯(lián)劑含量對(duì)內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度的影響）。
[0022] 圖6為本發(fā)明熱壓溫度對(duì)板材性能的影響（其中，（a)為熱壓溫度對(duì)彈性模量的影 響；（b)為熱壓溫度對(duì)靜曲強(qiáng)度的影響；（C)為熱壓溫度對(duì)內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度的影響）。
[0023] 圖7為本發(fā)明熱壓時(shí)間對(duì)板材性能的影響（其中，（a)為熱壓時(shí)間對(duì)彈性模量的影 響；（b)為熱壓時(shí)間對(duì)靜曲強(qiáng)度的影響；（C)為熱壓時(shí)間對(duì)內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度的影響）。
[0024 ]圖8為本發(fā)明柳塑板橫截面。
[0025]圖9為本發(fā)明柳塑板剖分面。
[0026 ]圖10為本發(fā)明柳塑板微觀界面。
【具體實(shí)施方式】
[0027] W下結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0028] 1、材料:本實(shí)驗(yàn)采自位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市烏審旗境內(nèi)，在沙柳林選擇采集生長(zhǎng) 發(fā)育良好，直徑適中的枝條，枝截1.2m后橫截40cm，經(jīng)過蒸煮、疏解、干燥后含水率為5%~ 8%。高密度聚乙締薄膜化DPE)，烙體流動(dòng)速率(MFI)為l.lg/min，密度為0.93g/cm3,斷裂伸 長(zhǎng)率為650%、烙點(diǎn)125~137°C，購于東競(jìng)市厚街發(fā)業(yè)電子材料經(jīng)營(yíng)部。馬來酸酢接枝聚乙 締(MA陽)無色顆粒，密度0.95g/cm3,烙融指數(shù)1.5g/10min，接枝率1%，烙點(diǎn)130~135°C，購 于東競(jìng)市精木頭易貿(mào)塑膠原料經(jīng)營(yíng)部。異氯酸醋膠黏劑(MDI)，密度：1.04g/cm3,沸點(diǎn)：39.1 Γ。
[0029] 2、設(shè)備:ML1500壓機(jī)(咸陽威迪機(jī)電科技有限公司），公稱壓力1500KN，墊壓板幅 面500mm巧00mm，CMT-5504萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)(深圳市新Ξ思公司），雙漉棉桿娠壓疏解機(jī)（西 北農(nóng)林科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院研制），101-1AB型電熱鼓風(fēng)干燥箱（天津市泰斯特儀器有限公 司），NF-0.25型干燥試驗(yàn)機(jī)(哈爾濱傲世木材干燥設(shè)備制造有限公司），WA8型精密推臺(tái)銀 (歐登多機(jī)械制造有限公司）。
[0030] 實(shí)施例1:高密度聚乙締定向柳塑板的制備
[0031] 柳塑板制備工藝路線如圖1所示，按設(shè)計(jì)規(guī)格(40cmX40cm)裁剪沙柳枝條，沸水蒸 煮5h，自然降溫8h，利用雙漉棉桿娠壓疏解機(jī)進(jìn)行疏解，獲得縱向開裂、橫向松散的網(wǎng)狀柳 條，然后送進(jìn)干燥害進(jìn)行干燥處理，含水率控制在6~8%之間，放入密封袋中備用。
[0032] 先采用人工噴涂異氯酸醋，將兩層沙柳束與Ξ層聚乙締交叉定向鋪裝成尺寸 400mmX400mm的板巧，然后加入馬來酸酢接枝聚乙締，利用熱壓板、厚度規(guī)、脫模布放入熱 壓機(jī)中在145~190°C下熱壓，控制板材厚度10mm，熱壓曲線如圖2,在6M化壓力下熱壓8~ 14min,再降到3MPa壓3min后卸載，在室溫下轉(zhuǎn)入冷壓機(jī)中3MPa下冷壓18min，即成。
[0033] 實(shí)施例2:試驗(yàn)因素與水平
[0034] 試驗(yàn)采用單因素與正交實(shí)驗(yàn)L16(45)相結(jié)合的方式，重復(fù)3次，根據(jù)文獻(xiàn)查閱和預(yù) 試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)置因素水平:膠種類(UF、PF、MDI)，膠含量(2~10%)，柳塑比（50/50~90/10)， 偶聯(lián)劑含量(2~10%)，熱壓溫度（145~190°C)，熱壓時(shí)間（14~20min)。測(cè)量指標(biāo)為M0R、 M0E、IB和24hTS。
[00巧]本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)常量熱壓工藝:溫度175°C、壓力6MP、時(shí)間16min。完成膠種類、柳塑比、 MPE、膠含量的單因素實(shí)驗(yàn)，單因素實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，見表1。
[0036]表1-單因素實(shí)驗(yàn)方案及測(cè)試結(jié)果
[0037]
[0039] 由表1獲到最佳配比的范圍：柳塑比在90/10到70/30之間（90/10.85/15.80/ 20.75/25) ;MA陽偶聯(lián)劑在4~8% (4% ,5% ,6% ,7%) ;MDI的含量在4~8% (4% ,5% ,6%， 7%);最優(yōu)的膠:異氯酸醋。
[0040] 試驗(yàn)采用L16(45)正交表，重復(fù)3次，根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)論，探究各因素及取值范 圍：柳塑比（90/10.85/15.80/20.75/25)，MDI含量(4%,5% ,6% ,7%)，MA陽含量(4% ,5%, 6% ,7% )，熱壓溫度（145°C，160°C，175°C，190°C)，熱壓時(shí)間（14min，16min，18min，20min)。 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果，見表2。
[0041] 表2-正交實(shí)驗(yàn)方案及測(cè)試結(jié)果
[0044]由表2可知，柳塑板的彈性模量(MOE)、靜曲強(qiáng)度(MOR)、內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度（IB)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超 出了定向創(chuàng)花板0SB/1 (彈性模量2500MPa，靜曲強(qiáng)度18MPa，