本發明涉及一種基于生物合成樹脂的復合板及其制備方法。
背景技術：
近年來復合板的應用日益廣泛，復合板多以木材為原料，但目前森林資源短缺，木材供需矛盾突出，木質復合板不符合現代環保的理念，且成本較高。此外，復合板的加工和使用過程中都需要不同性能的膠粘劑。現在常用的膠粘劑多為人工合成膠粘劑，例如脲醛樹脂、酚醛樹脂等，這類膠粘劑在使用過程中會釋放甲醛等有害物質，危害環境和人體健康，因此這類合成膠粘劑的使用逐漸受到限制。因此，亟需一種能夠替代木質復合板、并符合現代綠色環保理念的新型板材。
技術實現要素：
本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供了一種基于生物合成樹脂的復合板及其制備方法，得到的復合板結構韌性強，耐水耐高溫，耐腐蝕，無毒無污染，可自然降解，能夠替代傳統的木質復合板、并符合現代綠色環保理念。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案之一是：
一種基于生物合成樹脂的復合板的制備方法，包括：
1)按以下質量份數計稱取各組分：膨化麥稈粉末18～22份，膨化稻殼粉末18～22份，生物合成樹脂35～45份，脲9～11份，二丁基苯磺酸鈉2.2～2.8份，間苯二酚2.2～2.8份，磷酸2.2～2.8份，高嶺土9～11份，水18～22份；
其中，所述生物合成樹脂通過以下方法制備得到：
a)按以下質量份數計，稱取玉米蛋白粉8～12份，水90～110份，檸檬酸0.6～0.7份，氫氧化鈉0.04～0.06份，碳酸鈉0.22～0.28份，糖醇0.015～0.025份，月桂酸0.04～0.06份， 丙二酸0.015～0.025份，納米二氧化硅4～6份；
b)120～180rpm攪拌下，向溫度為24～26℃的所述水中加入所述檸檬酸和氫氧化鈉，配制得到ph值為8.8～9.2的緩沖液；
c)在120～180rpm攪拌下將所述玉米蛋白粉加入至步驟b)得到的緩沖液中，再加入所述月桂酸，攪拌反應25～35min；
d)向步驟c)得到的反應液中逐滴滴入所述丙二酸，并在12～18min內滴加完畢，然后升溫至58～62℃，恒溫聚合反應55～65min；
e)向步驟d)得到的反應液中加入碳酸鈉并調節ph值至6.8～7.7，繼續保溫反應8～12min后，開始降溫并加入所述糖醇；降溫至29～31℃時加入所述納米二氧化硅；繼續降溫至24～26℃，即得所述之生物合成樹脂；
2)180～220rpm攪拌下，向溫度為23～27℃的所述水中加入所述二丁基苯磺酸鈉，間苯二酚和磷酸，攪拌8～12min；
3)將所述生物合成樹脂和脲加入至步驟2)得到的混合液中，繼續攪拌8～12min；
4)將所述膨化麥稈粉末，膨化稻殼粉末和高嶺土加入至步驟3)得到的混合液中，繼續攪拌15～25min，得到漿料；
5)將步驟4)得到的漿料置于100～120℃、450～550噸壓力下，加壓成型20～30min，即得所述復合板，密度為880～920kg/m3，含水量不高于8％；防火等級b1級以上，吸水膨脹率不高于2‰。
一實施例中：所述步驟1)中，按以下質量份數計稱取各組分：膨化麥稈粉末20份，膨化稻殼粉末20份，生物合成樹脂40份，脲10份，二丁基苯磺酸鈉2.5份，間苯二酚2.5份，磷酸2.5份，高嶺土10份，水20份。
一實施例中：所述步驟1)中，按以下質量份數計稱取各組分：膨化麥稈粉末19份，膨化稻殼粉末21份，生物合成樹脂42份，脲9.5份，二丁基苯磺酸鈉2.3份，間苯二酚2.7份，磷 酸2.4份，高嶺土11份，水19份。
一實施例中：所述步驟1)中，按以下質量份數計稱取各組分：膨化麥稈粉末21份，膨化稻殼粉末19份，生物合成樹脂36份，脲10.8份，二丁基苯磺酸鈉2.6份，間苯二酚2.4份，磷酸2.7份，高嶺土9.5份，水21份。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案之二是：
一種根據上述的制備方法所制備的基于生物合成樹脂的復合板。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案之三是：
一種生物合成樹脂的制備方法，包括：
a)按以下質量份數計，稱取玉米蛋白粉8～12份，水90～110份，檸檬酸0.6～0.7份，氫氧化鈉0.04～0.06份，碳酸鈉0.22～0.28份，糖醇0.015～0.025份，月桂酸0.04～0.06份，丙二酸0.015～0.025份，納米二氧化硅4～6份；
b)120～180rpm攪拌下，向溫度為24～26℃的所述水中加入所述檸檬酸和氫氧化鈉，配制得到ph值為8.8～9.2的緩沖液；
c)在120～180rpm攪拌下將所述玉米蛋白粉加入至步驟b)得到的緩沖液中，再加入所述月桂酸，攪拌反應25～35min；
d)向步驟c)得到的反應液中逐滴滴入所述丙二酸，并在12～18min內滴加完畢，然后升溫至58～62℃，恒溫聚合反應55～65min；
e)向步驟d)得到的反應液中加入碳酸鈉并調節ph值至6.8～7.7，繼續保溫反應8～12min后，開始降溫并加入所述糖醇；降溫至29～31℃時加入所述納米二氧化硅；繼續降溫至24～26℃，即得所述之生物合成樹脂。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案之四是：
一種生物合成樹脂，所述生物合成樹脂的原料按質量份數計，包括：玉米蛋白粉8～12份，水90～110份，檸檬酸0.6～0.7份，氫氧化鈉0.04～0.06份，碳酸鈉0.22～0.28份，糖醇0.015～ 0.025份，月桂酸0.04～0.06份，丙二酸0.015～0.025份，納米二氧化硅4～6份。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案之五是：
上述生物合成樹脂作為膠粘劑或涂料的用途。
本發明所述之膨化麥稈粉末，膨化稻殼粉末，脲，二丁基苯磺酸鈉，間苯二酚，磷酸，高嶺土，玉米蛋白粉，檸檬酸，氫氧化鈉，碳酸鈉，糖醇，月桂酸，丙二酸，納米二氧化硅均為市面上可購買到的產品。
本技術方案與背景技術相比，它具有如下優點：
本發明的基于生物合成樹脂的復合板，采用新型的生物合成樹脂，通過其中的月桂酸增加濕潤性和穩定性，糠醇保證膠水抗老化和龜裂，納米二氧化硅提高產品抗老化、抗紫外線和抗光化性能，不但避免了傳統膠粘劑的游離甲醛氣體污染，同時強度和韌性較強，再采用膨化麥稈、膨化稻殼和高嶺土為主要成分，膨化麥稈和稻殼中的纖維素經過處理后，具有大量的活性官能團，與生物合成樹脂，脲，二丁基苯磺酸鈉，間苯二酚，磷酸等成分混合反應后形成漿料，直接加壓成型即可得到一種新型的天然復合板材，產品結構韌性強，耐水耐高溫，耐腐蝕，所用主要原料均為天然材質，無毒無污染，可自然降解，可用于家具、建材等多種領域，是一種能夠替代木質復合板、并符合現代綠色環保理念的新型板材。
具體實施方式
下面通過實施例具體說明本發明的內容：
實施例1
1)按以下配方稱取各組分：膨化麥稈粉末20kg，膨化稻殼粉末20kg，生物合成樹脂40kg，脲10kg，二丁基苯磺酸鈉2.5kg，間苯二酚2.5kg，磷酸2.5kg，高嶺土10kg，水20kg；其中，所述生物合成樹脂的制備方法為：
a)按以下配方稱取玉米蛋白粉10kg，水100kg，檸檬酸0.65kg，氫氧化鈉0.05kg，碳酸鈉0.25kg，糖醇0.02kg，月桂酸0.05kg，丙二酸0.02kg，納米二氧化硅5kg；
b)將溫度為25℃的所述水放入攪拌器，150rpm攪拌下，向水中加入所述檸檬酸和氫氧化鈉，配制得到ph值為9.0的緩沖液；
c)在150rpm攪拌下將所述玉米蛋白粉加入至步驟b)得到的緩沖液中，再加入所述月桂酸，攪拌反應30min；
d)向步驟c)得到的反應液中逐滴滴入所述丙二酸，并在15min內滴加完畢，然后升溫至60℃，恒溫聚合反應60min；
e)向步驟d)得到的反應液中加入碳酸鈉并調節ph值至7.0～7.5，繼續保溫反應10min后，開始降溫并加入所述糖醇；降溫至30℃時加入所述納米二氧化硅；繼續降溫至25℃，即得生物合成樹脂，其固體含量55～60％，黏度(涂-4杯)100～120s，ph值7.0～7.5，貯存期≥60天，無毒無污染，結合強度和韌性佳；
2)將溫度為25℃的所述水中放入攪拌器，200rpm攪拌下，向水中加入所述二丁基苯磺酸鈉，間苯二酚和磷酸，攪拌10min；
3)將所述生物合成樹脂和脲加入至步驟2)得到的混合液中，繼續攪拌10min；
4)將所述膨化麥稈粉末，膨化稻殼粉末和高嶺土加入至步驟3)得到的混合液中，繼續攪拌20min，得到漿料；
5)將步驟4)得到的漿料置于100～120℃、450～550噸壓力下，加壓成型20～30min，即得所述復合板，密度為900kg/m3，含水量7.2％；防火等級b1級以上，吸水膨脹率1.5‰。
實施例2
1)按以下配方稱取各組分：膨化麥稈粉末19kg，膨化稻殼粉末21kg，生物合成樹脂42kg，脲9.5kg，二丁基苯磺酸鈉2.3kg，間苯二酚2.7kg，磷酸2.4kg，高嶺土11kg，水19kg；其中，所述生物合成樹脂的制備方法中，玉米蛋白粉為9kg，水為95kg，檸檬酸為0.68kg，氫氧化鈉為0.055kg，碳酸鈉為0.23kg，糖醇為0.017kg，月桂酸為0.046kg，丙二酸為0.016kg，納米二氧化硅為4.5kg，其余同實施例1；
2)將溫度為25℃的所述水中放入攪拌器，200rpm攪拌下，向水中加入所述二丁基苯磺酸鈉，間苯二酚和磷酸，攪拌10min；
3)將所述生物合成樹脂和脲加入至步驟2)得到的混合液中，繼續攪拌10min；
4)將所述膨化麥稈粉末，膨化稻殼粉末和高嶺土加入至步驟3)得到的混合液中，繼續攪拌20min，得到漿料；
5)將步驟4)得到的漿料置于100～120℃、450～550噸壓力下，加壓成型20～30min，即得所述復合板，密度為897kg/m3，含水量7.8％；防火等級b1級以上，吸水膨脹率1.9‰。
實施例3
1)按以下配方稱取各組分：膨化麥稈粉末21kg，膨化稻殼粉末19kg，生物合成樹脂36kg，脲10.8kg，二丁基苯磺酸鈉2.6kg，間苯二酚2.4kg，磷酸2.7kg，高嶺土9.5kg，水21kg；其中，所述生物合成樹脂的制備方法中，玉米蛋白粉為11kg，水為105kg，檸檬酸為0.63kg，氫氧化鈉為0.045kg，碳酸鈉為0.26kg，糖醇為0.023kg，月桂酸為0.053kg，丙二酸為0.023kg，納米二氧化硅為5.5kg，其余同實施例1；
2)將溫度為25℃的所述水中放入攪拌器，200rpm攪拌下，向水中加入所述二丁基苯磺酸鈉，間苯二酚和磷酸，攪拌10min；
3)將所述生物合成樹脂和脲加入至步驟2)得到的混合液中，繼續攪拌10min；
4)將所述膨化麥稈粉末，膨化稻殼粉末和高嶺土加入至步驟3)得到的混合液中，繼續攪拌20min，得到漿料；
5)將步驟4)得到的漿料置于100～120℃、450～550噸壓力下，加壓成型20～30min，即得所述復合板，密度為907kg/m3，含水量7.6％；防火等級b1級以上，吸水膨脹率1.4‰。
本領域技術人員可知，當本發明的技術參數在如下范圍內變化時，可以預期得到與上述實施例相同或相近的技術效果：
一種基于生物合成樹脂的復合板的制備方法，包括：
1)按以下質量份數計稱取各組分：膨化麥稈粉末18～22份，膨化稻殼粉末18～22份，生物合成樹脂35～45份，脲9～11份，二丁基苯磺酸鈉2.2～2.8份，間苯二酚2.2～2.8份，磷酸2.2～2.8份，高嶺土9～11份，水18～22份；
其中，所述生物合成樹脂通過以下方法制備得到：
a)按以下質量份數計，稱取玉米蛋白粉8～12份，水90～110份，檸檬酸0.6～0.7份，氫氧化鈉0.04～0.06份，碳酸鈉0.22～0.28份，糖醇0.015～0.025份，月桂酸0.04～0.06份，丙二酸0.015～0.025份，納米二氧化硅4～6份；
b)120～180rpm攪拌下，向溫度為24～26℃的所述水中加入所述檸檬酸和氫氧化鈉，配制得到ph值為8.8～9.2的緩沖液；
c)在120～180rpm攪拌下將所述玉米蛋白粉加入至步驟b)得到的緩沖液中，再加入所述月桂酸，攪拌反應25～35min；
d)向步驟c)得到的反應液中逐滴滴入所述丙二酸，滴加完畢后，升溫至58～62℃，恒溫聚合反應55～65min；
e)向步驟d)得到的反應液中加入碳酸鈉，繼續保溫反應8～12min后，開始降溫并加入所述糖醇；降溫至29～31℃時加入所述納米二氧化硅；繼續降溫至24～26℃，即得所述之生物合成樹脂；
2)180～220rpm攪拌下，向溫度為23～27℃的所述水中加入所述二丁基苯磺酸鈉，間苯二酚和磷酸，攪拌8～12min；
3)將所述生物合成樹脂和脲加入至步驟2)得到的混合液中，繼續攪拌8～12min；
4)將所述膨化麥稈粉末，膨化稻殼粉末和高嶺土加入至步驟3)得到的混合液中，繼續攪拌15～25min，得到漿料；
5)將步驟4)得到的漿料置于100～120℃、450～550噸壓力下，加壓成型20～30min，即得所述復合板，密度為880～920kg/m3，含水量不高于8％；防火等級b1級以上，吸水膨脹 率不高于2‰。
以上所述，僅為本發明較佳實施例而已，故不能依此限定本發明實施的范圍，即依本發明專利范圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明涵蓋的范圍內。