[发明专利]一种竹粉泡沫塑料的制备方法

说明书

本发明公开了一种竹粉泡沫塑料的制备方法，本发明以固体废弃物竹粉为原料，以碳酸乙烯酯和苯酚混合液为液化剂、硫酸为催化剂对竹粉进行液化，再用碳酸钙中和硫酸，并形成气泡的凝结核心，然后用甲醛交联液化液，形成液化树脂，最后在液化树脂中加入碳酸钙颗粒、表面活性剂、发泡剂、异氰酸酯和固化剂进行反应得到竹粉泡沫树脂。本发明具有反应时间短、能耗低、强酸强碱类试剂用量小、交联度高、产品结构均一和强度高等优点。

技术领域

本发明涉及一种竹粉泡沫塑料的制备方法。

背景技术

竹子时森林资源的重要组成部分，我国地处世界竹子的分布中心，竹林面积居世界第一。随着竹子加工业的进一步兴起，各种竹材加工后的残料也逐步增加，因此，开发这种存储量巨大的可再生资源深加工意义重大。

泡沫塑料是以树脂为基础制成的内部含有无数微小泡孔的塑料制品，又称为微孔塑料或多孔塑料，由气体相、固体相和气固两相间的织态结构组成。根据填料和制备方法的不同，泡沫塑料具有轻质、隔热、隔音、绝缘等不同特点，在工业、农业、建筑、交通运输等领域得到广泛应用。而竹材的加工残料竹粉也作为填料一种用来加工泡沫塑料。

现有的竹粉泡沫塑料的制备方法，大多只是将竹粉作为填料进行简单的复合，制备处的竹粉泡沫塑料瑕疵较多，机械性能不够稳定；也有将竹粉进一步液化然后用于制备泡沫塑料的研究，但现有的方法存在制备时间长，液化温度高、能耗大，强酸强碱类试剂用量大等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种竹粉泡沫塑料的制备方法，具有制备时间短，能耗低，强酸强碱类试剂用量小，竹粉液化后与甲醛的交联度高，产品结构均一，强度高。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种竹粉泡沫塑料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按质量份数取液化剂105～135份、竹粉24～36份和硫酸6～12份，将竹粉和硫酸加入装有液化剂的反应器中，反应器90～120℃油浴下搅拌加热，搅拌速度为200～350r/min，加热20～70min后反应器水冷至20～30℃，最后得到竹粉液化液；

S2、按质量份数取100份S1中的竹粉液化液，在30～60℃水浴下搅拌加热，搅拌速度为30～150r/min，将碳酸钙粉体加入竹粉液化液中直至不产生气泡，再加入10～15份氢氧化钠，然后向竹粉液化液中逐滴加入交联剂反应10～15min，最后在70～90℃水浴温度下反应60～80min，反应结束后得到液化树脂；所述交联剂为甲醛和甘油的混合液，所述甲醛和甘油的质量比为1：1～0.2；加入碳酸钙粉体用于中和竹粉液化液中残余的硫酸，方便观察的进行，并且反应产物硫酸钙能成为气泡形成所需的核，有利于发泡剂发泡，使得泡的分布更加均匀；交联剂中甘油能减缓甲醛的交联速率，有利于较少甲醛自聚，增大聚合度，甘油还能调节液化液的粘度，使得液化液更加稳定；甲醛能与苯酚、竹粉液化液中竹粉液化后产生的酚类、纤维素发生反应，有利于强化产品的机械性能。

S3、按质量份数取100份S2中的液化树脂，在50～60℃水浴下搅拌加热，搅拌速度为1500～3000r/min，将5～15份碳酸钙颗粒、6～15份表面活性剂、9～16份发泡剂、50～65份异氰酸酯和15～20份固化剂依次加入液化树脂中得到泡沫塑料液，搅拌1～1.5min后将泡沫塑料液导入模具中，将模具在60～75℃下熟化20～30min，然后再在80～120℃下固化120～240min既得竹粉泡沫塑料；所述表面活性剂为吐温80和司盘80的混合液，吐温80和司盘80的质量比为1：0.1～0.15，吐温80与司盘80配合使得表面活性剂能调节的HLB值范围更大，性能更加稳定；所述碳酸钙颗粒作为填料。

所述液化剂为碳酸乙烯酯和苯酚混合液，所述碳酸乙烯酯与苯酚的质量比为1：0.1～0.6；本发明采用碳酸乙烯酯和苯酚的混合液作为液化剂，碳酸乙烯酯作为液化剂的液化速度快，反应温度低，能在短时间内完成液化，苯酚能降缓碳酸乙烯酯的液化速度，并提高液化率，方便控制反应的进行。