家具用木粉增强聚氨酯仿木材料及其生产方法 【技术领域】
本发明涉及的是一种以发泡聚氨酯组分原料为基体，以木粉填料为增强剂，通过共混、搅拌、发泡、注模、熟化、脱模等加工工艺制造家具用木粉增强聚氨酯仿木材料及其生产方法。属于材料与制品生产技术领域。
背景技术
近年来，由于世界木材资源在减少，中国木材资源减少的更快，而另一方面，随着人们生活水平的提高，人类对木材利用的数量、质量要求越来越高，而我国能够提供的木材资源非常有限，因此，木材资源的供求矛盾日益突出。目前，解决木材供需矛盾的主要途径有三条：1)增加木材进口；2)大力发展人工速生林；3)寻找替代材料。首先，增加木材进口，近年来我国的木材进口的材种和国家都在增多，虽然进口木材在很大程度上解决了我国木材短缺问题，但随着木材资源的世界性短缺，环境的日益恶化以及人们环保意思的增强，大多数国家都对木材出口采取了一定的政策限制，而我国如果一直依赖进口国外木材资源，必将会对我国木材行业的长远发展产生不利影响，由此可见，进口木材也不是解决我国长期木材短缺的根本办法。其次，大力发展人工速生林，速生林对生长环境的要求比较高，大力发展需要使用大量的耕地，而我国本来就是一个地少人多的农业大国，这就使人工速生林的发展受到了一定程度的限制。综上，就目前现状而言，寻找和研究木材替代材料对缓解我国木材资源的供需矛盾更具现实意义，以塑代木是解决木材供需矛盾的有效途径之一。
【发明内容】
本发明提出的是一种家具用木粉增强聚氨酯仿木材料及其生产方法，其目的旨在克服现有传统的纯聚氨酯仿木材料的一些缺点，提出以发泡聚氨酯组分原料为基体，以木粉填料为增强剂，通过添加木粉填料，以改善聚氨酯的发泡性能、反应指数以及聚氨酯仿木材料的密度分布、力学性能、木质感效果、阻燃性能，同时可实现木粉综合利用、减少聚氨酯原料消耗、节省原料成本、扩展其应用途径。
本发明的技术解决方案：家具用木粉增强聚氨酯仿木材料，其特征是组分包括以聚醚多元醇、发泡剂、催化剂、稳定剂等的混合物为白料，以多异氰酸酯为黑料，以80～100目木粉填料为增强剂，以复合阻燃剂为阻燃剂，白料、黑料、木粉、阻燃剂的组分质量比为112∶112∶7∶11。
所述的白料组分包括聚醚多元醇为4110II、403、330N和210的混合物，发泡剂为HCFC-141b，催化剂为PC-5、PC-8和A-33的混合物，泡沫稳定剂为L-6950。在白料中，聚醚多元醇占总重量的90％、发泡剂占总重量的7.2％、催化剂占总重量的1％、稳定剂占总重量的1.8％。
所述的黑料组分为多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)。
所述的增强剂组分为80～100目木粉填料，由砂光木粉或锯末、刨花、木屑等经粉碎后，通过过筛、干燥成80～100目的木粉。
所述的复合阻燃剂组分为TCEP和DMMP的混合物，TCEP与DMMP的质量比为3∶1。
家具用木粉增强聚氨酯仿木材料的制备方法，其特征是该方法包括如下工艺步骤：
1)将白料各组分和复合阻燃剂按配比精确称重后混合，并经高速搅拌1分钟，制成组合聚醚；
2)将80～100目木粉填料增强剂按配比称取，加入到上述制得的组合聚醚中，用搅拌器高速搅拌1分钟，制成木粉/组合聚醚混合物。
3)将黑料(PAPI)按配比称取，并加入到上述制得的木粉/组合聚醚混合物中，用搅拌器经高速搅拌6～10秒，形成发泡混合料。
4)将发泡混合料立即快速注入模具，模具涂有脱模剂，模具温度30～40℃，注模并经熟化20分钟后脱模，制得木粉增强聚氨酯仿木材料。
所述的家具用木粉增强聚氨酯仿木材料的制备方法，其特征是工艺条件包括白料、黑料的温度均为20～24℃，环境温度为15～26℃的室温条件，机械搅拌器的搅拌速度为2600～3000r/min。
本发明的优点：本发明以发泡聚氨酯组分原料和木粉填料通过共混、搅拌、发泡、注模、熟化、脱模等制得的一种家具用木粉增强聚氨酯仿木材料的配方及工艺，其木粉原料易得，改性增强工艺简单方便。通过本发明制得的木粉增强聚氨酯仿木材料与现有传统的纯聚氨酯仿木材料相比，其抗压强度和抗冲击性能增强，木质感效果显著，改善了密度分布，尺寸稳定、变形性小，绝热、隔音性能优良，坚硬、耐老化，阻燃性能可达建筑B2级；同时可实现木粉综合利用、减少聚氨酯原料消耗、节省原料成本，产品环保；而且具有良好的锯、刨、钻、钉、磨、粘、着色、涂饰等加工性能，并可根据模具的形状模塑成各种异型或具有浮雕图案或纹饰的制品，可用于制作仿木的家具、门窗、镜框、装饰线条、家居工艺品等。
具体实施方式：
实施例1：以聚醚多元醇YT-4110II、YT-403、YT-330N和N-210，发泡剂HCFC-141b，催化剂PC-5、PC-8和A-33，泡沫稳定剂为L-6950等的共混物为白料组分；以多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)Suprasec 5005为黑料组分；以80～100目木粉填料为增强剂，以TCEP和DMMP为复合阻燃剂，白料、黑料、木粉、阻燃剂的组分质量比为112∶112∶7∶11。在白料中，聚醚多元醇占90％、发泡剂占7.2％、催化剂占1％、稳定剂占1.8％。在复合阻燃剂中，TCEP与DMMP的质量比为3∶1。
家具用木粉增强聚氨酯仿木材料的制造工艺：1)白料、黑料地温度均为20～24℃，环境温度为15～26℃的室温条件；2)按配比将白料和复合阻燃剂混合并经高速(3000r/min)搅拌1分钟制成组合聚醚；3)按配比加入杨木砂光木粉(80～100目)，并经高速(3000r/min)搅拌1分钟制成木粉/组合聚醚混合物；4)按配比再加入Suprasec 5005黑料并经高速(3000r/min)搅拌10秒制成发泡混合料；5)将一定量的发泡混合料快速注入模具(涂有脱模剂，模具温度35℃)中熟化20分钟后脱模，即可制得木粉增强聚氨酯仿木材料。仿木材料产品的性能如下表所示：
表1木粉增强聚氨酯仿木材料的主要性能参数