[01207771]MPF树脂合成及木质复合材料制造关键技术与产业化

MPF 共缩聚树脂技术特点： 传统的酚醛树脂由于高强、高耐候性、耐沸水煮，在竹木加工领域已普遍认同，但由于该树脂色泽深，见光易老化变色，固化温度高（140-150℃），并具有游离酚和甲醛散发，主要用于建筑模板等材料生产；而三聚氰胺－甲醛树脂也具有高强、高耐水性，原料充足，并且无色，固化温度低（95-110℃），但性脆、贮存期短。低醛环保脲醛胶应用过程中，胶水中由于尿素的存在，力学强度、吸湿、材料稳定性差等方面存在缺陷，木质材料讲究环保又高性能越来越受到专业界重视。三聚氰胺-苯酚-甲醛MPF 共缩聚树脂可以具有色泽浅、强度高、耐水性、耐光性好、耐老化性能优越、环保等优点。 MPF树脂国内外生产应用情况： MPF树脂首先产生于日本，主要用来制造胶合板，但现在用胶接的中密度纤维板已经产生，而且生产的板材性能较好。 1977 年前西德研制出浅色耐候刨花板。不久，又利用加入一定量的铵离子或碱金属硫酸盐制得白色的MPF树脂胶。 1994年，日本群荣化学工业株式会社的永井康弘发明报道了苯酚（P）、三聚氰胺（M）和甲醛（F）低摩尔比酸条件下合成无臭MPF树脂，应用于摩擦材料。 1998年，日立化成工业株式会社安达浩和井上芳树发明报道了具有良好耐热、耐水、阻燃、高强性能的低温酸合成MPF树脂应用于生产火车、飞机等防火板标准。 本课题组傅深渊、马灵飞、俞友明等（2004）发明报道了合成MPF树脂应用于生产火车、飞机等用的防火板技术，各项指标达到铁道部难燃级防火板标准。应用于竹木重组材料，开发阻燃重组竹地板、防火门、多层胶合板等领域。 在国内，除了本课题组就MPF共缩聚树脂的相关研究，对于MPF树脂应用的相关研究报道寥寥无几。 课题的创新点： 一、首次采用中性或弱碱性条件下，进行了醇溶性MPF树脂的合成工艺、成胶机理研究，开发了阻燃性、环保性、稳定性较好的MPF树脂纸质防火板，降低了树脂胶成本，取得了国家发明专利，经铁道部产品质量监督检验中心检测，按运装客车[2000]166号文《客车用热固性树脂层压板等非金属材料技术条件》和运装客车[2003]3号文《铁路客车内装饰材料有害物质限量技术条件》要求检验，所检项目均符合技术条件要求。达到难燃级要求，甲醛释放量达到1.5mg/L以下，各项性能稳定。MPF树脂防火板产品替代进口材料，应用在铁路火车、轮船和青藏铁路列车、动车组列车等行业，已占国内市场的70%以上。 二、首次运用红外仪、热分析仪、核磁共振仪对MPF树脂胶进行了固化机理、固化动力学、耐温性分析研究，提出了合理的制胶工艺和应用技术。认证了MPF树脂纸塑复合材料热分解过程，利用经典层合板理论和 Hoffman 损伤准则对MPF树脂纸塑层合板进行了失效分析。为进一步开发高质量MPF树脂纸塑层合防火板奠定基础。 三、针对重组竹地板快速发展的形势，水溶性酚醛树脂对重组板材存在易老化、变色、产生胶缝、成本高等不利情况，本课题运用三聚氰胺、苯酚、甲醛酸碱缩聚合成工艺，合成出了成本相对较低、耐老化、强度高、色泽影响小、具有阻燃性的水溶性MPF树脂胶，在重组竹地板方面得到了广泛应用，竹木材原料由于是一种生命材料，细胞组织壁腔中空，竹木重组材强化压缩会回弹，影响材料力学性能稳定，通过有效的进行水溶性MPF 共缩聚树脂的结构设计和与材质的亲和性提高研究，得出最佳合成工艺，重组竹丝地板成形材，原来浸胶量为竹丝重的4-6%，经过浸胶技术改进和浸胶后干燥方式改变，浸胶量已改为竹丝重的2-3%，并且水煮膨胀率还从原来的20-30%，降低到10-15%；开发了MPF树脂阻燃重组木材，应用于防火门框架，生产出了防火等级达到甲、乙级要求的防火门，节省了木材资源。 四、首次利用锥形量热仪对重组竹丝地板材进行了燃烧动力学和燃烧性能研究，结合MPF树脂和(NH4)2HPO4阻燃剂，开发阻燃型重组竹木材料取得了积极成果。