本发明属于仿木家具材料制备的
技术领域：
，具体涉及一种增硬聚氨酯仿木家具材料及制备方法。
背景技术：
：近年来，由于森林资源被过度开采利用，造成生态环境恶化和水土流失严重，但是随着人们生活水平的逐步提高，人们对于木材的需求量也随之增加，因此，研究和开发仿木材料成为一个新的
技术领域：
。能够用作仿木材料的树脂包括聚氯乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯等，其中，聚氨酯仿木材料具有很高的刚性和机械强度，具有生产工艺简单、制品外形美观的特点，可以完美将其代替木材来用作高档制品。中国发明专申请号200910232395.7公开了家具用木粉增强聚氨酯仿木材料及其生产方法，以聚醚多元醇、发泡剂、催化剂、稳定剂、阻燃剂的混合物为白料，以多异氰酸酯为黑料，以80～100目木粉填料为增强剂，白料、黑料、木粉的组分质量比112∶112∶7。生产方法：分别按配比将白料混合制成组合聚醚；加入木粉制成木粉/组合聚醚混合物；再加入黑料制成发泡混合料；注模并熟化20分钟后脱模制得木粉增强聚氨酯仿木材料。优点：生产的仿木材料及产品的抗压强度和抗冲击性能增强，木质感效果显著，改善密度分布，尺寸稳定、变形性小，绝热、隔音性能优良，坚硬耐老化，阻燃性能达建筑b2级，产品环保，成本低，具有良好的锯、刨、钻、钉、磨、粘、着色、涂饰等加工性能。中国发明专利申请号201410071866.1公开了一种硬质聚氨酯泡沫材料，由a组分和b组分组成，其中，a组分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯；b组分包括多元醇、泡沫稳定剂、催化剂、发泡剂、扩链剂、交联剂和复合增强材料。本发明公开的硬质聚氨酯泡沫材料具有强度较高、质量轻、导热低、绝热效果好、隔音性良好、泡孔多为闭孔型、能耐较大负荷及其耐磨性、防腐性、尺寸稳定性好等特点，适用于绝缘材料、隔热保温材料、建筑墙体保温材料、夹芯层合板、结构材料、隔音材料、航空、航天材料和公路修补等领域，同时本发明的材料还可以作为强度和密度较大的“仿木”材料，适用于制作各种家具等。中国发明专利申请号200910115994.0公开了一种用于制作聚酯型聚氨酯仿木材料的双组分，其中多元醇组分的原料配方主要包括聚酯多元醇、作为扩链剂的小分子二元醇、催化剂、发泡剂和匀泡剂，所述的原料配方还包括一种添加剂；该添加剂为硬脂酸钙、纳米级碳酸钙、小分子聚酯多元醇三种成分通过机械方式混合形成的混合物，所述的聚酯多元醇由聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇和聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇组成。经添加了这种特殊添加剂以及特定的聚酯多元醇等的多元醇组分所制作出来的聚酯型聚氨酯仿木材料的性能优异：强度高、尺寸稳定性非常好、耐磨性也很好，可以适用于生产强度要求较高的仿木材料制品，诸如鞋底、家具等产品，应用范围更广。聚氨酯仿木材料通常分为141b发泡体系和全水发泡体系两类，其中，141b发泡体系为目前的主流体系，但是141b发泡体系不属于环保发泡剂，世界各地都在逐步对其进行限制使用；全水发泡体系既环保又安全，其制品具有密度分布均匀、气泡少、基本无暗泡的特点，因此发展前景非常光明，但是全水发泡体系在自由泡密度低于100kg/m3的时候，其制品表面硬度低于邵氏硬度d40，用于仿木家具时存在缺陷，其适用范围受到较大限制，因此，亟需开发一种低密度、高表面强度的聚氨酯全水仿木材料来扩大其适用范围。技术实现要素：针对目前全水发泡体系的聚氨酯仿木材料表面硬度较低等技术问题，本发明提出一种增硬聚氨酯仿木家具材料及制备方法。为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一种增硬聚氨酯仿木家具材料的制备方法，先对多孔陶瓷微球进行偶联处理，再将氮化硅纳米线与多孔陶瓷微球、蓖麻油分散混合，使纳米线吸附于多孔微球表面，形成氮化硅纳米线与多孔陶瓷微球的杂化物；将所得杂化物与官能度高于4的聚醚多元醇投入高混机中混合搅拌，然后加入泡沫稳定剂、发泡剂和催化剂、交联剂，常温下搅拌10～30min，得到a组份；将脂肪族异氰酸酯与纳米纤维素搅拌混合，得到b组分；将a组份与b组份按比例移入反应注射机，通过高压计量装置进入混合头，在模腔内混合发泡，保温、固化、脱模得到增硬聚氨酯仿木家具材料；通过包括以下步骤：s1、对多孔陶瓷微球进行偶联处理，与氮化硅纳米线、蓖麻油分散混合，使纳米线吸附于多孔微球表面，形成氮化硅纳米线与多孔陶瓷微球的杂化物；s2、将步骤s1得到的杂化物与聚醚多元醇投入高混机中混合搅拌，然后加入泡沫稳定剂、发泡剂、催化剂和交联剂，搅拌，得到a组份；s3、将脂肪族异氰酸酯与纳米纤维素搅拌混合，得到b组分；s4、将a组份与b组份按比例移入反应注射机，通过高压计量装置进入混合头，在模腔内混合发泡，保温、固化、脱模，得到增硬聚氨酯仿木家具材料。聚氨酯仿木材料，或者聚氨酯合成木材，从聚氨酯材料学科的角度来说，是一类中高密度的结构性硬质聚氨酯泡沫塑料（简称聚氨酯硬泡）。它具有微细泡孔结构，具有比常规保温用硬质聚氨酯泡沫塑料高得多的密度，密度通常高于0.2g/cm3(200kg/m3)，特殊的仿木材料密度也可低于这个值：大多数用于合成木材的聚氨酯结构泡沫塑料，具有致密坚韧的表皮，属于整皮（或称自结皮）硬质泡沫塑料，致密的表皮使这种合成材料不仅具有木材的外观和密度范围，而且强度较高，不易擦伤，而制件的芯部可做到较低的密度，可减轻制件重量，同时具有较高的整体强度：具有较高的抗压强度，拉伸强度，抗冲击强度和弯曲强度。其中s1步骤中所述对多孔陶瓷微球进行偶联处理指多孔陶瓷微球与硅烷偶联剂以质量比100:2分散改性。进一步的，上述一种增硬聚氨酯仿木家具材料的制备方法，其中s1步骤中所述氮化硅纳米线、多孔陶瓷微球与蓖麻油的质量比为4～8:3～10:2～4。进一步的，上述一种增硬聚氨酯仿木家具材料的制备方法，其中s2步骤中所述聚醚多元醇的官能度高于4。进一步的，上述一种增硬聚氨酯仿木家具材料的制备方法，其中s2步骤中所述泡沫稳定剂为l-6950的混合物；所述发泡剂为hcfc-141b；所述催化剂为胺类、所述胺类催化剂为n,n-二甲基环己胺、双(2-二甲氨基乙基)醚、n,n,n',n'-四甲基亚烷基二胺、三乙胺、n,n-二甲基苄胺、固胺、n-乙基吗啉、nmm、n,n’-二乙基哌嗪中的至少一种。进一步的，上述一种增硬聚氨酯仿木家具材料的制备方法，其中s2步骤中所述交联剂是三羟甲基丙烷、三乙醇胺、小分子聚醚三醇、甘油、二乙醇胺、二醇胺、双-2-(羟丙基)苯胺中的至少一种。进一步的，上述一种增硬聚氨酯仿木家具材料的制备方法，其中s2步骤中所述杂化物、聚醚多元醇、泡沫稳定剂、发泡剂、催化剂、交联剂的质量比为4～12:4～10:3～5:1～3:1～3:2～8。进一步的，上述一种增硬聚氨酯仿木家具材料的制备方法，其中s2步骤中所述搅拌的搅拌温度为15℃～30℃，搅拌时间为10～30min，搅拌速度为2500r/min～3500r/min。进一步的，上述一种增硬聚氨酯仿木家具材料的制备方法，其中s3步骤中所述脂肪族异氰酸酯与纳米纤维素的质量比为5～20:4～15。进一步的，上述一种增硬聚氨酯仿木家具材料的制备方法，其中s4步骤中所述a组份与b组份的质量比为3～15:4～12；所述保温的温度为25～35℃；所述固化的时间30～60min。本发明还提供一种上述制备方法制备得到的一种增硬聚氨酯仿木家具材料，通过将氮化硅纳米线与多孔陶瓷微球、蓖麻油杂化混合再与b组分进行相互搭配，由于蓖麻油中富含羟基，与异氰酸酯发生交联反应，在聚氨酯内部形成含氮化硅纳米线与多孔陶瓷微球的网络结构，可显著提升聚氨酯泡沫的硬度，防止异物压入留下痕迹，所制得的聚氨酯仿木制品能够达到邵氏硬度d40以上，且尺寸收缩率小，适用于家具的后续加工。具体实施方式以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。实施例1一种增硬聚氨酯仿木家具材料的制备方法，包括以下步骤：s1、对多孔陶瓷微球进行偶联处理，与氮化硅纳米线、蓖麻油分散混合，使纳米线吸附于多孔微球表面，形成氮化硅纳米线与多孔陶瓷微球的杂化物；所述氮化硅纳米线、多孔陶瓷微球与蓖麻油的质量比为6:5:3；s2、将步骤s1得到的杂化物与官能度为5的聚醚多元醇投入高混机中混合搅拌，然后加入泡沫稳定剂、发泡剂、催化剂和交联剂，搅拌，搅拌温度为20℃，搅拌时间为20min，搅拌速度为3000r/min，得到a组份；所述泡沫稳定剂为l-6950的混合物；所述发泡剂为hcfc-141b；所述催化剂为n,n-二甲基环己胺；所述交联剂是三羟甲基丙烷；所述杂化物、聚醚多元醇、泡沫稳定剂、发泡剂、催化剂、交联剂的质量比为7:7:4:2:2:5；s3、将脂肪族异氰酸酯与纳米纤维素搅拌按质量比为13:9混合，得到b组分；s4、将a组份与b组份按比例质量比为8:7移入反应注射机，通过高压计量装置进入混合头，在模腔内混合发泡，保温、固化、脱模，得到增硬聚氨酯仿木家具材料；所述保温的温度为30℃；所述固化的时间45min。实施例2一种增硬聚氨酯仿木家具材料的制备方法，包括以下步骤：s1、对多孔陶瓷微球进行偶联处理，与氮化硅纳米线、蓖麻油分散混合，使纳米线吸附于多孔微球表面，形成氮化硅纳米线与多孔陶瓷微球的杂化物；所述氮化硅纳米线、多孔陶瓷微球与蓖麻油的质量比为5:3:2；s2、将步骤s1得到的杂化物与官能度为4.2的聚醚多元醇投入高混机中混合搅拌，然后加入泡沫稳定剂、发泡剂、催化剂和交联剂，搅拌，搅拌温度为16℃，搅拌时间为14min，搅拌速度为2700r/min，得到a组份；所述泡沫稳定剂为l-6950的混合物；所述发泡剂为hcfc-141b；所述催化剂为n,n,n',n'-四甲基亚烷基二胺；所述交联剂是甘油；所述杂化物、聚醚多元醇、泡沫稳定剂、发泡剂、催化剂、交联剂的质量比为11:8:4:2:1:4；s3、将脂肪族异氰酸酯与纳米纤维素搅拌按质量比为15:7混合，得到b组分；s4、将a组份与b组份按比例质量比为13:9移入反应注射机，通过高压计量装置进入混合头，在模腔内混合发泡，保温、固化、脱模，得到增硬聚氨酯仿木家具材料；所述保温的温度为28℃；所述固化的时间45min。实施例3一种增硬聚氨酯仿木家具材料的制备方法，包括以下步骤：s1、对多孔陶瓷微球进行偶联处理，与氮化硅纳米线、蓖麻油分散混合，使纳米线吸附于多孔微球表面，形成氮化硅纳米线与多孔陶瓷微球的杂化物；所述氮化硅纳米线、多孔陶瓷微球与蓖麻油的质量比为5:9:3；s2、将步骤s1得到的杂化物与官能度为4.5的聚醚多元醇投入高混机中混合搅拌，然后加入泡沫稳定剂、发泡剂、催化剂和交联剂，搅拌，搅拌温度为26℃，搅拌时间为20min，搅拌速度为3300r/min，得到a组份；所述泡沫稳定剂为l-6950的混合物；所述发泡剂为hcfc-141b；所述催化剂为所述胺类催化剂为nmm、n,n’-二乙基哌嗪；所述交联剂是小分子聚醚三醇；所述杂化物、聚醚多元醇、泡沫稳定剂、发泡剂、催化剂、交联剂的质量比为9:7:4:2:3:6；s3、将脂肪族异氰酸酯与纳米纤维素搅拌按质量比为18:11混合，得到b组分；s4、将a组份与b组份按比例质量比为12:7移入反应注射机，通过高压计量装置进入混合头，在模腔内混合发泡，保温、固化、脱模，得到增硬聚氨酯仿木家具材料；所述保温的温度为33℃；所述固化的时间50min。实施例4一种增硬聚氨酯仿木家具材料的制备方法，包括以下步骤：s1、对多孔陶瓷微球进行偶联处理，与氮化硅纳米线、蓖麻油分散混合，使纳米线吸附于多孔微球表面，形成氮化硅纳米线与多孔陶瓷微球的杂化物；所述氮化硅纳米线、多孔陶瓷微球与蓖麻油的质量比为7:8:3；s2、将步骤s1得到的杂化物与官能度为4.2的聚醚多元醇投入高混机中混合搅拌，然后加入泡沫稳定剂、发泡剂、催化剂和交联剂，搅拌，搅拌温度为22℃，搅拌时间为22min，搅拌速度为3100r/min，得到a组份；所述泡沫稳定剂为l-6950的混合物；所述发泡剂为hcfc-141b；所述催化剂为n-乙基吗啉；所述交联剂是二乙醇胺；所述杂化物、聚醚多元醇、泡沫稳定剂、发泡剂、催化剂、交联剂的质量比为11:8:4:2:3:7；s3、将脂肪族异氰酸酯与纳米纤维素搅拌按质量比为14:8混合，得到b组分；s4、将a组份与b组份按比例质量比为9:7移入反应注射机，通过高压计量装置进入混合头，在模腔内混合发泡，保温、固化、脱模，得到增硬聚氨酯仿木家具材料；所述保温的温度为32℃；所述固化的时间55min。实施例5一种增硬聚氨酯仿木家具材料的制备方法，包括以下步骤：s1、对多孔陶瓷微球进行偶联处理，与氮化硅纳米线、蓖麻油分散混合，使纳米线吸附于多孔微球表面，形成氮化硅纳米线与多孔陶瓷微球的杂化物；所述氮化硅纳米线、多孔陶瓷微球与蓖麻油的质量比为7:6:3。s2、将步骤s1得到的杂化物与官能度为4.6的聚醚多元醇投入高混机中混合搅拌，然后加入泡沫稳定剂、发泡剂、催化剂和交联剂，搅拌，搅拌温度为23℃，搅拌时间为25min，搅拌速度为3300r/min，得到a组份；所述泡沫稳定剂为l-6950的混合物；所述发泡剂为hcfc-141b；所述催化剂为所述胺类催化剂为n,n,n',n'-四甲基亚烷基二胺；所述交联剂是双-2-(羟丙基)苯胺；所述杂化物、聚醚多元醇、泡沫稳定剂、发泡剂、催化剂、交联剂的质量比为7:5:4:1:3:7；s3、将脂肪族异氰酸酯与纳米纤维素搅拌按质量比为15:11混合，得到b组分；s4、将a组份与b组份按比例质量比为13:6移入反应注射机，通过高压计量装置进入混合头，在模腔内混合发泡，保温、固化、脱模，得到增硬聚氨酯仿木家具材料；所述保温的温度为31℃；所述固化的时间46min。实施例6一种增硬聚氨酯仿木家具材料的制备方法，包括以下步骤：s1、对多孔陶瓷微球进行偶联处理，与氮化硅纳米线、蓖麻油分散混合，使纳米线吸附于多孔微球表面，形成氮化硅纳米线与多孔陶瓷微球的杂化物；所述氮化硅纳米线、多孔陶瓷微球与蓖麻油的质量比为7:8:3；s2、将步骤s1得到的杂化物与官能度为4.3的聚醚多元醇投入高混机中混合搅拌，然后加入泡沫稳定剂、发泡剂、催化剂和交联剂，搅拌，搅拌温度为26℃，搅拌时间为21min，搅拌速度为2900r/min，得到a组份；所述泡沫稳定剂为l-6950的混合物；所述发泡剂为hcfc-141b；所述催化剂为所述胺类催化剂为n,n,n',n'-四甲基亚烷基二胺；所述交联剂是三乙醇胺；所述杂化物、聚醚多元醇、泡沫稳定剂、发泡剂、催化剂、交联剂的质量比为11:6:4:2:2:5；s3、将脂肪族异氰酸酯与纳米纤维素搅拌按质量比为17:6混合，得到b组分；s4、将a组份与b组份按比例质量比为14:9移入反应注射机，通过高压计量装置进入混合头，在模腔内混合发泡，保温、固化、脱模，得到增硬聚氨酯仿木家具材料；所述保温的温度为30℃；所述固化的时间45min。对比例1一种增硬聚氨酯仿木家具材料的制备方法，包括以下步骤：s1、对多孔陶瓷微球进行偶联处理，与蓖麻油分散混合得到杂化物，所述多孔陶瓷微球与蓖麻油的质量比为8:3；s2、将步骤s1得到的杂化物与官能度为4.3的聚醚多元醇投入高混机中混合搅拌，然后加入泡沫稳定剂、发泡剂、催化剂和交联剂，搅拌，搅拌温度为26℃，搅拌时间为21min，搅拌速度为2900r/min，得到a组份；所述泡沫稳定剂为l-6950的混合物；所述发泡剂为hcfc-141b；所述催化剂为所述胺类催化剂为n,n,n',n'-四甲基亚烷基二胺；所述交联剂是三乙醇胺；所述杂化物、聚醚多元醇、泡沫稳定剂、发泡剂、催化剂、交联剂的质量比为11:6:4:2:2:5；s3、将脂肪族异氰酸酯与纳米纤维素搅拌按质量比为17:6混合，得到b组分；s4、将a组份与b组份按比例质量比为14:9移入反应注射机，通过高压计量装置进入混合头，在模腔内混合发泡，保温、固化、脱模，得到增硬聚氨酯仿木家具材料；所述保温的温度为30℃；所述固化的时间45min。将实施例1至实施例6制备得到的增硬聚氨酯仿木家具材料及对比例1得到的仿木家具材料进行性能测试，拉伸强度测试参照gb/t9641-88《硬质泡沫塑料拉伸性能试验方法》，表面硬度参照gb/t2411-1980《塑料邵氏硬度实验方法》，密度测试按gb/t6343—95《泡沫塑料和橡胶表观（体积）密度的测定》，测试结果如下表1所示：表1：测试项目实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6对比例1密度(g/m3)0.40.50.50.40.40.50.4拉伸强度(mpa)1211101211107表面硬度(邵氏d)66626364616133弯曲强度(mpa)22191819212216当前第1页12