CN106493801B - 一种均匀型重组竹材料的制备方法 - Google Patents

一种均匀型重组竹材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种均匀型重组竹材料的制备方法，属于重组竹材料制备技术领域。针对现有制备的重组竹材料胶黏剂固化温度高，固化时间长，导致重组竹成型耗能高，且重组竹结构单元均匀性差，自然堆压使板材密度均巧性下降，降低板材的物理性能的问题，提供了一种通过将毛竹竹叶进行炭化，收集碳纤维颗粒，随后与植物桃胶复合，通过碳纤维颗粒导热性能优异，无需高温固化，随后疏解竹片并浸胶处理，手工组坯并固化成型即可制备得一种均匀型重组竹材料，本发明制备的均匀型重组竹材料均匀型较好，力学性能优异，较同类产品提高10～15%，且通过天然桃胶进行制备，绿色环保无污染。

Description

一种均匀型重组竹材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种均匀型重组竹材料的制备方法，属于重组竹材料制备技术领域。
背景技术
重组竹材是一种新型的竹材人造板，它是以竹束为构成单元，按顺纹组还、经热压(或冷压)胶合而成的板材或方材，由我国最先研制成功，亦是拥有自主知识产权，并形成产业化规模的一种竹基复合材料。重组竹是在借鉴和总结了以往重组木、竹木复合材料及植物人造板开发利用的基础上，考虑到我国大量的竹材资源和丰富的加工剩余物资源，研发而成的一种全新的竹质材料人造板，具有独特的结构纹理，相对于普通重组木，作木、黄檀等优质的木质材料，重组竹的静曲、拉伸、压缩等力学性能要更优，因此可以广泛应用在园林建设、建筑结构化及工程材料等领域。它具有竹材的利用率较高，密度大，材料的物理力学性能优良的特点。但是，目前重组竹主要应用于地板、家具和墙体等装饰材料，如果能够开发出大规模利用的生产工艺技术，将有效解决我国竹材资源高效利用问题。
但是现有重组竹制备过程中，由于胶黏剂固化温度高，固化时间长，导致重组竹成型耗能高，热效率低从而导致生产效率低、生产成本大等问题。同时多数重组竹结构单元均匀性差，自然堆压使板材密度均匀性下降，也致使重组竹材板巧在热压后呈现板材纹理错乱，既降低板材的物理性能，也影响板材的外观。所以制备一种均一温度性的重组竹材料很有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对现有制备的重组竹材料胶黏剂固化温度高，固化时间长，导致重组竹成型耗能高，且重组竹结构单元均匀性差，自然堆压使板材密度均匀性下降，降低板材的物理性能的问题，提供了一种通过将毛竹竹叶进行炭化，收集碳纤维颗粒，随后与植物桃胶复合，通过碳纤维颗粒导热性能优异，无需高温固化，随后疏解竹片并浸胶处理，手工组坯并固化成型即可制备得一种均匀型重组竹材料。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
（1）选取3～5年生新鲜毛竹，去除枝干后将毛竹切割至长为80～100cm的竹筒，随后将每个竹筒平均剖分为8份，随后碾平后从竹片的弦向一分为二，制备得毛竹竹片，备用；
（2）选取上述去除枝干中的竹叶，洗净后自然晾干并置于马弗炉中，在250～300℃下预热25～30min后，按10℃/min升温至650～700℃，保温煅烧3～5h后，停止加热并静置冷却至室温，制备得竹叶碳纤维，随后将竹叶碳纤维置于250～300r/min下球磨3～5h，过120～130目筛，收得竹叶碳纤维粉末；
（3）按质量比1:10，将上述制备的竹叶碳纤维粉末与去离子水搅拌混合，在200～300W下超声分散10～15min，收集得竹叶碳纤维分散液，收集新鲜桃胶洗净后按质量比1:5，将洗净后桃胶与竹叶碳纤维分散液搅拌混合，在均质机中均质处理10～15min，收集得复合粘胶剂；
（4）将步骤（1）制备的毛竹竹片置于竹材疏解机中，疏解3次后，将竹片置于50～60℃下干燥至竹片含水率为5～8%，制备得干燥毛竹疏解竹片，随后按质量比1:5，将干燥毛竹疏解竹片与上述制备的复合粘胶剂搅拌混合并浸胶处理25～30min；
（5）待浸胶完成后，夹取浸胶后的竹片并手工组坯，将板坯置于模具中，在5～10MPa、160～170℃条件下热压10～15min，随后撤去压力并收集板坯，在室温下静置2～3天后，按尺寸裁边、砂光即可制备得一种均匀型重组竹材料。
本发明制备的均匀型重组竹材料密度为0.9g/cm3，静曲强度为145～150MPa，弹性模量为1.5～1.6GPa，内结合强度为1.8～2.0MPa，且材料经192h循环湿热氙灯处理，力学性能无明显变化。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备的均匀型重组竹材料均匀性较好，力学性能优异，较同类产品提高10～15%；
（2）本发明通过天然桃胶进行制备，绿色环保无污染。
具体实施方式
首先选取3～5年生新鲜毛竹，去除枝干后将毛竹切割至长为80～100cm的竹筒，随后将每个竹筒平均剖分为8份，随后碾平后从竹片的弦向一分为二，制备得毛竹竹片，备用；选取上述去除枝干中的竹叶，洗净后自然晾干并置于马弗炉中，在250～300℃下预热25～30min后，按10℃/min升温至650～700℃，保温煅烧3～5h后，停止加热并静置冷却至室温，制备得竹叶碳纤维，随后将竹叶碳纤维置于250～300r/min下球磨3～5h，过120～130目筛，收得竹叶碳纤维粉末；按质量比1:10，将上述制备的竹叶碳纤维粉末与去离子水搅拌混合，在200～300W下超声分散10～15min，收集得竹叶碳纤维分散液，收集新鲜桃胶洗净后按质量比1:5，将洗净后桃胶与竹叶碳纤维分散液搅拌混合，在均质机中均质处理10～15min，收集得复合粘胶剂；将步骤（1）制备的毛竹竹片置于竹材疏解机中，疏解3次后，将竹片置于50～60℃下干燥至竹片含水率为5～8%，制备得干燥毛竹疏解竹片，随后按质量比1:5，将干燥毛竹疏解竹片与上述制备的复合粘胶剂搅拌混合并浸胶处理25～30min；待浸胶完成后，夹取浸胶后的竹片并手工组坯，将板坯置于模具中，在5～10MPa、160～170℃条件下热压10～15min，随后撤去压力并收集板坯，在室温下静置2～3天后，按尺寸裁边、砂光即可制备得一种均匀型重组竹材料。
实例1
首先选取3年生新鲜毛竹，去除枝干后将毛竹切割至长为80cm的竹筒，随后将每个竹筒平均剖分为8份，随后碾平后从竹片的弦向一分为二，制备得毛竹竹片，备用；选取上述去除枝干中的竹叶，洗净后自然晾干并置于马弗炉中，在250℃下预热25min后，按10℃/min升温至650℃，保温煅烧3h后，停止加热并静置冷却至室温，制备得竹叶碳纤维，随后将竹叶碳纤维置于250r/min下球磨3h，过120目筛，收得竹叶碳纤维粉末；按质量比1:10，将上述制备的竹叶碳纤维粉末与去离子水搅拌混合，在200W下超声分散10min，收集得竹叶碳纤维分散液，收集新鲜桃胶洗净后按质量比1:5，将洗净后桃胶与竹叶碳纤维分散液搅拌混合，在均质机中均质处理10min，收集得复合粘胶剂；将毛竹竹片置于竹材疏解机中，疏解3次后，将竹片置于50℃下干燥至竹片含水率为5%，制备得干燥毛竹疏解竹片，随后按质量比1:5，将干燥毛竹疏解竹片与上述制备的复合粘胶剂搅拌混合并浸胶处理25min；待浸胶完成后，夹取浸胶后的竹片并手工组坯，将板坯置于模具中，在5MPa、160℃条件下热压10min，随后撤去压力并收集板坯，在室温下静置2天后，按尺寸裁边、砂光即可制备得一种均匀型重组竹材料。
实例2
首先选取4年生新鲜毛竹，去除枝干后将毛竹切割至长为90cm的竹筒，随后将每个竹筒平均剖分为8份，随后碾平后从竹片的弦向一分为二，制备得毛竹竹片，备用；选取上述去除枝干中的竹叶，洗净后自然晾干并置于马弗炉中，在275℃下预热27min后，按10℃/min升温至675℃，保温煅烧4h后，停止加热并静置冷却至室温，制备得竹叶碳纤维，随后将竹叶碳纤维置于275r/min下球磨4h，过125目筛，收得竹叶碳纤维粉末；按质量比1:10，将上述制备的竹叶碳纤维粉末与去离子水搅拌混合，在250W下超声分散12min，收集得竹叶碳纤维分散液，收集新鲜桃胶洗净后按质量比1:5，将洗净后桃胶与竹叶碳纤维分散液搅拌混合，在均质机中均质处理12min，收集得复合粘胶剂；将毛竹竹片置于竹材疏解机中，疏解3次后，将竹片置于55℃下干燥至竹片含水率为6%，制备得干燥毛竹疏解竹片，随后按质量比1:5，将干燥毛竹疏解竹片与上述制备的复合粘胶剂搅拌混合并浸胶处理27min；待浸胶完成后，夹取浸胶后的竹片并手工组坯，将板坯置于模具中，在6MPa、165℃条件下热压12min，随后撤去压力并收集板坯，在室温下静置3天后，按尺寸裁边、砂光即可制备得一种均匀型重组竹材料。
实例3
首先选取5年生新鲜毛竹，去除枝干后将毛竹切割至长为100cm的竹筒，随后将每个竹筒平均剖分为8份，随后碾平后从竹片的弦向一分为二，制备得毛竹竹片，备用；选取上述去除枝干中的竹叶，洗净后自然晾干并置于马弗炉中，在300℃下预热30min后，按10℃/min升温至700℃，保温煅烧5h后，停止加热并静置冷却至室温，制备得竹叶碳纤维，随后将竹叶碳纤维置于300r/min下球磨5h，过130目筛，收得竹叶碳纤维粉末；按质量比1:10，将上述制备的竹叶碳纤维粉末与去离子水搅拌混合，在300W下超声分散15min，收集得竹叶碳纤维分散液，收集新鲜桃胶洗净后按质量比1:5，将洗净后桃胶与竹叶碳纤维分散液搅拌混合，在均质机中均质处理15min，收集得复合粘胶剂；将毛竹竹片置于竹材疏解机中，疏解3次后，将竹片置于60℃下干燥至竹片含水率为8%，制备得干燥毛竹疏解竹片，随后按质量比1:5，将干燥毛竹疏解竹片与上述制备的复合粘胶剂搅拌混合并浸胶处理30min；待浸胶完成后，夹取浸胶后的竹片并手工组坯，将板坯置于模具中，在10MPa、170℃条件下热压15min，随后撤去压力并收集板坯，在室温下静置3天后，按尺寸裁边、砂光即可制备得一种均匀型重组竹材料。

Claims (1)

1.一种均匀型重组竹材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）选取3～5年生新鲜毛竹，去除枝干后将毛竹切割至长为80～100cm的竹筒，随后将每个竹筒平均剖分为8份，随后碾平后从竹片的弦向一分为二，制备得毛竹竹片，备用；
（2）选取上述去除枝干中的竹叶，洗净后自然晾干并置于马弗炉中，在250～300℃下预热25～30min后，按10℃/min升温至650～700℃，保温煅烧3～5h后，停止加热并静置冷却至室温，制备得竹叶碳纤维，随后将竹叶碳纤维置于250～300r/min下球磨3～5h，过120～130目筛，收得竹叶碳纤维粉末；
（3）按质量比1:10，将上述制备的竹叶碳纤维粉末与去离子水搅拌混合，在200～300W下超声分散10～15min，收集得竹叶碳纤维分散液，收集新鲜桃胶洗净后按质量比1:5，将洗净后桃胶与竹叶碳纤维分散液搅拌混合，在均质机中均质处理10～15min，收集得复合粘胶剂；
（4）将步骤（1）制备的毛竹竹片置于竹材疏解机中，疏解3次后，将竹片置于50～60℃下干燥至竹片含水率为5～8%，制备得干燥毛竹疏解竹片，随后按质量比1:5，将干燥毛竹疏解竹片与上述制备的复合粘胶剂搅拌混合并浸胶处理25～30min；
（5）待浸胶完成后，夹取浸胶后的竹片并手工组坯，将板坯置于模具中，在5～10MPa、160～170℃条件下热压10～15min，随后撤去压力并收集板坯，在室温下静置2～3天后，按尺寸裁边、砂光即可制备得一种均匀型重组竹材料。
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