CN107030844B - 热压法制备重组竹板材的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热压法制备重组竹板材的方法，属于复合板材领域。该方法包括以下步骤：第一步，将新采伐毛竹以1：10～20的质量比将毛竹浸泡在水中，10～20min后，向水中加入四氟甲醚菊酯和乙醇，浸泡20～30h后，气干；第二步，将毛竹劈成竹片后风干，进行加温加压蒸煮处理，蒸煮处理后的竹片辗压成竹束，干燥；第三步，将竹束层层组坯，层与层之间加入胶黏剂，放置12～24min后，热压成型，热压温度40～60℃，压力为2～3MPa。本发明的顺纹抗拉强度、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗剪强度、抗弯弹性模量均具有明显的优势，作为一种人造复合材料，可以广泛应用于木材加工领域。

Description

热压法制备重组竹板材的方法
技术领域
本发明属于复合板材领域，尤其涉及一种热压法制备重组竹板材的方法。
背景技术
木材每年被大量砍伐，对环境造成了非常大的影响，近年来优质木材，特别是硬木的供应量越来越少，价格越来越高，如红木的价格成倍，甚至数十倍的上涨。木材供需矛盾的加剧，严重制约了中国家具业的发展，成为发展的瓶颈。为解决这一问题，人们发挥聪明才智，不断进行创新探索，开发了多种新材料，新工艺，新技术。如松木脱脂技术，E0级（或无醛）低游离甲醛释放量人造板，功能性人造板，蜂窝板，木塑复合材料（WPC材）等。重组竹便是一种近年开发应用，引人注目的新材料。
重组竹又称重竹，是采用枝桠材加工后形成的竹质人造复合材料，将竹材重新组织并加以强化成型的一种竹质新材料，也就是将竹材加工成长条状竹篾、竹丝或碾碎成竹丝束，经干燥后浸胶，再干燥到要求含水率，然后铺放在模具中，经高温高压热固化而成的型材。
申请号为CN201210363007.0的中国专利申请公开了一种空心重组竹及其制造方法，空心重组竹其是在用竹束、竹丝、或细小竹篾形粘接连接成的板块内沿所述纵向方向设置有孔。制造方法是将原竹沿纵向方向疏解成竹束、竹丝、或细小竹篾，通过热处理进行软化，干燥浸胶后，在模压槽内分层次均匀铺装竹单元，再按照空心率要求沿着竹束、竹丝或细竹篾纵向平行方向，铺设模压棒。该方法可以使空心重组竹成型后增强纵向的抗压、抗弯的强度。但是其横纹抗压、抗弯强度以及抗剪强度较低。
发明内容
本发明为了解决现有技术复合板材抗压、抗弯和抗剪性能不能兼顾的问题，提供了一种热压法制备重组竹板材的方法，采用四氟甲醚菊酯和乙醇对毛竹进行预处理的技术，提高了重组竹板材的抗压性能、抗弯性能和抗剪性能。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
热压法制备重组竹板材的方法，包括以下步骤：
第一步，将新采伐毛竹除去表面的竹青，以1：10～20的质量比将毛竹浸泡在水中，10～20min后，向水中加入四氟甲醚菊酯和乙醇，浸泡20～30h后，气干；
第二步，将毛竹去除竹节，沿着纤维方向劈成竹片后风干，把竹片放入带压力可加热的容器中进行加温加压蒸煮处理，蒸煮处理后的竹片辗压成竹束，干燥；
第三步，将竹束层层组坯，层与层之间加入胶黏剂，放置12～24min后，热压成型，热压温度40～60℃，压力为2～3MPa。
作为优选，第一步中，乙醇的质量分数为35%。
作为优选，第一步中，每1kg水中加入10～20g的四氟甲醚菊酯和200～500g的乙醇溶液。
作为优选，第一步中，每1kg水中加入15g的四氟甲醚菊酯和400g的乙醇溶液。
作为优选，第二步中，制备的竹片宽为10～20mm。
作为优选，第二步中，加温加压蒸煮处理的温度为190～200℃，时间为2～3h，压力为800～1000Pa；采用的蒸煮介质为蒸馏水；蒸煮处理处理时采用的蒸煮介质为去离子水。
作为优选，第二步中，干燥后毛竹的含水率为19～25%。
作为优选，第三步中，所述胶黏剂与竹片的重量比为1∶20～60。
作为优选，第三步中，胶黏剂为聚醋酸乙烯酯胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂、脲醛树脂胶黏剂、环氧树脂胶黏剂或氯丁橡胶胶黏剂中的一种。
作为优选，所述聚醋酸乙烯酯胶黏剂中的聚醋酸乙烯酯是经过木质素改性的。
作为优选，木质素改性聚醋酸乙烯酯的制备方法如下：木质素于90℃真空干燥48h，加入1份聚醋酸乙烯酯，于100℃条件下加热1h，加入1～5份聚酰胺，高速搅拌机搅拌，真空脱泡，室温下固化24h，然后于120℃固化3h，即可。
本发明具有以下有益效果：本发明的顺纹抗拉强度、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗剪强度、抗弯弹性模量均具有明显的优势，作为一种人造复合材料，可以广泛应用于木材加工领域。经四氟甲醚菊酯和乙醇浸泡处理的毛竹制成的重组竹，顺纹抗压强度和抗剪强度明显增强；重组竹的顺纹抗拉强度主要是胶层和毛竹纤维之间的撕裂，经过木质素改性的聚醋酸乙烯酯胶黏剂和毛竹纤维之间的粘结更加紧密，因此其顺纹抗拉强度大大增强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细介绍。
实施例1
热压法制备重组竹板材的方法，包括以下步骤：
第一步，将新采伐毛竹除去表面的竹青，以1：15的质量比将毛竹浸泡在水中，15min后，向水中加入四氟甲醚菊酯和质量分数为35%的乙醇，浸泡25h后，气干；每1kg水中加入15g的四氟甲醚菊酯和400g的乙醇溶液。
第二步，将毛竹去除竹节，沿着纤维方向劈成宽为10～20mm的竹片后风干，把竹片放入带压力可加热的容器中进行加温加压蒸煮处理，蒸煮处理后的竹片辗压成竹束，干燥至竹束的含水率为23%；加温加压蒸煮处理的温度为195℃，时间为2.3h，压力为900Pa；采用的蒸煮介质为蒸馏水；蒸煮处理处理时采用的蒸煮介质为去离子水。
第三步，将竹束层层组坯，层与层之间加入胶黏剂，放置20min后，热压成型，热压温度50℃，压力为2.3MPa。所述胶黏剂与竹片的重量比为1∶40，胶黏剂为聚醋酸乙烯酯胶黏剂。
所述聚醋酸乙烯酯胶黏剂中的聚醋酸乙烯酯是经过木质素改性的，改性方法如下：木质素于90℃真空干燥48h，加入1份聚醋酸乙烯酯，于100℃条件下加热1h，加入3份聚酰胺，高速搅拌机搅拌，真空脱泡，室温下固化24h，然后于120℃固化3h，即可。
所述的聚酰胺加入量可以是1～5份，本实施例采用3份。
实施例2
热压法制备重组竹板材的方法，包括以下步骤：
第一步，将新采伐毛竹除去表面的竹青，以1：10的质量比将毛竹浸泡在水中，10min后，向水中加入四氟甲醚菊酯和质量分数为35%的乙醇，浸泡20h后，气干；每1kg水中加入10g的四氟甲醚菊酯和200g的乙醇溶液。
第二步，将毛竹去除竹节，沿着纤维方向劈成宽为10～20mm的竹片后风干，把竹片放入带压力可加热的容器中进行加温加压蒸煮处理，蒸煮处理后的竹片辗压成竹束，干燥至竹束的含水率为19%；加温加压蒸煮处理的温度为190℃，时间为2h，压力为800Pa；采用的蒸煮介质为蒸馏水；蒸煮处理处理时采用的蒸煮介质为去离子水。
第三步，将竹束层层组坯，层与层之间加入胶黏剂，放置12min后，热压成型，热压温度40℃，压力为2MPa。所述胶黏剂与竹片的重量比为1∶20，胶黏剂为酚醛树脂胶黏剂。
实施例3
热压法制备重组竹板材的方法，包括以下步骤：
第一步，将新采伐毛竹除去表面的竹青，以1：20的质量比将毛竹浸泡在水中，20min后，向水中加入四氟甲醚菊酯和质量分数为35%的乙醇，浸泡30h后，气干；每1kg水中加入20g的四氟甲醚菊酯和500g的乙醇溶液。
第二步，将毛竹去除竹节，沿着纤维方向劈成宽为20mm的竹片后风干，把竹片放入带压力可加热的容器中进行加温加压蒸煮处理，蒸煮处理后的竹片辗压成竹束，干燥至竹束的含水率为25%；加温加压蒸煮处理的温度为200℃，时间为3h，压力为1000Pa；采用的蒸煮介质为蒸馏水；蒸煮处理处理时采用的蒸煮介质为去离子水。
第三步，将竹束层层组坯，层与层之间加入胶黏剂，放置24min后，热压成型，热压温度60℃，压力为3MPa。所述胶黏剂与竹片的重量比为1∶60，胶黏剂为脲醛树脂胶黏剂。
实施例4
热压法制备重组竹板材的方法，包括以下步骤：
第一步，将新采伐毛竹除去表面的竹青，以1：18的质量比将毛竹浸泡在水中，12min后，向水中加入四氟甲醚菊酯和质量分数为35%的乙醇，浸泡20～30h后，气干；每1kg水中加入13g的四氟甲醚菊酯和300g的乙醇溶液。
第二步，将毛竹去除竹节，沿着纤维方向劈成宽为12mm的竹片后风干，把竹片放入带压力可加热的容器中进行加温加压蒸煮处理，蒸煮处理后的竹片辗压成竹束，干燥至竹束的含水率为23%；加温加压蒸煮处理的温度为193℃，时间为2.5h，压力为900Pa；采用的蒸煮介质为蒸馏水；蒸煮处理处理时采用的蒸煮介质为去离子水。
第三步，将竹束层层组坯，层与层之间加入胶黏剂，放置15min后，热压成型，热压温度55℃，压力为2.7MPa。所述胶黏剂与竹片的重量比为1∶30，胶黏剂为氯丁橡胶胶黏剂。
对照例1
与实施例4的区别在于：第一步的水中不加四氟甲醚菊酯和乙醇。
热压法制备重组竹板材的方法，包括以下步骤：
第一步，将新采伐毛竹除去表面的竹青，以1：18的质量比将毛竹浸泡在水中，12min后，继续浸泡20～30h后，气干；
第二步，将毛竹去除竹节，沿着纤维方向劈成宽为12mm的竹片后风干，把竹片放入带压力可加热的容器中进行加温加压蒸煮处理，蒸煮处理后的竹片辗压成竹束，干燥至竹束的含水率为23%；加温加压蒸煮处理的温度为193℃，时间为2.5h，压力为900Pa；采用的蒸煮介质为蒸馏水；蒸煮处理处理时采用的蒸煮介质为去离子水。
第三步，将竹束层层组坯，层与层之间加入胶黏剂，放置15min后，热压成型，热压温度55℃，压力为2.7MPa。所述胶黏剂与竹片的重量比为1∶30，胶黏剂为氯丁橡胶胶黏剂。
对照例2
与实施例1的区别在于：聚醋酸乙烯酯胶黏剂中的聚醋酸乙烯酯未经木质素改进，采用市售聚醋酸乙烯酯胶黏剂。
热压法制备重组竹板材的方法，包括以下步骤：
第一步，将新采伐毛竹除去表面的竹青，以1：15的质量比将毛竹浸泡在水中，15min后，向水中加入四氟甲醚菊酯和质量分数为35%的乙醇，浸泡25h后，气干；每1kg水中加入15g的四氟甲醚菊酯和400g的乙醇溶液。
第二步，将毛竹去除竹节，沿着纤维方向劈成宽为10～20mm的竹片后风干，把竹片放入带压力可加热的容器中进行加温加压蒸煮处理，蒸煮处理后的竹片辗压成竹束，干燥至竹束的含水率为23%；加温加压蒸煮处理的温度为195℃，时间为2.3h，压力为900Pa；采用的蒸煮介质为蒸馏水；蒸煮处理处理时采用的蒸煮介质为去离子水。
第三步，将竹束层层组坯，层与层之间加入胶黏剂，放置20min后，热压成型，热压温度50℃，压力为2.3MPa。所述胶黏剂与竹片的重量比为1∶40，胶黏剂为聚醋酸乙烯酯胶黏剂。
性能测试：
顺纹抗拉强度Mpa 顺纹抗压强度Mpa 抗弯强度Mpa 抗剪强度Mpa 抗弯弹性模量GPa
实施例1 132.7 79.6 125.4 59.6 19.4
实施例2 130.5 78.9 124.7 58.4 19.3
实施例3 129.9 77.0 125.3 58.9 18.9
实施例4 131.4 79.3 123.8 59.3 19.2
对照例1 112.8 34.1 101.6 32.4 12.3
对照例2 60.4 63.1 99.3 42.1 11.6
从表中可以看出，本发明的顺纹抗拉强度、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗剪强度、抗弯弹性模量均具有明显的优势，作为一种人造复合材料，可以广泛应用于木材加工领域。对照例1中采用未经四氟甲醚菊酯和乙醇浸泡处理的毛竹制成的重组竹，顺纹抗压强度和抗剪强度明显降低；对照例2中顺纹抗拉强度明显降低，这可能是因为重组竹的顺纹抗拉强度主要是胶层和毛竹纤维之间的撕裂，经过木质素改性的聚醋酸乙烯酯胶黏剂和毛竹纤维之间的粘结更加紧密，因此其顺纹抗拉强度大大增强。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方案，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.热压法制备重组竹板材的方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，将新采伐毛竹除去表面的竹青，以1：10～20的质量比将毛竹浸泡在水中，10～20min后，向水中加入四氟甲醚菊酯和乙醇，浸泡20～30h后，气干；
第二步，将毛竹去除竹节，沿着纤维方向劈成竹片后风干，把竹片放入带压力可加热的容器中进行加温加压蒸煮处理，蒸煮处理后的竹片辗压成竹束，干燥；
第三步，将竹束层层组坯，层与层之间加入胶黏剂，放置12～24min后，热压成型，热压温度40～60℃，压力为2～3MPa；
第一步中，乙醇的质量分数为35%；
第一步中，每1kg水中加入10～20g的四氟甲醚菊酯和200～500g的乙醇溶液；
第二步中，制备的竹片宽为10～20mm；
第二步中，加温加压蒸煮处理的温度为190～200℃，时间为2～3h，压力为800～1000Pa；采用的蒸煮介质为蒸馏水；蒸煮处理处理时采用的蒸煮介质为去离子水；
第二步中，干燥后毛竹的含水率为19～25%；
第三步中，所述胶黏剂与竹片的重量比为1∶20～60；
第三步中，胶黏剂为聚醋酸乙烯酯胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂、脲醛树脂胶黏剂、环氧树脂胶黏剂或氯丁橡胶胶黏剂中的一种；
所述聚醋酸乙烯酯胶黏剂中的聚醋酸乙烯酯是经过木质素改性的；
木质素改性聚醋酸乙烯酯的制备方法如下：木质素于90℃真空干燥48h，加入1份聚醋酸乙烯酯，于100℃条件下加热1h，加入1～5份聚酰胺，高速搅拌机搅拌，真空脱泡，室温下固化24h，然后于120℃固化3h，即可。
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Address before: 644300 Hongmo Road, Changning County, Yibin City, Sichuan Province

Applicant before: Xiang Dechao

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