CN108274555B - 改性酚醛树脂胶黏剂及其制备方法和应用、竹木复合板的制备方法 - Google Patents

改性酚醛树脂胶黏剂及其制备方法和应用、竹木复合板的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种改性酚醛树脂胶黏剂及其制备方法。本发明以茶多酚替代一部分苯酚，并且结合两类改性剂的作用，得到的酚醛树脂胶黏剂粘度高，可实现对竹材的快速浸胶，并且具有高胶合强度性能，可实现竹板与木板见得牢固粘结，无需为了提高吸胶量来延长浸胶时间，有助于降低能源消耗。实施例的结果表明，采用本发明的改性酚醛树脂胶黏剂制备竹木复合板材时，竹材的含水率只需控制在25～45％范围内，无需将竹材含水率的干燥到6％以下，即可得到符合相应性能要求的复合板材。本发明还提供了竹木复合板的制备方法，以改性酚醛树脂胶黏剂为浸胶液，采用离心浸胶的方式，在浸胶的同时对竹材进行脱干，以高湿状态即可实现浸胶，节约竹材干燥能耗。

Description

改性酚醛树脂胶黏剂及其制备方法和应用、竹木复合板的制 备方法
技术领域
本发明属于复合板材制备技术领域，尤其涉及一种改性酚醛树脂胶黏剂及其制备方法和应用、一种竹木复合板的制备方法。
背景技术
集装箱是运输包装货或无包装货的成组工具的总称，集装箱底板是集装箱的重要组成部分和主要承载配件，影响到货物的运输安全和质量。传统的集装箱底板主要采用热带硬阔叶材制造的木质胶合板。由于世界硬阔叶木材资源的减少和天然林保护措施的实施，世界各国逐步采用替代材料，减少热带阔叶木材的使用量。竹木集装箱底板采用竹木复合结构生产方式，综合利用竹材与桉木的机械加工特性优化产品结构，底板表层采用酚醛树脂浸渍纸覆面，表面用竹席和竹帘，芯层采用竹帘/桉木单板，由酚醛树脂胶合热压而成。竹木复合板加工过程中竹材原料利用率高，有效解决木板资源短缺的问题。
竹木复合板传统制备方法首先将竹、木原材加工成半成品，然后干燥，再把干燥好的半成品进行浸胶，再进行干燥，然后把浸胶再干燥的竹、木半成品进行组坯和压制。对干燥后板材的含水率进行了明确限定，要求干燥后的竹板的含水率要低于6％，如若将含水率没有达到要求的板材直接用于浸胶，会影响浸胶的顺利进行，导致浸胶过程中吸胶量不够。而为了提高吸胶量会延长浸胶时间，进而导致浸胶过程吸入更多水份，浸胶后的烘胶时间也会相应延长，干燥后含水率较低的要求和烘胶时间的延长均会提高能源消耗。再者，现今常用的胶黏剂有酚醛树脂胶，是以酚类及其衍生物与醛类作为原料，在碱性或酸性催化剂作用下形成的树脂的统称，以其优良的耐候性能和胶合性能被广泛用于人造板生产中，但是生产和使用过程伴有游离苯酚等有害物质，烘胶时间过长更为加剧有害物质的释放。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性酚醛树脂胶黏剂及其制备方法和应用、一种竹木复合板的制备方法，本发明提供的改性酚醛树脂胶黏剂在使用过程中，对浸胶前竹板的含水率要求低，制备过程能耗低，并且游离酚含量低。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将苯酚、甲醛和茶多酚进行加成反应，得到加成产物；所述加成反应的温度为90～95℃，加成反应的时间为1～2h；
(2)将所述步骤(1)得到的加成产物、第一改性剂和第二改性剂进行改性反应，得到改性酚醛树脂胶黏剂；
所述改性反应的温度为60～80℃，改性反应的时间为1～1.5h；
所述第一改性剂为间苯二酚；所述第二改性剂包括碳酸丙烯酯、环氧树脂或有机硅树脂。
优选的，所述步骤(1)中苯酚和甲醛的摩尔比为1：1.8～2；所述茶多酚的质量为苯酚质量的10～50％。
优选的，所述步骤(2)中，第一改性剂的质量为制备所述加成产物用苯酚质量的5～15％；第二改性剂的质量为制备所述加成产物用苯酚质量的2～6％。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的改性酚醛树脂胶黏剂，所述改性酚醛树脂胶黏剂的密度为1.02～1.12g/cm3，粘度为400～450mPa.s，固化时间为800～900s，固化温度为115～125℃，pH值为9.5～11.5；所述改性酚醛树脂胶黏剂中游离酚含量为0.6～1.0wt.％。
本发明还提供了上述技术方案所述的改性酚醛树脂胶黏剂在人造板中的应用。
本发明提供了一种竹木复合板的制备方法，包含以下步骤：
(I)采用包含上述技术方案所述改性酚醛树脂胶黏剂的胶液对预组坯竹材进行离心浸胶后离心滤胶；对所述离心滤胶后竹材进行干燥，得到浸胶竹材；
所述预组坯竹材的含水率为25～45％；
所述离心浸胶的转速为100～200rpm，所述离心浸胶的时间为2～6min；
所述离心滤胶的转速为250～500rpm；所述离心滤胶的时间为2～5min；
所述浸胶竹材的含水率为10～18％；
(II)将所述步骤(I)得到的浸胶竹材与木板进行组坯，得到坯体；
(III)将所述步骤(II)得到坯体依次进行升温、低压排湿、热压和冷却，得到竹木复合板；
所述低压排湿的压力为0.8～1.2MPa。
优选的，所述步骤(I)中胶液质量分数为30～40％；所述离心浸胶后竹材中的浸胶量为135～150Kg/m3。
优选的，所述步骤(III)中低压排湿的时间为60～120s；所述步骤(III)中升温的时间为10～20min，升温至110～135℃。
优选的，所述步骤(III)中热压的压力为3.5～5.5MPa；所述热压的时间以待热压板的厚度为基准计，为0.8～1.6min/mm。
优选的，所述步骤(III)中冷却后竹木复合板的温度为60～80℃。
本发明提供了一种改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法，将苯酚、甲醛和茶多酚在90～95℃进行加成反应，再与第一改性剂和第二改性剂进行改性反应，得到改性酚醛树脂胶黏剂；控制改性反应的温度60～80℃，改性反应的时间1～1.5h，其中，第一改性剂为间苯二酚，第二改性剂包括碳酸丙烯酯、环氧树脂或有机硅树脂。本发明以茶多酚替代一部分苯酚，并且结合两类改性剂的作用，得到的酚醛树脂胶黏剂粘度高，可实现对竹材的快速浸胶，并且具有高胶合强度性能，可实现竹板与木板见得牢固粘结，无需将竹材的含水率降低到6％以下，来满足浸胶过程对水分的要求；也无需为了提高吸胶量来延长浸胶时间，进而无需延长烘胶时间，有助于降低能源消耗；并且改性酚醛树脂胶黏剂中游离酚含量低，浸胶过程游离酚释放量少。
再者，本发明提供的改性酚醛树脂胶黏剂中游离酚含量低，并且制备过程中所述采用的改性剂起到稳定甲醛和苯酚的作用，避免使用加热过程中有害物质的释放。实施例的结果表明，采用本发明的改性酚醛树脂胶黏剂制备竹木复合板材时，竹材的含水率只需控制在25～45％范围内即可得到符合相应性能要求的复合板材。
本发明还提供了一种竹木复合板的制备方法，本发明以改性酚醛树脂胶黏剂为浸胶液，采用离心浸胶的方式，在浸胶的同时对竹材进行脱干，以高湿状态即可实现浸胶，无需将浸胶竹材的含水率降低至低于6％进行浸胶，节约竹材干燥能耗；再通过首先预压排湿再热压处理的方式，有助于降低热压温度和热压时间，降低热压消耗。
具体实施方式
本发明提供了一种改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将苯酚、甲醛和茶多酚进行加成反应，得到加成产物；所述加成反应的温度为90～95℃，加成反应的时间为1～2h；
(2)将所述步骤(1)得到的加成产物、第一改性剂和第二改性剂进行改性反应，得到改性酚醛树脂胶黏剂；
所述改性反应的温度为60～80℃，改性反应的时间为1～1.5h；
所述第一改性剂为间苯二酚；所述第二改性剂包括碳酸丙烯酯、环氧树脂或有机硅树脂。
本发明将苯酚、甲醛和茶多酚进行加成反应，得到加成产物。在本发明中，所述苯酚和甲醛的摩尔比优选为1：1.8～2，最优选为1:2；所述茶多酚的质量优选为苯酚质量的10～50％，进一步优选为15～45％，更优选为20～30％。
在本发明中，所述茶多酚优选以茶多酚溶液的形式提供；本发明对所述茶多酚溶液的质量浓度没有特殊要求，以任意浓度的均可。在本发明中，所述茶多酚溶液的制备方法优选包含：将茶梗与乙醇溶液混合后，在超声条件下进行提取，得到茶多酚溶液。在本发明中，在本发明中，所述乙醇溶液的质量浓度优选为60～75％，进一步优选为65～72％，更优选为70％；所述茶梗的质量为乙醇溶液质量的10～30％，进一步优选为15～25％，更优选为20％。在本发明中，所述茶梗的粒径优选为0.5～2mm；本发明对所述茶梗的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的即可。本发明对所述茶梗和乙醇溶液的混合方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的料液混合方式即可。
本发明将所述茶梗和乙醇溶液混合后，在超声条件下，进行提取，得到茶多酚溶液。在本发明中，所述超声的频率优选为20KHz；所述提取的温度优选为60～80℃，进一步优选为65～75℃；更优选为70℃；所述提取的时间优选为20～40min，进一步优选为25～35min，更优选为30min。本发明采用超声浸提的方式能够充分提取茶梗中茶多酚，提高利用率。
本发明对所述苯酚和甲醛的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售商品即可。
本发明将所述苯酚、甲醛和茶多酚进行加成反应，得到加成产物。在本发明中，所述加成反应的温度为90～95℃，优选为92～94℃，进一步优选为93℃；所述加成反应的时间为1～2h，优选为1.5h。
所述加成反应后，本发明将得到的加成产物、第一改性剂和第二改性剂进行改性反应，得到改性酚醛树脂胶黏剂。在本发明中，所述第一改性剂为间苯二酚；所述第一改性剂的质量优选为制备所述加成产物用苯酚质量的5～15％，进一步优选为8～12％，更优选为10％。
在本发明中，所述第二改性剂包括碳酸丙烯酯、环氧树脂或有机硅树脂。在本发明中，所述环氧树脂优选为环氧树脂E35、环氧树脂E42、环氧树脂E44和环氧树脂E51中的一种或多种；所述有机硅树脂优选为有机硅树脂W33-2、有机硅树脂W33-5和有机硅树脂W35-1中的一种或多种。本发明对所述碳酸丙烯酯、环氧树脂和有机硅树脂的具体来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售商品即可。在本发明中，所述第二改性剂的质量优选为制备加成产物用苯酚质量的2～6％，进一步优选为3～5％。
在本发明中，所述改性反应的温度为60～80℃，优选为65～75℃，进一步优选为70～72℃。在本发明中，所述改性反应的时间为1～1.5h，优选为1.1～1.4h，进一步优选为1.2～1.3h。本发明在所述改性反应过程中，第一改性剂与甲醛进行加成反应反应，减少胶水中游离醛，也有助于提高改性酚醛树脂胶黏剂的胶合强度和耐水性；所述第二改性剂与加成产物酚醛树脂胶发生交联反应，因所述第二改性剂具有良好增塑性，在树脂固化过程中可与酚醛树脂胶发生交联固化，使树脂中的苯环距增大，从而提高其柔韧性，这样在板的热压过程中可吸收或缓冲部分变形，减少其变形量，而提高板材尺寸稳定性。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的改性酚醛树脂胶黏剂。在本发明中，所述改性酚醛树脂胶黏剂的密度为1.02～1.12g/cm3，优选为1.1～1.12g/cm3。在本发明中，所述改性酚醛树脂胶黏剂的粘度为400～450mPa.s，优选为420～440mPa.s；本发明所述改性酚醛树脂胶黏剂粘度较低，对板材具有优异的渗透性和润湿性，便于改性酚醛树脂胶黏剂在板材中的高效渗透。
在本发明中，所述改性酚醛树脂胶黏剂的固化时间为800～900s，优选为820～880s，进一步优选为850s；所述固化温度为115～125℃，进一步优选为120～123℃。本发明所述改性酚酸树脂胶黏剂的固化温度远低于传统酚醛树脂145℃左右的固化温度，有助于缩短胶黏板材过程中的热压时间周期，降低能耗。
在本发明中，所述改性酚醛树脂胶黏剂中游离酚含量为0.6～1.0wt.％，优选为0.75～0.85wt.％，更优选为0.8wt.％。
在本发明中，所述改性酚醛树脂胶黏剂的pH值为9.5～10.5，进一步优选为10～10.2；所述改性酚醛树脂胶黏剂稳定在所述pH值范围内，避免碱性过高，生产出产品表面容易出现白色碱斑，影响外观质量，也避免碱性太低，其酚醛胶不易渗透，影响竹材对胶水吸收量，从而影响板的整体质量。在本发明中，所述改性酚醛树脂胶黏剂的固含量优选为42.2～45.6％，进一步优选为43～45％，更优选为44～44.5％；满足胶黏剂对固含量的要求。
本发明还提供了上述技术方案所述改性酚醛树脂胶黏剂在人造板制备中的应用。本发明对所述改性酚醛树脂胶黏剂的应用方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的人造板制备中胶黏剂的应用方式即可。
本发明提供了一种竹木复合板的制备方法，包含以下步骤：
(I)采用含有上述技术方案所述改性酚醛树脂胶黏剂的胶液对预组坯竹材进行离心浸胶后离心滤胶；对所述离心滤胶后竹材进行干燥，得到浸胶竹材；
所述预组坯竹材的含水率为25～45％；
所述离心浸胶的转速为100～200rpm，所述离心浸胶的时间为2～6min；
所述离心滤胶的转速为250～500rpm；所述离心滤胶的时间为2～5min；
所述浸胶竹材的含水率为10～18％；
(II)将所述步骤(I)得到的浸胶竹材与木板进行组坯，得到坯体；
(III)将所述步骤(II)得到坯体依次进行升温、低压排湿、热压和冷却，得到竹木复合板；
所述低压排湿的压力为0.8～1.2MPa。
本发明采用含有上述技术方案所述改性酚醛树脂胶黏剂的胶液对预组坯竹材进行离心浸胶后离心滤胶；对所述离心滤胶后竹材进行干燥，得到浸胶竹材。在本发明中，所述预组坯竹材的含水率为25～45％，优选为30～44％，进一步优选为35～40％。本发明对所述预组坯竹材的尺寸没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的尺寸即可。在本发明中，所述预组坯竹材优选为竹板、单板、竹帘和竹席中的一种或多种。本发明对所述预组坯竹材的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的即可。
在本发明中，所述改性酚醛树脂胶黏剂的胶液质量分数优选为30～40％，进一步优选为32～38％；在本发明中，所述改性酚醛树脂胶黏剂固含量略高，还需将所述改性酚醛树脂胶黏剂通过水进行稀释，得到所述改性酚醛树脂胶黏剂的胶液，便于后续浸胶使用。在本发明中，所述离心浸胶的转速为100～120rpm，优选为120～150rpm，进一步优选为125～135rpm；所述离心浸胶的时间为2～6min，进一步优选为3～5min。在本发明中，所述离心浸胶的实施方式优选为将所述预组坯竹材浸没于改性酚酸树脂胶黏剂中，在旋转离心的条件下实现浸胶，得到胶黏竹材。本发明采用所述离心浸胶，在浸胶的同时对竹材进行脱干，无需将浸胶竹材的含水率降低至低于6％，以高湿状态即可实现浸胶，节约竹材干燥能耗，节约成本，也减少干燥时间，减轻工人劳动强度。本发明对所述离心浸胶过程中改性酚醛树脂胶黏剂胶液的用量没有特殊要求，以能保证离心浸胶过程中胶液对板材的浸没为准。
本发明所述预组坯竹材离心浸胶后，得到胶黏竹材；所述离心浸胶后竹材中的浸胶量优选为135～150Kg/m3，进一步优选为140～148Kg/m3，更优选为142～145Kg/m3。
所述离心浸胶后，本发明将所述胶黏竹材进行离心滤胶，得到洁净的胶黏竹材。所述离心浸胶后，本发明优选将剩余在竹材上的改性酚醛树脂胶黏剂的胶液与浸胶后的竹材分离，再对浸胶后的竹材进行离心滤胶。在本发明中，所述离心滤胶在旋转离心条件下进行，所述离心滤胶的转速为250～500rpm，进一步优选为275～450rpm，更优选为350～400rpm；所述离心滤胶的时间2～5min，进一步优选为2.5～4min，更优选为2.5～3min。本发明在所述滤胶过程中，去除竹材表面多余胶水和竹材中水份。
所述离心滤胶后，本发明将所述离心滤胶后竹材进行干燥，得到浸胶竹材。在本发明中，所述干燥的温度优选为55～75℃，进一步优选为60～70℃，更优选为65～68℃。在本发明中，所述干燥的时间优选为80～120min，进一步优选为100～110min。在本发明中，所述干燥后竹材的含水率优选为10～18％，进一步优选为12～16％，更优选为14～15％。
得到浸胶竹材后，本发明将所述浸胶竹材与木板进行组坯，得到坯体。本发明对所述木板的尺寸没有特殊要求，采用本领域技术人员所需的竹木复合板组坯用木板尺寸即可。本发明对用于组坯的浸胶竹材和木板的个数没有特殊要求，以本领域技术人员所所熟知的竹木复合板常用的层数为准。本发明对组坯的具体实施方式也无特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的竹木复合板中竹材和木板组坯方式即可。
得到坯体后，本发明将所述坯体依次进行升温、低压排湿、热压和冷却，得到竹木复合板。在本发明中，所述升温的方式优选为将所述组坯置于热压机内，热压机闭合后开蒸汽升温；所述升温至的温度优选为110～135℃，进一步优选为115～120℃，更优选为118℃；本发明升温至目标温度的时间优选为10～20min，进一步优选为12～18min，更优选为15min。
升温后，本发明对所述坯体进行低压排湿。在本发明中，所述低压排湿的压力为0.8～1.2MPa，进一步优选为0.9～1.0MPa。在本发明中，所述排湿的时间优选为60～120s，进一步优选为70～100s，更优选为75～90s。本发明在所述低压条件下能够实现竹材中水分的进一步去除，避免出板时温度较高导致的浮泡。在本发明中，所述低压排湿在前述升温至的目标温度条件下进行。所述升温前，本发明优选将所述组坯得到坯体进行预压，降低坯体的厚度，便于坯体置入热压机内。本发明对所述预压的方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的对新组坯的预压方式即可。
所述低压排湿后，本发明将得到的坯体进行热压处理，得到压缩坯体。在本发明中，所述热压的压力优选为3.5～5.5MPa，进一步优选为4～5MPa。在本发明中，所述热压的温度优选为110～135℃，进一步优选为120～130℃；所述热压的温度与低压排湿的温度一致。在本发明中，所述热压的时间优选以待热压板的厚度为基准计，为0.8～1.6min/mm，进一步优选为1.0～1.4min/mm，更优选为1.2～1.3min/mm。在本发明中，所述热压时间短并且热压温度较低，降低能耗。
在本发明中，所述热压处理的坯体压缩率优选为25～35％，进一步优选为28～30％。
所述热压后，本发明将所述压缩坯体进行冷却，得到竹木复合板。在本发明中，所述冷却后竹木复合板的温度优选为60～80℃，进一步优选为65～78℃，更优选为70～75℃。本发明对所述冷却的方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的冷却方式即可。
本发明优选对所述冷却后的坯体进行卸压出板；本发明浸胶过程使用改性酚醛树脂胶黏剂胶液，同时采用低压排湿过程排出坯体内水分，避免高温出板出现坯体的鼓泡、分层现象，本发明仅需要将温度冷却至60～80℃后进行卸压出板，无需采用常规生产组坯热压过程所需的“冷进冷出”生产工艺，即无需在热压过程时要对组坯好的板坯进行升温加压，当达一定热压时间后要冷却到45℃或更低才能卸压出板会造成能源浪费。
本发明制备得到的竹木复合板的含水率≤12.0％，密度≥0.75g.cm-3、静曲强度(纵向)≥85.0MPa，静曲强度(横向)≥35.0MPa、弹性模量(纵向)≥10000MPa，弹性模量(横向)≥3500MPa；胶层浸渍剥离长度：每一边的任一胶层开胶的累计长度不超过该胶层长度的1/3(3mm以下不计)、甲醛释放量≤0.12mg.m-3，抗弯载荷(纵向)：≥6900N，集中载荷(中部)：≥48000N。
本发明制备得到的竹木复合板的尺寸稳定性高(胶层浸渍剥离长度都为0)、静曲强度高，绿色环保，符合GB/T 19536-2015《集装箱底板用胶合板》、GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》检测标准的要求。
在本发明中，所述竹木复合板可作为任何竹木复合板适用的板材；在本发明的实施例中，所述竹木复合板材具体作为集装箱底板或汽车车厢底板。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
(1)超声波辅助提取茶多酚溶液：调制质量分数为60％的乙醇溶液，按照乙醇溶液总质量的10％的比例加入茶梗粉末，限定超声频率20KH z，浸提温度60℃、浸提时间20min。
(2)改性酚醛树脂胶黏剂的制备：按照1:2的摩尔比称取苯酚和甲醛，茶梗提取液中茶多酚的质量为苯酚质量的10％、间苯二酚改性剂的质量为苯酚质量的15％、碳酸丙烯酯的质量为苯酚质量的6％。
将苯酚、甲醛和茶多酚在90℃下加成反应60min后，当反应完成后冷却到70℃加入间苯二酚和碳酸丙烯酯，反应1h，得到改性酚醛树脂胶黏剂。
得到的改性酚醛树脂胶黏剂的主要性能检测结果：密度为1.02g/cm3、粘度400mPa.s、pH值为9.5、固含量为42.2wt.％、固化时间为800s、固化温度为125℃、游离酚含量为0.6wt.％。
(3)以步骤(2)得到的改性酚醛树脂胶黏剂的胶液对竹材进行浸胶，胶液的质量分数为30％；竹材以含水率25％状态直接进行离心浸胶，控制离心机械转速100rpm、离心浸胶时间2min；随后控制离心转速280rpm，进行5min的滤胶；
对滤胶后的竹材进行中低温干燥，控制干燥温度75℃、干燥时间120min；干燥后竹材的含水率约18％、酚醛树脂浸胶量为135Kg/m3、挥发物含量8％。
(4)将步骤(3)干燥后的竹材与木板进行组坯，得到坯体。将坯体放入热压机内，压机闭合后经10min蒸汽升温至135℃，随后在该温度条件下以0.8MPa压力，进行60s的降压排湿；将降压排湿后的坯体进行热压处理，控制热压压力为3.5MPa，温度135℃，按照坯体厚度计，限定单位厚度的热压时间为1.1min，热压过程导致坯体压缩率为25％，随后冷却至80℃卸压出板，得到竹木复合板。
(5)所得到的竹木复合板的性能参数符合GB/T 19536-2015《集装箱底板用胶合板》、GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》检测标准的要求。竹木复合板的主要性能指标：含水率8.5％、密度0.88g.cm-3、静曲强度(纵向)94.6MPa、静曲强度(横向)38.6MPa、弹性模量(纵向)10035MPa、弹性模量(横向)3608MPa、胶层浸渍剥离长度0、抗弯载荷(纵向)≥8418N、集中载荷(中部)≥65031N、甲醛释放量0.107mg.m-3。
实施例2
(1)超声波辅助提取茶多酚溶液：调制质量分数为70％的乙醇溶液，按照乙醇溶液总质量的20％的比例加入茶梗粉末，限定超声频率20KH z，浸提温度70℃、浸提时间30min。
(2)改性酚醛树脂胶黏剂的制备：按照1:2的摩尔比称取苯酚和甲醛，茶梗提取液中茶多酚的质量为苯酚质量的30％、间苯二酚改性剂的质量为苯酚质量的10％、碳酸丙烯酯的质量为苯酚质量的4％。
将苯酚、甲醛和茶多酚在95℃下加成反应70min后，当反应完成后冷却到65℃加入间苯二酚和碳酸丙烯酯，反应1h，得到改性酚醛树脂胶黏剂。
得到的改性酚醛树脂胶黏剂的主要性能检测结果：密度为1.06g/cm3、粘度420mPa.s、pH值为10.0、固含量为43.2wt.％、固化时间为850s、固化温度为120℃、游离酚含量为0.8wt.％。
(4)以步骤(2)得到的改性酚醛树脂胶黏剂的胶液对竹材进行浸胶，胶液的质量分数为35％；竹材以含水率35％状态直接进行离心浸胶，控制离心机械转速200rpm、离心浸胶时间4min；随后控制离心转速400rpm，进行3min的滤胶。
对滤胶后的竹材进行中低温干燥，控制干燥温度65℃、干燥时间100min；干燥后竹材的含水率约14％、酚醛树脂浸胶量为145Kg/m3、挥发物含量6％。
(4)将步骤(3)干燥后的竹材与木板进行组坯，得到坯体。将坯体放入热压机内，闭合热压机后经15min蒸汽升温至125℃，随后在该温度下，以1.0MPa压力条件进行90s的降压排湿；将降压排湿后的坯体进行热压处理，控制热压压力为4.5MPa，温度125℃，按照坯体厚度计，限定单位厚度的热压时间为1.2min，热压过程导致坯体压缩率为30％，随后冷却至70℃卸压出板，得到竹木复合板。
(5)所得到的竹木复合板的性能参数符合GB/T 19536-2015《集装箱底板用胶合板》、GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》检测标准的要求。竹木复合板的主要性能指标：含水率10.1％、密度0.90g.cm-3、静曲强度(纵向)97.1MPa、静曲强度(横向)37.1MPa、弹性模量(纵向)10123MPa、弹性模量(横向)3823MPa、胶层浸渍剥离长度0、抗弯载荷(纵向)：≥8569N、集中载荷(中部)：≥65209N、甲醛释放量0.102mg.m-3。
实施例3
(1)超声波辅助提取茶多酚溶液：调制质量分数为75％的乙醇溶液，按照乙醇溶液总质量的30％的比例加入茶梗粉末，限定超声频率20KH z，浸提温度80℃、浸提时间40min。
(2)改性酚醛树脂胶黏剂的制备：按照1:2的摩尔比称取苯酚和甲醛，茶梗提取液中茶多酚的质量为苯酚质量的50％、间苯二酚改性剂的质量为苯酚质量的5％、碳酸丙烯酯的质量为苯酚质量的2％。
将苯酚、甲醛和茶多酚在93℃下加成反应110min后，当反应完成后冷却到60℃加入间苯二酚和碳酸丙烯酯，反应1h，得到改性酚醛树脂胶黏剂。
得到的改性酚醛树脂胶黏剂的主要性能检测结果：密度为1.12g/cm3、粘度450mPa.s、pH值为10.5、固含量为45.6wt.％、固化时间为900s、固化温度为115℃、游离酚含量为1.0wt.％。
(5)以步骤(2)得到的改性酚醛树脂胶黏剂的胶液对竹材进行浸胶，胶液的质量分数为40％；竹材以含水率45％状态直接进行离心浸胶，控制离心机械转速200rpm、离心浸胶时间6min；随后控制离心转速500rpm，进行2min的滤胶。
对滤胶后的竹材进行中低温干燥，控制干燥温度55℃、干燥时间120min；干燥后竹材的含水率约10％、酚醛树脂浸胶量为150Kg/m3、挥发物含量4％。
(4)将步骤(3)干燥后的竹材与木板进行组坯，得到坯体。将坯体放入热压机内，闭合热压机后经20min蒸汽升温至120℃，随后在该温度下，以1.2MPa压力条件下，进行120s的降压排湿；将降压排湿后的坯体进行热压处理，控制热压压力为5.5MPa，温度115℃，按照坯体厚度计，限定单位厚度的热压时间为1.6min，热压过程导致坯体压缩率为35％，随后冷却至60℃卸压出板，得到竹木复合板。
(5)所得到的竹木复合板的性能参数符合GB/T 19536-2015《集装箱底板用胶合板》、GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》检测标准的要求。竹木复合板的主要性能指标：含水率10.5％、密度0.92g.cm-3、静曲强度(纵向)98.6MPa、静曲强度(横向)38.6MPa、弹性模量(纵向)10203MPa、弹性模量(纵向)3903MPa、胶层浸渍剥离长度0、抗弯载荷(纵向)：≥8612N、集中载荷(中部)：≥65577N、甲醛释放量0.111mg.m-3。
竹木复合集装箱底板理化性能指标(GB19536-2015标准)如表3所示。
表3竹木复合集装箱底板理化性能指标
Figure BDA0001574686290000131
由以上实施例的性能检测结果和表3中竹木复合板箱底板理化性能指标对比可知，本发明制备得到的竹木复合板满足竹木集装箱地板的性能要求，并且均远远高于指标最低要求。
由以上实施例可知，本发明提供的竹木复合板的制备方法，通过离心浸胶的方式实现竹材的高湿浸胶，降低浸胶前干燥能耗，节约成本，也减少干燥时间，并且结合降压排湿和热压结合的方式，降低热压温度、提高进出板温度、缩短热压时间，生产效率与节能降耗的效果显著，生产组织过程无其他附加污染物生成，产品性能显著提高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种竹木复合板的制备方法，包含以下步骤：
(I)采用改性酚醛树脂胶黏剂的胶液对预组坯竹材进行离心浸胶后离心滤胶；对所述离心滤胶后竹材进行干燥，得到浸胶竹材；
所述预组坯竹材的含水率为25～45％；
所述离心浸胶的转速为100～200rpm，所述离心浸胶的时间为2～6min；
所述离心滤胶的转速为250～500rpm；所述离心滤胶的时间为2～5min；
所述浸胶竹材的含水率为10～18％；
(II)将所述步骤(I)得到的浸胶竹材与木板进行组坯，得到坯体；
(III)将所述步骤(II)得到坯体依次进行升温、低压排湿、热压和冷却，得到竹木复合板；
所述低压排湿的压力为0.8～1.2MPa；
所述热压的温度为110～135℃；
所述改性酚醛树脂胶黏剂的密度为1.02～1.12g/cm3，粘度为400～450mPa.s，固化时间为800～900s，固化温度为115～125℃，pH值为9.5～11.5；所述改性酚醛树脂胶黏剂中游离酚含量为0.6～1.0wt.％；
所述改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法，按照以下步骤制备：
(1)将苯酚、甲醛和茶多酚进行加成反应，得到加成产物；所述加成反应的温度为90～95℃，加成反应的时间为1～2h；
(2)将所述步骤(1)得到的加成产物、第一改性剂和第二改性剂进行改性反应，得到改性酚醛树脂胶黏剂；
所述改性反应的温度为65～75℃，改性反应的时间为1～1.5h；
所述第一改性剂为间苯二酚；所述第二改性剂包括碳酸丙烯酯、环氧树脂或有机硅树脂；
所述第一改性剂的质量为制备所述加成产物用苯酚质量的5～15％；所述第二改性剂的质量为制备所述加成产物用苯酚质量的2～6％。
2.根据权利要求1所述竹木复合板的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中苯酚和甲醛的摩尔比为1：1.8～2；所述茶多酚的质量为苯酚质量的10～50％。
3.根据权利要求1所述的竹木复合板的制备方法，其特征在于，所述步骤(I)中胶液的质量分数为30～40％；所述离心浸胶后竹材中的浸胶量为135～150Kg/m3。
4.根据权利要求1所述竹木复合板的制备方法，其特征在于，所述步骤(III)中低压排湿的时间为60～120s；所述步骤(III)中升温的时间为10～20min，升温至110～135℃。
5.根据权利要求1或4所述竹木复合板的制备方法，其特征在于，所述步骤(III)中热压的压力为3.5～5.5MPa；所述热压的时间以待热压板的厚度为基准计，为0.8～1.6min/mm。
6.根据权利要求1或4所述竹木复合板的制备方法，其特征在于，所述步骤(III)中冷却后竹木复合板的温度为60～80℃。
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