CN108568882A - 一种抗弯防霉型竹木复合板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及复合板材制备技术领域，具体涉及一种抗弯防霉型竹木复合板的制备方法。本发明以竹篾作为竹质层板，干燥木屑作为木芯板，并辅以双酚A型环氧树脂胶粘剂和自制抗菌乳液等制备得到抗弯防霉型竹木复合板，首先将竹子通过碱性和酸性反应并与桃胶、河底淤泥混合发酵得到发酵产物，将松木搅碎得到木屑，并用双酚A型环氧树脂胶粘结成板芯，同时将竹篾和木屑放入双氧水中浸泡，反应生成的羧基与未反应的羟基形成化学键合，有利于竹木复合板的胶合强度得到提高，将异噻唑啉酮和布洛芬混合制成自制抗菌乳液，将竹木复合板坯体浸泡在自制抗菌乳液中，形成一层抗菌保护膜，从而达到杀菌防霉效果，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及复合板材制备技术领域，具体涉及一种抗弯防霉型竹木复合板的制备方法。
背景技术
在我国传统的家具中，一般都是采用竹材或木材等单一的原材料，因其原材料形态、尺寸和材性等方面的原因，使制得的家具性能受到了一定限制。比如竹材，因其具有韧性好、弹性模量高、强度高、耐磨、色泽淡雅柔和、外表美观精致、竹材生长周期短等优点，备受大家喜爱，但由竹材制成的竹地板的脚感偏硬，并且如果对竹材料的水分控制不好，地板有可能发生弯曲变形的现象。其工艺特点是胶前水份控制相对比较容易，但胶后水份则较难控制，因此存在竹材加工难度大且自动化水平低、生产加工粗糙等问题。木材利用率高、便于加工、平整度好、产品在使用过程中易钉、易切割、易拼接，但韧性差、弹性模量低、遇水膨胀系数大、木材资源紧缺、且生长周期长，而采伐木材对生态影响大。以竹材与木材为原料复合成一种新型材料，既能充分利用竹材的优势，又可弥补其性能上的缺陷，对此人们进行了大量的研究。
目前市场上最普遍的此种类型的产品是三层竹木复合地板，它通常由木芯板、位于木芯板两侧的两个竹表板组合而成。竹木复合地板的研发和生产就是利用竹材和木材的复合效应，既保留了竹材的优良特性，又克服了木材的缺陷，同时兼具竹地板和木质地板的新颖美观、坚韧耐磨和舒适安全等品质，从而实现了资源的最佳利用，促进了地方经济的发展，更有利于缓解我国木材供应紧张的状况，有助于加快“天然林保护”工程的实施。
然而，现有技术中的竹木复合板都存在内结合强度低、翘曲变形大、静曲强度低、防虫和防霉性差等缺陷，从而导致产品质量下降，限制了竹木复合板材的加工利用。
因此，亟需研制出一种能够解决上述问题的竹木复合板非常有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前常见竹木复合板存在防虫防霉性差，导致其使用寿命短，同时存在胶合强度差，使用后易翘曲变形和脱胶的现象，满足不了板材市场要求的缺陷，提供了一种抗弯防霉型竹木复合板的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种抗弯防霉型竹木复合板的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取0.6～0.8kg竹子用刀劈成宽度为7～9mm、厚度为0.7～1.0mm的竹篾，再将竹篾和氢氧化钠溶液混合，并煮沸处理，得到碱化竹篾，待其温度下降后，接着向碱化竹篾中加入碱化竹篾质量8%的双氧水，继续保温反应，过滤去除滤液，得到滤渣；
（2）将滤渣、桃胶和和河底淤泥混合置于发酵罐中，密封发酵，发酵结束后，取出发酵产物，得到预处理竹篾，并用去离子水冲洗预处理竹篾，继续将冲洗后的预处理竹篾放入烘箱中干燥后，冷却出料，得到改性竹篾，最后将改性竹篾和双酚A型环氧树脂胶粘剂混合置于热压成型机中热压成型，冷却切割，得到竹质层板；
（3）将布洛芬、异噻唑啉酮和去离子水混合置于超声波分散仪中超声处理，得到超声处理液，再向超声处理液中加入超声处理液质量1%的十二烷基硫酸钠，继续保持频率混合超声处理，得到自制抗菌乳液；
（4）称取2～4kg松木放入搅碎机中搅碎，得到木屑，再将木屑和双氧水混合浸泡，得到活化木屑，继续将活化木屑置于烘箱中干燥，得到干燥木屑；
（5）将干燥木屑和双酚A型环氧树脂胶粘剂混合倒入搅拌机中，在转速为350～400r/min的条件下搅拌，得到自制坯料，再将自制坯料置于热压成型机中热压成型，冷却切割，得到木芯板；
（6）按竹质层板-双酚A型环氧树脂胶粘剂-木芯板-双酚A型环氧树脂胶粘剂-竹质层板的顺序组合，得到复合板坯料，再将复合板坯料置于热压成型机中热压成型，冷却出料，得到复合板坯体，继续将复合板坯体放入自制抗菌乳液中浸泡，最后将浸泡后的复合板坯体置于烘箱中干燥后，冷却出料，即得抗弯防霉型竹木复合板。
步骤（1）所述的竹篾和质量分数为7%的氢氧化钠溶液的质量比为1：4，煮沸处理温度为100～110℃，煮沸处理时间为35～40min，下降温度为60～65℃，双氧水的质量分数为36%，继续反应时间为32～35min。
步骤（2）所述的滤渣、桃胶和和河底淤泥的质量比为7：1：2，发酵温度为35～45℃，发酵时间为9～11天，冲洗次数为3～5次，干燥温度为65～75℃，干燥时间为1～2h，改性竹篾和双酚A型环氧树脂胶粘剂的质量比为1：2，热压成型温度为127～130℃，热压成型压力为4～5MPa。
步骤（3）所述的布洛芬、异噻唑啉酮和去离子水的质量比为2：3：5，超声处理功率为120～160W，超声处理频率为27～30kHz，超声处理时间为21～24min，继续超声处理时间为9～11min。
步骤（4）所述的搅碎时间为16～20min，木屑和质量分数为20%的双氧水的质量比为1：4，浸泡时间为16～20min，干燥温度为85～90℃，干燥时间为21～24min。
步骤（5）所述的干燥木屑和双酚A型环氧树脂胶粘剂的质量比为3：1，搅拌时间为24～32min，热压成型温度为127～135℃，热压成型压力为6～9MPa。
步骤（6）所述的热压成型温度为120～130℃，热压成型压力为3～5MPa，浸泡时间为16～20min，干燥温度为75～81℃，干燥时间为35～45min。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明以竹篾作为竹质层板，干燥木屑作为木芯板，并辅以双酚A型环氧树脂胶粘剂和自制抗菌乳液等制备得到抗弯防霉型竹木复合板，首先将竹子通过碱性和酸性反应得到竹篾，将其与桃胶和河底淤泥混合发酵得到发酵产物，利用河底淤泥中微生物将桃胶分解成具有粘性的大分子糖类，增强竹篾与木芯板的粘结性，使得竹木复合板的胶合强度提高，将松木搅碎得到木屑，并用双酚A型环氧树脂胶粘结成板芯，增强复合板的韧性，从而提高竹木复合板的抗弯强度，同时将竹篾和木屑放入双氧水中浸泡，由于竹篾和木屑中的木质素中含有大量羟基，通过双氧水浸泡后，将部分羟基氧化成羧基，在胶合过程中，反应生成的羧基与未反应的羟基形成化学键合，有利于竹木复合板的胶合强度得到提高；
（2）本发明中将异噻唑啉酮和布洛芬混合制成自制抗菌乳液，将竹木复合板坯体浸泡在自制抗菌乳液中，形成一层抗菌保护膜，由于异噻唑啉酮和布洛芬相结合时，异噻唑啉酮会通过带有正电荷的活性基团与细菌表面细胞的负电荷相吸引，以物理方式破坏细菌细胞膜，使细菌死亡，另外相对分子质量较小的布洛芬药物分子则通过渗透进入细胞内部，影响细胞生理活动，从而达到杀菌防霉效果，有利于竹木复合板的防霉性得到提高，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
称取0.6～0.8kg竹子用刀劈成宽度为7～9mm、厚度为0.7～1.0mm的竹篾，再将竹篾和质量分数为7%的氢氧化钠溶液按质量比为1：4混合，并在温度为100～110℃的条件下煮沸处理35～40min，得到碱化竹篾，待其温度降至60～65℃后，接着向碱化竹篾中加入碱化竹篾质量8%的质量分数为36%的双氧水，继续保温反应32～35min后，过滤去除滤液，得到滤渣；按质量比为7：1：2将滤渣、桃胶和和河底淤泥混合置于发酵罐中，在温度为35～45℃的条件下密封发酵9～11天，发酵结束后，取出发酵产物，得到预处理竹篾，并用去离子水冲洗预处理竹篾3～5次，继续将冲洗后的预处理竹篾放入烘箱中，在温度为65～75℃下干燥1～2h后，冷却出料，得到改性竹篾，最后按质量比为1：2将改性竹篾和双酚A型环氧树脂胶粘剂混合置于热压成型机中，在温度为127～130℃、压力为4～5MPa的条件下热压成型，冷却切割，得到竹质层板；按质量比为2：3：5将布洛芬、异噻唑啉酮和去离子水混合置于超声波分散仪中，在功率为120～160W、频率为27～30kHz的条件下超声处理21～24min，得到超声处理液，再向超声处理液中加入超声处理液质量1%的十二烷基硫酸钠，继续保持频率混合超声处理9～11min，得到自制抗菌乳液；称取2～4kg松木放入搅碎机中搅碎16～20min，得到木屑，再将木屑和质量分数为20%的双氧水按质量比为1：4混合浸泡16～20min，得到活化木屑，继续将活化木屑置于烘箱中，在温度为85～90℃的条件下干燥21～24min，得到干燥木屑；按质量比为3：1将干燥木屑和双酚A型环氧树脂胶粘剂混合倒入搅拌机中，在转速为350～400r/min的条件下搅拌24～32min，得到自制坯料，再将自制坯料置于热压成型机中，在温度为127～135℃、压力为6～9MPa的条件下热压成型，冷却切割，得到木芯板；按竹质层板-双酚A型环氧树脂胶粘剂-木芯板-双酚A型环氧树脂胶粘剂-竹质层板的顺序组合，得到复合板坯料，再将复合板坯料置于热压成型机，在温度为120～130℃、压力为3～5MPa的条件下热压成型，冷却出料，得到复合板坯体，继续将复合板坯体放入自制抗菌乳液中浸泡16～20min，最后将浸泡后的复合板坯体置于烘箱中，在温度为75～81℃下干燥35～45min后，冷却出料，即得抗弯防霉型竹木复合板。
称取0.6kg竹子用刀劈成宽度为7mm、厚度为0.7mm的竹篾，再将竹篾和质量分数为7%的氢氧化钠溶液按质量比为1：4混合，并在温度为100℃的条件下煮沸处理35min，得到碱化竹篾，待其温度降至60℃后，接着向碱化竹篾中加入碱化竹篾质量8%的质量分数为36%的双氧水，继续保温反应32min后，过滤去除滤液，得到滤渣；按质量比为7：1：2将滤渣、桃胶和和河底淤泥混合置于发酵罐中，在温度为35℃的条件下密封发酵9天，发酵结束后，取出发酵产物，得到预处理竹篾，并用去离子水冲洗预处理竹篾3次，继续将冲洗后的预处理竹篾放入烘箱中，在温度为65℃下干燥1h后，冷却出料，得到改性竹篾，最后按质量比为1：2将改性竹篾和双酚A型环氧树脂胶粘剂混合置于热压成型机中，在温度为127℃、压力为4MPa的条件下热压成型，冷却切割，得到竹质层板；按质量比为2：3：5将布洛芬、异噻唑啉酮和去离子水混合置于超声波分散仪中，在功率为120W、频率为27kHz的条件下超声处理21min，得到超声处理液，再向超声处理液中加入超声处理液质量1%的十二烷基硫酸钠，继续保持频率混合超声处理9min，得到自制抗菌乳液；称取2kg松木放入搅碎机中搅碎16min，得到木屑，再将木屑和质量分数为20%的双氧水按质量比为1：4混合浸泡16min，得到活化木屑，继续将活化木屑置于烘箱中，在温度为85℃的条件下干燥21min，得到干燥木屑；按质量比为3：1将干燥木屑和双酚A型环氧树脂胶粘剂混合倒入搅拌机中，在转速为350r/min的条件下搅拌24min，得到自制坯料，再将自制坯料置于热压成型机中，在温度为127℃、压力为6MPa的条件下热压成型，冷却切割，得到木芯板；按竹质层板-双酚A型环氧树脂胶粘剂-木芯板-双酚A型环氧树脂胶粘剂-竹质层板的顺序组合，得到复合板坯料，再将复合板坯料置于热压成型机，在温度为120℃、压力为3MPa的条件下热压成型，冷却出料，得到复合板坯体，继续将复合板坯体放入自制抗菌乳液中浸泡16min，最后将浸泡后的复合板坯体置于烘箱中，在温度为75℃下干燥35min后，冷却出料，即得抗弯防霉型竹木复合板。
称取0.7kg竹子用刀劈成宽度为8mm、厚度为0.8mm的竹篾，再将竹篾和质量分数为7%的氢氧化钠溶液按质量比为1：4混合，并在温度为105℃的条件下煮沸处理37min，得到碱化竹篾，待其温度降至63℃后，接着向碱化竹篾中加入碱化竹篾质量8%的质量分数为36%的双氧水，继续保温反应34min后，过滤去除滤液，得到滤渣；按质量比为7：1：2将滤渣、桃胶和和河底淤泥混合置于发酵罐中，在温度为40℃的条件下密封发酵10天，发酵结束后，取出发酵产物，得到预处理竹篾，并用去离子水冲洗预处理竹篾4次，继续将冲洗后的预处理竹篾放入烘箱中，在温度为70℃下干燥1.5h后，冷却出料，得到改性竹篾，最后按质量比为1：2将改性竹篾和双酚A型环氧树脂胶粘剂混合置于热压成型机中，在温度为128℃、压力为4.5MPa的条件下热压成型，冷却切割，得到竹质层板；按质量比为2：3：5将布洛芬、异噻唑啉酮和去离子水混合置于超声波分散仪中，在功率为140W、频率为29kHz的条件下超声处理23min，得到超声处理液，再向超声处理液中加入超声处理液质量1%的十二烷基硫酸钠，继续保持频率混合超声处理10min，得到自制抗菌乳液；称取3kg松木放入搅碎机中搅碎18min，得到木屑，再将木屑和质量分数为20%的双氧水按质量比为1：4混合浸泡18min，得到活化木屑，继续将活化木屑置于烘箱中，在温度为87℃的条件下干燥23min，得到干燥木屑；按质量比为3：1将干燥木屑和双酚A型环氧树脂胶粘剂混合倒入搅拌机中，在转速为375r/min的条件下搅拌28min，得到自制坯料，再将自制坯料置于热压成型机中，在温度为130℃、压力为7MPa的条件下热压成型，冷却切割，得到木芯板；按竹质层板-双酚A型环氧树脂胶粘剂-木芯板-双酚A型环氧树脂胶粘剂-竹质层板的顺序组合，得到复合板坯料，再将复合板坯料置于热压成型机，在温度为125℃、压力为4MPa的条件下热压成型，冷却出料，得到复合板坯体，继续将复合板坯体放入自制抗菌乳液中浸泡18min，最后将浸泡后的复合板坯体置于烘箱中，在温度为78℃下干燥40min后，冷却出料，即得抗弯防霉型竹木复合板。
称取0.8kg竹子用刀劈成宽度为9mm、厚度为1.0mm的竹篾，再将竹篾和质量分数为7%的氢氧化钠溶液按质量比为1：4混合，并在温度为110℃的条件下煮沸处理40min，得到碱化竹篾，待其温度降至65℃后，接着向碱化竹篾中加入碱化竹篾质量8%的质量分数为36%的双氧水，继续保温反应35min后，过滤去除滤液，得到滤渣；按质量比为7：1：2将滤渣、桃胶和和河底淤泥混合置于发酵罐中，在温度为45℃的条件下密封发酵11天，发酵结束后，取出发酵产物，得到预处理竹篾，并用去离子水冲洗预处理竹篾5次，继续将冲洗后的预处理竹篾放入烘箱中，在温度为75℃下干燥2h后，冷却出料，得到改性竹篾，最后按质量比为1：2将改性竹篾和双酚A型环氧树脂胶粘剂混合置于热压成型机中，在温度为130℃、压力为5MPa的条件下热压成型，冷却切割，得到竹质层板；按质量比为2：3：5将布洛芬、异噻唑啉酮和去离子水混合置于超声波分散仪中，在功率为160W、频率为30kHz的条件下超声处理24min，得到超声处理液，再向超声处理液中加入超声处理液质量1%的十二烷基硫酸钠，继续保持频率混合超声处理11min，得到自制抗菌乳液；称取4kg松木放入搅碎机中搅碎20min，得到木屑，再将木屑和质量分数为20%的双氧水按质量比为1：4混合浸泡20min，得到活化木屑，继续将活化木屑置于烘箱中，在温度为90℃的条件下干燥24min，得到干燥木屑；按质量比为3：1将干燥木屑和双酚A型环氧树脂胶粘剂混合倒入搅拌机中，在转速为400r/min的条件下搅拌32min，得到自制坯料，再将自制坯料置于热压成型机中，在温度为135℃、压力为9MPa的条件下热压成型，冷却切割，得到木芯板；按竹质层板-双酚A型环氧树脂胶粘剂-木芯板-双酚A型环氧树脂胶粘剂-竹质层板的顺序组合，得到复合板坯料，再将复合板坯料置于热压成型机，在温度为130℃、压力为5MPa的条件下热压成型，冷却出料，得到复合板坯体，继续将复合板坯体放入自制抗菌乳液中浸泡20min，最后将浸泡后的复合板坯体置于烘箱中，在温度为81℃下干燥45min后，冷却出料，即得抗弯防霉型竹木复合板。
对比例 以北京市某公司生产的竹木复合板作为对比例 对本发明制得的抗弯防霉型竹木复合板和对比例中的竹木复合板进行检测，检测结果如表1所示： 力学性能参照QB/T4161-2011标准测试。
含水率参照LYT1055-2002标准测试。
甲醛释放量参照GB/T18103-2000空气质量标准检测。
防霉性能参照防霉等级评价标准ASTMG21-09测试。
0级-无长霉；1级-长霉面积小于10%；2级-霉菌生长覆盖面为10～30%；3级-霉菌生长覆盖面为30～60%；4级-霉菌生长覆盖面大于60%。
表1性能测定结果
由表1数据可知，本发明制得的抗弯防霉型竹木复合板，具有力学性能优良、防水防潮性能好、防虫和防霉性强等特点，明显优于对比例样品。因此，具有广阔的使用前景。
Claims (7)
1.一种抗弯防霉型竹木复合板的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取0.6～0.8kg竹子用刀劈成宽度为7～9mm、厚度为0.7～1.0mm的竹篾，再将竹篾和氢氧化钠溶液混合，并煮沸处理，得到碱化竹篾，待其温度下降后，接着向碱化竹篾中加入碱化竹篾质量8%的双氧水，继续保温反应，过滤去除滤液，得到滤渣；
（2）将滤渣、桃胶和和河底淤泥混合置于发酵罐中，密封发酵，发酵结束后，取出发酵产物，得到预处理竹篾，并用去离子水冲洗预处理竹篾，继续将冲洗后的预处理竹篾放入烘箱中干燥后，冷却出料，得到改性竹篾，最后将改性竹篾和双酚A型环氧树脂胶粘剂混合置于热压成型机中热压成型，冷却切割，得到竹质层板；
（3）将布洛芬、异噻唑啉酮和去离子水混合置于超声波分散仪中超声处理，得到超声处理液，再向超声处理液中加入超声处理液质量1%的十二烷基硫酸钠，继续保持频率混合超声处理，得到自制抗菌乳液；
（4）称取2～4kg松木放入搅碎机中搅碎，得到木屑，再将木屑和双氧水混合浸泡，得到活化木屑，继续将活化木屑置于烘箱中干燥，得到干燥木屑；
（5）将干燥木屑和双酚A型环氧树脂胶粘剂混合倒入搅拌机中，在转速为350～400r/min的条件下搅拌，得到自制坯料，再将自制坯料置于热压成型机中热压成型，冷却切割，得到木芯板；
（6）按竹质层板-双酚A型环氧树脂胶粘剂-木芯板-双酚A型环氧树脂胶粘剂-竹质层板的顺序组合，得到复合板坯料，再将复合板坯料置于热压成型机中热压成型，冷却出料，得到复合板坯体，继续将复合板坯体放入自制抗菌乳液中浸泡，最后将浸泡后的复合板坯体置于烘箱中干燥后，冷却出料，即得抗弯防霉型竹木复合板。
2.根据权利要求1所述的一种抗弯防霉型竹木复合板的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的竹篾和质量分数为7%的氢氧化钠溶液的质量比为1：4，煮沸处理温度为100～110℃，煮沸处理时间为35～40min，下降温度为60～65℃，双氧水的质量分数为36%，继续反应时间为32～35min。
3.根据权利要求1所述的一种抗弯防霉型竹木复合板的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的滤渣、桃胶和和河底淤泥的质量比为7：1：2，发酵温度为35～45℃，发酵时间为9～11天，冲洗次数为3～5次，干燥温度为65～75℃，干燥时间为1～2h，改性竹篾和双酚A型环氧树脂胶粘剂的质量比为1：2，热压成型温度为127～130℃，热压成型压力为4～5MPa。
4.根据权利要求1所述的一种抗弯防霉型竹木复合板的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的布洛芬、异噻唑啉酮和去离子水的质量比为2：3：5，超声处理功率为120～160W，超声处理频率为27～30kHz，超声处理时间为21～24min，继续超声处理时间为9～11min。
5.根据权利要求1所述的一种抗弯防霉型竹木复合板的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的搅碎时间为16～20min，木屑和质量分数为20%的双氧水的质量比为1：4，浸泡时间为16～20min，干燥温度为85～90℃，干燥时间为21～24min。
6.根据权利要求1所述的一种抗弯防霉型竹木复合板的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述的干燥木屑和双酚A型环氧树脂胶粘剂的质量比为3：1，搅拌时间为24～32min，热压成型温度为127～135℃，热压成型压力为6～9MPa。
7.根据权利要求1所述的一种抗弯防霉型竹木复合板的制备方法，其特征在于：步骤（6）所述的热压成型温度为120～130℃，热压成型压力为3～5MPa，浸泡时间为16～20min，干燥温度为75～81℃，干燥时间为35～45min。
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