一种均匀型重组竹材料的制备方法与流程

文档序号:12096643阅读:662来源:国知局

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剰余物资源,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巧性下降,也致使重组竹材板巧在热压后呈现板材文理错乱,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。



技术实现要素:

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。

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型较好,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。

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