一种增强竹材稳定性的蜡渗透工艺的制作方法

文档序号:14764444发布日期:2018-06-23 00:12阅读:667来源:国知局

本发明属于竹材料处理领域,具体涉及一种增强竹材稳定性的蜡渗透工艺。



背景技术:

现今,随着人们生活水平的上升,人们对生活品质的追求也越来越高,对生活状态的要求也趋向于返璞归真,亲近自然,而对于家装及建筑结构的用材,也偏向于朴实的木质品,因此消耗的木材量巨大。在现今全球森林乃至木材资源日益匮乏的情况下,转变家装及建筑结构用料的耗材,减少树木砍伐,已变得越来越迫切。此时,竹质品替代木质品用于家装及建筑结构便应运而生,而且处理后竹质品各方面的生态性能,以及其防腐防虫的特性也比木质品更加优良,因此具有极佳的应用前景,竹材已逐渐发展成为一种不可或缺的木材替代品,广泛应用于建筑、家具、室内外装饰、园林景观等领域。

竹材质地坚硬,在韧性和弹性方面均优于木材,但竹材也存在一些天然缺陷,如竹材中含有丰富的淀粉、蛋白质、糖类等营养物质,使其在加工、运输、使用和贮存过程中容易发生腐朽、霉变和虫蛀等情况,稳定性差,这严重影响了竹材的使用寿命。因此,近年来,竹材的防腐防霉处理成为国内外研究的热点和难点,其处理方法主要有化学法和物理法两种,化学方法处理竹材虽然防治效力较好,但会对环境及使用者会产生不同程度的危害,因此目前大多数竹制品生产企业仍然采用物理方法进行处理。热处理方法是当前实际生产中应用较多的物理处理方法,竹材热处理是在保护性气体或液体环境中,在一定的温度和时间内对竹材进行热处理的物理保护工艺,其具体的过程为,先将毛竹进行断料、分片、粗刨,再对其进行热处理并烘干,再经过精刨、叠加竹片并通过胶黏剂热压固定,得到成型的竹板材。

目前,国内对于竹材的热处理没有一个相对标准的处理方法,各个加工企业处理方式也各有不同,其效果更是良莠不齐,而各加工企业最为一致的便是使用蒸汽来对竹材进行热处理,且未见其他处理介质,但纵使如此,因加工工艺的差异各加工企业的处理效果也存在很大的差距,同时在现有情况下,各对竹材的热处理整体效果都较差,虽然能达到现行的行业标准,但整体的稳定性还是存在一定的不足,在长时间使用或者极端情况下中容易发生腐朽和霉变等情况,影响长远的使用体验,因此,针对该工艺过程,丞需加以改进以提升其处理效果。



技术实现要素:

(1)要解决的技术问题

针对现有技术的不足,本发明要解决的技术问题是提供一种增强竹材稳定性的蜡渗透工艺,该工艺通过高温蜡的浸渍处理,能分解破坏竹材内纤维结构的亲水基团,以达到材料的疏水性,降低其含水率,使其不受外界湿度的影响,此外,该工艺还通过蜡渗透和蜡附着原理,利用蜡渗透进竹纤维孔及其导管内部,起到了对其内部进行封闭的作用,利用蜡附着在竹材的表面,起到了对其表面进行隔离的作用,同时能使竹材内的营养物质彻底变性,并杀死内部的微生物,从而达到防霉防腐的效果,最大限度地提高其稳定性。

(2)技术方案

为了解决上述技术问题,本发明提供了这样一种增强竹材稳定性的蜡渗透工艺,具体步骤为:

A.取微晶蜡置于80℃的条件下使其完全融化,并保持5min,再将竹片加入到融化的微晶蜡中,使融化的微晶蜡完全淹没竹片;

B.继续加热,使微晶蜡温度上升至160℃,并在该温度下保持3.5min,再通过使微晶蜡每分钟均匀上升10℃的方式进行加热,使微晶蜡温度上升至170℃,并在该温度下保持3min,再通过使微晶蜡每分钟均匀上升10℃的方式进行加热,使微晶蜡温度上升至180℃,并在该温度下保持2.5min;

C.使融化的微晶蜡自然降温,当其温度下降至120℃时取出竹片并沥干,并将竹片自然冷却,从而完成了对竹片的蜡渗透。

(3)有益效果

本发明与现有技术相比,首先,本发明在加工过程中,不使用任何有害的化学药剂,不产生工业废水,安全环保,而且整个加工过程只需一两个小时,与现今动辄需要一两天的碳化热处理相比,缩短了作业时间,并且操作简便可以大批量进行,效率极高;其次,本技术方案中,先通过步骤A将微晶蜡在最适应的温度下融化,并将其保持一定的时间,使其本身的状态达到最适合进行蜡渗透的条件,从而保证其后续蜡渗透的高效与稳定,加快渗透速度;再通过步骤B中特异的阶梯性升温,并在相应特异性的温度下保持一定的时间,从而完成了关键步骤的蜡渗透,使微晶蜡彻底地渗透到竹材中,利用蜡渗透进竹纤维孔及其导管内部,起到了对其内部进行封闭的作用,并且通过微晶蜡本身的特性,在该过程中使竹材内的营养物质变性,同时杀死内部的微生物,而且分解破坏竹材内纤维素的亲水基团,降低其含水率,达到防霉防腐的效果,防止其因为环境而受到破坏,最大限度地提高其稳定性,并且通过保证竹材的稳定性,减弱竹材尺寸因环境变化的可能,提高在加工过程中对竹材尺寸把握的精度,防止破坏;再通过步骤C中利用自然条件的降温,并在达到特定的温度时取出并沥干,再自然冷却,利用蜡附着在竹材的表面,起到了对其表面进行隔离的作用,并在此过程中缓解了竹材内部的各项应力,从而完成对竹片的蜡渗透,进一步确保竹片的稳定性,既尽量保留了原有竹板材的高密度和韧性,增强其性能的稳定性;最后,通过各步骤最适宜的参数选择,如各步骤中的加热温度和保持时间,都是通过大量的实验和尝试才得出的最优参数,具有极高的实用性,通过最优化的加热和保温时间,极大地优化了渗透效果,再经过分阶段的升降温度,最大限度地实现了防霉防腐,提高了其稳定性;总体而言,该工艺通过高温蜡的浸渍处理,能分解破坏竹材内纤维结构的亲水基团,以达到材料的疏水性,降低其含水率,使其不受外界湿度的影响,此外,该工艺还通过蜡渗透和蜡附着原理,利用蜡渗透进竹纤维孔及其导管内部,起到了对其内部进行封闭的作用,利用蜡附着在竹材的表面,起到了对其表面进行隔离的作用,同时能使竹材内的营养物质彻底变性,并杀死内部的微生物,从而达到防霉防腐的效果,最大限度地提高其稳定性。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,以进一步阐述本发明,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。

本具体实施方式为一种增强竹材稳定性的蜡渗透工艺,具体步骤为:

A.取微晶蜡置于80℃的条件下使其完全融化,并保持5min,再将竹片加入到融化的微晶蜡中,使融化的微晶蜡完全淹没竹片;

B.继续加热,使微晶蜡温度上升至160℃,并在该温度下保持3.5min,再通过使微晶蜡每分钟均匀上升10℃的方式进行加热,使微晶蜡温度上升至170℃,并在该温度下保持3min,再通过使微晶蜡每分钟均匀上升10℃的方式进行加热,使微晶蜡温度上升至180℃,并在该温度下保持2.5min;

C.使融化的微晶蜡自然降温,当其温度下降至120℃时取出竹片并沥干,并将竹片自然冷却,从而完成了对竹片的蜡渗透。

通过上述过程,得到完成蜡渗透的竹片样品1。

对比检测

实验对比:取上述得到的竹片样品1,并取现有情况下生产的经过碳化处理的竹片样品2,分别对样品1和样品2的抗弯强度和耐候性等进行对比。

对比结果

一方面,样品1的耐候性明显好于样品2的耐候性,样品1在各种条件下的耐候时间和耐候效果都分别好于样品2,通过检测可以知道,样品1和样品2在24小时的竹材吸水膨胀率分别为0.12%和1%;样品1和样品2的竹材发霉等级分别为1级和3级,由此可以看出,本技术方案得到的竹材,防腐和防霉变的性能得到了极大的提升,竹材防开裂和防变形的性能也有稳步提升,整体的稳定性上有了明显的提升,保证了其使用的效果,提升使用寿命。

另一方面,样品1的抗弯强度与样品2的抗弯强度无明显差异,两者的抗弯强度数值基本一致,由此可以看出,本技术方案得到的竹材与现有的热处理相比,从而达到防霉防腐效果,提高鲜竹材料稳定性的基础上,还保证了其力学强度,整体上提高了其综合性能。

以上描述了本发明的主要技术特征和基本原理及相关优点,对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的构思或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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