一种重组竹地板及其制造方法与流程

本发明涉及一种重组竹地板及其制造方法，尤其涉及一种经过油热浸渍处理的重组竹地板。

背景技术：
我国是竹子大国，竹子产量大，且拥有悠久的竹材利用历史，竹制品丰富。竹材具有韧性好、强度大的优点，在市场上被制作成室内地板、户外地板和家具等的原材料。然而竹材内含有大量的糖分、蛋白质，内含物丰富，因此极易受到竹腐真菌的侵害与腐蚀；木质素、半纤维素和纤维素的存在，使重组竹材料的尺寸稳定性差；并且在重组过程中需要大量的使用胶黏剂，因此带来甲醛释放量大的问题；上述问题都对重组竹在户外的应用提出了严峻的考验。为解决上述技术问题，现有技术方案CN201220024883.6中披露了一种表面附有防腐层、防腐层表面一体成型有由沟槽形成立体纹路的一种竹地板结构，该技术方案的防水防腐材料附着力强，无需重复涂刷防水层。但是该技术方案仅从表面解决了竹材霉腐的问题，对竹材（重组竹）内部的霉腐问题无法解决，且该技术方案所解决的技术问题相对单一。在发明专利CN201110008771.1中披露了一种采用油棕油热改性木材的方法，利用油棕油对木材进行油浴处理，方法是将加热到150℃~180℃的油棕油注入木材处理罐中，待木材内部温度达到150℃时，以30℃/h的速度升温至200℃~215℃，处理时间为0.5~3h。该技术是针对木材的油浴热处理技术，改善了木材的吸湿性，同时高温保护介质由惰性气体、过热蒸汽改为油棕油后，处理木材的力学性能损失减少，保护了木材的力学强度。但是该技术需要分阶段、缓慢升温，冷却时需要在处理罐中冷却至一定温度后才能取出，材料在油浴过程中易开裂、变形，处理时间较长，因此生产效率低。同时该技术对于木材改性处理仅停留在热处理，而竹材的导管结构更为发达，直接应用在竹材时，处理后的竹材任会与外界水分发生交换，在使用过程中改变产品的尺寸，影响正常使用。在发明专利CN201410026572.7中披露了一种防腐重组复合竹材的加工工艺，方法是将竹束在高压下浸渍纳米氧化锌和竹霉净的混合水溶液，再通过高温热固化处理对重组复合材进行高温热处理，达到防霉、改善稳定性的效果。该技术浸渍过程需要高压环境，再抽真空，浸渍工序复杂，在模具（热压机设备）内对复合材进行高温热处理，两道工序间的材料需要重复装卸，设备、药剂重复升温和冷却，使该工艺技术对设备要求高，热压处理效果不均匀，可处理的材料的尺寸（特别是厚度）有一定的局限，生产效率低下，浸渍深度小，热处理程度浅。

技术实现要素：
本发明的目的之一是提供一种重组竹地板，该地板内外处理均匀一致、力学性能佳、尺寸稳定性佳、耐腐防霉性好。本发明的目的之二是提供一种用于生产上述重组竹地板的生产工艺，该工艺工序简单、工作效率高、设备投入少、处理效果均匀。本发明的第一个技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种重组竹地板，由竹丝与胶黏剂压合组成，所述重组竹地板的导管或其他毛细结构中填充油介质，含油量为2-10%。现有的产品，在经高温热处理之后，内部导管或其他毛细结构呈中空或半中空状态，对产品的力学性能产生极大的损失，影响产品在承重位置的使用；表层的浸渍处理仅针对产品的表面，内部任然存在受到霉腐的风险。本发明的有益效果是，将油介质填充入产品的导管和其他毛细结构中，起到了加强结构的效果，强化了产品的力学性能，使产品特别适用于户外环境的地面铺装。作为优选，所述油介质在重组竹地板各截面上均匀分布。本发明中的技术方案中，油介质均匀并充分的填充和替代重组竹导管和其他毛细结构中的物质，使产品的表层与内部防霉腐效果、尺寸稳定性、力学性能均匀一致，避免在使用中出现内部霉腐、因表内层稳定性不同而产生的变形、以及内部受力破损等的质量问题。作为优选，所述重组竹地板含水率为1-5%、防霉防变色性能（霉菌）被害值为0、吸水厚度膨胀率2-10%、吸水宽度膨胀率1-4.5%、水平剪切强度≥12MPa。作为优选，所述重组竹地板含水率为1-3%、吸水厚度膨胀率2-4.5%、吸水宽度膨胀率1-3%。产品各项理化性能均优于国标的限制要求，产品在使用过程中，不受霉腐、不变形、不开裂、胶层不开胶。作为优选，所述重组竹地板的导管或其他毛细结构中填充的油介质为矿物质油、植物油、烷基联苯型导热油、烷基联苯醚型导热油、联苯和联苯醚低熔混合物型导热油或烷基萘型导热油的一种或多种。上述油介质热稳定好，仅与竹材发生物理的浸渍和类似于乙酰化的化学反应，在高温作用下分解少、挥发物中无毒害物质，生产加工过程安全环保。作为优选，所述重组竹地板的厚度为0-40mm。作为优选，所述重组竹地板的厚度为15-24mm。本发明的技术方案，重组竹地板的厚度范围大，几乎可覆盖各种使用场合对地板厚度的需求。作为优选，所述重组竹地板长度方向的两侧具有槽口结构。作为优选，它还包括饰面层，所述饰面层有UV紫外光固化油漆层、木蜡油或清漆的一种，涂层厚度为0.05-0.2mm。UV紫外光固化油漆由机器设备自动涂布，固化成膜速度快，漆膜硬度高、耐磨性好、透明度好、质量稳定，木蜡油和清漆具有环保、涂布效果自然的优点。本发明的第二技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种重组竹地板的制备方法，它由以下步骤制得：（1）施胶步骤：将竹丝与热固型或热固型改性树脂胶黏剂混合获得施胶竹丝；（2）干燥步骤：将所述施胶竹丝干燥至含水率2-30%；（3）冷压热固步骤：将所述干燥竹丝冷压热固成型；（4）油浸处理步骤：加热油介质至100-300℃，再将冷压成型后的型材置入热油介质中，处理1-10h；（5）自动吸油步骤；（6）企口工序：在重组竹地板长度方向的两侧加工出槽口结构；（7）涂饰工序：在型材表面进行表面涂饰涂料。作为进一步的优选，所述施胶步骤，是使用酚醛树脂、脲醛树脂或三聚氰胺甲醛树脂的一种或多种，胶黏剂固含量为30-45%，施胶量为竹丝质量的10-25%；作为进一步的优选，所述干燥步骤，是将型材干燥至含水率为2-20%；作为进一步的优选，冷压步骤后还有固化步骤，所述固化步骤是将冷压步骤中制成的型材送入隧道（连续热压机的组成设备之一）进行热固化，再将热固化后的型材从模具中取出，所述固化步骤中的热固化温度为120-150℃。在此固化步骤中，胶黏剂还未完全固化，将半固化（即固化不完全）的型材进行油浸步骤后，胶黏剂实现完全固化（即未固化部分发生固化），提高了胶合性能。作为进一步的优选，所述油浸步骤，是将冷压成型后的型材竖向浸渍，所述竖向浸渍具体是按照使油热蒸汽方向与冷压成型后的型材的维管束方向相平行的方式进行浸渍。采用本发明方法可以避免竹材材料出现炸裂的质量问题，以提高处理过程的安全性和竹材油浸成色的均匀性。本发明所述维管束是指竹材导管和厚壁纤维。发明人经过长期研究发现，竹材油浸处理时的浸渍方向非常重要，不仅影响处理中的安全性，还影响竹材处理的均匀性。如果采用横向浸渍，油热蒸汽向上传输时，与竹材维管束垂直，油热蒸汽和竹材维管束中的水汽不容易排出，容易引发炸裂。作为进一步的优选，所述油浸步骤分为以下阶段：（1）胶黏剂固化阶段；（2）热处理阶段，将竹材含水率降至0-3%；（3）浸渍处理阶段，浸渍药剂为使用的油介质，浸渍深度为10-20mm，所述浸渍深度是指油介质在重组竹型材导管和其他毛细结构中浸渍和渗透的深度，数值表示为厚度方向上自表面至中心的深度；上述三个阶段在油浸步骤中一次完成。在本发明中，重组竹型材初始含水率高，导管和其他毛细管中存在大量水分，经高温形成水蒸汽，通过重组竹型材两端排出；同时在高温环境下，对重组竹型材进行了高温热处理，处理后重组竹型材内部的糖分、蛋白质等营养物质得到了分解。因而，在重组竹型材内部形成外高内低的内部压力梯度，在压力梯度驱动下，油介质进入重组竹型材内部，在完成高温热处理之后，自动实现常压高温浸渍。在高温状态下，随着易分解的半纤维素的分解，难分解的纤维素所占比例上升，纤维素发生了类似于乙酰化的反应，形成酯基，酯基具有增容作用，羟基减少和酯基的充胀作用，进一步提高了竹材的防霉、防水性能，使重组竹型材的尺寸稳定性提高，后者作用更显著。高温热处理将热固型数值胶黏剂重新聚合反应，糖、蛋白质等营养物质和水分汽化，提高了重组竹型材的胶合强度、防霉性能、降低了竹材的吸水性；又经浸渍和乙酰化处理巩固了上述效果，并强化了重组竹型材的力学性能。上述效果均在油浴浸渍处理一个步骤中完成，同一设备、同一处理介质，无需重复装卸载、无需重复对介质进行升温和冷却；整个油浴浸渍处理步骤一次完成升温，不分阶段升温、保温，简化了重组竹材改性的工艺步骤，提高了生产效率，大幅度降低了设备与劳动力投入，降低了生产成本，提高了产品质量。作为进一步的优选，所述自动吸油步骤，是将型材从油介质中直接取出，常温静置2~10min，使表面附油自动吸入型材导管或其他毛细管结构的步骤。取出的型材内部，未排出的蒸汽和膨胀的空气冷却收缩，型材外部压力大于内部压力，形成负压，将型材表面的附油压入板坯内部，形成自动吸入的效果。通过自动吸油步骤，实现了对型材的包裹，从而达到了减少、甚至消除甲醛释放的效果，提高了产品的环保性。所述冷却步骤是将处理后的竹材堆置于温度为0-30℃、相对湿度为50-70%的环境中，自然冷却。综上所述，本发明具有以下有益效果：1、产品性能优于现有产品本发明的技术方案对竹材进行了三种有效的改性处理，改善了型材的防霉性能、尺寸稳定性、型材材色，提高了竹材的密度、力学性能和胶层的胶合强度。相较于经过现有技术处理的重组竹型材的密度和力学性能的损失，本技术方案的产品性能优良。2、处理效果均匀热处理的保护介质和导热为高温热油，油是热的良导体，受热均匀，因此热处理效果均匀；处理竹材的初始含水率较高，在热处理时形成较大的蒸汽压力，浸渍处理充分，因此油介质填充效果均匀；产品各个方向剖面上密度、力学性能、含油量等物理化学性能均匀一致。3、材色更丰富、自然型材处理后的材色根据油浸处理的温度和时间的不同而不同，较现有产品仅碳化色和深碳化色，本发明的技术方案所提供的产品材色更为丰富；热处理的保护介质和导热为高温热油，相较于真空热处理和以水蒸气为保护的热处理，受热更均匀，处理后材色具有自然光泽。4、工作效率高不同于传统的对竹材进行热处理、或分工序的浸渍和热处理，本发明的技术方案，对竹材进行了热处理、浸渍处理和类似于乙酰化的化学反应，且三个处理效果在一个工序中完成，避免了竹材的重复装、卸载，避免了设备、药剂的重复升、降温，因此工作效率高。5、设备投入少、成本低本发明的技术方案仅涉及冷压设备和热浸设备，且油浸处理工艺步骤简单，对油浸的设备要求不高；生产成本仅为高温热油损耗、竹材物料。6、加工过程及产品环保生产过程中，油循环利用，除木材自身营养物质、水分、半纤维素降解物质的挥发外，无任何其他排放；使用的油介质无毒、害，所以生产过程中环保性能优，产品的环保等级优。附图说明图1是本发明实施例1地板结构示意图；图2是本发明实施例2、3结构示意图；图中，1-饰面层；2-重组竹型材；3-导管与其他毛细结构。具体实施方式以下结合附图对本发明作进一步详细说明。本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例作出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。实施例1：重组竹型材2制备：先将竹丝与热固性酚醛树脂胶粘剂以拌胶的方式混合，胶黏剂固含量为30%，施胶量为竹丝质量的10%；再将混合后的竹丝干燥至含水率2-5%，经冷压热固后成22mm厚度的型材；在容器内注入植物油，升温至300℃、保温；将型材的维管束与油热蒸汽方向平行，以此形式进行浸渍，并使油液表面浸没型材，保持1h；取出型材后，静置10min，表面附油自动吸入型材内部后，将型材置于温度为30℃、相对湿度70%的环境中，自然冷却。得到的重组竹型材2的导管或其他毛细结构3中填充油介质，含油量为5%、含水率为2.6%、防霉防变色性能（霉菌）被害值为0、吸水厚度膨胀率3.5%、吸水宽度膨胀率3.5%、水平剪切强度13.5MPa。通过四面刨在重组竹型材2两侧制作槽口结构，并用涂布机在表面涂布一层厚度为0.1mm的木蜡油，形成饰面层，制成重组竹地板。实施例2：重组竹型材2制备：先将竹丝与热固性脲醛树脂胶粘剂以浸胶的方式混合，胶黏剂固含量为45%，施胶量为竹丝质量的25%；再将混合后的竹丝干燥至含水率25-30%，经冷压热固后成40mm厚度的型材；在容器内注入植物油，升温至100℃、保温；将型材的维管束与油热蒸汽方向平行，以此形式进行浸渍，并使油液表面浸没型材，保持10h；取出型材后，静置2min，表面附油自动吸入型材内部后，将型材置于温度为30℃、相对湿度50%的环境中，自然冷却。得到的重组竹型材2的导管或其他毛细结构3中填充油介质，含油量为6%、含水率为2.1%、防霉防变色性能（霉菌）被害值为0、吸水厚度膨胀率2.8%、吸水宽度膨胀率3.3%、水平剪切强度12.9MPa。通过四面刨在重组竹型材两侧制作槽口结构，制成重组竹地板。实施例3：一种重组竹地板，先将竹丝与热固性三聚氰胺胶粘剂以浸胶的方式混合，胶黏剂固含量为35%，施胶量为竹丝质量的20%；再将混合后的竹丝干燥至含水率12-17%，经冷压热固后成30mm厚度的型材；在容器内注入植物油，升温至180℃、保温；将型材的维管束与油热蒸汽方向平行，以此形式进行浸渍，并使油液表面浸没型材，保持5h；取出型材后，静置6min，表面附油自动吸入型材内部后，将型材置于温度为20℃、相对湿度60%的环境中，自然冷却。得到的重组竹地板的导管或其他毛细结构中填充油介质，含油量为5%、含水率为2.3%、防霉防变色性能（霉菌）被害值为0、吸水厚度膨胀率2.7%、吸水宽度膨胀率3.2%、水平剪切强度14MPa。通过四面刨在重组竹型材两侧制作槽口结构，并涂布木蜡油饰面层1，制成重组竹地板。实施例4：一种重组竹地板，先将竹丝与热固性三聚氰胺胶粘剂以浸胶的方式混合，胶黏剂固含量为32%，施胶量为竹丝质量的20%；再将混合后的竹丝干燥至含水率10-13%，经冷压固定后成30mm厚度的型材，再将型材送入连续压机的隧道中，控制隧道温度（即热固化温度）为130℃；在容器内注入植物油，升温至180℃、保温；将型材的维管束与油热蒸汽方向平行，以此形式进行浸渍，并使油液表面浸没型材，保持5h；取出型材后，静置6min，表面附油自动吸入型材内部后，将型材置于温度为20℃、相对湿度60%的环境中，自然冷却。得到的重组竹地板的导管或其他毛细结构中填充油介质，含油量为6%、含水率为2.3%、防霉防变色性能（霉菌）被害值为0、吸水厚度膨胀率2.5%、吸水宽度膨胀率3.1%、水平剪切强度13.6MPa。通过四面刨在重组竹型材两侧制作槽口结构，并涂布木蜡油饰面层。对比实施例1：先将竹丝与热固性酚醛胶粘剂以浸胶的方式混合，胶黏剂固含量为35%，施胶量为竹丝质量的20%；再将混合后的竹丝干燥至含水率12-17%，经冷压热固后成30mm厚度的型材；在容器内注入植物油，升温至70℃、保温；将型材的维管束与油热蒸汽方向平行，以此形式进行浸渍，并使油液表面浸没型材，保持10h；取出型材后，静置10min，表面附油没有自动吸入型材内部，人工擦去表面附油后，将型材置于温度为20℃、相对湿度60%的环境中，自然冷却。得到的重组竹地板的导管或其他毛细结构中填充油介质，含油量为0、含水率为15.6%、防霉防变色性能（霉菌）被害值为2、吸水厚度膨胀率11.2%、吸水宽度膨胀率5.4%、水平剪切强度10.2MPa。对比实施例2：先将竹丝与热固性酚醛胶粘剂以浸胶的方式混合，胶黏剂固含量为35%，施胶量为竹丝质量的20%；再将混合后的竹丝干燥至含水率12-17%，经冷压热固后成30mm厚度的型材；在容器内注入植物油，升温至200℃、保温；将型材的维管束与油热蒸汽方向垂直，以此形式进行浸渍，并使油液表面浸没型材，保持5h；处理后的型材出现了明显的开裂、炸裂等质量问题，无法使用。对比实施例3：根据现有竹材热处理技术，对竹丝进行220℃、处理时间为6h的热处理，通过浸胶方式施以热固型酚醛树脂胶黏剂，干燥至含水率13-15%；再进行热压固化处理，热压温度为140℃，保压时间45min；最后经过冷却和养生制成重组竹木材。附表1是对各实施例产品性能的对比表。表-1一种竹材油热浸渍型材产品检测物理化学性能对比表由表1可知，4个实施例中产品性能均远优于对比实施例1、3以及国家标准；与对比实施例1相比，可知本发明的技术方案是最优技术方案，只有依照此技术方案内的工艺参数，才能获得性能优良的产品；与对比实施例2相比，重组竹型材的装载方向在其维管束与油热蒸汽平行的效果最佳，此装载方法，可使处理效果均匀、处理过程安全；与对比实施例3、即现有工艺相比，产品的各项物理化学性能均优于现有工艺，更增加了产品的胶合强度。