CN103286842A

CN103286842A - 重组竹的制备方法

Info

Publication number: CN103286842A
Application number: CN2012100558678A
Authority: CN
Inventors: 魏万姝; 张士元; 覃道春; 李博群
Original assignee: Beijing New Building Material Group Co Ltd
Current assignee: Beijing New Building Material Group Co Ltd
Priority date: 2012-03-05
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2013-09-11

Abstract

一种重组竹的制备方法，包括：将竹丝束截断成所要求的竹段长度；将胶粘剂施用到所述截断后的竹丝束上，并固化该胶粘剂；在所得到的竹丝束上施加防护剂，使所述防护剂均匀地分布在所得到的竹丝束表面；然后干燥竹丝束；将干燥后的竹丝束铺装成板坯，然后进行热压成型。本发明制备的重组竹可同步实现阻燃、防腐防霉防虫等功效，并具有药效分布全面、残留期长、透入度高等特点。

Description

重组竹的制备方法

技术领域

本发明涉及一种重组竹的制备方法，特别是一种具有防腐防霉性能的重组竹的制备方法。

背景技术

我国是世界第一竹子资源大国。竹子具有生长迅速、轮伐期短等特点，近年来发展十分迅速，已成为林业的支柱产业。重组竹的开发，为竹材的高效利用提供了一条新的途径。

由于竹材本身含有大量的淀粉、糖类、蛋白质等物质，易引起虫蛀和病腐，在室外或室内潮湿的环境下，很容易受霉菌和腐朽菌等的侵害。霉变影响产品的使用价值，造成经济损失，危及人生健康，当空气中的霉菌孢子达到一定量时，会使人产生过敏反应，出现哮喘等症状以及其他呼吸系统问题。因此，重组竹防霉技术的研究和推广应用显得尤为重要。

对人造板产品进行防霉处理，目前采用的重要手段之一是使用高效、广谱和低毒的防霉抗菌剂进行化学防护处理。Baileys等开展了有机碘化物(IPBC)、戊唑醇、丙环唑处理杨木大片刨花以提高板材防真菌侵蚀的研究，Fogel和Lioyd发现添加硼酸盐可显著提高板材的防霉性能。国内王国超等采用水溶性防霉剂对MDF通过药液浸渍进行后期防霉处理；林俊峰将水杨酞苯胺与多菌灵混合物、水杨酞苯胺与溴菌清混合物、硼酸与丹宁铜混合物、DP防霉剂等4种药剂与脲醛树脂(UF)混合后，施加到纤维上以提高纤维板的防霉性能。但尚未见用化学药剂处理重组竹霉变问题。

目前，我国防腐处理对象主要是实木和原竹，关于木质复合材料防腐防霉研究未受重视，而重组竹的防护研究基本处于空白状态。其处理工艺主要参考木质复合材料的处理方法对其进行防护处理。现有木质复合材料防护处理技术主要有：

(1)前处理：通过防护剂处理木材单元制造防腐木质复合材料。缺点和不足：处理后的木材单元在浸胶过程中可能会发生药液流失现象，从而影响防护效力。

(2)中间处理：通常是在施胶工序将防腐剂添加到木质单元上。缺点和不足：防护剂和胶粘剂没有很好的相容性，不能形成均匀稳定的混合相，从而改变胶和防护剂的使用性能。

(3)后处理：常采用加压法对已热压成型的单板类制品以及其他几类尺寸稳定性好的结构用复合材料进行防腐处理。缺点与不足：如采用水溶性防腐剂进行加压处理，则会引起产品厚度方向过度地膨胀以及表面的粗糙，并导致强度损失。

因此，存在一种对具有防护性能的重组竹的制备方法的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种重组竹的制备方法，使得所制备的重组竹不但具有防腐防霉等性能，而且还具有良好的物理力学性能以及尺寸稳定性，所述方法包括：

步骤1：将竹丝束截断成所要求的竹段长度；

步骤2：将胶粘剂施加到所述截断后的竹丝束上，并固化所述胶粘剂；

步骤3：在步骤2中得到的竹丝束上施用防护剂，使所述防护剂均匀地分布在所得到的竹丝束表面；

步骤4：干燥步骤3中得到的竹丝束；

步骤5：将步骤4中得到的竹丝束铺装成板坯，然后进行热压成型。

在本发明的制备方法的具体实施方案中，所述防护剂为防霉剂，其可选自铜基化合物、硼基化合物、有机碘化物、有机或无机杀虫剂、及其各种混合物。该防护剂能够经受热压时的高温和板坯内水蒸气的作用，同时在热压时不易于挥发且不释放有毒气体，并具有抗流失、成本相对低等特性。

优选地，所述防护剂选自3-碘代-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯、二癸基二甲基氯化铵、3-碘代-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯与二癸基二甲基氯化铵以1∶1混合的组合物、或者五氯酚钠。

在本发明的制备方法的具体实施方案中，防护剂的施用量为步骤1中的绝干竹丝束质量的0.1％至1％，优选为0.35％至0.65％。在使用时，可根据需要人为控制防护剂在重组竹厚度上的分布，即在不同厚度上可选择不同的防护剂或采用不同的施用量。并且，还可根据需要将防护剂稀释至约1％-2％的浓度。

在本发明的制备方法的具体实施方案中，防护剂可以以固体或液体的形式被施用到施有胶粘剂的竹丝束上。

在本发明的制备方法的具体实施方案中，在步骤1中，所述竹丝束是以慈竹为原料，经疏解、碾压、碳化工艺制得的，且含水量为8％至10％。

在本发明的制备方法的具体实施方案中，在步骤2中，采用浸泡的方式来施加所述胶粘剂，所述胶粘剂的施用量为步骤1中的绝干竹丝束质量的5％至10％。所述胶粘剂选自酚醛树脂胶(PF)、脲醛树脂胶(UF)和异氰酸酯胶(MDI)。

在本发明的制备方法的具体实施方案中，在步骤4中，所述干燥在45℃下进行或自然烘干，且所述竹丝束的含水率控制在6％～8％之间。

在本发明的制备方法的具体实施方案中，在步骤5中，热压采用冷进热出工艺，热压压力为3～4Mpa，热压温度为140～160℃，热压时间为1.0～1.2min/mm板厚，45℃下装板，140～160℃下卸板。

本发明通过在将胶粘剂施用到竹丝束并且使胶粘剂固化之后，再将防护剂施加到施胶后的竹丝束上，来进行防护处理，从而解决了防护剂与胶粘剂的相容性问题，保证胶粘剂的良好固化和防护剂的使用性能，因而使所制备的重组竹可同步实现阻燃、防腐防霉防虫等防护功效，并具有药效分布全面、残留期长、透入度高等特点。从而，本发明的制备方法具有以下优点：

(1)本发明的方法合理，生产连续性强，效率高，操作简单；

(2)本发明的方法可根据需要人为控制防护剂在重组竹厚度上的分布，如产品表层和芯层可选择不同的防护剂或是采用不同的施用量，甚至在需要时仅处理两表面层竹丝束，从而最大限度地节省处理成本；

(3)本发明的方法在制备重组竹过程中就完成了防护处理，基本上无需专门的防腐设备和工序，不需改变复合材料的生产流程和设备；

(4)后续机械加工不影响防护效力。加压防护处理的材料，防护剂在其厚度方向呈外高内低的梯度分布，而通过本方法制得的材料，内外层防护剂含量根据需要可以一致，因此，后续机械加工(砂、刨、铣等)不降低产品的防护效力。

附图简述

图1是根据本发明的一个实施方式的重组竹的制备方法的示意图。

具体实施方式

通过下面的实施例进一步阐述了本发明，但以下实施例仅为示例，并非用以限定本发明，本发明的范围仅由所附权利要求界定。

除非另外指明，％为按质量计，且所使用的组分均可从一般生产商处市售获得。

实施例1：

原材料

竹丝束：以3～4年慈竹，通直无缺陷。经疏解、碾压、碳化等工艺制成长300mm，宽15～20mm，厚2～4mm横向不断裂、纵向较松散的竹丝束。

胶粘剂：水溶性酚醛树脂，黏度60～110mPa·s(30℃)；pH＝9～11；固含量47％，加水稀释至固含量为25％，待用。

防霉剂：药剂A(有机碘化合物3-碘代-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯(IPBC)，来源于三博生化科技(上海)公司)，其为浅黄色透明液体，水溶性极佳。制备步骤：

请参见图1，本实施例中重组竹的制备方法包括以下步骤：

1)截断：根据实验模具的幅面，用圆锯把竹丝束截成所要求的竹段长度，并且将竹丝束含水量控制在约9％；

2)浸胶：将上面截断后的竹丝束在固含量为25％的水溶性酚醛树脂胶液中浸渍2.5分钟，使竹丝束的含胶量约为绝干竹丝束质量的8％，并固化该水溶性酚醛树脂；

3)施加药剂：用喷壶将占绝干竹丝束质量的0.35％的量的药剂A稀释液(稀释后药剂A的浓度为约1.5％)均匀地洒在竹丝束表面上；

4)干燥：然后在45℃下干燥喷有药剂的竹丝束，使得竹丝束的含水率约为7％；

5)组坯、热压：将浸胶、施药、干燥后的竹丝束手工铺装后热压成板。热压采用冷进热出工艺，热压压力3.5MPa，热压温度150℃，热压时间为1.2min/mm板厚，45℃下装板，160℃下卸板。制板工艺参数：目标密度1000kg/m³；幅面300mm×300mm×10mm。

实施例2-12

本发明实施例2-12的重组竹的制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于：

实施例2、3采用不同含量的药剂A，含量请见下表1。

实施例4-6采用不同含量的药剂B(二癸基二甲基氯化铵(DDAC)，来源于三博生化科技(上海)公司)，其为无色透明液体，易溶于水；实施例4-6采用的药剂B的具体含量请见下表1，其中药剂B均稀释到约1.5％的浓度。

实施例7-9采用不同含量的药剂C(IPBC+DDAC(1∶1)复配)，其为水溶性透明液体；实施例7-9采用的药剂C的具体含量请见下表1，其中药剂C均稀释到约1.5％的浓度。

实施例10-12采用不同含量的药剂D(五氯酚钠(PCP-Na)；来源于天津众邦化工有限公司)，其为白色针状结晶，易溶于水；实施例10-12采用的药剂D的具体含量请见下表1，其中药剂D均稀释到约1.5％的浓度。

表1

实施例1	药剂A，0.35％	实施例7	药剂C，0.35％
				实施例2	药剂A，0.50％	实施例8	药剂C，0.50％
实施例3	药剂A，0.65％	实施例9	药剂C，0.65％
				实施例4	药剂B，0.35％	实施例10	药剂D，0.35％
实施例5	药剂B，0.50％	实施例11	药剂D，0.50％
				实施例6	药剂B，0.65％	实施例12	药剂D，0.65％

注：％是药剂质量和绝干竹丝束质量的百分比，各药剂浓度均折算到100％。

性能评价：

评价方法

1)力学性能

静曲强度和弹性模量(分别为MOE和MOR)：参照GB/T17657-1999/4.9进行，从制作的三块试板上锯取230mm×10mm×10mm的试件6个，垂直加载3个，水平加载3个；

剪切强度(τ)：参照GB/T 20241-2006/6.2.3.4进行，垂直加载3个，水平加载3个；

24h吸水厚度膨胀率(TS24h)：参照GB/T 17657-1999进行，尺寸50mm×50mm×10mm试件6个。试件测试前先计算其密度(ρ)。

通过上面描述的评价方法，检验实施例1-12中所制得的重组竹的力学性能，结果见下表2。

表2

从表2中可看出，防霉剂处理过的重组竹板材的物理力学性能与素板(未经防霉剂处理的重组竹板材)相差不大，某些甚至好于素板。这说明防霉剂的添加对板材的物理力学性能没有不利影响。

2)防霉性能：

参照GB/T 18261-2000进行。试件尺寸为50mm×20mm×10mm，试菌为黑曲霉(Aspergillus niger V.Tiegh)，桔青霉(Penicillium citrintim Thom)，绿色木霉(Trichoderma viride Pers.Ex Fr.)。菌种来自由中国林科院木材所提供。试件接菌4周后，目测污染面积(试件6个面被霉菌污染面积占其表面积的百分比)，并计算被害值。防护剂对霉菌的防治效力按公式(1)计算：

E = (1 - \frac{D_{t}}{D_{0}}) \times 100 % - - - (1)

式中：E为防治效力(％)；D_t为防护剂处理试样的平均被害值；

D₀为未处理对照试样的平均被害值。

通过上面描述的评价方法，检验实施例1-12中所制得的重组竹的防霉性能，结果见下表3。

表3

药剂的防霉效力以对3种霉菌防治效力的算术平均数表示。从表3中可看出，用本发明的方法制备的重组竹其防霉效力远高于素板。随着防霉剂添加量的增加，重组竹的霉菌防治效力随之升高。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种重组竹的制备方法，包括：

步骤1：将竹丝束截断成所要求的竹段长度；

步骤4：干燥步骤3中得到的竹丝束；

2.如权利要求1所述的重组竹的制备方法，其中所述防护剂为防霉剂。

3.如权利要求2所述的重组竹的制备方法，其中所述防霉剂选自铜基化合物、硼基化合物、有机碘化物、有机或无机杀虫剂、及其各种混合物。

4.如权利要求1所述的重组竹的制备方法，其中所述防护剂选自3-碘代-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯、二癸基二甲基氯化铵、3-碘代-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯与二癸基二甲基氯化铵以1∶1混合的组合物、或者五氯酚钠。

5.如权利要求1所述的重组竹的制备方法，其中所述防护剂的施用量为步骤1中所述竹丝束的绝干质量的0.1％至1％。

6.如权利要求1所述的重组竹的制备方法，其中在步骤1中，所述竹丝束是以慈竹为原料，经疏解、碾压、碳化工艺制得的，且含水量为8％至10％。

7.如权利要求1所述的重组竹的制备方法，其中所述胶粘剂选自酚醛树脂胶、脲醛树脂胶和异氰酸酯胶。

8.如权利要求1所述的重组竹的制备方法，其中在步骤2中，采用浸泡的方式来施加所述胶粘剂，所述胶粘剂的施用量为步骤1中所述竹丝束的绝干质量的5％至10％。

9.如权利要求1所述的重组竹的制备方法，其中在步骤4中，所述干燥在45℃下进行或自然烘干，且所述竹丝束的含水率控制在6％～8％之间。

10.如权利要求1所述的重组竹的制备方法，其中在步骤5中，热压采用冷进热出工艺，热压压力为3～4Mpa，热压温度为140～160℃，热压时间为1.0～1.2min/mm板厚，45℃下装板，140～160℃下卸板。