CN103419259A - 一种大幅面碳化硅竹材陶瓷板材的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大幅面碳化硅竹材陶瓷板材的制造方法,包括以下步骤:高强度竹片的制备;竹质炭粉制备;拌搅制混合浆;板坯铺装;大幅面碳化硅竹材陶瓷板材压制。本发明大幅面碳化硅竹材陶瓷板材的制备工艺简单,无需特殊设备,制备成本较为低廉,可制备尺寸规格为尺寸规格为2440mm×1220mm的陶瓷板材,制备的大幅面碳化硅竹材陶瓷板材具有良好的物理性能,其密度不小于0.95g/cm3,维式硬度不小于7kg/mm2,静曲强度不小于70MPa,弹性模量不小于5000MPa。

Description

一种大幅面碳化硅竹材陶瓷板材的制造方法
技术领域
本发明属于竹质复合材料领域,具体涉及一种大幅面碳化硅竹材陶瓷板材的制造方法。
背景技术
将木材或废弃木材在热固性树脂中浸渍,之后在真空高温炉中焙烧炭化制成的一种新型多孔碳素材料,称为碳素木材陶瓷,近年来成为研究热点,但研发木材陶瓷的原料均为木材,极少有用竹材的报道。而我国木材资源极其贫乏,竹材资源却很丰富。因此,研发竹材陶瓷,充分发挥“以竹代木”的作用,对节约木材资源、缓解木材供需紧张的矛盾具有十分重大的意义。
目前,木材陶瓷的概念已得到延伸,其中采用在木材中渗入硅或其它无机质形成的碳化硅木材陶瓷得到了一些学者的研究,但鲜有碳化硅竹材陶瓷的研究报道。当前,碳化硅木材陶瓷的制备方法存在一些缺点:一是渗硅几乎都采用在密闭容器中加压或抽真空后再加压的处理方法,操作过程复杂、效率低;二是碳化硅木材陶瓷的烧结都是在真空烧结炉或有惰性气体保护的烧结炉中进行,使制得的木材陶瓷的幅面尺寸规格小;同时由于在密封的条件烧结,导致操作过程复杂、规模化工业生产的难度高,产量也低;三是制得的木材陶瓷的密度均匀性差、强度低,难以推广应用。
由于竹材在结构上与木材有着显著差别:竹材径小、壁薄、中空、存在材性差异极大且难以胶合的竹青、竹黄,构成竹材的主要组织维管束全部纵向平行排列,没有木射线等横向组织。因此,碳化硅木材陶瓷的工艺技术,显然不适合于制造碳化硅竹材陶瓷。因此,发明具有竹材自身特点的、性能优良的、较大幅面的碳化硅竹材陶瓷制备技术具有非常重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:针对现有大幅面碳化硅木材陶瓷制造技术中存在的各种问题,提供一种密度均匀性好、强度高、制造工艺简单、尺寸规格较大的碳化硅竹材陶瓷板材的制备方法。
本发明所采用的技术方案如下:
一种大幅面碳化硅竹材陶瓷板材的制造方法,包括以下步骤:
(1)高强度竹片的制备:选用5-7年生的毛竹材,截取维管束密度较大的竹秆高度4m以上部分的竹段为原料,之后在竹段的竹节间截取竹筒,使竹筒上不含竹节,再将竹筒剖成块,并制成竹片后去除竹青和竹黄,最后从靠近竹青部密度较大的竹肉中截取2-3mm厚的材质均匀竹片,制得高强度竹片;
(2)竹质炭粉制备:将步骤(1)制得的高强度竹片放入炭化炉中进行炭化,炭化温度控制在400℃-500℃之间,炭化时间控制在7-11h之间,之后冷却出炉,将竹质炭片用球磨机磨成500-700目的竹质炭粉;
(3)拌搅制混合浆:将步骤(2)的竹质炭粉以及纳米硅溶胶、酚醛树脂胶粘剂、异氰酸脂胶粘剂混合搅拌均匀后制得混合浆;
(4)板坯铺装:将步骤(3)的混合浆混合浆均匀、平整铺于长×宽×厚为2500mm×1300mm×9-20mm的模具,沿着该模具的两个长度方向的侧面厚度上均匀分布有孔径为1-2mm、贯穿2-3排的排汽孔,在长度方向两孔径之间的距离为10-15mm,在厚度方向上两孔径之间的距离为3-5mm;排汽孔在厚度方向离边部的距离≥3mm,在长度方向离边部的距离≥15mm;
(5)大幅面碳化硅竹材陶瓷板材压制:将步骤(4)装有板坯的模具置于幅面为2700mm×1400mm的横向框架式热压机中热压,待胶粘剂固化后,冷却脱模制得大幅面碳化硅竹材陶瓷板材。
优选地,上述步骤(3)中各组分的重量份为:竹质炭粉20-30份、纳米硅溶胶30-50份、酚醛树脂胶粘剂8-15份、异氰酸脂胶粘剂2-5份;混合时,先将竹质炭粉加入强力搅拌机,边搅拌边加入硅溶胶,搅拌均匀分散后陈放6-12小时,使硅溶胶完全均匀地渗透到竹质炭粉中,再加入异氰酸脂胶粘剂搅拌均匀,最后加入酚醛树脂胶粘剂,搅拌均匀后制得混合浆。
上述步骤(5)中热压工艺进一步为:当热压板温度105-110℃进板坯,之后压机闭合,再缓慢升压到单位压为0.5MPa-1.0MPa,保压5-10分钟使板坯表面的水蒸发一部分后,再快速升温到140-150℃并保压5-10分钟,再升压至单位压力4.0-4.5MPa,并将温度升高到300-350℃,保温保压3.5-5.0mim/mm,再向热压机中通冷却水,当温度降到40-50℃时,保持15-25分钟,使板坯冷却后卸压,就制得大幅面碳化硅竹材陶瓷板材毛边板,经过纵横裁边锯裁边后制得大幅面碳化硅竹材陶瓷板材产品。
与现有技术相比,本发明具有的有益效果如下:
本发明大幅面碳化硅竹材陶瓷板材的制备工艺简单,无需特殊设备,制备成本较为低廉,可制备尺寸规格为2440mm×1220mm的陶瓷板材;同时本发明制备的大幅面碳化硅竹材陶瓷板材具有良好的物理性能,其密度不小于0.95g/cm3,维式硬度不小于7kg/mm2,静曲强度不小于70MPa,弹性模量不小于5000MPa。
具体实施方式
为便于理解本发明,本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅用于帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
如无具体说明,本发明的各种原料均可以通过市售得到;或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明,本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练入员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。除非另外说明,本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。
实施例1
一种大幅面碳化硅竹材陶瓷板材的制造方法,包括以下步骤:
(1)高强度竹片的制备:选用5-7年生的毛竹材,截取维管束密度较大的竹秆高度4m以上部分的竹段为原料,之后在竹段的竹节间截取竹筒,使竹筒上不含竹节,再将竹筒剖成块,并制成竹片后去除竹青和竹黄,最后从靠近竹青部密度较大的竹肉中截取2-3mm厚的材质均匀竹片,制得高强度竹片。
(2)竹质炭粉制备:将步骤(1)制得的高强度竹片放入炭化炉中进行炭化,炭化温度控制在400℃-500℃之间,炭化时间控制在7-11h之间,之后冷却出炉,将竹质炭片用球磨机磨成500-700目的竹质炭粉。
(3)拌搅制混合浆:将步骤(2)的竹质炭粉以及纳米硅溶胶、酚醛树脂胶粘剂、异氰酸脂胶粘剂混合搅拌均匀后制得混合浆。
(4)板坯铺装:将步骤(3)的混合浆混合浆均匀、平整铺于长×宽×厚为2500mm×1300mm×9-20mm的模具,沿着该模具的两个长度方向的侧面厚度上均匀分布有孔径为1-2mm、贯穿2-3排的排汽孔,在长度方向两孔径之间的距离为10-15mm,在厚度方向上两孔径之间的距离为3-5mm;排汽孔在厚度方向离边部的距离≥3mm,在长度方向离边部的距离≥15mm。
(5)大幅面碳化硅竹材陶瓷板材压制:将步骤(4)装有板坯的模具置于幅面为2700mm×1400mm的横向框架式热压机中热压,待胶粘剂固化后,冷却脱模制得大幅面碳化硅竹材陶瓷板材,热压工艺为:当热压板温度105-110℃进板坯,之后压机闭合,再缓慢升压到单位压为0.5MPa-1.0MPa,保压5-10分钟使板坯表面的水蒸发一部分后,再快速升温到140-150℃并保压5-10分钟,再升压至单位压力4.0-4.5MPa,并将温度升高到300-350℃,保温保压3.5-5.0mim/mm,再向热压机中通冷却水,当温度降到40-50℃时,保持15-25分钟,使板坯冷却后卸压,就制得大幅面碳化硅竹材陶瓷板材毛边板,经过纵横裁边锯裁边后制得大幅面碳化硅竹材陶瓷板材产品。
其中,上述步骤(3)中:
各组分的重量份为:竹质炭粉25份、纳米硅溶胶40份、酚醛树脂胶粘剂10份、异氰酸脂胶粘剂3份。
上述组分混合时,先将竹质炭粉加入强力搅拌机,边搅拌边加入硅溶胶,搅拌均匀分散后陈放6-12小时,使硅溶胶完全均匀地渗透到竹质炭粉中,再加入异氰酸脂胶粘剂搅拌均匀,最后加入酚醛树脂胶粘剂,搅拌均匀后制得混合浆。
将本实施例制得的大幅面碳化硅竹材陶瓷板材,经检测物理性能如下:
密度为0.98g/cm3,维式硬度为9kg/mm2,静曲强度为80MPa,弹性模量为6000MPa。
实施例2
与实施例1相比不同之处为:步骤(3)中各组分的重量份为:竹质炭粉30份、纳米硅溶胶50份、酚醛树脂胶粘剂15份、异氰酸脂胶粘剂5份;
将本实施例制得的大幅面碳化硅竹材陶瓷板材,经检测物理性能如下:
密度为0.95g/cm3,维式硬度为7kg/mm2,静曲强度为75MPa,弹性模量为5000MPa。
实施例3
与实施例1相比不同之处为:步骤(3)中各组分的重量份为:竹质炭粉20份、纳米硅溶胶30份、酚醛树脂胶粘剂8份、异氰酸脂胶粘剂2份;
将本实施例制得的大幅面碳化硅竹材陶瓷板材,经检测物理性能如下:
密度为0.90g/cm3,维式硬度为7.5kg/mm2,静曲强度为70MPa,弹性模量为5200MPa。

Claims (3)

1.一种大幅面碳化硅竹材陶瓷板材的制造方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)高强度竹片的制备:选用5-7年生的毛竹材,截取维管束密度较大的竹秆高度4m以上部分的竹段为原料,之后在竹段的竹节间截取竹筒,使竹筒上不含竹节,再将竹筒剖成块,并制成竹片后去除竹青和竹黄,最后从靠近竹青部密度较大的竹肉中截取2-3mm厚的材质均匀竹片,制得高强度竹片;
(2)竹质炭粉制备:将步骤(1)制得的高强度竹片放入炭化炉中进行炭化,炭化温度控制在400℃-500℃之间,炭化时间控制在7-11h之间,之后冷却出炉,将竹质炭片用球磨机磨成500-700目的竹质炭粉;
(3)拌搅制混合浆:将步骤(2)的竹质炭粉以及纳米硅溶胶、酚醛树脂胶粘剂、异氰酸脂胶粘剂混合搅拌均匀后制得混合浆;
(4)板坯铺装:将步骤(3)的混合浆混合浆均匀、平整铺于长×宽×厚为2500mm×1300mm×9-20mm的模具,沿着该模具的两个长度方向的侧面厚度上均匀分布有孔径为1-2mm、贯穿2-3排的排汽孔,在长度方向两孔径之间的距离为10-15mm,在厚度方向上两孔径之间的距离为3-5mm;排汽孔在厚度方向离边部的距离≥3mm,在长度方向离边部的距离≥15mm;
(5)大幅面碳化硅竹材陶瓷板材压制:将步骤(4)装有板坯的模具置于幅面为2700mm×1400mm的横向框架式热压机中热压,待胶粘剂固化后,冷却脱模制得大幅面碳化硅竹材陶瓷板材。
2.如权利要求1所述的一种大幅面碳化硅竹材陶瓷板材的制造方法,其特征在于所述步骤(3)中各组分的重量份为:竹质炭粉20-30份、纳米硅溶胶30-50份、酚醛树脂胶粘剂8-15份、异氰酸脂胶粘剂2-5份;混合时,先将竹质炭粉加入强力搅拌机,边搅拌边加入硅溶胶,搅拌均匀分散后陈放6-12小时,使硅溶胶完全均匀地渗透到竹质炭粉中,再加入异氰酸脂胶粘剂搅拌均匀,最后加入酚醛树脂胶粘剂,搅拌均匀后制得混合浆。
3.如权利要求1所述的一种大幅面碳化硅竹材陶瓷板材的制造方法,其特征在于所述步骤(5)中热压工艺为:当热压板温度105-110℃进板坯,之后压机闭合,再缓慢升压到单位压为0.5MPa-1.0MPa,保压5-10分钟使板坯表面的水蒸发一部分后,再快速升温到140-150℃并保压5-10分钟,再升压至单位压力4.0-4.5MPa,并将温度升高到300-350℃,保温保压3.5-5.0mim/mm,再向热压机中通冷却水,当温度降到40-50℃时,保持15-25分钟,使板坯冷却后卸压,就制得大幅面碳化硅竹材陶瓷板材毛边板,经过纵横裁边锯裁边后制得大幅面碳化硅竹材陶瓷板材产品。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104385428A (zh) * 2014-09-18 2015-03-04 朱奎 一种防火吸波板
CN104890085A (zh) * 2015-05-19 2015-09-09 浙江农林大学 一种工艺竹纸和工艺竹书籍的制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0517577B1 (fr) * 1991-06-05 1996-03-06 Industrie Du Bois Stabilise - Ibs Procédé de traitement du bois sous forme divisée à destination de charge de béton
WO1998018872A1 (en) * 1996-10-30 1998-05-07 Tarren Wood Products, Inc. Method of pressure treating boards
DE10063127A1 (de) * 2000-12-18 2002-06-20 Masid Ges Fuer Angewandte Umwe Verfahren zum Schützen von Holz gegen das Eindringen und Wachsen von Schädlingen
CN1769621A (zh) * 2005-09-26 2006-05-10 四川升达林产工业集团有限公司 强化复合竹质板及其制造方法
CN201239986Y (zh) * 2008-07-02 2009-05-20 四川升达竹业有限公司 仿生重组竹
CN101570033A (zh) * 2009-05-21 2009-11-04 浙江林学院 含吸附净化剂的植物茎杆碎料板及其生产方法
CN101683743A (zh) * 2008-09-27 2010-03-31 龙泉市永鑫席业有限公司 一种用于制造刀、剑鞘的材料的制备方法
CN102886809A (zh) * 2012-10-15 2013-01-23 中南林业科技大学 一种阻燃型轻质家具宽幅板材的制造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0517577B1 (fr) * 1991-06-05 1996-03-06 Industrie Du Bois Stabilise - Ibs Procédé de traitement du bois sous forme divisée à destination de charge de béton
WO1998018872A1 (en) * 1996-10-30 1998-05-07 Tarren Wood Products, Inc. Method of pressure treating boards
DE10063127A1 (de) * 2000-12-18 2002-06-20 Masid Ges Fuer Angewandte Umwe Verfahren zum Schützen von Holz gegen das Eindringen und Wachsen von Schädlingen
CN1769621A (zh) * 2005-09-26 2006-05-10 四川升达林产工业集团有限公司 强化复合竹质板及其制造方法
CN201239986Y (zh) * 2008-07-02 2009-05-20 四川升达竹业有限公司 仿生重组竹
CN101683743A (zh) * 2008-09-27 2010-03-31 龙泉市永鑫席业有限公司 一种用于制造刀、剑鞘的材料的制备方法
CN101570033A (zh) * 2009-05-21 2009-11-04 浙江林学院 含吸附净化剂的植物茎杆碎料板及其生产方法
CN102886809A (zh) * 2012-10-15 2013-01-23 中南林业科技大学 一种阻燃型轻质家具宽幅板材的制造方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘金明: "竹材制备碳化硅多孔陶瓷及吸波性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *
张建: "竹炭基碳化硅陶瓷材料制备的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *
陈志林; 张建; 周建斌; 傅峰: "溶胶凝胶法制备碳化硅陶瓷材料及其性能的研究", 《功能材料》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104385428A (zh) * 2014-09-18 2015-03-04 朱奎 一种防火吸波板
CN104385428B (zh) * 2014-09-18 2016-05-11 朱奎 一种防火吸波板
CN104890085A (zh) * 2015-05-19 2015-09-09 浙江农林大学 一种工艺竹纸和工艺竹书籍的制备方法

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