CN103435350A - 一种碳素竹材陶瓷的制造方法 - Google Patents

一种碳素竹材陶瓷的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103435350A
CN103435350A CN2013103393402A CN201310339340A CN103435350A CN 103435350 A CN103435350 A CN 103435350A CN 2013103393402 A CN2013103393402 A CN 2013103393402A CN 201310339340 A CN201310339340 A CN 201310339340A CN 103435350 A CN103435350 A CN 103435350A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bamboo
ceramics
pressure
carbon element
slab
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013103393402A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103435350B (zh
Inventor
杜思岑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201310339340.2A priority Critical patent/CN103435350B/zh
Publication of CN103435350A publication Critical patent/CN103435350A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103435350B publication Critical patent/CN103435350B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

本发明公开了一种碳素竹材陶瓷的制造方法，包括以下步骤：竹材加工剩余物的筛选；精刨竹刨花活化处理；无胶竹刨花板压制；真空加压浸渍酚醛树脂；竹材陶瓷板坯干燥固化；高温煅烧即制得碳素竹材陶瓷。本发明碳素竹材陶瓷的制备工艺对环境影响小，工艺条件温和，无需特殊设备，制备成本较为低廉，制备的碳素竹材陶瓷具有良好的物理性能。本发明以竹材加工剩余物为加工原料，原料价廉易得，提高了竹材利用率，可发挥竹材资源的最大效益。

Description

一种碳素竹材陶瓷的制造方法
技术领域
本发明属于竹质复合材料领域，具体涉及一种碳素竹材陶瓷的制造方法。
背景技术
木材陶瓷不同于日常生活的陶瓷，最初是以木材或废弃木材为原料，先在热固性树脂中浸渍，再在真空高温炉中焙烧炭化而制成的一种新型多孔碳素材料，即碳素木材陶瓷。目前，研制木材陶瓷的原料均为木材，极少有使用竹材的研究报道。近年来，木材陶瓷已成为新型陶瓷的研究热点。由于我国木材资源极其贫乏，供需紧张矛盾非常突出，而我国的竹林面积、竹材产量均居世界首位，因此，利用竹材资源研发竹材陶瓷，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现实意义。
但由于竹材固有的径小、壁薄、中空、有尖削度，存在难以胶合的竹青、竹黄等缺点，导致竹材利用率大多不超过50％，致使大部分竹材变成加工剩余物。目前，竹材加工剩余物已富集于各加工企业，且数量巨大，例如年产3万m3的竹胶板企业的加工剩余物就约1万m3。然而，大多数厂家除利用少量竹材加工剩余物作为锅炉的辅助燃料外，大部分则废弃没有加以利用，不仅造成资源巨大浪费，而且污染环境。因此，如何大力开发利用竹材加工剩余物，提高竹材利用率，发挥竹材资源的最大效益，已成为我国竹材加工界亟待解决的重大课题。
碳素木材陶瓷的研究，恰恰为竹材加工剩余物的高效利用提供了一条新的途径。我们可以借鉴其制造工艺技术来研制碳素竹材陶瓷。然而，竹材在微观结构上与木材有着显著差别：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，竹材加工剩余物中存在材性差异极大、且难以胶合的竹青和竹黄。因此，采用先在热固性树脂中浸渍竹材加工剩余物，再高温焙烧炭化的碳素木材陶瓷的制造工艺技术，显然不适合碳素竹材陶瓷的制造。此外，现有碳素木材陶瓷的制备方法存在诸多缺点：制得的木材陶瓷强度低、均匀性差、易变形、开裂，难以直接推广应用。因此，发明具有竹材自身特点的、性能优良的碳素竹材陶瓷的制备工艺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：根据竹材自身特点，针对现有碳素木材陶瓷制备中存在的问题，提供一种结构致密、强度高、均匀性好的碳素竹材陶瓷的制备方法。
本发明所采用的技术方案如下：
一种碳素竹材陶瓷的制造方法，包括以下步骤：
(1)竹材加工剩余物的筛选：将长度为0.8～1米的竹地板的竹片精刨加工中的剩余物-精刨竹刨花，置于平面振动筛中进行筛选，去除粉尘和颗粒状竹屑；
(2)精刨竹刨花活化处理：将步骤(1)经筛选得到的精刨竹刨花干燥到含水率6～10％，然后边搅拌边喷施浓度为0.5～2.0％的NaOH或NaHCO3溶液，之后对其密堆活化处理，处理时间为2～6h，之后干燥到含水率15～25％；
(3)无胶竹刨花板压制：竹刨花板的绝干密度按0.9～1.0g/cm3、厚度按8～15mm设计板材，称量经步骤(2)活化处理的精刨竹刨花，放入模框中组坯，之后将板坯送入热压机中压制成无胶竹刨花板；
(4)真空加压浸渍酚醛树脂：将步骤(3)制得的无胶竹刨花板置于装有30～50％的低分子量酚醛树脂的真空处理罐中加压浸渍后制得竹材陶瓷板坯；
(5)竹材陶瓷板坯干燥固化：将步骤(4)制得的竹材陶瓷板坯置于干燥箱中，在130～150℃的条件下干燥，直到低分子量酚醛树脂固化为止；
(6)高温煅烧：将步骤(5)干燥固化的竹材陶瓷板坯放入真空烧结窑或有惰性气体保护的烧结窑中进行高温煅烧，之后冷却到室温即制得碳素竹材陶瓷。
更进一步地，
上述步骤(3)中热压机热压温度为180～200℃，热压时间为1.0～2.5min/mm，热压压力采用：升到高压-降到中压排汽-升到高压-分段卸压的方式，其中高压段的单位压为4.0～5.0MPa，中压段的单位压力为1.2～1.8MPa。
上述步骤(4)真空处理罐中先抽真空到0.08～0.095MPa，保持真空1.5～2.5h，注入浓度为30～50％的低分子量酚醛树脂，之后恢复常压1～2h，再加压至0.5～1.0MPa，保持2.0～3.5h后卸压，取出试样，滴胶后制得竹材陶瓷板坯。
上述步骤(6)的烧结工艺为：升温速度5～10℃/min，烧结温度800～1200℃，烧结时间4～10h。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
1、本发明碳素竹材陶瓷的制备工艺对环境影响小，工艺条件温和，无需特殊设备，制备成本较为低廉，制备的碳素竹材陶瓷具有良好的物理性能，其中，密度大于0.7g/cm3，静曲强度大于12MPa，抗压强度大于0.8kN/cm2。
2、本发明以竹材加工剩余物为加工原料，原料价廉易得，提高了竹材利用率，可发挥竹材资源的最大效益。
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。
一种碳素竹材陶瓷的制造方法，包括以下步骤：(1)竹材加工剩余物的筛选：将长度为0.8～1米的竹地板的竹片精刨加工中的剩余物-精刨竹刨花，置于平面振动筛中进行筛选，去除粉尘和颗粒状竹屑；
(2)精刨竹刨花活化处理：将步骤(1)经筛选得到的精刨竹刨花干燥到含水率6～10％，然后边搅拌边喷施浓度为0.5～2.0％的NaOH或NaHCO3溶液，之后对其密堆活化处理，处理时间为2～6h，之后干燥到含水率15～25％；
(3)无胶竹刨花板压制：竹刨花板的绝干密度按0.9～1.0g/cm3、厚度按8～15mm设计板材，称量经步骤(2)活化处理的精刨竹刨花，放入模框中组坯，之后将板坯送入热压机中压制成无胶竹刨花板；热压机热压温度为180～200℃，热压时间为1.0～2.5min/mm，热压压力采用：升到高压-降到中压排汽-升到高压-分段卸压的方式，其中高压段的单位压为4.0～5.0MPa，中压段的单位压力为1.2～1.8MPa；
(4)真空加压浸渍酚醛树脂：将步骤(3)制得的无胶竹刨花板置于装有30～50％的低分子量酚醛树脂的真空处理罐中加压浸渍后制得竹材陶瓷板坯；先抽真空到0.08～0.095MPa，保持真空1.5～2.5h，注入浓度为30～50％的低分子量酚醛树脂，之后恢复常压1～2h，再加压至0.5～1.0MPa，保持2.0～3.5h后卸压，取出试样，滴胶后制得竹材陶瓷板坯；
(5)竹材陶瓷板坯干燥固化：将步骤(4)制得的竹材陶瓷板坯置于干燥箱中，在130～150℃的条件下干燥，直到低分子量酚醛树脂固化为止；
(6)高温煅烧：将步骤(5)干燥固化的竹材陶瓷板坯放入真空烧结窑或有惰性气体保护的烧结窑中进行高温煅烧，烧结工艺为：升温速度5～10℃/min，烧结温度800～1200℃，烧结时间4～10h，之后冷却到室温即制得碳素竹材陶瓷。
制备的碳素竹材陶瓷的性能指标为：结构致密，密度不低于0.7g/cm3，静曲强度不小于12MPa，抗压强度不小于0.8kN/cm2。

Claims (4)

1.一种碳素竹材陶瓷的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)竹材加工剩余物的筛选：将长度为0.8～1米的竹地板的竹片精刨加工中的剩余物-精刨竹刨花，置于平面振动筛中进行筛选，去除粉尘和颗粒状竹屑；
(2)精刨竹刨花活化处理：将步骤(1)经筛选得到的精刨竹刨花干燥到含水率6～10％，然后边搅拌边喷施浓度为0.5～2.0％的NaOH或NaHCO3溶液，之后对其密堆活化处理，处理时间为2～6h，之后干燥到含水率15～25％；
(3)无胶竹刨花板压制：竹刨花板的绝干密度按0.9～1.0g/cm3、厚度按8～15mm设计板材，称量经步骤(2)活化处理的精刨竹刨花，放入模框中组坯，之后将板坯送入热压机中压制成无胶竹刨花板；
(4)真空加压浸渍酚醛树脂：将步骤(3)制得的无胶竹刨花板置于装有30～50％的低分子量酚醛树脂的真空处理罐中加压浸渍后制得竹材陶瓷板坯；
(5)竹材陶瓷板坯干燥固化：将步骤(4)制得的竹材陶瓷板坯置于干燥箱中，在130～150℃的条件下干燥，直到低分子量酚醛树脂固化为止；
(6)高温煅烧：将步骤(5)干燥固化的竹材陶瓷板坯放入真空烧结窑或有惰性气体保护的烧结窑中进行高温煅烧，之后冷却到室温即制得碳素竹材陶瓷。
2.如权利要求1所述的一种碳素竹材陶瓷的制造方法，其特征在于：所述步骤(3)中热压机热压温度为180～200℃，热压时间为1.0～2.5min/mm，热压压力采用：升到高压-降到中压排汽-升到高压-分段卸压的方式，其中高压段的单位压为4.0～5.0MPa，中压段的单位压力为1.2～1.8MPa。
3.如权利要求1所述的一种碳素竹材陶瓷的制造方法，其特征在于：所述步骤(4)真空处理罐中先抽真空到0.08～0.095MPa，保持真空1.5～2.5h，注入浓度为30～50％的低分子量酚醛树脂，之后恢复常压1～2h，再加压至0.5～1.0MPa，保持2.0～3.5h后卸压，取出试样，滴胶后制得竹材陶瓷板坯。
4.如权利要求1所述的一种碳素竹材陶瓷的制造方法，其特征在于：所述步骤(6)的烧结工艺为：升温速度5～10℃/min，烧结温度800～1200℃，烧结时间4～10h。
CN201310339340.2A 2013-08-02 2013-08-02 一种碳素竹材陶瓷的制造方法 Expired - Fee Related CN103435350B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310339340.2A CN103435350B (zh) 2013-08-02 2013-08-02 一种碳素竹材陶瓷的制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310339340.2A CN103435350B (zh) 2013-08-02 2013-08-02 一种碳素竹材陶瓷的制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103435350A true CN103435350A (zh) 2013-12-11
CN103435350B CN103435350B (zh) 2016-07-13

Family

ID=49689100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310339340.2A Expired - Fee Related CN103435350B (zh) 2013-08-02 2013-08-02 一种碳素竹材陶瓷的制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103435350B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104015242A (zh) * 2014-05-19 2014-09-03 浙江农林大学 一种陶瓷化重组竹地板的制造方法
CN109049261A (zh) * 2018-08-02 2018-12-21 广东盈然木业有限公司 一种高密度刨花板及其一次成型工艺和木制品

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102198685A (zh) * 2011-05-13 2011-09-28 浙江安吉强裕人造板有限公司 一种均密度竹材刨花板生产方法
CN102229170A (zh) * 2011-06-23 2011-11-02 中南林业科技大学 一种高品质杨木复合材料的制造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102198685A (zh) * 2011-05-13 2011-09-28 浙江安吉强裕人造板有限公司 一种均密度竹材刨花板生产方法
CN102229170A (zh) * 2011-06-23 2011-11-02 中南林业科技大学 一种高品质杨木复合材料的制造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104015242A (zh) * 2014-05-19 2014-09-03 浙江农林大学 一种陶瓷化重组竹地板的制造方法
CN104015242B (zh) * 2014-05-19 2016-01-20 浙江农林大学 一种陶瓷化重组竹地板的制造方法
CN109049261A (zh) * 2018-08-02 2018-12-21 广东盈然木业有限公司 一种高密度刨花板及其一次成型工艺和木制品
CN109049261B (zh) * 2018-08-02 2023-09-22 江苏大自然智能家居有限公司 一种高密度刨花板及其一次成型工艺和木制品

Also Published As

Publication number Publication date
CN103435350B (zh) 2016-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Soroushian et al. Durability characteristics of CO2-cured cellulose fiber reinforced cement composites
CN102107446B (zh) 一种表面增强实木型材及其制造方法
CN108585922B (zh) 一种气凝胶陶瓷纤维绝热板及其制备方法
CN102409835B (zh) 一种木地板专用的高密度复合板材及其制造方法
CN103878858A (zh) 一种无醛竹木纤维板的制作方法
CN104058776B (zh) 一种由炭纤维球制成的硬质炭纤维保温材料的制备方法
CN102229170A (zh) 一种高品质杨木复合材料的制造方法
CN102351564A (zh) 一种利用煤沥青和生物质原料烧结制备木陶瓷的方法
CN103272490A (zh) 一种纤维增强平板状炭膜及其制备方法
CN101758539A (zh) 硅溶胶改性杨木纤维的方法
CN101219883B (zh) 赤泥免烧砖及制作方法
CN104552488A (zh) 阻燃复合板及其制造方法
CN101817692B (zh) 溶剂型木质素改性树脂制备木陶瓷的方法
CN104987107A (zh) 用于生产过滤陶瓷的组合物以及过滤陶瓷及其制备方法和应用
CN102179854A (zh) 密实化杨木单板生产多层实木复合地板的方法
CN107572951B (zh) 一种高致密硅酸钙板及其制备方法
CN113955999A (zh) 一种基于钢渣碳化制备的复古砖及其制备方法
CN103435350A (zh) 一种碳素竹材陶瓷的制造方法
CN110002844B (zh) 一种城市污泥保温烧结砖及其制备方法
CN102166773A (zh) 利用小径竹生产黑白间隔条纹高档游艇材料的加工方法
CN104441097B (zh) 一种冻融循环法生产功能竹材人造板的工艺
CN101434486A (zh) 一种SiC木质陶瓷的制备方法
CN102248572A (zh) 一种高强环保型无胶刨花板制造方法
CN105060894B (zh) 一种制备碳化锆木质陶瓷的方法
CN102717418B (zh) 一种高强耐水纤维板的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 311300 Zhejiang city of Ling'an Province Jincheng Street Garden Building 128 Room 202 exit

Applicant after: Du Sicen

Address before: 310027 material science and engineering, Zhejiang University, Yuquan campus, Zhejiang University, Zhejiang, Hangzhou 1104

Applicant before: Du Sicen

COR Change of bibliographic data
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160713

Termination date: 20200802

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee