CN104084995B - 一种竹木复合材料 - Google Patents

Abstract

一种竹木复合材料，包括楠竹，将竹材加工成两端等厚的精标竹片，将精标竹片用细线绳编成竹帘；竹帘经过干燥，含水率小于12%，进行压入式涂胶；将旋切后的木片干燥，使之含水率小于12%，并进行滚胶；将涂胶后的竹帘和滚胶后的木片间隔组坯，预压、热压成型，形成复合板材，在制作特殊用途的复合板材组坯时，添加有特殊的材料。压入式涂胶装置，包括压胶罐，压胶罐中放置竹帘码放架，压胶罐的下部有胶池，胶池有进胶管通过胶泵向压胶罐加压。本发明的竹木复合材料主要用于各类建筑市场，家具市场，包括取代大芯板可用于各类房屋和家庭装修。包装材料，还可用于运输工具所需要的木质材料等。

Description

一种竹木复合材料

技术领域

本发明涉及建筑材料，即一种竹木复合材料及其压入式涂胶装置。

背景技术

我国是世界上竹类资源最丰富的国家，约40多属400多种，竹材种类及种植面积和蓄积量均居世界首位，我国竹类资源中利用价值最高的楠竹产量约占世界的90％。前些年，技术人员研发成功了用竹材经加工成竹片并施以酚醛树脂胶，经热压而成的军用卡车厢板产品，后来技术人员又开发了竹帘层积竹胶合板模板，因竹胶合板模板具有强度高、韧性好，弹性模量高等优点，得到了建筑行业的认可，但是自2006年亚洲金融风暴以后竹胶合模板在建筑模板市场的份额不断萎缩，究其原因有：

一、竹材虽然韧性好、弹性模量高、竹材生长周期短等优点，但也存在着径级大小不均、竹材厚薄不一、低龄竹出材率低，竹加工难度大且自动化水平低、生产加工粗糙等问题。

二、竹胶合板与木质胶合板相比有密度大、比重高、板面平整度差且色差不一、厚薄公差大、边线不密实、易变形、产品在使用过程中难钉钉子、不易拼接等缺点。且加工过程中由于竹材粗细不均造成胶量过大成本增高。

三、竹材因土质、气候、日照、生长周期不同等原因，其密度、含水量、竹材厚薄、径级大小、竹龄也不尽相同，其工艺特点是胶前水份控制尚算容易，胶后水份则较难控制；其胶的涂布一般采用的都是水溶性酚醛树脂浸渍工艺，因竹材疏密不一，上胶量也不一；且浸胶以后水份较高，水份含量也不一，如用烘干的方式控制水份，一旦温度控制不好则胶粘剂有提前固化的风险，目前国内尚无理想的设备或工艺来控制竹材的胶后水份，导致纯竹胶合板的质量难以稳定。

四、木材利用率高、便于加工、平整度好、产品在使用过程中易钉、易切割、易拼接，但韧性差、弹性模量低、遇水膨胀系数大、木材资源紧缺、且生长周期长，而采伐木材对生态影响大。

五、木胶合板与竹胶合板相比有密度小、比重低、板面平整度好且色差小、边线密实、不易变形、产品在使用过程中易钉钉子、易拼接等优点。但木胶合板存在弹性差，产品循环使用次数少，对森林资源破坏大，影响生态环境。

六、目前国内建材市场大量使用的是：竹胶合模板、木胶合模板、大芯板等，市场需求量大。以竹代木、竹木复合既可优劣互补，又可减少森林的采伐而大量节约木材，可提高人类生态环境水平，提高产品质量档次，提高经济效益。竹木复合材料应是未来研究发展的主攻方向。

发明内容

为克服竹胶合板和木胶合板各自的缺陷，从节约木材资源，提高生态环境质量出发，本发明提出了一种新型的竹木复合材料及其压入式涂胶装置。

这种竹木复合材料，包括楠竹，竹筒的外部表皮俗称青皮，靠近青皮的面称为背面，竹筒的内部表皮俗称黄皮，靠近黄皮的面称为正面，生长的竹子上端为头，下端为尾，其特征在于，将竹材去掉青皮，黄皮保留部分的面积不超过整片面积的10%，将竹材加工成两端等厚的精标竹片，将精标竹片用细线绳编成竹帘，竹帘经过干燥，含水率小于12%，进行压入式涂胶；将旋切后的木片干燥，使之含水率小于12%，并进行滚胶；将涂胶后的竹帘和滚胶后的木片间隔组坯，预压、热压成型，形成复合板材，在制作特殊用途的复合板材组坯时，添加有特殊的材料。

编竹帘，可分为编制长竹帘和编制短竹帘，编制长竹帘，即用2.44-2.6米长的精标竹片编制，相邻两片平行、紧贴、头尾搭配，同一面的精标竹片背面或者正面一致；编制短竹帘，即用1.22-1.36米长的精标竹片，相邻两片平行、紧贴、头尾搭配，同一面的精标竹片中，相邻两片的背面或者正面相反。

压入式涂胶是在密封的胶料容器中，放入适量的竹帘，向胶料容器中加压达到1-5kg/每平方厘米，经过3-10分钟加压；木片用滚胶机进行滚胶。压入式涂胶比常用的浸胶方式减少用胶10-30%，涂胶均匀程度大幅度提高；胶料采用的是小分子、高固含量、低水份的固含量为35-50%的酚醛树脂胶粘剂，涂胶量为复合材料重量的8-30%,阻燃复合板材使用阻燃的硼酚醛树脂胶粘。

组坯中，复合板材上下表面为木片，中间为木片或竹帘，竹帘的厚度占板材的厚度为60-80%，每块木片的厚度为0.8-2.5mm，与复合板材中心层对称的两个竹帘厚度相等，在长竹帘组坯中，对称的两个竹帘精标竹片面对面或者背对背；竹帘可以单层使用，也可以组合成多层竹帘叠加的竹板使用，多层竹帘组合时，一块长竹帘和两块短竹帘相间，上下竹帘的精标竹片相互垂直；复合板材的规格长1.8-2.44米，宽0.9-1.22米，厚0.7-3cm。

优选的，在长竹帘组坯中，靠近最外表的对称的两个竹帘的精标竹片是正面对正面。

用预压机进行预压时，压力1.5-3.5MPa，时间30-60min。

用热压机进行热压成型时，压力3.5-5.5MPa，时间20-40mm,温度100-140°C。

所述复合板材中，特殊用的阻燃复合板材，为多层结构，中间夹有2层-10层玻纤布，从上到下依次为木片、玻纤布、竹帘、玻纤布、竹帘……木片，用阻燃的硼酚醛树脂胶粘。

所述复合板材中，特殊用的高强度复合板材，为多层结构，中间夹有2层-10层钢丝网或高强塑料板，从上到下依次为木片、钢丝网或高强塑料板、竹帘、钢丝网或高强塑料板、竹帘……木片。

上述压入式涂胶装置，包括一个竹帘平台，竹帘平台上有若干个竹帘码放架，竹帘码放架上平铺的放置有若干个干燥过的等待涂胶的竹帘，竹帘平台旁边是压胶罐，压胶罐有一个活动的压胶罐上盖，压胶罐中可放置若干个竹帘码放架，压胶罐的下部有胶池，胶池有进胶管通过胶泵和压胶罐相通，胶池通过排胶管和压胶罐相通，胶池旁边有制胶桶，制胶桶上有进料斗和进水管，制胶桶上还有搅拌器，制胶桶上的排胶管和胶池相通，压胶罐上安装有压力表，胶泵的开关电路上安装有时间控制器，压胶罐一侧有风干罐，风干罐有一个风干罐上盖，风干罐中可放置已经涂胶的竹帘，风干罐一侧有排气管，排气管中安装有排风机，风干罐底部有胶料收集池，胶料收集池底部有排胶管和胶池相通，竹帘平台、压胶罐和风干罐上方安装有可行走的吊车，吊车可将竹帘码放架从竹帘平台吊装到压胶罐或风干罐。

工作时，先将待上胶的竹帘放置在竹帘平台上的竹帘码放架中，用吊车将若干个竹帘码放架吊入压胶罐中，用制胶桶制胶，将胶料放入胶池，通过胶泵注入压胶罐，并保持一定的压力和时间，通常加压达到2-5kg/每平方厘米，经过3-10分钟加压；然后打开压胶罐，用吊车将已涂胶的竹帘码放架吊入风干罐中，开启排风机，将有害气体排出，并将竹帘风干，准备组坯、预压、热压成型。压入式涂胶，胶料采用的是小分子、高固含量、低水份的固含量为35-50%的酚醛树脂胶粘剂，胶料分子在压力作用下伸入到竹纤维的间隙中，比常用的浸胶方式减少用胶10-20%，涂胶均匀程度大幅度提高。

竹木复合材料的优势特征：

一、合理利用竹木资源。我国人均木材蓄积量仅为9.48立方米，属于木资源较贫乏国家之一。我国每年仍需要进口大量的木材，随着全球对生态环境的重视和森林认证制度的推行，长期依赖进口木材将受到国际市场的制约。因此，必须立足国内解决木材供需矛盾。竹材是我国的特色资源，国内竹林面积达500万公顷，年竹材总产达800多万吨，竹子造林可一次完成，年年择伐，永续利用而不破坏生态环境，怎样合理利用好竹木资源是弥补木材资源短缺的最佳选择。

二、有利于生态环保。竹木复合材料是一种具有特色的以竹代木的先进产品。竹子生长周期短，成材率高，易繁殖、易栽种、易加工利用；投入小、产出大；用途广，市场容量大，投资风险小。竹子是生态、经济和社会效益兼容;而木材生长周期长，木材的成材至少需要十年，森林具有大量的吸碳、吸费气的功能，同时还可以释放大量的氧气，而无限的采伐木材将会严重的破坏生态平衡，影响人类的生存。如果大力推行竹木复合材料，将会保护大面积的森林资源不被破坏，极大提高人类生态环境质量。

三、竹木复合材料的产品优势。所谓的复合材料是由两种或两种以上物理或化学性能不同的物质组合起来而得到一种多相固体材料，竹木复合材料的性能主要由其组合的材料的特性及它们之间的界面状态决定，同时与产品的结构及成型工艺等因素密切相关。竹木复合材料就是发挥竹材的韧性好、弹性模量高的优点，弥补木材相应的缺点，发挥木材的比重低，钉钉子容易，易加工等优点来弥补竹材的相应的缺点。所以在生产工艺中要遵循对称原则，以避免板材翘曲变形，作为一种复合材料具有普通大芯板的漂亮外观和更高的强度，但比大芯板耗胶少，投资省，并且给人以实木感，满足消费者对实木家具的渴求。竹片的主要作用是为复合材料提供一定的厚度和强度，木片可以缓冲竹片的某些缺点，使之尺寸稳定，不易变形，竹木复合材料有效地克服了竹木材料各自的缺陷，强度高，韧性大，平整度好，色差一致，伸缩度小，防水防霉防变形，易于生产加工，在产品使用过程中，便于切割、拼接、钉钉。

四、竹木复合材料市场前景极为广阔。主要用于各类建筑市场，包括各种房屋建筑、市政工程等使用的模板，各类桥梁、隧道、电站等工程用的模板；家俱市场，包括取代大芯板可用于各类房屋和家庭装修，各类家俱生产、门窗制作、办公用俱、学校课桌椅等；包装材料，包括集装箱、各类木质包装，还可用于车箱底板、火车箱板和其他运输工具所需要的木质材料等。

附图说明

图1是精标竹片图

图2是竹帘图

图3是竹板图

图4是三层的竹木复合板结构图

图5是五层的竹木复合板结构图

图6是阻燃复合板材的结构示意图

图7是高强度复合板材的结构示意图

图8是压入式涂胶装置的结构示意图

图1-7中：1、青皮，2、背面，3、黄皮，4、正面，5、头，6、尾，7、精标竹片，8、竹帘，9、木片，10、竹板，11、长竹帘，12、短竹帘，13、玻纤布，14、钢丝网或高强塑料板,15、细线绳；

图8中：1、竹帘平台，2、竹帘码放架，3、竹帘，4、压胶罐，5、压胶罐上盖，6、胶池，7、进胶管，8、胶泵，9、排胶管，10、制胶桶，11、进料斗，12、进水管，13、搅拌器，14、压力表，15、时间控制器，16、风干罐，17、风干罐上盖，18、排气管，19、排风机，20、胶料收集池，21、吊车。

具体实施方式

下面结合附图通过几个实施例对本发明详细说明如下：

在图1中：这种竹木复合材料，包括楠竹，竹筒的外部表皮俗称青皮1，靠近青皮1的面称为背面2，竹筒的内部表皮俗称黄皮3，靠近黄皮3的面称为正面4，生长的竹子上端为头5，下端为尾6，是将竹材去掉青皮1，黄皮3保留部分的面积不超过整片面积的10%，将竹材加工成两端等厚的精标竹片7，将精标竹片7用细线绳15编成竹帘8，竹帘8经过干燥，含水率小于12%，进行压入式涂胶，将旋切后的木片9干燥，使之含水率小于12%，并进行滚胶，将涂胶后的竹帘8和滚胶后的木片9间隔组坯，预压、热压成型，形成复合板材，在制作特殊用途的复合板材组坯时，添加有特殊的材料。

在图2中：编竹帘，可分为编制长竹帘11和编制短竹帘12，编制长竹帘11，即用2.44-2.6米长的精标竹片7编制，相邻两片平行、紧贴、头尾搭配，同一面的精标竹片7背面或者正面一致；编制短竹帘12，即用1.22-1.36米长的精标竹片，相邻两片平行、紧贴、头尾搭配，同一面的精标竹片7中，相邻两片的背面或者正面相反。

压入式涂胶是在密封的胶料容器中，放入适量的竹帘，向胶料容器中加压达到1-5kg/每平方厘米，经过3-10分钟加压；木片用滚胶机进行滚胶。压入式涂胶比常用的浸胶方式减少用胶10-30%，涂胶均匀程度大幅度提高；胶料采用的是小分子、高固含量、低水份的固含量为35-50%的酚醛树脂胶粘剂，涂胶量为复合材料重量的8-30%,阻燃复合板材使用阻燃的硼酚醛树脂胶粘。

组坯中，复合板材上下表面为木片，中间为木片或竹帘，竹帘的厚度占板材的厚度为60-80%，每块木片的厚度为0.8-2.5mm，与复合板材中心层对称的两个竹帘厚度相等，在长竹帘组坯中，对称的两个竹帘精标竹片面对面或者背对背；竹帘可以单层使用，在图3中：也可以组合成多层竹帘叠加的竹板使用，多层竹帘组合时，一块长竹帘和两块短竹帘相间，上下竹帘的精标竹片相互垂直；复合板材的规格长1.8-2.44米，宽0.9-1.22米，厚0.7-3cm。

优选的，在长竹帘组坯中，靠近最外表的对称的两个竹帘的精标竹片是正面对正面。

图4是三层的竹木复合板结构图

图5是五层的竹木复合板结构图

在图6中，所述复合板材中，特殊用的阻燃复合板材，为多层、对称结构，中间夹有3层玻纤布，从上到下依次为木片9、玻纤布13、竹帘8、玻纤布13、竹帘8、玻纤布13、木片9，用阻燃的硼酚醛树脂胶粘。

在图7中，所述复合板材中，特殊用的高强度复合板材，为多层、对称结构，中间夹有3钢丝网或高强塑料板，从上到下依次为木片9、钢丝网或高强塑料板14、竹帘8、钢丝网或高强塑料板14、竹帘8、钢丝网或高强塑料板14、木片9。

在图8中，这种竹材压入式涂胶装置，包括一个竹帘平台1，竹帘平台1上有一个竹帘码放架2，竹帘码放架2上平铺的放置有若干个干燥过的等待涂胶的竹帘3，竹帘平台1旁边是压胶罐4，压胶罐4有一个活动的压胶罐上盖5，压胶罐4中可放置若干个竹帘码放架2，压胶罐4的下部有胶池6，胶池6有进胶管7通过胶泵8和压胶罐4相通，胶池6通过排胶管9和压胶罐4相通，胶池6旁边有制胶桶10，制胶桶10上有进料斗11和进水管12，制胶桶10上还有搅拌器13，制胶桶10上的排胶管和胶池6相通，压胶罐4上安装有压力表14，胶泵8的开关电路上安装有时间控制器15，压胶罐4一侧有风干罐16，风干罐16有一个风干罐上盖17，风干罐16中可放置已经涂胶的竹帘，风干罐16一侧有排气管18，排气管18中安装有排风机19，风干罐16底部有胶料收集池20，胶料收集池20底部有排胶管和胶池6相通，竹帘平台1、压胶罐4和风干罐16上方安装有可行走的吊车21，吊车21可将竹帘码放架2从竹帘平台1吊装到压胶罐4或风干罐16。

Claims (3)

1.一种竹木复合材料，所采用的竹材为楠竹，竹筒的外部表皮俗称青皮，靠近青皮的面称为背面，竹筒的内部表皮俗称黄皮，靠近黄皮的面称为正面，生长的竹子上端为头，下端为尾，将竹材去掉青皮，黄皮保留部分的面积不超过整片面积的10%，将竹材加工成两端等厚的精标竹片，将精标竹片用细线绳编成竹帘；竹帘经过干燥，含水率小于12%，进行压入式涂胶；将旋切后的木片干燥，使之含水率小于12%，并进行滚胶；将涂胶后的竹帘和滚胶后的木片间隔组坯，预压、热压成型，形成复合板材，在制作特殊用途的复合板材组坯时，添加有特殊的材料；

编竹帘，分为编制长竹帘和编制短竹帘，编制长竹帘，即用2.44-2.6米长的精标竹片编制，相邻两片平行、紧贴、竹根和竹梢搭配，同一面的精标竹片背面或者正面一致；编制短竹帘，即用1.22-1.36米长的精标竹片，相邻两片平行、紧贴、头尾搭配，同一面的精标竹片中，相邻两片的背面或者正面相反；

压入式涂胶是在密封的胶料容器中，放入适量的竹帘，向胶料容器中加压达到1-5kg/每平方厘米，经过3-10分钟加压；木片用滚胶机进行滚胶；胶料采用的是固含量为35-50%的酚醛树脂胶粘剂，涂胶量为复合材料重量的8-30%；

组坯中，复合板材上下表面为木片，中间为木片或竹帘，竹帘的厚度占板材的厚度为60-80%，每块木片的厚度为0.8-2.5mm，与复合板材中心层对称的两个竹帘厚度相等，在长竹帘组坯中，对称的两个竹帘精标竹片面对面或者背对背；竹帘可以单层使用，也可以组合成多层竹帘叠加的竹板使用；多层竹帘组合时，一块长竹帘和两块短竹帘相间，上下竹帘的精标竹片相互垂直；复合板材的规格长1.8-2.44米，宽0.9-1.22米，厚0.7-3cm；

在长竹帘组坯中，靠近最外表的对称的两个竹帘的精标竹片是正面对正面；

用预压机进行预压时，压力1.5-3.5MPa，时间30-60min；

用热压机进行热压成型时，压力3.5-5.5MPa，时间20-40mm,温度100-140°C；

其特征在于，压入式涂胶装置，包括一个竹帘平台，竹帘平台上有若干个竹帘码放架，竹帘码放架上平铺的放置有若干个干燥过的等待涂胶的竹帘，竹帘平台旁边是压胶罐，压胶罐有一个活动的压胶罐上盖，压胶罐中可放置若干个竹帘码放架，压胶罐的下部有胶池，胶池有进胶管通过胶泵和压胶罐相通，胶池通过排胶管和压胶罐相通，胶池旁边有制胶桶，制胶桶上有进料斗和进水管，制胶桶上还有搅拌器，制胶桶上的排胶管和胶池相通，压胶罐上安装有压力表，胶泵的开关电路上安装有时间控制器，压胶罐一侧有风干罐，风干罐有一个风干罐上盖，风干罐中可放置已经涂胶的竹帘，风干罐一侧有排气管，排气管中安装有排风机，风干罐底部有胶料收集池，胶料收集池底部有排胶管和胶池相通，竹帘平台、压胶罐和风干罐上方安装有可行走的吊车，吊车可将竹帘码放架从竹帘平台吊装到压胶罐或风干罐。

2.根据权利要求1所述的一种竹木复合材料，其特征在于，特殊用的阻燃复合板材，为多层、对称结构，中间夹有玻纤布，从上到下依次为木片、玻纤布、竹帘、玻纤布、竹帘、木片。

3.根据权利要求1所述的一种竹木复合材料，其特征在于，特殊用的高强度复合板材，为多层、对称结构，中间夹有钢丝网或高强塑料板，从上到下依次为木片、钢丝网或高强塑料板、竹帘、钢丝网或高强塑料板、竹帘、木片。