CN105331318A - 一种高胶合性能防霉竹胶板的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高胶合性能防霉竹胶板的制备方法，包括如下步骤：将竹帘进行超声处理；将超声处理后的竹帘进行干燥；将干燥后竹帘进行等离子处理；将等离子处理后竹帘进行浸胶，浸胶采用改性环氧树脂胶黏剂；将浸胶后竹帘进行除湿；将除湿后竹帘进行组坯；热压固化。改性环氧树脂胶黏剂按重量份包括：环氧树脂50～60份，酚醛树脂30～40份，聚氨酯树脂15～20份，硅树脂甲基支链硅油2～5份，双季戊四醇1～3份，聚硼硅氧烷3～6份，海泡石15～18份，纳米氧化镁5～8份，玉米淀粉7～10份，防老剂0.4～1份，对羟基苯甲酸丁酯2～3份。本发明提出的高胶合性能防霉竹胶板的制备方法，所得竹胶板粘接强度高，吸水膨胀率低，耐腐性能优异。

Description

一种高胶合性能防霉竹胶板的制备方法

技术领域

本发明涉及竹胶板技术领域，尤其涉及一种高胶合性能防霉竹胶板的制备方法。

背景技术

竹胶板是以毛竹材料作为主要架构和填充材料，经高压成坯高温固化而成的板材。竹胶板有硬度高，抗折，抗压力强，耐磨性能好，吸水膨胀率低等特点，主要用途有：建筑模板、混凝土砌块(砖)生产用竹胶托板、汽车车箱箱体板和箱底板、火车车箱箱板和底板、集装箱板、冷冻船板、装饰用竹地板及其他各种相关需要用板材。又由于竹材易于培育，四年以上就可砍伐，成材快，因此，以竹代木是国家政策支持并要求大力发展的导向，而竹胶板的制造应用是以竹代木竹的最集中表现；现有技术通常是先将毛竹加工成竹席或竹帘，竹席或竹帘经烘干-浸胶-再烘干-组坯-热压固化成板，所生产的竹胶板的胶合性能较差，耐腐性能不佳。

而抑制竹胶板发霉，一是要使竹材不能作为霉菌的营养基质，二是要使霉菌不具有生长繁殖的环境和条件。竹材作为一种工程材料，应用范围广泛，而外界环境复杂且没有规律性，所以通过实现改变霉菌的生长环境和条件来抑制竹材霉菌的生长有一定的难度。竹材中含有较多的营养物质，为竹材霉菌的生长提供了极其有利的条件。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高胶合性能防霉竹胶板的制备方法，所得竹胶板粘接强度高，吸水膨胀率低，耐腐性能优异。

本发明提出的一种高胶合性能防霉竹胶板的制备方法，包括如下步骤：

S1、将竹帘进行超声处理；

S2、将超声处理后的竹帘进行干燥；

S3、将干燥后竹帘进行等离子处理；

S4、将等离子处理后竹帘进行浸胶；

S5、将浸胶后竹帘进行除湿；

S6、将除湿后竹帘进行组坯；

S7、热压固化。

优选地，S1中，超声处理的功率为1000～1300w，超声处理的时间为20～25min，超声处理的频率为45～60kHz。

优选地，S2中，干燥后竹帘的含水量为5～8wt％。

优选地，S2中，干燥的具体操作如下：将竹帘升温至90～110℃，保温1～1.3h，再升温至180～195℃，保温2～4h，然后以2～3℃/min的降温速率降至室温。

优选地，S3中，采用氧气进行等离子处理，等离子处理的时间为6～9s，等离子处理的距离为12～15mm，等离子处理的功率为550～650W，等离子处理的压力为35～38Pa，等离子处理的温度为32～35℃。

优选地，S4中，浸胶采用改性环氧树脂胶黏剂，浸胶的时间为45～60min，浸胶的压力为1～2.5MPa。

优选地，S4中，改性环氧树脂胶黏剂按重量份包括：环氧树脂50～60份，酚醛树脂30～40份，聚氨酯树脂15～20份，硅树脂甲基支链硅油2～5份，双季戊四醇1～3份，聚硼硅氧烷3～6份，海泡石15～18份，纳米氧化镁5～8份，玉米淀粉7～10份，防老剂0.4～1份，对羟基苯甲酸丁酯2～3份。

优选地，S5中，对浸胶后竹帘进行除湿至竹帘含水量为10～12wt％。

优选地，S5中，除湿的温度为40～43℃，除湿的风速为1～3m/s。

优选地，S7中，热压固化的温度为180～200℃，热压固化的时间为10～18min，热压固化的压力为20～35MPa。

本发明将竹帘进行超声处理，利用超声波的机械效应、热效应和空化效应，将大颗粒的淀粉粒打碎或是糊化，随着水流从纹孔中流出，同时也能将细胞壁上的纹孔膜击穿，纹孔口扩大，使淀粉更容易从纹孔中流出，降低竹帘中的营养成分，使竹帘不能作为霉菌的营养基质，提高本发明的耐腐性能；接着将竹帘进行干燥，由于其中竹帘细胞壁中纤维素起到骨架物质的作用，赋予竹帘弹性和强度，而木素则扮演硬固物质的角色，赋予竹帘硬度和刚性，将竹帘升温至90～110℃，保温1～1.3h，再升温至180～195℃，保温2～4h，竹束变得疏软、脆性增强；竹帘中的半纤维素是含有亲水性基团的无定形物质，是竹帘中吸湿性最大的组分，在高温条件下半纤维素中的部分多糖裂解为糠醛和某些糖类，然后又能发生聚合作用生成不溶于水的聚合物，从而降低材料的干缩湿胀性；而竹帘中的纤维素中含有游离羟基，易于吸附水分子以形成氢键结合，但高温下竹帘细胞壁物质发生重组，羟基的数量减少，减少水分子的吸附；同时高温下木素发生软化流动，堵塞细胞中的孔隙，极大地限制了水分流入竹帘结构中；本发明在干燥过程中不仅降低了竹帘中的含水量，而且半纤维素、纤维素和木素相互配合共同降低竹帘的吸湿性能，为后续处理做铺垫，而且有效抑制霉菌生长繁殖的环境和条件；本发明接着进行等离子处理，使竹帘表面粗糖化，竹帘表面被等离子体刻烛形成凹凸不平的坑洼，增大了与胶黏剂的粘合物理界面，为后续浸胶提高粘接强度创造条件，而采用氧气作为处理气体使竹帘表面接枝含氧基团，而含氧基团有利于胶黏剂在竹帘表面的铺展和渗透，并使胶黏剂与竹帘表面可形成化学键合，从而增强界面结构，进一步提高粘接强度；然后进行浸胶，浸胶采用改性环氧树脂胶黏剂，以环氧树脂、酚醛树脂和聚氨酯树脂作为主料，韧性好，与硅树脂甲基支链硅油配合作用固化快，粘结性能强，蒙脱土、玉米淀粉、异氰酸酯树脂及双季戊四醇配合加入，不仅进一步提高改性环氧树脂胶黏剂的韧性、力学性能及阻燃性，其中的纳米氧化镁可使改性环氧树脂胶黏剂具有很好的流动性和储存稳定性，而对羟基苯甲酸丁酯作为尼泊金酯类防腐剂，与前序超声处理相互配合，能有效杀灭霉菌，提高本发明的耐腐性能；经除湿降低含水量和组坯后，进行热压，热压固化的温度为180～200℃，热压固化的时间为10～18min，热压固化的压力为20～35MPa，由于竹帘中的导管在热压过程中受到温度和压力的破坏，减少了菌丝进入竹帘的途径，提高本发明的耐腐性能，同时热压过程中半纤维素进一步降解，降低了本发明的吸湿性能，阻止本发明再次吸收水分，破坏真菌生长繁殖所需的条件，而且热压过程中还能促使竹帘中生成醋酸，进一步抑制真菌繁殖，提高耐腐性能。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

本发明提出的一种高胶合性能防霉竹胶板的制备方法，包括如下步骤：

S1、将竹帘进行超声处理，超声处理的功率为1000w，超声处理的时间为25min，超声处理的频率为45kHz；

S2、将超声处理后的竹帘升温至110℃，保温1h，再升温至195℃，保温2h，然后以3℃/min的降温速率降至室温，干燥后竹帘的含水量为5wt％；

S3、采用氧气对干燥后竹帘进行等离子处理，等离子处理的时间为9s，等离子处理的距离为15mm，等离子处理的功率为550W，等离子处理的压力为38Pa，等离子处理的温度为32℃；

S4、采用改性环氧树脂胶黏剂对等离子处理后竹帘进行浸胶，改性环氧树脂胶黏剂按重量份包括：环氧树脂60份，酚醛树脂30份，聚氨酯树脂20份，硅树脂甲基支链硅油2份，双季戊四醇3份，聚硼硅氧烷3份，海泡石18份，纳米氧化镁5份，玉米淀粉10份，防老剂0.4份，对羟基苯甲酸丁酯3份，浸胶的时间为45min，浸胶的压力为2.5MPa；

S5、将浸胶后竹帘进行除湿至竹帘含水量为10wt％，除湿的温度为43℃，除湿的风速为1m/s；

S6、将除湿后竹帘进行组坯得到竹胶板半成品；

S7、将竹胶板半成品进行热压固化得到高胶合性能防霉竹胶板，热压固化的温度为200℃，热压固化的时间为10min，热压固化的压力为35MPa。

实施例2

本发明提出的一种高胶合性能防霉竹胶板的制备方法，包括如下步骤：

S1、将竹帘进行超声处理，超声处理的功率为1300w，超声处理的时间为20min，超声处理的频率为60kHz；

S2、将超声处理后的竹帘升温至90℃，保温1.3h，再升温至180℃，保温4h，然后以2℃/min的降温速率降至室温，干燥后竹帘的含水量为8wt％；

S3、采用氧气对干燥后竹帘进行等离子处理，等离子处理的时间为6s，等离子处理的距离为12mm，等离子处理的功率为650W，等离子处理的压力为35Pa，等离子处理的温度为35℃；

S4、采用改性环氧树脂胶黏剂对等离子处理后竹帘进行浸胶，改性环氧树脂胶黏剂按重量份包括：环氧树脂50份，酚醛树脂40份，聚氨酯树脂15份，硅树脂甲基支链硅油5份，双季戊四醇1份，聚硼硅氧烷6份，海泡石15份，纳米氧化镁8份，玉米淀粉7份，防老剂1份，对羟基苯甲酸丁酯2份，浸胶的时间为60min，浸胶的压力为1MPa；

S5、将浸胶后竹帘进行除湿至竹帘含水量为12wt％，除湿的温度为40℃，除湿的风速为3m/s；

S6、将除湿后竹帘进行组坯得到竹胶板半成品；

S7、将竹胶板半成品进行热压固化得到高胶合性能防霉竹胶板，热压固化的温度为180℃，热压固化的时间为18min，热压固化的压力为20MPa。

实施例3

本发明提出的一种高胶合性能防霉竹胶板的制备方法，包括如下步骤：

S1、将竹帘进行超声处理，超声处理的功率为1100w，超声处理的时间为23min，超声处理的频率为50kHz；

S2、将超声处理后的竹帘升温至100℃，保温1.1h，再升温至190℃，保温2.5h，然后以2.6℃/min的降温速率降至室温，干燥后竹帘的含水量为6wt％；

S3、采用氧气对干燥后竹帘进行等离子处理，等离子处理的时间为8s，等离子处理的距离为14mm，等离子处理的功率为580W，等离子处理的压力为37Pa，等离子处理的温度为33℃；

S4、采用改性环氧树脂胶黏剂对等离子处理后竹帘进行浸胶，改性环氧树脂胶黏剂按重量份包括：环氧树脂56份，酚醛树脂35份，聚氨酯树脂18份，硅树脂甲基支链硅油3份，双季戊四醇2.5份，聚硼硅氧烷4份，海泡石17份，纳米氧化镁6份，玉米淀粉9份，防老剂0.5份，对羟基苯甲酸丁酯2.5份，浸胶的时间为50min，浸胶的压力为2MPa；

S5、将浸胶后竹帘进行除湿至竹帘含水量为10.5wt％，除湿的温度为42℃，除湿的风速为1.5m/s；

S6、将除湿后竹帘进行组坯得到竹胶板半成品；

S7、将竹胶板半成品进行热压固化得到高胶合性能防霉竹胶板，热压固化的温度为195℃，热压固化的时间为12min，热压固化的压力为30MPa。

实施例4

本发明提出的一种高胶合性能防霉竹胶板的制备方法，包括如下步骤：

S1、将竹帘进行超声处理，超声处理的功率为1200w，超声处理的时间为22min，超声处理的频率为55kHz；

S2、将超声处理后的竹帘升温至95℃，保温1.2h，再升温至185℃，保温3.5h，然后以2.2℃/min的降温速率降至室温，干燥后竹帘的含水量为7wt％；

S3、采用氧气对干燥后竹帘进行等离子处理，等离子处理的时间为7s，等离子处理的距离为13mm，等离子处理的功率为620W，等离子处理的压力为36Pa，等离子处理的温度为34℃；

S4、采用改性环氧树脂胶黏剂对等离子处理后竹帘进行浸胶，改性环氧树脂胶黏剂按重量份包括：环氧树脂52份，酚醛树脂38份，聚氨酯树脂16份，硅树脂甲基支链硅油4份，双季戊四醇1.5份，聚硼硅氧烷5份，海泡石16份，纳米氧化镁7份，玉米淀粉8份，防老剂0.6份，对羟基苯甲酸丁酯2.3份，浸胶的时间为55min，浸胶的压力为1.5MPa；

S5、将浸胶后竹帘进行除湿至竹帘含水量为11wt％，除湿的温度为41℃，除湿的风速为2.5m/s；

S6、将除湿后竹帘进行组坯得到竹胶板半成品；

S7、将竹胶板半成品进行热压固化得到高胶合性能防霉竹胶板，热压固化的温度为190℃，热压固化的时间为15min，热压固化的压力为25MPa。

根据《混泥土砌块(砖)生产用竹胶托板》国家建材行业标准JC/T2124-2012中的产品胶合性能测试方法及标准要求，产品胶合性能标准要求平均值应≥0.50MPa；在其他条件相同的情况下，本发明实施例1-4所得高胶合性能防霉竹胶板的胶合性能平均值为1～1.2MPa，优于行业标准。

将本发明实施例1-4所得高胶合性能防霉竹胶板和普通市售竹胶板置于温度为30±2℃，相对湿度为95±5％的恒定湿热环境中进行霉变试验，试验时间为4周，每天观察并记录霉变情况。试验结束后，计算霉变率。

霉变率(％)＝(∑S_n)/S，其中S_n为竹胶板表面霉变面积，S为竹胶板表面积。

普通市售竹胶板在试验开始的第5天开始出现霉变，试验结束后平均霉变为82.63％；本分明高胶合性能防霉竹胶板在试验开始的第21天开始出现霉变，试验结束后平均霉变为2.48％，说明本发明的耐腐性能优于现有技术。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高胶合性能防霉竹胶板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将竹帘进行超声处理；

S2、将超声处理后的竹帘进行干燥；

S3、将干燥后竹帘进行等离子处理；

S4、将等离子处理后竹帘进行浸胶；

S5、将浸胶后竹帘进行除湿；

S6、将除湿后竹帘进行组坯；

S7、热压固化。

2.根据权利要求1所述高胶合性能防霉竹胶板的制备方法，其特征在于，S1中，超声处理的功率为1000～1300w，超声处理的时间为20～25min，超声处理的频率为45～60kHz。

3.根据权利要求1或2所述高胶合性能防霉竹胶板的制备方法，其特征在于，S2中，干燥后竹帘的含水量为5～8wt％。

4.根据权利要求1-3任一项所述高胶合性能防霉竹胶板的制备方法，其特征在于，S2中，干燥的具体操作如下：将竹帘升温至90～110℃，保温1～1.3h，再升温至180～195℃，保温2～4h，然后以2～3℃/min的降温速率降至室温。

5.根据权利要求1-4任一项所述高胶合性能防霉竹胶板的制备方法，其特征在于，S3中，采用氧气进行等离子处理，等离子处理的时间为6～9s，等离子处理的距离为12～15mm，等离子处理的功率为550～650W，等离子处理的压力为35～38Pa，等离子处理的温度为32～35℃。

6.根据权利要求1-5任一项所述高胶合性能防霉竹胶板的制备方法，其特征在于，S4中，浸胶采用改性环氧树脂胶黏剂，浸胶的时间为45～60min，浸胶的压力为1～2.5MPa。

7.根据权利要求6所述高胶合性能防霉竹胶板的制备方法，其特征在于，S4中，改性环氧树脂胶黏剂按重量份包括：环氧树脂50～60份，酚醛树脂30～40份，聚氨酯树脂15～20份，硅树脂甲基支链硅油2～5份，双季戊四醇1～3份，聚硼硅氧烷3～6份，海泡石15～18份，纳米氧化镁5～8份，玉米淀粉7～10份，防老剂0.4～1份，对羟基苯甲酸丁酯2～3份。

8.根据权利要求1-7任一项所述高胶合性能防霉竹胶板的制备方法，其特征在于，S5中，对浸胶后竹帘进行除湿至竹帘含水量为10～12wt％。

9.根据权利要求1-8任一项所述高胶合性能防霉竹胶板的制备方法，其特征在于，S5中，除湿的温度为40～43℃，除湿的风速为1～3m/s。

10.根据权利要求1-9任一项所述高胶合性能防霉竹胶板的制备方法，其特征在于，S7中，热压固化的温度为180～200℃，热压固化的时间为10～18min，热压固化的压力为20～35MPa。