CN105773755A - 户外用油热处理重组竹材制备方法 - Google Patents
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- B27K5/001—Heating
Abstract
本发明提供一种户外用油热处理重组竹材制备方法，以该方法制备的重组竹材，力学性能显著提高，且具有很好的耐腐防霉性能，尺寸稳定性好，适于户外使用。该制备方法，包括步骤：油热处理：把厚度为7‑9mm竹材片材浸入具有甲基硅油的热处理罐的液面下，对热处理罐加热，使得甲基硅油温度在145‑200℃之间，保温1‑3h；10‑15min后把热处理罐中的甲基硅油放出，取出片材；碾压开纤：把片材碾压成厚度为2‑3mm的竹束，竹束的纤维在纵向连续、在横向松散而交错相连，同时可起到初步脱油的作用；脱油：以非离子表面活性剂对竹束进一步脱油；浸胶组坯热压：将竹束浸胶干燥后，顺纹组坯热压成重组竹材。
Description
技术领域
本发明涉及重组竹材制备方法，尤其是户外用油热处理重组竹材制备方法，该方法制备的重组竹材力学性能优异，耐腐防霉性能好、尺寸稳定性高。
背景技术
中国竹林面积居世界第一位。丰富的竹材资源为我国的加工利用提供了可靠的原料基础，我国的竹子加工利用水平一直处于国际领先地位。先后开发出了竹编胶合板、竹编竹帘胶合板、竹材层压板、竹材胶合板、竹地板、竹木复合板等产品，广泛应用于建筑、车辆、包装、装饰、家具等领域。
但目前这种竹材产品，在日晒雨淋的户外使用时，很容易发生变形、霉变。
ZL2014102465484公开了一种木材、竹材改性处理方法，但其对竹材进行油热处理后，虽然防霉性能有所提高，但由于热压工艺的限制，力学性能的提高程度有限。此外该方法是采用植物油进行油热处理，由于植物油粘度小，易流动的特性，户外高温(夏天地面温度可达60℃-80℃)即会溢油，对后期维护带来麻烦，也造成环境带污染。再者，其脱油技术是预压-有机溶剂联合处理。对于油热处理后的竹片进行预压(1-3MPa)，压力不能太大，若太大即会破坏竹片；而本文所涉重组竹材的热压压力本身就非常大，若采用上述专利中较低压力进行预压脱油并不能达到预期脱油效果，多余的油仍然会在后期热压过程中溢出，此外，本专利所涉重组竹材产品可通过增加施胶量和调整热压工艺来弥补由于高温热处理作用带来的竹片材力学性能的损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种户外用油热处理重组竹材制备方法，以该方法制备的重组竹材，力学性能显著提高，且具有很好的耐腐防霉性能，尺寸稳定性好，适于户外使用。
本发明所述的户外用油热处理重组竹材制备方法，它包括下述步骤：a、油热处理：把厚度为7-9mm竹材片材浸入具有甲基硅油的热处理罐的液面下，对热处理罐加热，使得甲基硅油温度在145-200℃之间，保温1-3h；b、10-15min后把热处理罐中的甲基硅油放出，取出片材；c、碾压开纤：把片材碾压成厚度为2-3mm的竹束，竹束的纤维在纵向连续、在横向松散而交错相连，同时可起到初步脱油的作用；d、脱油：以非离子表面活性剂对竹束进一步脱油；e、浸胶组坯热压：将竹束浸胶干燥后，顺纹组坯热压成重组竹材。
上述的户外用油热处理重组竹材制备方法，步骤d脱油方法为：将无水乙醇配置成质量百分比为6-10％的乙醇溶液，将伯醇聚氧乙烯醚类非离子型表面活性剂溶于乙醇溶液中，非离子型表面活性剂的用量为乙醇溶液质量的3％-8％，再将竹束置于其中，浸泡1-2h。
上述的户外用油热处理重组竹材制备方法，热压时压力6-8Mpa，浸胶量8-15％，温度110-140℃，热压时间1.1min/mm。具体时间根据重组材厚度设定。
上述的户外用油热处理重组竹材制备方法，所述伯醇聚氧乙烯醚类非离子型表面活性剂为AEO-3、AEO-6、AEO-7中的任意一种、两种或三种。
该制备方法的有益效果：重组竹材是以碾压竹束为构成单元，按顺纹组坯、经热压胶合而成的板材或方材。其原材料利用率高，彻底改变了传统的竹材组成单元及其性能，力学性能优异，防霉，尺寸稳定性好，纹理自然优美，产品能广泛应用于室内外地板、家具、建筑结构材和装修装潢材。
竹材油热处理是利用甲基硅油作为传热介质，甲基硅油具有耐高低温、抗氧化、闪点高、挥发性小、对金属无腐蚀、无毒等的特点，对竹材进行油热处理后，可显著改善和提高竹材的尺寸稳定性和耐腐、防霉性能，且产品在高温作用下的溢油现象得到有效抑制，而且可获得优良的力学性能。但是针对以碾压竹束为构成单元的重组竹材而言，如果直接对碾压竹束进行甲基硅油热处理，由于碾压竹束比表面积大，竹纤维之间分散性大，竹束密度不均，必然会造成碾压竹束含油量极高，后续脱油工作量大，且竹束与竹束之间、及竹束上的不同部位吸油量不均，难以将其均匀脱油至同一水平从而会对重组竹材热压胶合工艺及板材产品质量控制带来非常不利的影响。因此，本申请首先对竹片进行甲基硅油热处理，而后对竹片进行碾压开纤处理，一方面可以制备合乎厚度规格的碾压竹束，另一方面可以利用碾压工序使竹材内部的油均匀分散于竹束内部，同时利用碾压力脱除一部分多余的甲基硅油。而后采用非离子表面活性剂处理进一步脱除碾压竹束表面的油，提高甲基硅油热处理竹束之间的胶合特性。非离子表面活性剂是一类性能优良的表面活性剂，它们在水中不电离，不会呈现离子状态，稳定性好，在较低浓度以及中性pH值条件下也具有较强的去油能力，具有优良的洗涤、渗透、分散和乳化性能。本专利所用AEO‐3、AEO‐6和AEO‐7非离子表面活性剂的相对分子质量、亲水亲油平衡值、分子链的长度以及分子的结构等方面特点，与硅油的相容性较好，且在与硅油的相互作用中，表现出很好的乳化性能，可有效去除油热处理竹束表面的油分子，而且此类表面活性剂的耐硬水和生物降解性好，对环境危害小。最后，以碾压竹束为构成单元，按顺纹组坯、经热压胶合而成力学性能优越的重组竹材。
实验发现，油热后立即取出竹材，竹材含油量虽然低了，但强度不高；油热后等到油冷却后取出，虽然竹材含油量高了，但后期脱油难度增大。本申请采用油热处理后10‐15min取出竹材，使得竹材可达到合理的含油量水平，既使得竹材强度提高，又使得脱油处理难度不大。油热处理时，高温(180℃以上)是会降低竹材的力学性能，但是后期通过增加浸胶量和热压压力可以很大程度上弥补力学性能的损失，因为胶会渗入碾压竹片中，起到增强作用。
附图说明
图1为碾压设备的示意图；
图2为一对碾压辊的示意图；
图3为相邻两对挤压辊的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步描述。下面所述内容只是本发明在试验中的具体示例，其所述内容不构成对本发明保护范围的任何限制。
实施例
重组竹材的制备方法及性能测试，具体方法如下。
a、把厚度8mm的竹材(片材)浸入装有甲基硅油的热处理罐的液面下，对热处理罐加热，使得甲基硅油达到不同的温度(具体见表1、2)，保温2h；b、10-15min后把热处理罐中的甲基硅油放出，取出片材；c、碾压开纤：采用碾压设备。参见图1-3，碾压设备包括从左到右两对顺序排列的碾压辊1。组成一对碾压辊的两个碾压辊11、12上下排列，其间留有可调节的间隙T，同一对碾压辊的两个碾压辊外周面均设有螺旋方向相同的螺旋状凸齿2。从左到右，组成一对碾压辊的上下两个碾压辊间的间隙递减；且相邻两对碾压辊的螺旋状凸齿的螺纹旋向相反。碾压时，竹材沿纤维纵向方向从左到右分别从每对碾压辊的两个碾压辊之间通过，逐步被碾压疏解，通过最后一对碾压辊后形成固定厚度2-3mm的竹束，竹束的纤维在纵向方向不被破坏、在横向方向上纤维松散而交错相连。d、脱油处理：再以非离子表面活性剂对竹束进一步脱油。把无水乙醇配置成质量百分比为8％的乙醇溶液，将非离子型表面活性剂溶于上述乙醇溶液中，其中非离子型表面活性剂的质量为乙醇溶液的5％。非离子型表面活性剂采用AEO-6和AEO-7，AEO-6与AEO-7的质量相同。再将竹束置于具有非离子型表面活性剂的乙醇溶液中浸泡2h。e、将竹束浸渍酚醛树脂胶干燥后，顺纹组坯热压成厚度为20mm的重组竹材。热压压力7Mpa，温度135℃，热压时间22min。竹束浸胶量分别为8％、12％，竹束浸胶量＝(竹束浸胶后质量-竹束绝干重)/竹束绝干重*100％。
检测所得成品含油率、力学性能、内结合强度等，具体数据见表1(竹束浸胶量8％)、2(竹束浸胶量12％)。
各表中的对照例，未经上述步骤a和d处理，所以其含油率为0％，但经过步骤c、e制成重组竹材。
把上述实施例1-8的乙醇溶液中添加的AEO-6和AEO-7为1：1的非离子型表面活性剂改换成只添加AEO‐3，或者只添加AEO-6，或者只添加AEO-7，对所得成品进行测试，结果与表1、2中的数据相差在3％以内。
表1、2中，产品防霉等级测试方法：EN24-06-2008木质产品防霉测试方法；吸水厚度膨胀率测试方法：GB/T17657-2013人造板及饰面人造板理化性能试验方法；内结合强度测试方法：GB/T17657-2013人造板及饰面人造板理化性能试验方法；含油量测试方法：参照ASTMD1105-96，结合油热处理材高含油率特性，采用溶剂抽提两步法进行检测。
本申请借助碾压竹片的加工工序，首先对竹片进行甲基硅油热处理，而后碾压开纤、离心、非离子表面活性剂联合脱油处理，实现油的均匀分散、脱油及改善胶合界面特性的目的，并显著提高了重组竹材的力学性能。
表1不同处理方法对竹材进行处理后的含油率及其力学强度等(竹束浸胶量8％)
表2不同处理方法对竹材进行处理后的含油率及其力学强度等(竹束浸胶量12％)
Claims (4)
1.户外用油热处理重组竹材制备方法，其特征是：它包括下述步骤：a、油热处理：把厚度为7-9mm竹材片材浸入具有甲基硅油的热处理罐的液面下，对热处理罐加热，使得甲基硅油温度在145-200℃之间，保温1-3h；b、10-15min后把热处理罐中的甲基硅油放出，取出片材；c、碾压开纤：把片材碾压成厚度为2-3mm的竹束，竹束的纤维在纵向连续、在横向松散而交错相连，同时可起到初步脱油的作用；d、脱油：以非离子表面活性剂对竹束进一步脱油；e、浸胶组坯热压：将竹束浸胶干燥后，顺纹组坯热压成重组竹材。
2.如权利要求1所述的户外用油热处理重组竹材制备方法，其特征是：步骤d脱油方法为：将无水乙醇配置成质量百分比为6-10％的乙醇溶液，将伯醇聚氧乙烯醚类非离子型表面活性剂溶于乙醇溶液中，非离子型表面活性剂的用量为乙醇溶液质量的3％-8％，再将竹束置于其中，浸泡1-2h。
3.如权利要求2所述的户外用油热处理重组竹材制备方法，其特征是：所述伯醇聚氧乙烯醚类非离子型表面活性剂为AEO-3、AEO-6、AEO-7中的任意一种、两种或三种。
4.如权利要求1所述的户外用油热处理重组竹材制备方法，其特征是：热压时压力6-8Mpa，浸胶量8-15％，温度110-140℃，热压时间1.1min/mm。
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