CN106965271A - 一种户外重组竹产品及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于竹制品研究制备领域,特别设计一种户外重组竹的产品及制备方法,主要通过研究热处理温度和密度对户外重组竹的影响,发明了一种户外重组竹制备方法,并由此得到了户外重组竹产品。制备工艺包括竹束单元制备,竹束热处理,浸胶,组坯,热压成型和锯切等步骤,并最终确定了最合适的热处理温度200℃,以及最合适的密度为1.1g/cm3。本发明研制得到的耐光老化重组竹具有较强的耐光老化性能,户外使用时,不损失竹木材天然的清晰纹理,有效提高竹木制品的使用寿命,增加产品附加值,具有良好的经济、社会和生态效益。
Description
技术领域
本申请属于竹制品的制备领域,具体涉及户外重组竹,包括户外重组竹的制备,户外重组竹制备过程中的影响因素,以及通过该制备方法得到的户外重组竹产品。
背景技术
中国竹资源丰富,素有“竹子王国”之称,2013年大径竹产量为18.77亿根,竹木加工及制品制造业产值更是高达9973.33亿元,其中竹地板产量为0.81亿㎡(国家林业局,2014)。竹资源是最具有发展前景的森林资源之一,是一种可再生和可继续利用的资源。竹子具有生长快、生物量大、再生能力强、一次种植、永续利用等特征。竹文化在我国传统文化场域里占有极其重要的地位,历史上,“竹”作为一种审美文化符号,历经了由竹制生产工具到礼器,再到乐器,终而到“君子”形象三种审美流变形式(李永等,2011)。由于竹子具有纹理美观、物理力学性能良好、可加工性强、文化悠久等优点,深受人们喜爱。
近30年来,我国的竹材工业化利用技术与产品得到了快速发展,重组竹是竹材工业化利用的代表性产品之一,由于重组竹具有良好的物理力学性能和较高的利用率,其已成为我国竹产业中最具发展潜力的优势产业之一。经过十余年的发展,重组竹地板产能已超过竹集成材地板(于文吉,2011;2012)。近年来,重组竹的应用领域已经从室内拓展到室外,重组竹在户外应用时面临的主要问题就是耐候性问题,主要包括耐水性、防腐防霉和耐光老化。而耐光老化又是重点问题之一,竹材主要成分(纤维素、半纤维素、木质素及抽提物)对紫外线都存在一定程度的吸收,这导致竹材三大素及抽提物分子构造产生不同程度的光降解,影响了重组竹物理化学性能,如:颜色变化、开裂、光泽度下降和粗糙度增加等。重组竹开裂和重组竹中木质素降解等会进一步加速材料的霉变和腐朽速度。这一系列的缺陷制约了重组竹的户外应用范围,并缩短了重组竹使用寿命。为了改良重组竹户外利用时的缺陷,科研工作者与重组竹企业针对户外应用特点尝试多种重组竹生产工艺改良方法,如采用180℃以上高温热处理竹束,提高浸胶量来提高重组竹尺寸稳定性;采用防霉防腐处理以提高重组竹防霉防腐性能;采用耐光老化处理以降低重组竹受紫外光降解的影响;采用定期维护技术以提高重组竹使用寿命等等(张建辉,2015;余养伦等,2014)。
目前,竹木材耐光老化技术研究主要集中于透明涂层的研究,主要技术方法是通过在涂料中加入紫外吸收剂,紫外吸收剂主要包括有机和无机紫外吸收剂两大类(Mamnicka and Czajkowski,2012;游利锋和樊增禄,2008;郭洪武等,2009)。国内外学者对无机纳米紫外吸收剂开展大量的研究工作(Jin et al.,2014;江泽慧等,2010;宋烨等,2010),研究结果表明无机纳米紫外吸收剂具有较为良好的紫外光屏蔽能力和一定的抗菌性能,但是纳米颗粒分散难度大,经过表面改性处理的纳米颗粒可以达到良好的分散效果,但是也可能降低材料对紫外光吸收能力(Lowry et al.,2008;Mahmoudifard and Safi,2012)。研究发现,一些有机物如苯并三唑、水杨酸和二苯甲酮也具有吸收紫外光的能力(Bongiovanni et al.,2002;Choi and Chung.,2012;Choi and Chung.,2013;Li et al.,2015;Liu et al.,2013;Mamnicka and Czajkowski,2012;Rajan et al.,2012;Xiao andXie,2012),有报道对比研究苯并三唑和无机纳米TiO2涂层发现,苯并三唑的耐紫外线能力优于无机纳米TiO2(Forsthuber et al.,2013a;2013b)。与无机纳米紫外吸收剂相比,有机紫外吸收剂的相关研究远远不够,尤其是在竹材领域,相关研究鲜有报道。
重组竹户外应用目前仍然面临两大问题,1)如何制备出高耐候性的户外重组竹基材;2)如何降低紫外光对户外重组竹基材的光老化,如何构建户外重组竹紫外屏蔽系统。。
发明内容
户外重组竹是在普通室内用重组竹基础上,为了适应户外应用环境开发的一类重组竹产品,其具有较高的尺寸稳定性、高耐候性、高防霉防腐性、较高的产品质量稳定性等特点。本发明深入研究了在户外重组竹制备过程中,具体工艺参数对户外重组竹的性能的影响,并基于该研究,进一步确定出户外重组竹的制备方法,并由此得到性能优异的户外重组竹产品。进而解决了现有制备工艺的缺陷。
本发明通过研究,惊人地发现了热处理温度和密度在户外重组竹制备过程中具有重要的影响。本根据该研究,提供一种户外重组竹产品及其制备方法的综合解决方案。
一方面,本发明发现了热处理在户外重组竹制备过程中起到的显著作用。竹木材热处理是一种提高户外竹木材耐光老化性能的一个重要方法(Ozgenc and Yidiz 2016;Yildiz et al.2011),然而,热处理工艺与耐光老化性能之间的关系,以及热处理提升耐光老化性能的机理尚不明确,有必要开展热处理对木质素物理化学性能影响研究。热处理木质素热解程度、耐光老化性能与热处理温度、时间成正相关。然而,木质素高温热解形成的小分子在户外应用时易受水、热等因素影响,导致木质素流失而留下白色纤维素,使得重组竹表面灰变,其严重影响了重组竹表面性能。因此,户外重组竹重组竹热处理温度不适合太高,本研究认为户外重组竹热处理最适合温度为180-220℃,优选200℃左右,处理时间2-4h,优选2h。由于本研究制备的耐光老化重组竹于户外重组竹表面构建了紫外屏蔽系统,因此对户外重组竹本身的耐光老化性能要求可以低一点,因此,耐光老化重组竹最佳热处理工艺为:处理温度为200℃,处理时间为2h。建议户外重组竹应用时根据具体应用环境和视觉要求等,结合木质素热处理降解特性选择热处理工艺。
一方面,本发明进一步发现了密度在户外重组竹制备过程中起到的显著作用。密度是木竹材一项重要物理的指标(Soriano et al.2015),其与材料的物理力学性能、表面化学性能等息息相关(Li et al.,2017)。目前,学术界对户外重组竹密度要求存在一定的争议,重组竹密度是否影响户外耐光老化性能尚不明确。因此,有必要开展户外重组竹密度对材料耐老化性能等相关研究。本研究考察了密度对户外重组竹性能影响。结果表明,随着密度的增加,户外重组竹的压缩程度、体积膨胀率增加,物理力学性能、表面接触角(三种液体)呈现升高的趋势,表面自由能、吸水率逐渐降低。这也说明了重组竹的密度增加,提升了物理力学强度,同时降低了表面润湿性和尺寸稳定性。对不同密度的重组竹进行UV光加速老化和自然老化(吸水性能表征试样)试验,考察密度对重组竹老化性能影响。结果表明,光老化后户外重组竹的表面接触角(三种液体)、粗糙度增加了,尺寸稳定性提高了,而光泽度、吸水率、表面自由能降低了。户外重组竹老化时亮度值L*呈现下降的趋势,并逐渐红变和黄变,且高密度的重组竹呈现出高耐光色牢度,这表明密度是影响重组竹户外使用性能的重要因子之一。重组竹密度在一定范围内增加时,力学性能、耐光色牢度、表面润湿性在光老化时稳定性提高了,还会导致相对粗糙度的增加,表面润湿性、尺寸稳定性反而降低了。可见,密度增加对重组竹物理化学性能有利有弊,综合考虑普通户外重组竹密度为0.9-1.2g/cm3,优选1.1g/cm3最适合。
一方面,本发明进一步发现了密度和热处理温度在户外重组竹制备过程中同时起到作用。本发明进一步研究了不同温度和密度条件下,对户外重组竹的性能影响。从而提供了综合的户外重组竹制备方法,进而基于该方法,制备得到了性能优异的户外重组竹产品。
本发明采用的户外重组竹制备方法如下:
1)竹束单元制备,将毛竹锯截成竹筒,疏解后制成竹束;
2)竹束热处理,将竹束置于热蒸汽中进行热处理;
3)浸胶,将干燥后的竹束置于酚醛树脂胶中浸渍;
4)组坯,将浸胶后的竹束按顺纹组坯,将竹束均匀、松散地铺装成板坯;
5)热压成型,将板坯热压成型;
6)锯切,将上述得到的板材置于空气中平衡一段时间后,经裁边、砂光形成户外重组竹。
优选的,步骤2)中热处理温度为180-220℃,优选热处理温度为200℃;热处理时间为2-4h,优选2h。
优选的,步骤4)中根据预设密度计算板坯质量,使得最终得到的户外重组竹的密度为0.9-1.2g/cm3,优选为0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3或1.2g/cm3。
优选的,本发明户外重组竹制备方法如下:
1)单元制备,将毛竹锯截成2.6m长的竹筒,疏解制成竹束。
2)竹束热处理,将竹束置于过热蒸汽中进行热处理,处理时间为:2h;热处理温度为180-220℃。
3)浸胶,将干燥至含水率为6%-8%竹束置于装有20%固含的酚醛树脂胶中浸渍,浸渍时间约为4-6分钟。通过浸胶、淋胶时间控制浸胶量,浸胶量精确控制为14±0.2%。
4)组坯,将干燥至含水率为11%-12%的竹束按顺纹组坯,采用对称铺装,近青层朝外,竹黄面朝向中芯层。根据预设密度计算板坯质量,将称量好的竹束,均匀、松散地铺装成板坯。
5)热压成型,热压温度为145℃,保温保压时间为1.0min/mm;卸板时,热压板温度为55-60℃,板材厚度为20mm。
6)锯切,将上述得到的板材置于空气中平衡一段时间后,经裁边、砂光形成户外重组竹基材。
本发明取得了如下有益效果:
本发明研制得到的耐光老化重组竹具有较强的耐光老化性能,户外使用时,不损失竹木材天然的清晰纹理,有效提高竹木制品的使用寿命,增加产品附加值,具有良好的经济、社会和生态效益。
具体实施方式
实验例1:热处理对户外重组竹的性能影响
1.1材料与设备
酶解木质素(EHL)[主要性能指标:羟基含量为1.87mmol(31P NMR),数均分子量为1430g/mol(GPC),克拉松木素含量为84.91%,能较好溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和四氢呋喃(THF)],香港来和生物质有限公司,中国。
压片机(PC-5),天津市精拓仪器科技有限公司,中国;便携式色度仪(CR-10),柯尼卡美能达有限责任公司(KONICAMINOLTA),日本;UV-Vis分光光度计(UV-2401PC),岛津公司,日本;傅里叶变换红外光谱仪(Nicolet iS10),赛默(Thermo)科技有限公司,美国;热重分析仪(DTG-60),岛津公司,日本;质谱仪(solanX 70FT-MS),布鲁克·道尔顿公司,美国。
1.2方法
木质素圆制备及样品准备
称取5.0g酶解木质素均匀混合置于80℃烘箱中干燥6h后备用。称取0.2g上述酶解木质素使用压片机压制直径约为13mm的木质素片(圆片),木质素片用于热处理时木质素色度变化及失重率分析,共压制21片,压片压力为30MPa,压制时间为3min。称取0.2g酶解木质素粉末置于称量纸中待用,共称量7份。
酶解木质素热处理
将木质素片和粉末置于自制的热处理设备中进行不同热处理温度和时间的热处理。热处理时,用蒸汽发生器向窑内通入水蒸气,使处理试样始终处于水蒸气氛围之下。热处理温度分别为180、200、220℃,处理时间为2、4h,共6组试验(详见表2-1)。每组实验3片木质素片、一份木质素粉末。
失重率分析:热处理前,先将木质素片置于65℃烘箱中干燥12h,称量此时木质素片质量m0,热处理后首先自然冷却,随后置于65℃烘箱中干燥6h,称量此时木质素片质量m1,进一步计算失重率(Wl)。
色差分析:制备木质素圆片主要是为了方便木质素色度测试。采用便携式色度仪测试热处理前后木质素片色度值。参照ASTM E1347标准,测试试样CIELAB色度体系下的色度参数L*,a*,b*(Cristea et al.2010)。
光谱分析:采用UV-Vis分光光度计分析热处理前后酶解木质素的UV-Vis吸光度变化,溶剂为DMF,木质素浓度为33mg/kg,光谱扫描范围是200-800nm,增量为1nm,速度为快速。
FTIR表征:采用傅里叶变换红外光谱仪对热处理前后的酶解木质素官能团变化进行表征。采用溴化钾(KBr)压片法采集光谱(木质素:KBr=11:900)。光谱扫描范围400-4000cm-1的中红外区,光谱分辨率为4cm-1,扫描次数32次。
热重分析:酶解木质素样品的热分析采用热重分析仪进行检查,测试前对样品进行干燥,65℃,6h。测试时称取10mg左右样品置于AI2O3坩埚中,热解升温速率为10℃/min,氮气流速为30mL/min,测试温度范围为室温至800℃。
质谱分析:首先在正离子模式下采用电喷射离子化仪使试样电离。采用solanX70FT-MS质谱仪分析试样的分子量和裂解规律。采用二氯甲烷溶解试样,测试前,采用0.22um微孔滤膜过滤溶解后的样品。为了得到全扫描质谱,收集了100独立的瞬态,同时为了提高信噪比(S/N)。采用DataAnalysis 4.0(Bruker)分析得到的质谱数据。使用一系列的同系化合物m/z范围为50-2000对全扫描质谱数据进行内校。
1.3实验结果
本发明以水蒸气介质,对比研究了不同热处理温度和不同热处理时间对酶解木质素失重率、色度、UV-Vis吸光度、化学基团及热性能的影响。发现随着热处理温度升高和处理时间延长,木质素失重率、色差呈现增大趋势,UV-Vis吸光度呈现减弱趋势,部分红外吸收峰(如C=O、芳香核、甲基等吸收峰)呈现降低的趋势。这表明,热处理时木质素发生了明显的热化学反应,木质素发色基团的增加导致木质素热处理后可见光吸光度及色差增加,然而,热处理是木质素色度变化并不大,这说明木质素变色不是竹木材热处理变色的最主要原因。热处理后木质素降解导致其对紫外线吸光明显降低,这可能是导致热处理木材耐光老化性能增加的主要原因。FTIR及质谱分析研究结果说明了热处理后木质素发生了明显的降解,大分子化合物逐渐降解为小分子化合物。
热处理木质素热解程度、耐光老化性能与热处理温度、时间成正相关。然而,木质素高温热解形成的小分子在户外应用时易受水、热等因素影响,导致木质素流失而留下白色纤维素,使得重组竹表面灰变,其严重影响了重组竹表面性能。因此,户外重组竹重组竹热处理温度不适合太高,本研究认为户外重组竹热处理最适合温度为200℃左右,处理时间2-4h。由于本研究制备的耐光老化重组竹于户外重组竹表面构建了紫外屏蔽系统,因此对户外重组竹本身的耐光老化性能要求可以低一点,因此,耐光老化重组竹最佳热处理工艺为:处理温度为200℃,处理时间为2h。建议户外重组竹应用时根据具体应用环境和视觉要求等,结合木质素热处理降解特性选择热处理工艺。
实验例2:户外重组竹制造及密度对性能影响研究
2.1材料与设备
精疏解竹束,购于安徽宏宇竹业科技股份有限公司,中国;酚醛树脂胶[主要性能指标:黏度为36m Pa·S(25℃),固体含量46.2%,pH值10-11],北京太尔化工有限公司,中国。
热压机(QD-100),上海人造板机器厂有限公司,中国;加速紫外线老化试验箱,杭州九环富达实业有限公司,中国;万能力学试验机(50KN),英斯特朗公司,美国;扫描电子显微镜(S-3400N),日立集团,日本;便携式色度仪(CR-10),柯尼卡美能达有限责任公司,日本;光泽度测量仪(60°),邦西仪器科技(上海)有限公司,中国;UV-Vis分光光度计(UV-2401PC),岛津公司,日本;精密粗糙度仪(JB-4C),上海泰明光学仪器有限公司,中国;接触角测量仪(DSA 100),克吕士(Kruss)公司,德国。
2.2户外重组竹制备
户外重组竹基材的制备工艺具体步骤如下:
1)单元制备,纤维定向分离,将毛竹锯截成2.6m长的竹筒,疏解制成竹束。
2)竹束热处理,将竹束置于过热蒸汽中进行热处理,处理时间为:1-10h,优选2-4h,更优选2h。
4)浸胶,将干燥至含水率为6%-8%竹束置于装有20%固含的酚醛树脂胶中浸渍,浸渍时间为4-6分钟。通过浸胶、淋胶时间控制浸胶量,浸胶量精确控制为14±0.2%。
5)组坯,将干燥至含水率为11%-12%的竹束帘/竹束按顺纹组坯,采用对称铺装,近青层朝外,竹黄面朝向中芯层。根据预设密度计算板坯质量,将称量好的竹束,均匀、松散地铺装成板坯。
6)热压成型,热压温度为145℃,保温保压时间为1.0min/mm;卸板时,热压板温度为55-60℃,板材厚度为20mm。
7)锯切,将上述得到的板材置于空气中平衡一段时间后,经裁边、砂光形成户外重组竹基材。
通过控制干燥后的浸渍竹纤维单板的质量实现的目标密度。顺纹理方向组坯,热压温度为145℃,时间20min。原始板材尺寸为450mm×160mm×20mm,并依据所测指标制成不同规格试件。
2.3实验结果
(1)结果表明,随着密度的增加,户外重组竹的压缩程度、体积膨胀率增加,物理力学性能、表面接触角(三种液体)呈现升高的趋势,表面自由能、吸水率逐渐降低。这也说明了重组竹的密度增加,提升了物理力学强度,同时降低了表面润湿性和尺寸稳定性。
(2)对不同密度的重组竹进行UV光加速老化和自然老化(吸水性能表征试样)试验,考察密度对重组竹老化性能影响。结果表明,光老化后户外重组竹的表面接触角(三种液体)、粗糙度增加了,尺寸稳定性提高了,而光泽度、吸水率、表面自由能降低了。户外重组竹老化时亮度值L*呈现下降的趋势,并逐渐红变和黄变,且高密度的重组竹呈现出高耐光色牢度,这表明密度是影响重组竹户外使用性能的重要因子之一。
(3)重组竹密度增加时,力学性能、耐光色牢度、表面润湿性在光老化时稳定性提高了,还会导致相对粗糙度的增加,表面润湿性、尺寸稳定性反而降低了。可见,密度增加对重组竹物理化学性能有利有弊,综合考虑普通户外重组竹密度为09-1.2g/cm3,优选1.1g/cm3最适合。
实验例3:户外重组竹的综合处理方案
实施例1
通过以下方法制备户外重组竹CZ-1
1)单元制备,纤维定向分离,将毛竹锯截成2.6m长的竹筒,疏解制成竹束。
2)竹束热处理,将竹束置于过热蒸汽中进行热处理,处理时间为2h,热处理温度为180℃。
4)浸胶,将干燥至含水率为6%竹束置于装有20%固含的酚醛树脂胶中浸渍,浸渍时间为4分钟。通过浸胶、淋胶时间控制浸胶量,浸胶量精确控制为14±0.2。
5)组坯,将干燥至含水率为11%的竹束帘/竹束按顺纹组坯,采用对称铺装,近青层朝外,竹黄面朝向中芯层。根据预设密度计算板坯质量,将称量好的竹束,均匀、松散地铺装成板坯。
6)热压成型,热压温度为145℃,保温保压时间为1.0min/mm;卸板时,热压板温度为55℃,板材厚度为20mm。
7)锯切,将上述得到的板材置于空气中平衡一段时间后,经裁边、砂光形成户外重组竹基材。
通过控制干燥后的浸渍竹纤维单板的质量实现的目标密度为0.9g/cm3。
实施例2
通过以下方法制备户外重组竹CZ-2
1)单元制备,纤维定向分离,将毛竹锯截成2.6m长的竹筒,疏解制成竹束。
2)竹束热处理,将竹束置于过热蒸汽中进行热处理,处理时间为4h,热处理温度为220℃。
4)浸胶,将干燥至含水率为8%竹束置于装有20%固含的酚醛树脂胶中浸渍,浸渍时间为6分钟。通过浸胶、淋胶时间控制浸胶量,浸胶量精确控制为14±0.2。
5)组坯,将干燥至含水率为12%的竹束帘/竹束按顺纹组坯,采用对称铺装,近青层朝外,竹黄面朝向中芯层。根据预设密度计算板坯质量,将称量好的竹束,均匀、松散地铺装成板坯。
6)热压成型,热压温度为145℃,保温保压时间为1.0min/mm;卸板时,热压板温度为60℃,板材厚度为20mm。
7)锯切,将上述得到的板材置于空气中平衡一段时间后,经裁边、砂光形成户外重组竹基材。
通过控制干燥后的浸渍竹纤维单板的质量实现的目标密度为1.2g/cm3。
实施例3
通过以下方法制备户外重组竹CZ-3
1)单元制备,纤维定向分离,将毛竹锯截成2.6m长的竹筒,疏解制成竹束。
2)竹束热处理,将竹束置于过热蒸汽中进行热处理,处理时间为2h;热处理温度为200℃。
4)浸胶,将干燥至含水率为7%竹束置于装有20%固含的酚醛树脂胶中浸渍,浸渍时间为5分钟。通过浸胶、淋胶时间控制浸胶量,浸胶量精确控制为14%。
5)组坯,将干燥至含水率为11.5%的竹束帘/竹束按顺纹组坯,采用对称铺装,近青层朝外,竹黄面朝向中芯层。根据预设密度计算板坯质量,将称量好的竹束,均匀、松散地铺装成板坯。
6)热压成型,热压温度为145℃,保温保压时间为1.0min/mm;卸板时,热压板温度为58℃,板材厚度为20mm。
7)锯切,将上述得到的板材置于空气中平衡一段时间后,经裁边、砂光形成户外重组竹基材。
通过控制干燥后的浸渍竹纤维单板的质量实现的目标密度为1.1g/cm3。
对比例1-12
作为本领域技术的技术人员应当知晓,上述制备工艺中,以下实验参数的微小变动范围并不会对产品的最终性能产生显著影响,如:处理时间为2-4h,干燥至含水率为6%-8%,浸渍时间为4-6分钟,浸胶量控制为14±0.2%,组坯时干燥竹束至含水率为11%-12%,热压温度为145℃,保温保压时间为1.0min/mm;卸板时,热压板温度为55-60℃。然而,为了说明热处理温度和密度对产品最终性能的影响,实施例4-10的户外重组竹严格参照实施例3的方法进行制备,区别仅在于热处理温度和密度的差异,二者的具体参数列表如下:
表1对比文件1-12的热处理温度和密度指标
采用国标《重组竹地板》中户外重组竹地板的理化性能指标测试实施例1-3以及对比文件1-10的性能指标,结果如表2:
表2实施例1-3以及对比例1-12性能指标对比实验数据
可见,采用实施例1-3所述的制备工艺得到的户外重组竹的各项性能指标都明显优于对比例1-12,可见,本申请提供了一种户外重组竹的综合的优异的处理方案,该方案涉及多种因素的影响,特别是密度和热处理温度对产品最终性能具有较显著的影响。采用本申请提供的制备方法制备得到的户外重组竹各项性能均处于国标《重组竹地板》中户外重组竹地板的理化性能指标中优等品的范畴。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (10)
1.一种户外重组竹的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)竹束单元制备,将毛竹锯截成竹筒,疏解后制成竹束;
2)竹束热处理,将竹束置于热蒸汽中进行热处理;
3)浸胶,将干燥后的竹束置于酚醛树脂胶中浸渍;
4)组坯,将浸胶后的竹束按顺纹组坯,将竹束均匀、松散地铺装成板坯;
5)热压成型,将板坯热压成型;
6)锯切,将上述得到的板材置于空气中平衡一段时间后,经裁边、砂光形成户外重组竹。
2.根据权利要求1所述的户外重组竹的制备方法,其中步骤2)中热处理温度为180-220℃,优选热处理温度为200℃;热处理时间为2-4h,优选2h。
3.根据权利要求1或2所述的户外重组竹的制备方法,其中步骤4)中根据预设密度计算板坯质量,使得最终得到的户外重组竹的密度为0.9 -1.2g/cm3,优选为0.9 g/cm3、1.0 g/cm3、1.1 g/cm3或1.2g/cm3。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的户外重组竹的制备方法,其中步骤2)中所述的热处理工艺为:用蒸汽发生器向窑内通入水蒸气,使处理试样始终处于水蒸气氛围之下。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的户外重组竹的制备方法,其中步骤3)中所述的干燥是指干燥至含水率为6%-8%;所述酚醛树脂胶的固含量为10-30%,优选20%;浸胶量为10%-20%,优选13.8-14.2%。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的户外重组竹的制备方法,其中步骤4)中浸胶后的竹束在组坯前干燥至含水率为11%-12%;铺装方式采用对称铺装,近青层朝外,竹黄面朝向中芯层。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的户外重组竹的制备方法,其中步骤5)中包括热压和卸板的步骤,其中热压温度为145℃,保温保压时间为1.0 min/mm;卸板时,热压板温度为55-60℃;热压后的板材厚度为20mm。
8.一种采用权利要求1-7任意一项所述方法制备得到的户外重组竹。
9.根据权利要求8所述的户外重组竹,其制备过程中的竹束热处理温度为180-220℃,热处理时间为2-4h;其密度为0.9 -1.2g/cm3。
10.根据权利要求8或9所述的户外重组竹,其制备过程中的竹束热处理温度为200℃,热处理时间为2h;其密度为1.1g/ cm3。
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108214751A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-06-29 | 汪逸凡 | 一种耐光老化户外重组竹材板的制备方法 |
CN108789679A (zh) * | 2018-08-06 | 2018-11-13 | 北京林业大学 | 一种重组竹板材及其制备方法 |
CN108858595A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-11-23 | 阜南县铭钰柳木工艺品有限公司 | 一种提高竹片间胶合能力的方法 |
CN109304782A (zh) * | 2018-07-09 | 2019-02-05 | 浙江农林大学 | 一种重组竹或木碳化的加工工艺 |
CN109732711A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-05-10 | 中国林业科学研究院木材工业研究所 | 一种重组复合结构竹的制造方法 |
CN109986674A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-09 | 黄嘉汉 | 一种长效耐候型重组竹的制备方法 |
CN111203946A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-05-29 | 浙江省林业科学研究院 | 一种防腐重组竹材料的制备方法 |
CN115625764A (zh) * | 2022-10-13 | 2023-01-20 | 南京林业大学 | 一种提高热处理竹材胶合性能的方法 |
CN115781846A (zh) * | 2022-11-11 | 2023-03-14 | 华南农业大学 | 一种表面涂饰的酚醛树脂浸渍重组竹及其涂饰方法和应用 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN202480198U (zh) * | 2012-02-29 | 2012-10-10 | 中南林业科技大学 | 高强重组竹 |
CN103286842A (zh) * | 2012-03-05 | 2013-09-11 | 北新建材集团有限公司 | 重组竹的制备方法 |
CN103465322A (zh) * | 2013-09-29 | 2013-12-25 | 福建农林大学 | 一种采用等离子体技术制造重组竹的方法 |
CN104960069A (zh) * | 2015-05-25 | 2015-10-07 | 官宝瑛 | 一种家具用重组竹的制备方法 |
CN105619570A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-06-01 | 南京林业大学 | 一种高耐候性重组竹的制备方法 |
CN105643762A (zh) * | 2016-02-16 | 2016-06-08 | 四川麦笠机械设备有限公司 | 重组竹加工工艺 |
-
2017
- 2017-04-17 CN CN201710250801.7A patent/CN106965271A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN202480198U (zh) * | 2012-02-29 | 2012-10-10 | 中南林业科技大学 | 高强重组竹 |
CN103286842A (zh) * | 2012-03-05 | 2013-09-11 | 北新建材集团有限公司 | 重组竹的制备方法 |
CN103465322A (zh) * | 2013-09-29 | 2013-12-25 | 福建农林大学 | 一种采用等离子体技术制造重组竹的方法 |
CN104960069A (zh) * | 2015-05-25 | 2015-10-07 | 官宝瑛 | 一种家具用重组竹的制备方法 |
CN105619570A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-06-01 | 南京林业大学 | 一种高耐候性重组竹的制备方法 |
CN105643762A (zh) * | 2016-02-16 | 2016-06-08 | 四川麦笠机械设备有限公司 | 重组竹加工工艺 |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108214751A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-06-29 | 汪逸凡 | 一种耐光老化户外重组竹材板的制备方法 |
CN108858595A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-11-23 | 阜南县铭钰柳木工艺品有限公司 | 一种提高竹片间胶合能力的方法 |
CN109304782A (zh) * | 2018-07-09 | 2019-02-05 | 浙江农林大学 | 一种重组竹或木碳化的加工工艺 |
CN109304782B (zh) * | 2018-07-09 | 2021-01-08 | 浙江农林大学 | 一种重组竹或木碳化的加工工艺 |
CN108789679A (zh) * | 2018-08-06 | 2018-11-13 | 北京林业大学 | 一种重组竹板材及其制备方法 |
CN109732711A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-05-10 | 中国林业科学研究院木材工业研究所 | 一种重组复合结构竹的制造方法 |
CN109986674A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-09 | 黄嘉汉 | 一种长效耐候型重组竹的制备方法 |
CN109986674B (zh) * | 2019-04-30 | 2021-04-30 | 福建省九竹工贸有限公司 | 一种长效耐候型重组竹的制备方法 |
CN111203946A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-05-29 | 浙江省林业科学研究院 | 一种防腐重组竹材料的制备方法 |
CN115625764A (zh) * | 2022-10-13 | 2023-01-20 | 南京林业大学 | 一种提高热处理竹材胶合性能的方法 |
CN115625764B (zh) * | 2022-10-13 | 2023-10-20 | 南京林业大学 | 一种提高热处理竹材胶合性能的方法 |
CN115781846A (zh) * | 2022-11-11 | 2023-03-14 | 华南农业大学 | 一种表面涂饰的酚醛树脂浸渍重组竹及其涂饰方法和应用 |
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