CN107344379B - 一种高强度竹木胶板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高强度竹木胶板的制备方法，属于建筑板材制备技术领域。本发明首先提取得到富含甲氧基和羟基的木质素，用其和苯酚、甲醛共聚得到环保型木质素基酚醛树脂胶，再以具有极佳柔韧性的水曲柳木板作为竹木胶板的中间增强层，首先静置微腐，使得水曲柳木板表面产生微孔，接着再对微腐木板进行微爆破处理，形成新的流体通道，再用自制竹板胶浸泡木板，使得胶液浸入木板表面微孔以及内部形成的流体通道中，经热压作用形成牢固的锚固胶黏作用，并在竹木胶板内部形成了物理性的网状交联作用，从而提高了制得的竹木胶板的力学性能，使得本发明制得的竹木胶板相比竹胶板的机械强度和韧性得到显著提高，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种高强度竹胶板的制备方法，属于建筑板材制备技术领域。
背景技术
目前，竹胶板的运用越来越广泛，其生产工艺也比较多样，如公开号为2325455的中国实用新型专利公开了一种竹木胶板，其上下面层均为竹帘式密排的竹制结构层，面层间的木质芯层为二层以上的多层交叠木片胶连层，或者在木质芯层中相间嵌入一层或一层以上的加强的竹帘层，可借以调整竹木胶板的强度，利于拓宽应用范围，适合于建筑模板，箱板，隔墙板，地板，装饰板等多方面使用，当然，有些工艺中，木质芯层也可以替换为竹制层，制成纯竹的竹胶板，这种交织型的胶板结构层次较多且交叉结构较多产生间隙程度较大，整体性较弱，因而强度、韧性等性能方面相对较差，而且制造起来工艺较为繁琐，又如公开号为1907666的中国发明专利一种竹胶板及其制造方法和公开号为1386616的中国发明专利中小径竹竹胶板，这两种类型的竹胶板的原竹材料经过加工，剖片或剖丝，采用的是第二层、第三层竹篾，一方面管维素密集，另一方面这种材料胶连效果较好，使得整体强度有一定的提高，但还是静曲强度和弹性模量不能满足这方面要求较高的场所，从而限制了竹胶板的应用。
因此，发明一种具有高静曲强度和弹性模量的竹胶板对建筑材料制备技术领域具有重要的意义。
发明内容
本发明主要解决的技术问题，针对目前传统竹胶板的机械强度和韧性不佳，难以满足要求较高的应用领域的问题，提供了一种高强度竹胶板的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种高强度竹木胶板的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）取松木屑和氢氧化钠溶液混合后加热煮沸处理，过滤分离得到滤液，用盐酸调节滤液pH至5.5～6.0，再离心处理，分离得到下层沉淀；
（2）向装有冷凝管、温度计和搅拌器的四口烧瓶中，加入苯酚，加热升温至50～60℃，搅拌混合，在搅拌状态下向四口烧瓶中加入上述沉淀和氧化铝粉末，加热升温至80～90℃，保温液化反应20～30min，得到液化产物，将液化产物降温至45～50℃，再向四口烧瓶中加入甲醛溶液，加热升温至55～65℃，继续搅拌反应50～60min，得到自制竹板胶；
（3）取两块尺寸为500mm×500mm×2mm的水曲柳木板，用毛刷蘸取沼液均匀的涂刷在木板表面，将涂刷沼液后的模板放入温室中，静置微腐处理，得到微腐木板；
（4）将上述微腐木板放入爆破装置中，提升爆破装置中压力，并保压处理后瞬时泄压，得到微爆破木板；
（5）取三块尺寸为500mm×500mm×1mm的竹帘，将竹帘和上述微爆破木板浸入自制竹板胶中浸泡，浸泡结束后取出，放在通风处自然陈放干燥，分别得到施胶竹帘和施胶微爆破木板；
（6）按一层施胶竹帘一层施胶微爆破木板的顺序将三块施胶竹帘和两块施胶微爆破木板交叉排列整齐，用热压机压制后即可得到高强度竹木胶板。
步骤（1）中所述的松木屑和氢氧化钠溶液的质量比为1:10，氢氧化钠溶液的质量分数为20%，加热煮沸处理时间为1～2h，离心处理转速为3000～4000r/min，离心处理时间为10～15min。
步骤（2）中所述的沉淀的加入量为苯酚质量的40%，氧化铝粉末的加入量为苯酚质量的1%，甲醛溶液的加入量为液化产物质量的5%，甲醛溶液的质量分数为10%。
步骤（3）中所述的温室的温度为45～55℃，空气相对湿度为60～70%，静置微腐处理时间为3～5天。
步骤（4）中所述的提升爆破装置中压力达到1.5～2.0MPa，保压处理时间为2～3min。
步骤（5）中所述的浸泡时间为5～7min，干燥时间为10～12h。
步骤（6）中所述的热压机的温度为140～150℃，热压机的压力为2.0～2.5MPa，压制时间为1～2min。
本发明的有益效果是：
（1）本发明首先从松木屑中通过碱浸酸沉的方法提取得到富含甲氧基和羟基的木质素，用其和苯酚、甲醛共聚得到环保型木质素基酚醛树脂胶，再以具有极佳柔韧性的水曲柳木板作为竹胶板的中间增强层，首先利用富含微生物的沼液对其涂刷，并在温室中静置微腐，使得水曲柳木板表面产生微孔，接着再对微腐木板进行微爆破处理，在保持木板本身物理力学性及外观完整的条件下，在加压和瞬间释压过程中木板纤维内部产生压力差，使得木板纤维内部形成由内向外冲击的高压气流，在该高压气流的作用下，木板纤维细胞壁和纹孔膜等薄弱组织被破坏，形成新的流体通道，再用自制竹板胶浸泡木板，使得胶液浸入木板表面微孔以及内部形成的流体通道中，经热压作用形成牢固的锚固胶黏作用，并在竹胶板内部形成了物理性的网状交联作用，从而提高了制得的竹胶板的力学性能，另外高韧性的水曲柳板作为芯材的加入，同样提高了竹胶板的韧性，使得本发明制得的竹胶板相比创痛竹胶板的机械强度和韧性得到显著提高，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
取松木屑和质量分数为20%氢氧化钠溶液按质量比为1:10混合后加热煮沸处理1～2h，过滤分离得到滤液，用浓度为1mol/L盐酸调节滤液pH至5.5～6.0，再用离心机以3000～4000r/min转速离心处理10～15min，分离得到下层沉淀；向装有冷凝管、温度计和搅拌器的四口烧瓶中，加入苯酚，加热升温至50～60℃，启动搅拌器以100～200r/min转速搅拌混合，在搅拌状态下向四口烧瓶中加入苯酚质量40%的上述沉淀和苯酚质量1%的氧化铝粉末，加热升温至80～90℃，保温液化反应20～30min，得到液化产物，将液化产物降温至45～50℃，再向四口烧瓶中加入液化产物质量5%的质量分数为10%甲醛溶液，加热升温至55～65℃，继续搅拌反应50～60min，得到自制竹板胶；取两块尺寸为500mm×500mm×2mm的水曲柳木板，用毛刷蘸取沼液均匀的涂刷在木板表面，将涂刷沼液后的模板放入温度为45～55℃，空气相对湿度为60～70%的温室中，静置微腐处理3～5天，得到微腐木板；将微腐木板放入爆破装置中，提升爆破装置中压力达到1.5～2.0MPa，并保压处理2～3min后瞬时泄压，得到微爆破木板；取三块尺寸为500mm×500mm×1mm的竹帘，将竹帘和上述微爆破木板浸入自制竹板胶中浸泡5～7min，浸泡结束后取出，放在通风处自然陈放干燥10～12h，分别得到施胶竹帘和施胶微爆破木板；按一层施胶竹帘一层施胶微爆破木板的顺序将三块施胶竹帘和两块施胶微爆破木板交叉排列整齐，用热压机以140～150℃的温度和2.0～2.5MPa的压力保压压制1～2min后即可得到高强度竹木胶板。
实例1
取松木屑和质量分数为20%氢氧化钠溶液按质量比为1:10混合后加热煮沸处理1h，过滤分离得到滤液，用浓度为1mol/L盐酸调节滤液pH至5.5，再用离心机以3000r/min转速离心处理10min，分离得到下层沉淀；向装有冷凝管、温度计和搅拌器的四口烧瓶中，加入苯酚，加热升温至50℃，启动搅拌器以100r/min转速搅拌混合，在搅拌状态下向四口烧瓶中加入苯酚质量40%的上述沉淀和苯酚质量1%的氧化铝粉末，加热升温至80℃，保温液化反应20min，得到液化产物，将液化产物降温至45℃，再向四口烧瓶中加入液化产物质量5%的质量分数为10%甲醛溶液，加热升温至55℃，继续搅拌反应50min，得到自制竹板胶；取两块尺寸为500mm×500mm×2mm的水曲柳木板，用毛刷蘸取沼液均匀的涂刷在木板表面，将涂刷沼液后的模板放入温度为45℃，空气相对湿度为60%的温室中，静置微腐处理3天，得到微腐木板；将微腐木板放入爆破装置中，提升爆破装置中压力达到1.5MPa，并保压处理2～3min后瞬时泄压，得到微爆破木板；取三块尺寸为500mm×500mm×1mm的竹帘，将竹帘和上述微爆破木板浸入自制竹板胶中浸泡5min，浸泡结束后取出，放在通风处自然陈放干燥10h，分别得到施胶竹帘和施胶微爆破木板；按一层施胶竹帘一层施胶微爆破木板的顺序将三块施胶竹帘和两块施胶微爆破木板交叉排列整齐，用热压机以140℃的温度和2.0MPa的压力保压压制1min后即可得到高强度竹木胶板。
实例2
取松木屑和质量分数为20%氢氧化钠溶液按质量比为1:10混合后加热煮沸处理2h，过滤分离得到滤液，用浓度为1mol/L盐酸调节滤液pH至5.8，再用离心机以3500r/min转速离心处理13min，分离得到下层沉淀；向装有冷凝管、温度计和搅拌器的四口烧瓶中，加入苯酚，加热升温至55℃，启动搅拌器以150r/min转速搅拌混合，在搅拌状态下向四口烧瓶中加入苯酚质量40%的上述沉淀和苯酚质量1%的氧化铝粉末，加热升温至85℃，保温液化反应25min，得到液化产物，将液化产物降温至48℃，再向四口烧瓶中加入液化产物质量5%的质量分数为10%甲醛溶液，加热升温至60℃，继续搅拌反应55min，得到自制竹板胶；取两块尺寸为500mm×500mm×2mm的水曲柳木板，用毛刷蘸取沼液均匀的涂刷在木板表面，将涂刷沼液后的模板放入温度为50℃，空气相对湿度为65%的温室中，静置微腐处理4天，得到微腐木板；将微腐木板放入爆破装置中，提升爆破装置中压力达到1.8MPa，并保压处理2min后瞬时泄压，得到微爆破木板；取三块尺寸为500mm×500mm×1mm的竹帘，将竹帘和上述微爆破木板浸入自制竹板胶中浸泡6min，浸泡结束后取出，放在通风处自然陈放干燥11h，分别得到施胶竹帘和施胶微爆破木板；按一层施胶竹帘一层施胶微爆破木板的顺序将三块施胶竹帘和两块施胶微爆破木板交叉排列整齐，用热压机以145℃的温度和2.3MPa的压力保压压制2min后即可得到高强度竹木胶板。
实例3
取松木屑和质量分数为20%氢氧化钠溶液按质量比为1:10混合后加热煮沸处理2h，过滤分离得到滤液，用浓度为1mol/L盐酸调节滤液pH至6.0，再用离心机以4000r/min转速离心处理15min，分离得到下层沉淀；向装有冷凝管、温度计和搅拌器的四口烧瓶中，加入苯酚，加热升温至60℃，启动搅拌器以200r/min转速搅拌混合，在搅拌状态下向四口烧瓶中加入苯酚质量40%的上述沉淀和苯酚质量1%的氧化铝粉末，加热升温至90℃，保温液化反应30min，得到液化产物，将液化产物降温至50℃，再向四口烧瓶中加入液化产物质量5%的质量分数为10%甲醛溶液，加热升温至65℃，继续搅拌反应60min，得到自制竹板胶；取两块尺寸为500mm×500mm×2mm的水曲柳木板，用毛刷蘸取沼液均匀的涂刷在木板表面，将涂刷沼液后的模板放入温度为55℃，空气相对湿度为70%的温室中，静置微腐处理5天，得到微腐木板；将微腐木板放入爆破装置中，提升爆破装置中压力达到2.0MPa，并保压处理3min后瞬时泄压，得到微爆破木板；取三块尺寸为500mm×500mm×1mm的竹帘，将竹帘和上述微爆破木板浸入自制竹板胶中浸泡7min，浸泡结束后取出，放在通风处自然陈放干燥12h，分别得到施胶竹帘和施胶微爆破木板；按一层施胶竹帘一层施胶微爆破木板的顺序将三块施胶竹帘和两块施胶微爆破木板交叉排列整齐，用热压机以150℃的温度和2.5MPa的压力保压压制2min后即可得到高强度竹木胶板。
对照例
以湖南省某公司生产的竹木胶板作为对照例
将本发明压制的竹木胶板和对照例中的竹木胶板在室内放置48h后检测，按LY/T1574－2000《混凝土模板用竹材胶合板》标准检测竹木胶板的静曲强度及其弹性模量。
具体检测结果如表1所示：
表1
根据表1 结果所示的本发明制得的竹木胶板具有极佳的机械强度和良好的韧性，应用前景广阔。
Claims (7)
1.一种高强度竹木胶板的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）取松木屑和氢氧化钠溶液混合后加热煮沸处理，过滤分离得到滤液，用盐酸调节滤液pH至5.5～6.0，再离心处理，分离得到下层沉淀；
（2）向装有冷凝管、温度计和搅拌器的四口烧瓶中，加入苯酚，加热升温至50～60℃，搅拌混合，在搅拌状态下向四口烧瓶中加入上述沉淀和氧化铝粉末，加热升温至80～90℃，保温液化反应20～30min，得到液化产物，将液化产物降温至45～50℃，再向四口烧瓶中加入甲醛溶液，加热升温至55～65℃，继续搅拌反应50～60min，得到自制竹板胶；
（3）取两块尺寸为500mm×500mm×2mm的水曲柳木板，用毛刷蘸取沼液均匀的涂刷在木板表面，将涂刷沼液后的模板放入温室中，静置微腐处理，得到微腐木板；
（4）将上述微腐木板放入爆破装置中，提升爆破装置中压力，并保压处理后瞬时泄压，得到微爆破木板；
（5）取三块尺寸为500mm×500mm×1mm的竹帘，将竹帘和上述微爆破木板浸入自制竹板胶中浸泡，浸泡结束后取出，放在通风处自然陈放干燥，分别得到施胶竹帘和施胶微爆破木板；
（6）按一层施胶竹帘一层施胶微爆破木板的顺序将三块施胶竹帘和两块施胶微爆破木板交叉排列整齐，用热压机压制后即可得到高强度竹木胶板。
2.根据权利要求1所述的一种高强度竹木胶板的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的松木屑和氢氧化钠溶液的质量比为1:10，氢氧化钠溶液的质量分数为20%，加热煮沸处理时间为1～2h，离心处理转速为3000～4000r/min，离心处理时间为10～15min。
3.根据权利要求1所述的一种高强度竹木胶板的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的沉淀的加入量为苯酚质量的40%，氧化铝粉末的加入量为苯酚质量的1%，甲醛溶液的加入量为液化产物质量的5%，甲醛溶液的质量分数为10%。
4.根据权利要求1所述的一种高强度竹木胶板的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的温室的温度为45～55℃，空气相对湿度为60～70%，静置微腐处理时间为3～5天。
5.根据权利要求1所述的一种高强度竹木胶板的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述的提升爆破装置中压力达到1.5～2.0MPa，保压处理时间为2～3min。
6.根据权利要求1所述的一种高强度竹木胶板的制备方法，其特征在于：步骤（5）中所述的浸泡时间为5～7min，干燥时间为10～12h。
7.根据权利要求1所述的一种高强度竹木胶板的制备方法，其特征在于：步骤（6）中所述的热压机的温度为140～150℃，热压机的压力为2.0～2.5MPa，压制时间为1～2min。
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