CN107584622A - 一种具有防霉功能的重组竹及其制备方法 - Google Patents

一种具有防霉功能的重组竹及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有防霉功能的重组竹及其制备方法，在竹束中添加了高效的防霉剂和低分子量的酚醛树脂，有效地改善了重组竹的防霉性。本发明所用的防霉剂由唑类、异噻唑啉酮类和菊酯类3种防腐剂组成，助剂由水、乳化剂、分散剂、渗透剂和交联剂组成，主剂与助剂通过乳化、交联、分散和复配等工序制备而成，该防腐剂通过为唑类、异噻唑啉酮类和菊酯类三者的协同作用，扩大杀菌谱、减少用药量，可实现处理竹材户外环境下6个月不发霉，可实现重组竹得长效防霉；采用酚醛树脂重组胶合后，防腐剂被封闭在酚醛树脂内，不留失，与普通防腐木相比，本发明提供的重组竹由更加环保。

Description

一种具有防霉功能的重组竹及其制备方法
技术领域
本发明涉及竹材加工技术领域，尤其涉及具有防霉功能的重组竹及其制备方法。
背景技术
重组竹又称重竹，是一种将竹材重新组织并加以强化成型的一种竹质新材料，也就是将竹材加工成长条状竹篾、竹丝或碾碎成竹丝束，经干燥后浸胶，再干燥到要求含水率，然后铺放在模具中，经高温高压热固化而成的型材。
重组木的防霉主要借鉴木材防霉技术，防霉剂有效成分的选择主要来自化妆品、农药等行业。防霉剂种类包括百菌清、8-羟基喹啉铜、多菌灵、3-碘-2-丙炔基-丁氨基甲酸酯(IPBC)、二癸基二甲基氯化铵(DDAC)、十二烷基苄基二甲基氯化铵(BAC)、丙环唑等，包括国外也开发出苯噻氰(TCMTB)、防霉唑(Azaconazole)等木材用防霉剂，主要针对木材贮存、运输过程中的木材霉变问题。作为比木材更容易霉变的竹材，经试验测试，其单独作用效果不理想，竹材依然会出现不同程度的霉变。近几年来，许多文献也也报道了多种复配防霉剂的防霉效果，多数以两种有效成分复配为主，测试方法采用实验室测试方法，无户外测试结果。而本专利申请人根据文献提供配方处理竹材在户外进行测试，包括丙环唑/戊唑醇(ZJFC)、DDAC/IPBC等文献常用配方，只能维持0.5-2个月左右时间，不能达到竹材产品长效防霉的要求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种具有防霉功能重组竹，其密度为1.00-1.30g/cm3，原料包括竹束、酚醛树脂胶黏剂和防霉剂，所述防霉剂的载药量为竹束质量分数的0.25-0.50％，所述防霉剂包括2.75-35份的主剂和65～97.25份的助剂，所述主剂由0.5～10份戊唑醇、0.5～10份丙环唑、1～3份5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、0.5～2份1，2-苯并异噻唑啉-3-酮和0.25～10份氯氰菊酯组成；所述助剂由60-90份水、2-4份乳化剂2-4份分散剂、0.8-1.3份渗透剂、2.0-8.0份交联剂组成；所述的乳化为二烷基苯磺酸钙和脱水山梨醇脂肪酸酯两种乳化剂进行乳化处理，所述十二烷基苯磺酸钙为乳化剂重量的65-80份，所述脱水山梨醇脂肪酸酯为乳化剂重量的20-35份；所述分散剂为聚丙烯酰胺、硫代硫酸钠和异丙基丙烯酰胺；所述聚丙烯酰胺、硫代硫酸钠和异丙基丙烯酰胺的添加比例分别为分散剂总量的20-30份，30-50份和20-50份；所述的渗透剂为氢氧化钠丙酮乳液。
所述酚醛树脂胶黏剂添加量为竹束质量分数的10-15％，所述酚醛树脂胶黏剂为低分子量水溶性酚醛树脂，分子量分布在200-400之间的占95-98％；所述的酚醛树脂中苯酚∶甲醛∶NaOH的摩尔比为1∶(1.9-2.2)∶(0.1-0.2)。
所述竹束为竹材采用疏解机疏解成通长的、相互交联并保持纤维原有排列方式的疏松束状单元，所述竹束的直径小于5mm。本发明还提供了一种具有防霉功能重组竹制造方法，包括(一)竹束疏解、(二)竹束一次干燥、(三)竹束防霉处理、(四)竹束浸胶、(五)竹束二次干燥、(六)重组成型：
(一)竹束疏解
将人工林竹材采用疏解机疏解成通长的、相互交联并保持纤维原有排列方式的疏松束状单元，所述竹束的直径小于5mm；
(二)竹束一次干燥
将步骤(一)采用网带式干燥机或窑式干燥机干燥至含水率为8-15％；
(三)竹束防霉剂处理
将步骤(二)所述所述竹束浸入防腐液中，浸胶时间为15-30min，所述防霉剂载药量为竹束质量分数的0.25-0.50％，所述防腐液的的分子量分布在200-400之间的占95-98％，固含量为15-30％，浸胶时间为15-30min，浸胶量为竹束质量分数的10-15％；所述防霉剂包括2.75-35份的主剂和65～97.25份的助剂，所述主剂由0.5～10份戊唑醇、0.5～10份丙环唑、1～3份5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、0.5～2份1，2-苯并异噻唑啉-3-酮和0.25～10份氯氰菊酯组成；所述助剂由组成如下：60-90份水、2-4份乳化剂2-4份分散剂、0.8-1.3份渗透剂、2.0-8.0份交联剂组成；所述的乳化为二烷基苯磺酸钙和脱水山梨醇脂肪酸酯两种乳化剂进行乳化处理，所述十二烷基苯磺酸钙为乳化剂重量的65-80份，所述脱水山梨醇脂肪酸酯为乳化剂重量的20-35份；所述分散剂为聚丙烯酰胺、硫代硫酸钠和异丙基丙烯酰胺；所述聚丙烯酰胺、硫代硫酸钠和异丙基丙烯酰胺的添加比例分别为分散剂总量的20-30份，30-50份和20-50份；所述的渗透剂为氢氧化钠丙酮乳液。
(四)竹束施胶
将步骤(三)所述竹束浸入酚醛树脂溶液中，所述的酚醛树脂中苯酚∶甲醛∶NaOH的摩尔比为1∶(1.9-2.2)∶(0.1-0.2)；所述酚醛树脂的分子量分布在200-400之间的占95-98％，固含量为15-30％，浸胶时间为15-30min，浸胶量为竹束质量分数的10-15％；
(五)竹束二次干燥
将步骤(三)所述竹束置入网带式干燥机中，干燥至含水率为8-15％，干燥温度为70-100℃；
(六)重组成型
将步骤(五)所述竹束按顺纹组坯后，置入压机中采用冷压或热压压制成密度为1.10-1.30g/cm3的重组竹坯料，固化后形成重组竹，所述固化温度为130-150℃。
所述的防霉剂复配工艺：向复配釜中加30-50份的水，开动搅拌器，转速为1500-2000r/min，缓慢地加入二烷基苯磺酸钙和脱水山梨醇脂肪酸酯，搅拌均匀后，缓慢地加入0.5～10戊唑醇，继续搅拌，直至戊唑醇形成均匀的乳化液；将搅拌机搅拌速度降至400-500r/min，加入0.5～10份的丙环唑，持续搅拌5-10min；之后加入2.0-8.0份的亚氨酸酯类，继续搅拌，直至戊唑醇与丙环唑形成均匀的乳化液；向分散釜1加入分散剂总量20-30份聚丙烯酰胺，开动搅拌器，转速为200-300r/min，缓慢地加入1～3份的5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，直至搅拌均匀；向分散釜2加入分散剂总量30-50份硫代硫酸钠，开动搅拌器，转速为200-300r/min，缓慢地加入0.5～2份的1，2-苯并异噻唑啉-3-酮，直至搅拌均匀；向分散釜3加入分散剂总量20-50份异丙基丙烯酰胺，开动搅拌器，转速为200-300r/min，缓慢地加入0.5～2份的氯氰菊酯，直至搅拌均匀；保持复配釜中搅拌器200-300r/min的搅拌速度，打开分散釜1和2，将5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮溶液与聚丙烯酰胺溶液和1，2-苯并异噻唑啉-3-酮与硫代硫酸钠溶液分别加入到复配釜中，边搅拌边加入30-40％的水，搅拌均匀后，打开分散釜3，加入氯氰菊酯和丙基丙烯酰胺溶液，加入剩余的10-40％水，搅拌5-10min，加入0.8-1.3份氢氧化钠丙酮溶液，得到所述的长效防霉剂。
与现有技术相比，本发明的有益成果如下：
(1)重组竹的竹束中添加了酚醛树脂和防霉剂，所用的防霉剂由唑类、异噻唑啉酮类和菊酯类3种防腐剂组成，助剂由水、乳化剂、分散剂、渗透剂和交联剂组成，主剂与助剂通过乳化、交联、分散和复配等工序制备而成，该防腐剂通过为唑类、异噻唑啉酮类和菊酯类三者的协同作用，扩大杀菌谱、减少用药量，可实现处理竹材户外环境下6个月不发霉，可实现重组竹得长效防霉；
(2)采用酚醛树脂重组胶合后，防腐剂被封闭在酚醛树脂内，不留失，与普通防腐木相比，本发明提供的重组竹由更加环保。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明做具体说明。
实施例：
一种具有防霉功能重组竹，重组竹的密度为1.15g/cm3，原料包括竹束、酚醛树脂胶黏剂和防霉剂，所述防霉剂包括占重量比24％的主剂和76％的助剂，其中助剂包括：8份戊唑醇、8份丙环唑、3份5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，2份1，2-苯并异噻唑啉-3-酮和3份氯氰菊酯，助剂包括：62份水、2.8份二烷基苯磺酸钙、1.2份脱水山梨醇脂肪酸酯、5.0份的亚氨酸酯类、1.2份聚丙烯酰胺、1.2份硫代硫酸钠、1.4份异丙基丙烯酰胺、1.0份氢氧化钠丙酮溶液。所述酚醛树脂胶黏剂添加量为竹束质量分数的15％，防霉剂载药量为竹束质量分数的30％，所述酚醛树脂胶黏剂为低分子量水溶性酚醛树脂，分子量分布在200-400之间的占96％；所述竹束为人工林竹材采用疏解机疏解成通长的、相互交联并保持纤维原有排列方式的疏松束状单元，所述竹束的直径3-5mm；
本发明还提供了一种具有防霉功能重组竹制造方法：包括(一)竹束疏解、(二)竹束一次干燥、(三)竹束防霉处理、(四)竹束浸胶、(五)竹束二次干燥、(六)重组成型：
(一)竹束疏解
将人工林竹材采用疏解机疏解成通长的、相互交联并保持纤维原有排列方式的疏松束状单元，所述竹束的直径3-5mm；
(二)竹束一次干燥
将步骤(一)采用网带式干燥机或窑式干燥机干燥至含水率为10％；
(三)竹束防霉剂的复配与处理
将步骤(二)所述所述竹束浸入防腐液中，浸胶时间为15min，所述防霉剂载药量为竹束质量分数的0.30％，所述防腐液的的分子量分布在200-400之间的占96％，固含量为20％，浸胶时间为15min，浸胶量为竹束质量分数的15％；所述防霉剂包括占重量比24％的主剂和76％的助剂，其中助剂包括：8份戊唑醇、8份丙环唑、2份5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，1份1，2-苯并异噻唑啉-3-酮和5份氯氰菊酯，助剂包括：62份水、2.8份二烷基苯磺酸钙、1.2份脱水山梨醇脂肪酸酯、5.0份的亚氨酸酯类、1.2份聚丙烯酰胺、1.2份硫代硫酸钠、1.4份异丙基丙烯酰胺、1.0份氢氧化钠丙酮溶液。
所述防霉剂的复配工艺包括以下步骤向复配釜中加20份的水，开动搅拌器，转速为2000r/min，缓慢地加入二烷基苯磺酸钙和脱水山梨醇脂肪酸酯，搅拌均匀后，缓慢地加入8份戊唑醇，继续搅拌，直至戊唑醇形成均匀的乳化液；将搅拌机搅拌速度降至500r/min，加入8份的丙环唑，持续搅拌8min；之后加入5.0份的亚氨酸酯类，继续搅拌，直至戊唑醇与丙环唑形成均匀的乳化液；向分散釜1加入1.2份聚丙烯酰胺，开动搅拌器，转速为300r/min，缓慢地加入3.0份的5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，直至搅拌均匀；向分散釜2加入分散剂总量1.2份硫代硫酸钠，开动搅拌器，转速为300r/min，缓慢地加入2份的1，2-苯并异噻唑啉-3-酮，直至搅拌均匀；向分散釜3加入分散剂总量1.4份异丙基丙烯酰胺，开动搅拌器，转速为300r/min，缓慢地加入3份的氯氰菊酯，直至搅拌均匀；
保持复配釜中搅拌器300r/min的搅拌速度，打开分散釜1和2，将5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮溶液与聚丙烯酰胺溶液和1，2-苯并异噻唑啉-3-酮与硫代硫酸钠溶液分别加入到复配釜中，边搅拌边加入24份的水，搅拌均匀后，打开分散釜3，加入氯氰菊酯和丙基丙烯酰胺溶液，加入剩余的18份水，搅拌5-10min，加入1份氢氧化钠丙酮溶液，得到所述的长效防霉剂。
(四)竹束施胶
将步骤(三)所述竹束浸入酚醛树脂溶液中，所述的酚醛树脂中苯酚∶甲醛∶NaOH的摩尔比为1∶2.1∶0.1；所述酚醛树脂的分子量分布在200-400之间的占96％，固含量为20％，浸胶时间为15min，浸胶量为竹束质量分数的15％；
(五)竹束二次干燥
将步骤(四)所述竹束置入网带式干燥机中，干燥至含水率为12％，干燥温度为80℃；
(六)重组成型
将步骤(五)所述竹束按顺纹组坯后，置入压机中采用冷压或热压压制成密度为1.15g/cm3的重组竹坯料，固化后形成重组竹，所述固化温度为140℃。
经防霉处理重组竹表面颜色无变化，其中静曲强度为120～280MPa，弹性模量为14000～30000MPa，剪切强度为14～30MPa，28h水煮循环吸水厚度膨胀率为2～10％。上述性能与未经防霉处理的样材无明显变化。
所述重组竹经标准测试GB/T 18261-2013防霉剂对竹材霉菌及变色菌防治效力的试验方法，霉变等级为0级；对照材霉变程度100％，霉变等级为4级；根据高温高湿户外环境测试结果防霉效果可达6个月，对照霉变时间为3天。

Claims (5)

1.一种具有防霉功能重组竹，其密度为1.00-1.30g/cm3，原料包括竹束、酚醛树脂胶黏剂和防霉剂，其特征在于：所述防霉剂的载药量为竹束质量分数的0.25-0.50％，所述防霉剂包括2.75-35份的主剂和65～97.25份的助剂，所述主剂由0.5～10份戊唑醇、0.5～10份丙环唑、1～3份5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、0.5～2份1，2-苯并异噻唑啉-3-酮和0.25～10份氯氰菊酯组成；所述助剂由60-90份水、2-4份乳化剂2-4份分散剂、0.8-1.3份渗透剂、2.0-8.0份交联剂组成；所述的乳化为二烷基苯磺酸钙和脱水山梨醇脂肪酸酯两种乳化剂进行乳化处理，所述十二烷基苯磺酸钙为乳化剂重量的65-80份，所述脱水山梨醇脂肪酸酯为乳化剂重量的20-35份；所述分散剂为聚丙烯酰胺、硫代硫酸钠和异丙基丙烯酰胺；所述聚丙烯酰胺、硫代硫酸钠和异丙基丙烯酰胺的添加比例分别为分散剂总量的20-30份，30-50份和20-50份；所述的渗透剂为氢氧化钠丙酮乳液。
2.根据权利要求1具有防霉功能重组竹，其特征在于：所述酚醛树脂胶黏剂添加量为竹束质量分数的10-15％，所述酚醛树脂胶黏剂为低分子量水溶性酚醛树脂，分子量分布在200-400之间的占95-98％；所述的酚醛树脂中苯酚∶甲醛∶NaOH的摩尔比为1∶(1.9-2.2)∶(0.1-0.2)。
3.根据权利要求1具有防霉功能重组竹，其特征在于：所述竹束为竹材采用疏解机疏解成通长的、相互交联并保持纤维原有排列方式的疏松束状单元，所述竹束的直径小于5mm。
4.一种具有防霉功能重组竹制造方法，其特征在于：包括(一)竹束疏解、(二)竹束一次干燥、(三)竹束防霉处理、(四)竹束浸胶、(五)竹束二次干燥、(六)重组成型：
(一)竹束疏解
将竹材采用疏解机疏解成通长的、相互交联并保持纤维原有排列方式的疏松束状单元，所述竹束的直径小于5mm；
(二)竹束一次干燥
将步骤(一)采用网带式干燥机或窑式干燥机干燥至含水率为8-15％；
(三)竹束防霉处理
将步骤(二)所述所述竹束浸入防腐液中，浸胶时间为15-30min，所述防霉剂载药量为竹束质量分数的0.25-0.50％，所述防腐液的的分子量分布在200-400之间的占95-98％，固含量为15-30％，浸胶时间为15-30min，浸胶量为竹束质量分数的10-15％；所述防霉剂包括2.75-35份的主剂和65～97.25份的助剂，所述主剂由0.5～10份戊唑醇、0.5～10份丙环唑、1～3份5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、0.5～2份1，2-苯并异噻唑啉-3-酮和0.25～10份氯氰菊酯组成；所述助剂由组成如下：60-90份水、2-4份乳化剂2-4份分散剂、0.8-1.3份渗透剂、2.0-8.0份交联剂组成；所述的乳化为二烷基苯磺酸钙和脱水山梨醇脂肪酸酯两种乳化剂进行乳化处理，所述十二烷基苯磺酸钙为乳化剂重量的65-80份，所述脱水山梨醇脂肪酸酯为乳化剂重量的20-35份；所述分散剂为聚丙烯酰胺、硫代硫酸钠和异丙基丙烯酰胺；所述聚丙烯酰胺、硫代硫酸钠和异丙基丙烯酰胺的添加比例分别为分散剂总量的20-30份，30-50份和20-50份；所述的渗透剂为氢氧化钠丙酮乳液。
(四)竹束施胶
将步骤(三)所述竹束浸入酚醛树脂溶液中，所述的酚醛树脂中苯酚∶甲醛∶NaOH的摩尔比为1∶(1.9-2.2)∶(0.1-0.2)；所述酚醛树脂的分子量分布在200-400之间的占95-98％，固含量为15-30％，浸胶时间为15-30min，浸胶量为竹束质量分数的10-15％；
(五)竹束二次干燥
将步骤(四)所述竹束置入网带式干燥机中，干燥至含水率为8-15％，干燥温度为70-100℃；
(六)重组成型
将步骤(五)所述竹束按顺纹组坯后，置入压机中采用冷压或热压压制成密度为1.10-1.30g/cm3的重组竹坯料，固化后形成重组竹，所述固化温度为130-150℃。
5.一种具有防霉功能重组竹制造方法，其特征在于：所述的防霉剂复配工艺：向复配釜中加30-50份的水，开动搅拌器，转速为1500-2000r/min，缓慢地加入二烷基苯磺酸钙和脱水山梨醇脂肪酸酯，搅拌均匀后，缓慢地加入0.5～10戊唑醇，继续搅拌，直至戊唑醇形成均匀的乳化液；将搅拌机搅拌速度降至400-500r/min，加入0.5～10份的丙环唑，持续搅拌5-10min；之后加入2.0-8.0份的亚氨酸酯类，继续搅拌，直至戊唑醇与丙环唑形成均匀的乳化液；向分散釜1加入分散剂总量20-30份聚丙烯酰胺，开动搅拌器，转速为200-300r/min，缓慢地加入1～3份的5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，直至搅拌均匀；向分散釜2加入分散剂总量30-50份硫代硫酸钠，开动搅拌器，转速为200-300r/min，缓慢地加入0.5～2份的1，2-苯并异噻唑啉-3-酮，直至搅拌均匀；向分散釜3加入分散剂总量20-50份异丙基丙烯酰胺，开动搅拌器，转速为200-300r/min，缓慢地加入0.5～2份的氯氰菊酯，直至搅拌均匀；保持复配釜中搅拌器200-300r/min的搅拌速度，打开分散釜1和2，将5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮溶液与聚丙烯酰胺溶液和1，2-苯并异噻唑啉-3-酮与硫代硫酸钠溶液分别加入到复配釜中，边搅拌边加入30-40％的水，搅拌均匀后，打开分散釜3，加入氯氰菊酯和丙基丙烯酰胺溶液，加入剩余的10-40％水，搅拌5-10min，加入0.8-1.3份氢氧化钠丙酮溶液，得到所述的长效防霉剂。
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