CN107813397A - 一种密度可控的轻质竹木基纤维板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种密度可控的轻质竹木基纤维板的制备方法。该方法先制备热固性酚醛树脂,然后制得竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒,再将杉木纤维、石蜡和竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒放入搅拌机中,然后喷入改性脲醛树脂胶,搅拌均匀后铺装,其次置于预压机中进行预压,再次移入热压机中进行热压处理,最后经卸压,冷却,裁板,养生,得到一种密度可控的轻质竹木基纤维板。该方法借助特定的处理技术将竹粉和酚醛树脂加工成泡沫颗粒复合体系,以此泡沫颗粒复合体系替换纤维板材料的部分层结构,通过增强原材料系统的多孔性达到减轻重量的目的,有效地降低加工工艺的复杂性,提高加工工艺的可控性和产品密度的调控性。

Description

一种密度可控的轻质竹木基纤维板的制备方法
技术领域
本发明属于轻质纤维板技术领域,特别涉及一种密度可控的轻质竹木基纤维板的制备方法。
背景技术
现有的轻质纤维板材料是以低密度速生木材为原料,加入改性脲醛树脂、酚醛树脂或异氰酸酯等胶黏剂,在板材热压过程结合发泡工艺实现轻质化,即在纤维和纤维之间形成微孔而减轻重量,目前的技术大多集中于热压-发泡复合工艺的创新研究,其瓶颈在于热压工艺相对模式化,在热压过程中调控发泡工艺参数较为困难,且热压时间相对延长,加工效率较低。此外,若加工多种密度的轻质纤维板材料,需要反复调整热压参数,增加操作的复杂性、且产品密度不可调控。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷,提供一种密度可控的轻质竹木基纤维板的制备方法。该方法借助特定的处理技术将竹粉和酚醛树脂加工成轻质高强、具有一定孔隙结构的泡沫颗粒复合体系,以此泡沫颗粒复合体系替换纤维板材料的部分层结构,通过增强原材料系统的多孔性达到减轻重量的目的。相比于现有加工技术,其采用泡沫颗粒复合体系作为填加剂使用,有效地降低加工工艺的复杂性,提高加工工艺的可控性和产品密度的调控性。
本发明的技术方案如下:
一种密度可控的轻质竹木基纤维板的制备方法,包括以下步骤:
1、热固性酚醛树脂的制备:
取一定量摩尔比为1:1.6的苯酚和甲醛溶液置于反应器中,然后加入一定量与苯酚的摩尔比为0.35:1的氢氧化钠作为催化剂,加热搅拌,以4℃/min的速率升温至90℃,恒温反应120min,再加盐酸调节pH值至6.8~7.2,降温至70℃时真空脱水,得到热固性酚醛树脂,备用;
2、竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒的制备:
2.1、加工竹片:选取3-5年生毛竹,通过开片机进行开片处理,去除竹青和竹黄,然后用粉碎机进行粉碎处理,以便于提高后期的处理效果和处理效率;
2.2、竹片蒸煮:在85±5℃的蒸煮池中蒸煮10~12小时,去除竹材中的可溶性有机物;
2.3、竹片干燥:将蒸煮后的竹片放置于85±5℃的干燥箱中干燥至绝干;
2.4、加工竹粉:将绝干后的竹片放入研磨器中研磨,经80目筛选后,得到干燥竹粉;
2.5、加工微孔竹粉:提高干燥竹粉的含水率,将其置于微波设备中进行微波辐照,增加竹粉内部孔隙率,再热处理80分钟,增加竹粉表面孔隙率,得到微孔竹粉,通过将爆破法和热处理法相结合,有效提高竹粉内外表面孔隙率,为降低材料密度打好基础;
2.6、竹粉微孔保护:为防止酚醛树脂与竹粉复合时填充竹粉内部孔隙,采用溶胶凝胶法对竹粉微孔进行保护处理;通常认为溶胶凝胶法在干燥时存在气体排放和收缩的缺陷,而本发明恰是利用这一点在低温时隔绝酚醛树脂浸渍竹粉,而在后续高温条件下通过气体溢出和收缩释放微孔;具体方法为:首先制备冰醋酸、钛酸丁酯和无水乙醇的混合溶液,放入微孔竹粉,并持续搅拌制成原液体系;然后以去离子水和氨水配置混合滴加液;其次在常温下,将混合滴加液逐渐滴入原液体系中,直至得到胶体;最后形成胶体,静止20分钟,然后在压力作用下将竹粉过滤出来,得到充满胶体的微孔竹粉;
2.7、制备竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒:首先取制备好的热固性酚醛树脂,依次加入碳酸氢钠、TWEEN-20以及制备好的充满胶体的微孔竹粉,在转速为1200rpm的条件下常温快速搅拌15~20分钟,然后加入硼酸,并快速搅拌1~2min,其次放入模具中,在干燥箱中进行发泡,此时,竹粉微孔中的凝胶在高温作用下收缩、释放气体,在释放竹粉内部孔隙的同时,有助于酚醛树脂的发泡;最后将发泡好的材料用粉碎机加工成直径为5mm的颗粒,即得到轻质高强、且具有一定孔隙结构的竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒,备用;
3、轻质竹木基纤维板的制备:
首先将杉木纤维、石蜡和竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒放入搅拌机中,然后喷入改性脲醛树脂胶,搅拌均匀后铺装,其次置于预压机中进行预压,再次移入热压机中进行热压处理,最后经卸压,冷却,裁板,养生,得到一种密度可控的轻质竹木基纤维板。
如此设计,通过特定的处理技术将竹粉和酚醛树脂加工成轻质高强、具有一定孔隙结构的泡沫颗粒复合体系,以此泡沫颗粒复合体系替换纤维板材料的部分层结构,通过增强原材料系统的多孔性达到减轻重量的目的。相比于现有加工技术,其创造性地采用通过特定的处理技术所得的泡沫颗粒复合体系作为填加剂使用,有效地降低加工工艺的复杂性,提高加工工艺的可控性和产品密度的调控性。
作为优化,所述步骤2的2.5中干燥竹粉的含水率需提高至30%~35%,微波辐照的处理功率为13KW、处理时间为100s,热处理温度条件为230℃~260℃。如此设计,通过于微波设备中进行微波辐照,处理功率为13KW、处理时间为100s,有效增加竹粉内部孔隙率,并且继续在230℃~260℃条件下热处理80分钟,有效增加竹粉表面孔隙率;将爆破法和热处理法相结合,有效提高竹粉内外表面孔隙率,为降低材料密度打好基础、且效果最佳。
作为优化,所述步骤2的2.6中混合溶液中冰醋酸、钛酸丁酯和无水乙醇的体积比为1:9:100,微孔竹粉和混合溶液的体积比为1:5;以去离子水和氨水配置的混合滴加液pH值为8。如此设计,生成的凝胶比较稳定。
作为优化,所述步骤2的2.7中:热固性酚醛树脂为原料总重量的20%~40%,碳酸氢钠为15%~20%,TWEEN-20为2.5%~3.0%,充满胶体的微孔竹粉为35%~50%,硼酸为8%~10%,模具预先加热至70±5℃,进行发泡的干燥箱的温度为70±5℃。如此设计,酚醛树脂的发泡效果较佳,且能够与微孔竹粉充分结合。
作为优化,所述步骤3中杉木纤维为原料总重量的15%~75%,石蜡为5%,竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒为10%~70%,改性脲醛树脂胶为10%、且改性脲醛树脂胶的固含量为60%;预压机的预压压力为0.8MPa,预压时间30s;热压机的热压单位压力为0.5MPa,热压温度为120℃,热压时间为40s/mm。如此设计,在遵从传统人造板热压工艺的基础上,仅需要调控杉木纤维和竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒的添加量,即可得到目标密度的产品。
作为优化,根据竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒的添加量不同,所述轻质竹木基纤维板的密度可在0.28~0.42 g/cm3范围内调控。如此设计,可通过控制竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒和杉木纤维的添加量有效调控轻质竹木基纤维板的密度范围。
本发明的有益效果是:
本发明,设计科学、构思巧妙,通过借助特定的处理技术将竹粉和酚醛树脂加工成轻质高强、具有一定孔隙结构的泡沫颗粒复合体系,以此泡沫颗粒复合体系替换纤维板材料的部分层结构,通过增强原材料系统的多孔性达到减轻重量的目的;相比于现有加工技术,其采用泡沫颗粒复合体系作为填加剂使用,有效地降低加工工艺的复杂性,提高加工工艺的可控性和产品密度的调控性。具有较好的实际应用价值和推广价值。
附图说明
下面结合附图对本一种密度可控的轻质竹木基纤维板的制备方法作进一步说明:
图1是竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒的添加量和轻质竹木基纤维板的密度的关系示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图并举实施例,对本发明进一步详细说明。
实施例1:一种密度可控的轻质竹木基纤维板的制备方法,包括以下步骤:
1、热固性酚醛树脂的制备:
取一定量摩尔比为1:1.6的苯酚和甲醛溶液置于反应器中,然后加入一定量与苯酚的摩尔比为0.35:1的氢氧化钠作为催化剂,加热搅拌,以4℃/min的速率升温至90℃,恒温反应120min,再加盐酸调节pH值至6.8~7.2,降温至70℃时真空脱水,得到热固性酚醛树脂,备用;
2、竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒的制备:
2.1、加工竹片:选取3-5年生毛竹,通过开片机进行开片处理,去除竹青和竹黄,然后用粉碎机进行粉碎处理;
2.2、竹片蒸煮:在85±5℃的蒸煮池中蒸煮10~12小时,去除竹材中的可溶性有机物;
2.3、竹片干燥:将蒸煮后的竹片放置于85±5℃的干燥箱中干燥至绝干;
2.4、加工竹粉:将绝干后的竹片放入研磨器中研磨,经80目筛选后,得到干燥竹粉;
2.5、加工微孔竹粉:提高干燥竹粉的含水率,置于微波设备中进行微波辐照,再热处理80分钟,得到微孔竹粉;提高干燥竹粉的含水率至30%~35%,将其置于微波设备中进行微波辐照,处理功率为13KW,处理时间为100s,再在230℃~260℃条件下热处理80分钟,得到所需微孔竹粉;
2.6、竹粉微孔保护:首先制备体积比为1:9:100的冰醋酸、钛酸丁酯和无水乙醇的混合溶液,放入体积比为1:5的微孔竹粉,并持续搅拌制成原液体系;然后以去离子水和氨水配置pH值为8的混合滴加液;其次在常温下,将混合滴加液逐渐滴入原液体系中,直至得到胶体;最后形成胶体,静止20分钟,然后在压力作用下将竹粉过滤出来,得到充满胶体的微孔竹粉;
2.7、制备竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒:首先取原料总重量35%的制备好的热固性酚醛树脂,依次加入18%的碳酸氢钠、3.0%的TWEEN-20以及44%制备好的充满胶体的微孔竹粉,在转速为1200rpm的条件下常温快速搅拌20分钟,然后加入10%的硼酸,并快速搅拌1~2min,其次放入预先加热至70±5℃的模具中,在70±5℃的干燥箱中进行发泡,最后将发泡好的材料用粉碎机加工成直径为5mm的颗粒,即得到竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒,备用;
3、轻质竹木基纤维板的制备:
首先将取原料总重量75%的杉木纤维、5%的石蜡和10%的竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒放入搅拌机中,然后喷入10%固含量为60%的改性脲醛树脂胶,搅拌均匀后铺装,其次置于预压机中进行预压,预压压力为0.8MPa,预压时间30s,再次移入热压机中进行热压处理,热压单位压力为0.5MPa,热压温度为120℃,热压时间为40s/mm,最后经卸压,冷却,裁板,养生,得到生产厚度为20mm、密度为0.42 g/cm3的轻质竹木基纤维板。
实施例2:一种密度可控的轻质竹木基纤维板的制备方法,包括以下步骤:
1、热固性酚醛树脂的制备:
取一定量摩尔比为1:1.6的苯酚和甲醛溶液置于反应器中,然后加入一定量与苯酚的摩尔比为0.35:1的氢氧化钠作为催化剂,加热搅拌,以4℃/min的速率升温至90℃,恒温反应120min,再加盐酸调节pH值至6.8~7.2,降温至70℃时真空脱水,得到热固性酚醛树脂,备用;
2、竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒的制备:
2.1、加工竹片:选取3-5年生毛竹,通过开片机进行开片处理,去除竹青和竹黄,然后用粉碎机进行粉碎处理;
2.2、竹片蒸煮:在85±5℃的蒸煮池中蒸煮10~12小时,去除竹材中的可溶性有机物;
2.3、竹片干燥:将蒸煮后的竹片放置于85±5℃的干燥箱中干燥至绝干;
2.4、加工竹粉:将绝干后的竹片放入研磨器中研磨,经80目筛选后,得到干燥竹粉;
2.5、加工微孔竹粉:提高干燥竹粉的含水率,置于微波设备中进行微波辐照,再热处理80分钟,得到微孔竹粉;提高干燥竹粉的含水率至30%~35%,将其置于微波设备中进行微波辐照,处理功率为13KW,处理时间为100s,再在230℃~260℃条件下热处理80分钟,得到所需微孔竹粉;
2.6、竹粉微孔保护:首先制备体积比为1:9:100的冰醋酸、钛酸丁酯和无水乙醇的混合溶液,放入体积比为1:5的微孔竹粉,并持续搅拌制成原液体系;然后以去离子水和氨水配置pH值为8的混合滴加液;其次在常温下,将混合滴加液逐渐滴入原液体系中,直至得到胶体;最后形成胶体,静止20分钟,然后在压力作用下将竹粉过滤出来,得到充满胶体的微孔竹粉;
2.7、制备竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒:首先取原料总重量35%的制备好的热固性酚醛树脂,依次加入18%的碳酸氢钠、3.0%的TWEEN-20以及44%制备好的充满胶体的微孔竹粉,在转速为1200rpm的条件下常温快速搅拌20分钟,然后加入10%的硼酸,并快速搅拌1~2min,其次放入预先加热至70±5℃的模具中,在70±5℃的干燥箱中进行发泡,最后将发泡好的材料用粉碎机加工成直径为5mm的颗粒,即得到竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒,备用;
3、轻质竹木基纤维板的制备:
首先将取原料总重量55%的杉木纤维、5%的石蜡和30%的竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒放入搅拌机中,然后喷入10%固含量为60%的改性脲醛树脂胶,搅拌均匀后铺装,其次置于预压机中进行预压,预压压力为0.8MPa,预压时间30s,再次移入热压机中进行热压处理,热压单位压力为0.5MPa,热压温度为120℃,热压时间为40s/mm,最后经卸压,冷却,裁板,养生,得到生产厚度为20mm、密度为0.36 g/cm3的轻质竹木基纤维板。
实施例3:一种密度可控的轻质竹木基纤维板的制备方法,包括以下步骤:
1、热固性酚醛树脂的制备:
取一定量摩尔比为1:1.6的苯酚和甲醛溶液置于反应器中,然后加入一定量与苯酚的摩尔比为0.35:1的氢氧化钠作为催化剂,加热搅拌,以4℃/min的速率升温至90℃,恒温反应120min,再加盐酸调节pH值至6.8~7.2,降温至70℃时真空脱水,得到热固性酚醛树脂,备用;
2、竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒的制备:
2.1、加工竹片:选取3-5年生毛竹,通过开片机进行开片处理,去除竹青和竹黄,然后用粉碎机进行粉碎处理;
2.2、竹片蒸煮:在85±5℃的蒸煮池中蒸煮10~12小时,去除竹材中的可溶性有机物;
2.3、竹片干燥:将蒸煮后的竹片放置于85±5℃的干燥箱中干燥至绝干;
2.4、加工竹粉:将绝干后的竹片放入研磨器中研磨,经80目筛选后,得到干燥竹粉;
2.5、加工微孔竹粉:提高干燥竹粉的含水率,置于微波设备中进行微波辐照,再热处理80分钟,得到微孔竹粉;提高干燥竹粉的含水率至30%~35%,将其置于微波设备中进行微波辐照,处理功率为13KW,处理时间为100s,再在230℃~260℃条件下热处理80分钟,得到所需微孔竹粉;
2.6、竹粉微孔保护:首先制备体积比为1:9:100的冰醋酸、钛酸丁酯和无水乙醇的混合溶液,放入体积比为1:5的微孔竹粉,并持续搅拌制成原液体系;然后以去离子水和氨水配置pH值为8的混合滴加液;其次在常温下,将混合滴加液逐渐滴入原液体系中,直至得到胶体;最后形成胶体,静止20分钟,然后在压力作用下将竹粉过滤出来,得到充满胶体的微孔竹粉;
2.7、制备竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒:首先取原料总重量35%的制备好的热固性酚醛树脂,依次加入18%的碳酸氢钠、3.0%的TWEEN-20以及44%制备好的充满胶体的微孔竹粉,在转速为1200rpm的条件下常温快速搅拌20分钟,然后加入10%的硼酸,并快速搅拌1~2min,其次放入预先加热至70±5℃的模具中,在70±5℃的干燥箱中进行发泡,最后将发泡好的材料用粉碎机加工成直径为5mm的颗粒,即得到竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒,备用;
3、轻质竹木基纤维板的制备:
首先将取原料总重量35%的杉木纤维、5%的石蜡和50%的竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒放入搅拌机中,然后喷入10%固含量为60%的改性脲醛树脂胶,搅拌均匀后铺装,其次置于预压机中进行预压,预压压力为0.8MPa,预压时间30s,再次移入热压机中进行热压处理,热压单位压力为0.5MPa,热压温度为120℃,热压时间为40s/mm,最后经卸压,冷却,裁板,养生,得到生产厚度为20mm、密度为0.31 g/cm3的轻质竹木基纤维板。
实施例4:一种密度可控的轻质竹木基纤维板的制备方法,包括以下步骤:
1、热固性酚醛树脂的制备:
取一定量摩尔比为1:1.6的苯酚和甲醛溶液置于反应器中,然后加入一定量与苯酚的摩尔比为0.35:1的氢氧化钠作为催化剂,加热搅拌,以4℃/min的速率升温至90℃,恒温反应120min,再加盐酸调节pH值至6.8~7.2,降温至70℃时真空脱水,得到热固性酚醛树脂,备用;
2、竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒的制备:
2.1、加工竹片:选取3-5年生毛竹,通过开片机进行开片处理,去除竹青和竹黄,然后用粉碎机进行粉碎处理;
2.2、竹片蒸煮:在85±5℃的蒸煮池中蒸煮10~12小时,去除竹材中的可溶性有机物;
2.3、竹片干燥:将蒸煮后的竹片放置于85±5℃的干燥箱中干燥至绝干;
2.4、加工竹粉:将绝干后的竹片放入研磨器中研磨,经80目筛选后,得到干燥竹粉;
2.5、加工微孔竹粉:提高干燥竹粉的含水率,置于微波设备中进行微波辐照,再热处理80分钟,得到微孔竹粉;提高干燥竹粉的含水率至30%~35%,将其置于微波设备中进行微波辐照,处理功率为13KW,处理时间为100s,再在230℃~260℃条件下热处理80分钟,得到所需微孔竹粉;
2.6、竹粉微孔保护:首先制备体积比为1:9:100的冰醋酸、钛酸丁酯和无水乙醇的混合溶液,放入体积比为1:5的微孔竹粉,并持续搅拌制成原液体系;然后以去离子水和氨水配置pH值为8的混合滴加液;其次在常温下,将混合滴加液逐渐滴入原液体系中,直至得到胶体;最后形成胶体,静止20分钟,然后在压力作用下将竹粉过滤出来,得到充满胶体的微孔竹粉;
2.7、制备竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒:首先取原料总重量35%的制备好的热固性酚醛树脂,依次加入18%的碳酸氢钠、3.0%的TWEEN-20以及44%制备好的充满胶体的微孔竹粉,在转速为1200rpm的条件下常温快速搅拌20分钟,然后加入10%的硼酸,并快速搅拌1~2min,其次放入预先加热至70±5℃的模具中,在70±5℃的干燥箱中进行发泡,最后将发泡好的材料用粉碎机加工成直径为5mm的颗粒,即得到竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒,备用;
3、轻质竹木基纤维板的制备:
首先将取原料总重量15%的杉木纤维、5%的石蜡和70%的竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒放入搅拌机中,然后喷入10%固含量为60%的改性脲醛树脂胶,搅拌均匀后铺装,其次置于预压机中进行预压,预压压力为0.8MPa,预压时间30s,再次移入热压机中进行热压处理,热压单位压力为0.5MPa,热压温度为120℃,热压时间为40s/mm,最后经卸压,冷却,裁板,养生,得到生产厚度为20mm、密度为0.28 g/cm3的轻质竹木基纤维板。
由于密度范围可调控,因此对应的力学指标等值给出相应的范围值。
可见,在原料总重量不变以及石蜡和改性脲醛树脂胶含量固定的情况下,根据竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒的添加量不同,轻质竹木基纤维板的密度可在0.28~0.42 g/cm3范围内调控,由实验测量数据得到图1所示的量化关系,从而构建得到轻质竹木基纤维板的密度的模拟公式为Y=0.0075X2-0.0845X+0.4975,R2=0.9996,其中,Y-轻质竹木基纤维板的密度g/cm3,X-竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒的添加量%,R2-曲线的相关系数。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (6)

1.一种密度可控的轻质竹木基纤维板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1、热固性酚醛树脂的制备:
取一定量摩尔比为1:1.6的苯酚和甲醛溶液置于反应器中,然后加入一定量与苯酚的摩尔比为0.35:1的氢氧化钠作为催化剂,加热搅拌,以4℃/min的速率升温至90℃,恒温反应120min,再加盐酸调节pH值至6.8~7.2,降温至70℃时真空脱水,得到热固性酚醛树脂,备用;
2、竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒的制备:
2.1、加工竹片:选取3-5年生毛竹,通过开片机进行开片处理,去除竹青和竹黄,然后用粉碎机进行粉碎处理;
2.2、竹片蒸煮:在85±5℃的蒸煮池中蒸煮10~12小时,去除竹材中的可溶性有机物;
2.3、竹片干燥:将蒸煮后的竹片放置于85±5℃的干燥箱中干燥至绝干;
2.4、加工竹粉:将绝干后的竹片放入研磨器中研磨,经80目筛选后,得到干燥竹粉;
2.5、加工微孔竹粉:提高干燥竹粉的含水率,将其置于微波设备中进行微波辐照,再热处理80分钟,得到微孔竹粉;
2.6、竹粉微孔保护:首先制备冰醋酸、钛酸丁酯和无水乙醇的混合溶液,放入微孔竹粉,并持续搅拌制成原液体系;然后以去离子水和氨水配置混合滴加液;其次在常温下,将混合滴加液逐渐滴入原液体系中,直至得到胶体;最后形成胶体,静止20分钟,然后在压力作用下将竹粉过滤出来,得到充满胶体的微孔竹粉;
2.7、制备竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒:首先取制备好的热固性酚醛树脂,依次加入碳酸氢钠、TWEEN-20以及制备好的充满胶体的微孔竹粉,在转速为1200rpm的条件下常温快速搅拌15~20分钟,然后加入硼酸,并快速搅拌1~2min,其次放入模具中,在干燥箱中进行发泡,最后将发泡好的材料用粉碎机加工成直径为5mm的颗粒,即得到竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒,备用;
3、轻质竹木基纤维板的制备:
首先将杉木纤维、石蜡和竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒放入搅拌机中,然后喷入改性脲醛树脂胶,搅拌均匀后铺装,其次置于预压机中进行预压,再次移入热压机中进行热压处理,最后经卸压,冷却,裁板,养生,得到一种密度可控的轻质竹木基纤维板。
2.如权利要求1所述的一种密度可控的轻质竹木基纤维板的制备方法,其特征在于:所述步骤2的2.5中干燥竹粉的含水率需提高至30%~35%,微波辐照的处理功率为13KW、处理时间为100s,热处理温度条件为230℃~260℃。
3.如权利要求1所述的一种密度可控的轻质竹木基纤维板的制备方法,其特征在于:所述步骤2的2.6中混合溶液中冰醋酸、钛酸丁酯和无水乙醇的体积比为1:9:100,微孔竹粉和混合溶液的体积比为1:5;以去离子水和氨水配置的混合滴加液pH值为8。
4.如权利要求1所述的一种密度可控的轻质竹木基纤维板的制备方法,其特征在于:所述步骤2的2.7中:热固性酚醛树脂为原料总重量的20%~40%,碳酸氢钠为15%~20%,TWEEN-20为2.5%~3.0%,充满胶体的微孔竹粉为35%~50%,硼酸为8%~10%,模具预先加热至70±5℃,进行发泡的干燥箱的温度为70±5℃。
5.如权利要求1所述的一种密度可控的轻质竹木基纤维板的制备方法,其特征在于:所述步骤3中杉木纤维为原料总重量的15%~75%,石蜡为5%,竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒为10%~70%,改性脲醛树脂胶为10%、且改性脲醛树脂胶的固含量为60%;
预压机的预压压力为0.8MPa,预压时间30s;
热压机的热压单位压力为0.5MPa,热压温度为120℃,热压时间为40s/mm。
6.如权利要求5所述的一种密度可控的轻质竹木基纤维板的制备方法,其特征在于:根据竹粉酚醛树脂复合泡沫颗粒的添加量不同,所述轻质竹木基纤维板的密度可在0.28~0.42 g/cm3范围内调控。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108839160A (zh) * 2018-05-29 2018-11-20 浙江农林大学 一种水热处理竹质粉末无胶模塑密实材的制备方法
CN112092130A (zh) * 2020-08-25 2020-12-18 湖南恒信新型建材有限公司 竹纤维粉、竹纤维复合板材及其制备方法
CN113561274A (zh) * 2021-07-20 2021-10-29 南京林业大学 一种质轻磁力木质复合型材的制造方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101747644A (zh) * 2008-12-16 2010-06-23 金发科技股份有限公司 一种植物粉改性热塑性木塑复合材料及其制备方法与应用
CN101851385A (zh) * 2010-06-07 2010-10-06 陈俊珂 一种竹粉复合材料、制备方法及其应用
CN102115574A (zh) * 2009-12-30 2011-07-06 中国林业科学研究院亚热带林业研究所 利用竹材液化物制备酚醛泡沫塑料的方法
CN102617883A (zh) * 2012-02-28 2012-08-01 浙江省林业科学研究院 一种采用竹材液化产物树脂制备发泡材料的方法
CN103059506A (zh) * 2012-12-24 2013-04-24 中国林业科学研究院亚热带林业研究所 易降解酚醛泡沫及其制备方法
CN103709594A (zh) * 2013-12-10 2014-04-09 林百川 一种复合泡沫塑料及其制备方法
CN104761819A (zh) * 2015-04-25 2015-07-08 桂林理工大学 一种利用竹粉制备聚乙烯基木塑复合材料的方法
CN105754059A (zh) * 2016-05-18 2016-07-13 浙江大学 一种由竹材废料液化物合成的热塑性酚醛树脂及其制备方法与应用

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101747644A (zh) * 2008-12-16 2010-06-23 金发科技股份有限公司 一种植物粉改性热塑性木塑复合材料及其制备方法与应用
CN102115574A (zh) * 2009-12-30 2011-07-06 中国林业科学研究院亚热带林业研究所 利用竹材液化物制备酚醛泡沫塑料的方法
CN101851385A (zh) * 2010-06-07 2010-10-06 陈俊珂 一种竹粉复合材料、制备方法及其应用
CN102617883A (zh) * 2012-02-28 2012-08-01 浙江省林业科学研究院 一种采用竹材液化产物树脂制备发泡材料的方法
CN103059506A (zh) * 2012-12-24 2013-04-24 中国林业科学研究院亚热带林业研究所 易降解酚醛泡沫及其制备方法
CN103709594A (zh) * 2013-12-10 2014-04-09 林百川 一种复合泡沫塑料及其制备方法
CN104761819A (zh) * 2015-04-25 2015-07-08 桂林理工大学 一种利用竹粉制备聚乙烯基木塑复合材料的方法
CN105754059A (zh) * 2016-05-18 2016-07-13 浙江大学 一种由竹材废料液化物合成的热塑性酚醛树脂及其制备方法与应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘杨: "《竹材液化发泡材料制备及其应用基础研究》", 《研究生硕士学位论文》 *
张金萍等: "《竹粉苯酚液化物制备酚醛泡沫塑料技术研究》", 《安徽农业科学》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108839160A (zh) * 2018-05-29 2018-11-20 浙江农林大学 一种水热处理竹质粉末无胶模塑密实材的制备方法
CN112092130A (zh) * 2020-08-25 2020-12-18 湖南恒信新型建材有限公司 竹纤维粉、竹纤维复合板材及其制备方法
CN112092130B (zh) * 2020-08-25 2022-04-08 湖南恒信新型建材有限公司 竹纤维粉、竹纤维复合板材及其制备方法
CN113561274A (zh) * 2021-07-20 2021-10-29 南京林业大学 一种质轻磁力木质复合型材的制造方法

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