CN108081414B

CN108081414B - 一种防霉竹刨花板及其制备方法

Info

Publication number: CN108081414B
Application number: CN201711379988.7A
Authority: CN
Inventors: 曾钦志; 卢秋芬; 饶久平; 陈奶荣; 范毜仔; 林巧佳
Original assignee: Fujian Agriculture and Forestry University
Current assignee: Fujian Agriculture and Forestry University
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2019-08-20
Anticipated expiration: 2037-12-20
Also published as: CN108081414A

Abstract

本发明公开了一种防霉竹刨花板及其制备方法，将竹材经削片、刨片后制得竹刨花后，经高温热处理、干燥、施胶、预压、热压制得竹刨花板。竹刨花经高温热处理后，竹刨花内携带的细菌被杀死，同时高温热处理使淀粉、糖分、蛋白等化学成分变性，不再为霉菌的营养成分，因而有效提高了竹刨花板防霉性能。另外，防霉竹刨花板是以生长周期短的竹材及竹材加工剩余物为原料，且在生产过程中仅在施胶工序添加了胶黏剂和防水剂，未添加防霉剂、防虫剂等有害成分，是环境有好型的人造板材，可广泛用作室内装饰材料或家具制造。

Description

一种防霉竹刨花板及其制备方法

技术领域

本发明属于人造板生产及竹木材料加工技术领域，具体涉及一种防霉竹刨花板及其制备方法。

背景技术

我国竹类资源丰富，竹林面积、竹子种类及经济利用水平均居世界首位，被誉为“竹子王国”。全世界约有100属1200多种竹子，我国计有39属约500余种，其中具有较高的经济、生态价值而被栽培、利用的有16属200余种。竹子是一种天然速生材料，生长周期短，竹材与木材有着相似的质感，且我国竹材资源丰富，合理开发利用竹建筑材料可缓解国内木材供需矛盾，具有十分重要的经济、社会和环境效益。竹材色泽柔和、纹理清晰、手感光滑、富有弹性，给人以良好的视觉、嗅觉和触觉感受。它重量轻、韧性好、强度高，具有木材加工过程中可车、可铣、可雕的加工工艺性能，是一种非常好的板材生产原料。利用竹材的历史可追朔到几千年以前，在人类社会发展过程中，是人类利用的重要植物资源材料之一，用于制作各类生活用品，包括笊篱、箢篼、簸箕、竹笾、筲箕、斗笠、鸟笼、箩、篓、席、垫、纸、竹扇、竹灯罩、桌、椅、床、屋等等。随着木材资源的消耗、人们对生态环境的保护意见增强，森林资源得到保护，致使人造板市场需求与生产原料供应不足的矛盾逐渐突出。近40年来，竹材工业化利用得到广泛发展，开发出了大量的竹材工业产品，包括竹集成材、竹层积材、竹帘胶合板、竹编胶合板、竹刨花板、竹定向刨花板、竹质中密度纤维板、竹重组材等人造板材，以及以各类竹质人造板材为原料制造的竹家具、竹砧板、竹茶盘等竹质生活用具、竹灯具等竹质工艺品，品种繁多。竹刨花板因其竹材利用率高，可以综合利用竹材采伐剩余物、其它竹材加工生产线的加工剩余物、小径竹等，将作为替代木质刨花板的主要产品。但是竹刨花板因竹材中富含淀粉、糖分，易受霉菌侵袭而霉变。

漆酶法活化竹材刨花板（CN 101700670A），利用漆酶能够催化氧化多类有机物的特性来制造竹材刨花板，工艺流程为：竹材→削片→竹刨花→添加漆酶、缓冲溶液→水浴加热、通氧搅拌→铺装→预压脱水→热压→锯边→砂光→成品。漆酶在处理竹材过程中起到催化竹材化学成分化学反应的作用，漆酶的用量对漆酶处理制造竹材刨花板的内结合强度有显著影响，利用漆酶的化学特性，采用适当的热压时间及热压温度，使竹材刨花板的加工不使用胶黏剂，生产制造出内结合强度高、性能好的竹材刨花板；一种竹香刨花板及其生产工艺（CN 106182315A），以竹材为主要原料，以MDI为胶黏剂，经选料、刨片、干燥、分选、配料拌胶、铺装、热压、冷却保养、砂光制得，因以MDI为胶黏剂，制得的竹刨花板无甲醛，板子散发竹材香味而得名；一种无醛竹刨花板的制备方法（CN 106827161A），将竹材废料粉碎，沸水蒸煮20-30分钟后，冷却至室温，过滤，于60-70℃干燥12小时后，与农作物秸秆、大豆胶粘剂和防水剂于拌胶机中混合均匀，再经铺装板坯、热压、冷却、裁边和砂光制得无醛竹刨花板。竹材刨花模压制品生产工艺（CN 104786339A），以云南龙竹的加工剩余物为主要原料，酚醛树脂(PF)为胶粘剂，醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(VAE)为胶粘剂助剂，采用“两步法”刨花模压工艺方法对材料进行模压制得模压竹刨花板；“一种松木绵竹复合刨花板”（CN106217576A）：绵竹经粉碎后在0.5%质量分数的海藻糖溶液中浸泡2小时，松木经粉碎后，在液固比为10:1的45℃生物酶处理剂浸渍处理约100-180min，分别烘干后将松木刨花与绵竹刨花（1.5:1重量比）均匀混合，分选出芯层、表层刨花，再经施胶、铺装、预压、热压成板后，在200℃温度下热处理18-25 min，制得松木绵竹复合刨花板；一种低甲醛高强度竹木复合刨花板（CN 106239691A），与上一专利文献相似，只是未对竹种类型限定，且竹刨花不经海藻糖溶液中浸泡，其它工艺相同。一种零甲醛竹刨花板及其制备方法（CN 106182327A），以竹刨花为原料、改性不饱和聚酯树脂为胶黏剂、添加表面处理剂和耐水剂，制得零甲醛竹刨花板；“一种刨花板的加工工艺”（CN 105328762A）以枝桠材、废木料、锯末等为原料材料，经削片、刨片、干燥、分选、拌胶、铺装成型、预压、热压，再经后期160℃-180℃的热处理和在58℃-62℃下进行6-24h的等湿处理到含水率为8%-10%的刨花板。一种玉米秸秆制备零甲醛刨花板的方法（CN 104999538A），采用玉米秸秆为原料，先进行粉碎，加入绿萝汁浸泡进行厌氧发酵，发酵完全先加入纤维素酶，再加入淀粉酶，进入流化床进行流化、螺杆挤压塑化，塑化后和刨花混合、铺装、热压、裁边、砂光，最后进行表面炭化，制备了一种零甲醛刨花板。以上专利文献，利用无醛胶黏剂，或采用酶处理等方法，制得无醛或零甲醛竹刨花板，但均不具有防霉性能。利用竹屑生产竹刨花板的方法（CN 103465336A），以竹材加工剩余物——竹屑为主要原料，经下料、烘干、分选、拌胶、铺装、预压、热压、锯边制得竹屑刨花板。一种竹纤维刨花板的制造方法（CN 105619554A），将竹刨花干燥后用MDI胶水施胶作为板材芯层，另以竹刨花经清洗、热磨解离成纤维、施加石蜡和改性UF胶、干燥后送入作为板材表层，经铺装、预压、热压、裁截、冷却、堆垛、砂光、锯边后制得竹纤维刨花板。一种竹大片刨花板的制造方法（CN 101066606A），沿纵向径面将竹秆分解为竹大片刨花,竹青和竹黄分别位于大片刨花的两侧,再经干燥、施胶、预压、热压可得到任意截面形状的竹大片刨花板。一种竹材定向刨花板及其制造方法（CN 102310450A）, 将毛竹切段、沿竹材长度方向劈裂成3～12份的粗竹片段,形成圆弧梯形竹坯，刨削去除竹青竹黄，形成粗刨竹片，将去除竹青竹黄的粗刨竹片沿着弦向方向或基本弦向方向剖成厚度为0.1～3.0mm厚的竹篾，将竹篾干燥后，进行表面施胶,定向铺装、热压成竹层积板材。以上专利文献，或利用加工剩余物，或改变竹刨花形态，或与其他材料复合，制备性能较好的、竹材综合利用率较高的竹刨花板，但均不具备防霉性能。

《浙江农林大学学报》2011年第11期 “2种新型防霉剂对刨花板的防霉性能”、《林产工业》2010年第4期“多菌灵和咪鲜胺用于杨木定向刨花板的防霉研究”、《第六届中国木材保护大会暨2012中国景观木竹结构与材料产业发展高峰论坛2012橡胶木高效利用专题论坛论文集》“硼酸锌用于制作防腐竹材定向刨花板的研究”、《林产工业》2014年第2期“硼酸锌改进竹定向刨花板防腐防霉性能的研究”、《科技资讯》2014年第25期“硼处理定向刨花板的防霉性能”、《竹子研究汇刊》2013年第1期“不同的处理方式对竹定向刨花板防霉效果影响研究”阐述了采用烷基铵类防霉剂的处理方式对竹定向刨花板的防霉效果的影响、《中国人造板》2009年第7期“竹大片刨花板的防霉处理及其效果”阐述了对比了烷基铵类化合物防霉剂与硼酸对竹大片刨花板的防霉性能影响及效果、南京林业大学2008年学位论文“防真菌杨木定向刨花板的研究”、《人造板通讯》1996年第5期“非木材刨花板防霉技术”、《木材工业》1993年第2期“几种防霉剂对提高非木材刨花板抗霉性能的研究”，探讨了几种防霉对在非木材刨花板，特别是竹刨花板中的应用及其防霉性能。以上文献均采用化学防霉剂，如多菌灵、咪鲜胺、硼酸锌、硼酸、烷基铵类等防霉剂对竹刨花或竹刨花板进行处理，虽然具有一定的防霉性能，但是采用化学防霉剂，对环境有一定的影响。

南京林业大学2015年学位论文“水热处理杨木原料及其制板工艺和性能研究”对杨木刨花进行高温水热处理探讨了高温水热处理工艺对改善杨木刨花板的吸水厚度膨胀率等物理力学性能的影响，有效地改善了杨木刨花板的尺寸稳定性，但未涉及防霉性能方面的研究；《包装工程》2015年第7期“高温水热处理对刨花制板性能的影响”研究了杨木刨花分别在140℃、155℃、170 ℃处理温度下处理30min或60 min，探讨了刨花压制板的力学性能及吸水膨胀性，也未涉及防霉性能；《中南林学院学报》1992年第2期“提高刨花板尺寸稳定性的研究——刨花预处理和刨花板的后期热处理”通过对刨花的热处理及对刨花板的后期热处理，尝试改善刨花板的尺寸稳定性，以上科技文献对刨花进行前期处理，改善刨花板的防水性能，提高其尺寸稳定性。《木材工业》1998年第6期“水热处理对废弃刨花板的刨花形态及其再循环利用性能的影响”研究了对废弃刨花板进行水热处理后，回收再利用废弃刨花再胶合的可行性，该文献阐述了通过水热处理回收废弃刨花板的刨花，并探讨水热处理对刨花形态的影响。《林产工业》2001年第6期“后期热处理对酚类胶室外用刨花板尺寸稳定性的影响”，研究了酚胶胶合的刨花板经后期热处理提高其尺寸稳定性。《林产工业》2008年第4期“不同水热处理对刨花板苯酚液化效果的影响”，对刨花板进行水热预处理，研究水热处理工艺对刨花松苯酚液化效果的影响。《2007年第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集》“热处理对刨花板力学性质的影响”、《林业科技》2008年第1期“热处理工艺对脲醛树脂刨花板力学性质的影响”通过对刨花板进行热处理，研究了热处理时间、温度对刨花板物理力学性能的影响。《建筑人造板》1993年第2期“刨花板热处理和低毒问题——刨花板生产中化学问题”研究了刨花板后期热处理后，板内胶黏剂进一步固化，并对甲醛释放量的影响。以上科技文献，研究了对刨花板后期热处理，以降低刨花板甲醛释放量，及对其他物理力学性能的影响，但不是考虑刨花板的防霉性能。利用废旧室内用热处理木材制备刨花板的方法及刨花板（CN 105108868A），利用废旧室内热处理(温度140-200℃、处理时间0.5-8小时)木材制备的刨花为表层刨花，以新鲜木材制备的刨花为芯层刨花，以脲醛树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂或异氰酸酯胶黏剂制备刨花板，具有综合力学性能优良、吸湿性小、尺寸稳定性能好、耐久性好等优点。利用废旧室外用热处理木材与常规木材制备厚型刨花板的方法及厚型刨花板(CN 105216089A)，与上一专利文献相似，只是改以废旧室外用热处理(温度140-200℃、处理时间0.5-8小时)木材，替代了废旧室内热处理(温度140-200℃、处理时间0.5-8小时)木材，其余工艺相同。这两项专利技术文献，是利用废弃的室内或室外使用热处理木材制成刨花与新鲜的普通木材制备的刨花混合，制备具有较好防水性能、尺寸稳定的刨花板。

浙江林学院2007学位论文“生物质炭化复合材料的制备与物性研究”，将茶饼、干巴豆、刨花、竹锯屑、稻草和混合型砂光粉炭化，分析炭化得率后，选取竹炭粉为主要原料，探讨了竹炭粉成型工艺参数。北京林业大学2013年学位论文“UF树脂胶黏剂对杨木刨花板炭化产物的影响研究”，对杨木刨花板进行炭化处理，收集气体、固体和液体这三大类炭化产物,分析UF树脂对杨木刨花板炭化产物的影响；北京林业大学2011年学位论文“杨木及其刨花板炭化热解产物比较研究”，通过对比试验测定了不同炭化温度下杨木及杨木刨花板炭化热解所制取的木酢液及木炭的产率及各项理化性质,分析了炭化温度及原材料对于木酢液及木炭理化性能的影响及原因,为后续废旧刨花板生产木酢液及木炭提供了理论依据。上述两份学位论文，主要以回收废旧刨花板制备木炭或活性炭为目的，讨论刨花板在炭化过程中产生的固、液、气成分，以及木炭或活性炭产品的性能。《林产化工通讯》2004年第3期“磷酸法制竹刨花活性炭研究”，以竹篾、竹席加工的刨削剩余物——竹刨花为原料 ,采用磷酸活化法制取粉状活性炭产品。

发明内容

由于竹材富含淀粉、糖分、蛋白等菌类喜好的营养成分，易于受霉菌侵袭而霉变，在竹材表面逐渐向内部发展，而破坏竹刨花板的结构，影响其使用性能。针对这一问题，本发明提供了一种防霉竹刨花板及其制备方法，其所得竹刨花板具有较好的防霉性能，且未使用化学防霉剂，经表面饰面后可广泛应用于室内装饰材料或家具。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种防霉竹刨花板及其制备方法，其包括以下步骤：

（1）将竹材经削片、刨片，制备竹刨花；

（2）将竹刨花输送到搅拌机，边搅拌过程中边喷洒蒸馏竹醋液，添加量为竹刨花绝干质量的5-15%；

（3）将所得竹刨花送入高温热处理机，在120-200℃条件下处理30min- 150min；

（4）将经处理后的竹刨花送入刨花干燥机，干燥至含水率3-6%；

（5）将干燥后的竹刨花送入施胶机，施加胶黏剂；

（6）将施胶后的竹刨花送到铺装机，将竹刨花铺成板坯，再经预压、热压、冷却、裁边、砂光后制得防霉竹刨花板。

蒸馏竹醋液为冷却竹炭或机制竹炭炭化过程产生的烟气凝结得到的粗竹醋液，在170℃~190℃温度下常压蒸馏或在60℃~80℃温度下减压蒸馏得到的蒸馏竹醋液。

本发明的显著优点在于：

（1）本发明提供的防霉竹刨花板制备方法，在竹刨花干燥前进行高温热处理，使竹材内部的淀粉、糖分、蛋白等成分变性，破坏霉菌所需的营养成分，同时将竹刨花本身携带或感染的细菌杀死，而起到防霉作用。

（2）本发明提供的防霉竹刨花板制备方法，采用高温热处理法，不采用化学防霉剂，生产或使用过程无毒害作用，是环境友好型人造板材，可广泛用作室内装饰材料或家具制造。

（3）本发明提供的防霉竹刨花板制备方法，仅在现有刨花板或竹刨花板生产线增加高温热处理设备，就可以生产，设备投入少，投资省，便于推广实施。

具体实施方式

为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。

实施例1

用削片机、刨片机将竹材削片、刨片制备成竹刨花，喷洒竹刨花质量15%的蒸馏竹醋液（常压180℃蒸馏），并均匀搅拌后，在120℃热处理150min，再经干燥到含水率6%，施加竹刨花绝干质量10%的脲醛树脂胶黏剂，经气流铺装机铺装成渐变结构竹刨花板坯，再经预压、热压、冷却、裁板、砂光制得防霉竹刨花板。

实施例2

用削片机、刨片机将竹材削片、刨片制备成竹刨花，喷洒竹刨花质量12%的蒸馏竹醋液（常压190℃蒸馏），并均匀搅拌后，在140℃热处理120min，再经干燥到含水率4%，施加刨花绝干质量12%的脲醛树脂胶黏剂，经气流铺装机铺装成渐变结构竹刨花板坯，再经预压、热压、冷却、裁板、砂光制得防霉竹刨花板。

实施例3

用削片机、刨片机将竹材削片、刨片制备成竹刨花，喷洒竹刨花质量10%的蒸馏竹醋液（常压170℃蒸馏），并均匀搅拌后，在130℃热处理130min，再经干燥到含水率5%，施加刨花绝干质量9%的脲醛树脂胶黏剂，经气流铺装机铺装成渐变结构竹刨花板坯，再经预压、热压、冷却、裁板、砂光制得防霉竹刨花板。

实施例4

用削片机、刨片机将竹材削片、刨片制备成竹刨花，喷洒竹刨花质量8%的蒸馏竹醋液（常压190℃蒸馏），并均匀搅拌后，在150℃热处理100min，再经干燥到含水率4%，施加刨花绝干质量5%的异氰酸酯胶黏剂，经气流铺装机铺装成渐变结构竹刨花板坯，再经预压、热压、冷却、裁板、砂光制得防霉竹刨花板。

实施例5

用削片机、刨片机将竹材削片、刨片制备成竹刨花，喷洒竹刨花质量6%的蒸馏竹醋液（减压80℃蒸馏），并均匀搅拌后，在170℃热处理60min，再经干燥到含水率4%，施加刨花绝干质量5%的异氰酸酯胶黏剂，经气流铺装机铺装成渐变结构竹刨花板坯，再经预压、热压、冷却、裁板、砂光制得防霉竹刨花板。

实施例6

用削片机、刨片机将竹材削片、刨片制备成竹刨花，喷洒竹刨花质量5%的蒸馏竹醋液（减压70℃蒸馏），并均匀搅拌后，在180℃热处理50min，再经干燥到含水率4%，施加刨花绝干质量10%的脲醛树脂胶黏剂，经气流铺装机铺装成渐变结构竹刨花板坯，再经预压、热压、冷却、裁板、砂光制得防霉竹刨花板。

实施例7

用削片机、刨片机将竹材削片、刨片制备成竹刨花，喷洒竹刨花质量8%的蒸馏竹醋液（减压60℃蒸馏），并均匀搅拌后，在200℃热处理30min，再经干燥到含水率4%，施加刨花绝干质量10%的脲醛树脂胶黏剂，经气流铺装机铺装成渐变结构竹刨花板坯，再经预压、热压、冷却、裁板、砂光制得防霉竹刨花板。

实施例8

用削片机、刨片机将竹材削片、刨片制备成竹刨花，喷洒竹刨花质量15%的蒸馏竹醋液（减压70℃蒸馏），并均匀搅拌后，在120℃热处理150min，再经干燥到含水率4%，施加刨花绝干质量6%的异氰酸酯胶黏剂，经气流铺装机铺装成渐变结构竹刨花板坯，再经预压、热压、冷却、裁板、砂光制得防霉竹刨花板。

Claims

1.一种防霉竹刨花板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）用削片机、刨片机将竹材制成竹刨花；

（3）将喷洒了蒸馏竹醋液的竹刨花送入热处理机进行热处理；

（5）将干燥后的竹刨花送入施胶机，施加胶黏剂；

（6）将施胶后的竹刨花送到铺装机，将竹刨花铺成板坯，再经预压、热压、冷却、裁边、砂光后制得防霉竹刨花板;

步骤（2）中的蒸馏竹醋液为冷却竹炭或机制竹炭炭化过程产生的烟气凝结得到的粗竹醋液，在170℃~190℃温度下常压蒸馏或在60℃~80℃温度下减压蒸馏得到的蒸馏竹醋液；步骤（3）中竹刨花热处理温度为120℃-200℃，处理时间为30min-150min。

2.根据权利要求1所述的防霉竹刨花板的制备方法，其特征在于：步骤（5）中胶黏剂的用量为竹刨花绝干质量的5~12%。

3.一种如权利要求1所述方法制备的防霉竹刨花板。