CN108818870A - 一种户外防腐竹板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于防腐竹板加工技术领域，具体涉及一种户外防腐竹板的制备方法，包括对采集的新鲜竹材进行浸渍处理、然后在密闭环境下干燥、炭化处理、制备复合胶液、板材制备几个步骤。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中利用硼酸水溶液或含聚磷酸铵的硼酸水溶液在脉冲电流的作用下处理，大大缩短了处理时间，能使长条竹材内部同样具有防腐防霉效果；利用高温二氧化碳对中间料进行干燥，再在复合胶液中浸渍，保证浸胶质量，所得到的竹板材质量稳定，密度高，具有较强的耐水、防虫、防霉、耐候效果，用于户外铺设使用寿命达到10年以上，即使使用螺钉也不会影响竹板材的力学性能和防霉变效果，拓展了其使用范围。

Description

一种户外防腐竹板的制备方法
技术领域
本发明属于防腐竹板加工技术领域，具体涉及一种户外防腐竹板的制备方法。
背景技术
竹制品广泛应用于人们的日常，较之于木几十年甚至上百年成林成材，竹4-7年即可砍伐成材使用，且不破坏生态环境，符合当今国际环保理念的低碳环保，户外防腐竹板通常使用在公园、景区、栈道，充分利用了竹纤维材料结构稳定的特点，保证了竹材的高利用率和原有的物理力学性能，现有竹制品防霉防腐一般是在竹表面作防霉防腐处理，药物作用与距离表层2mm处，而在实际使用中，需要用螺钉等材料对竹材进行固定，可能会破坏竹板材，此时未经处理的竹板材内部在长时间的湿潮环境中仍会出现霉变腐烂，因此，需要对怎样竹板力学性能的基础上提高其防腐性是需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种户外防腐竹板的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种户外防腐竹板的制备方法，包括以下步骤：
（1）将采集的新鲜竹材除切、去结、去除竹青竹黄后垂直剖切成长条竹材，在温度为85-95℃的质量浓度为2.2-2.8%的硼酸水溶液中保温处理20-40分钟，在处理过程中持续通入脉冲电流，处理完成后得到中间料；
（2）在相对封闭的干燥仓中对中间料进行烘干，干燥仓中设有镂空的架子，将中间料置于镂空的架子上后，以20-40mL/min的流量通入温度为75-85℃的二氧化碳，持续通入10-20分钟后，得到干燥料；
（3）将干燥料在碳化室内进行处理，处理包括两个阶段，第一阶段的温度为120-140℃、湿度为42-44%，处理时间为30-40分钟；第二阶段的温度为205-215℃、湿度为22-24%，处理时间为70-80分钟，得到处理材；
（4）按重量份计，将花生壳液化树脂胶粘剂26-28份、羧甲基壳聚糖12-16份、二异氰酸酯4-6份、(甲基)丙烯酸羟基酯3-5份、硅藻土粉末6-8份、二甘醇6-8份、醋酸钠1-2份、醋酸乙烯酯1-2份混合后，在温度为75-85℃的条件下搅拌反应35-45分钟，得到复合胶液；
（5）将处理材制成竹丝束，将竹丝束置于复合胶液中浸渍15-25分钟，烘干至含水量为14-16%，再经冷压成型、固化、脱模、平头、加工成板材。
作为对上述方案的进一步改进，所述长条竹材的长度为20-40cm。
作为对上述方案的进一步改进，所述脉冲电流的峰值为80A，频率500Hz，占空比30%。
作为对上述方案的进一步改进，所述硼酸水溶液中还包括聚磷酸铵，所述聚磷酸铵与硼酸的摩尔比为1.4-1.8:5；所述聚磷酸铵的聚合度为6-12。
作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（2）中所得干燥料的含水率为8-12%。
作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（5）中加工成板材包括锯齐、钜板、侧面刨平、开槽、两端刨平、砂光、表面涂漆。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中利用硼酸水溶液或含聚磷酸铵的硼酸水溶液在脉冲电流的作用下处理，大大缩短了处理时间，能使长条竹材内部同样具有防腐防霉效果；利用高温二氧化碳对中间料进行干燥，能够避免竹材中成分氧化，能够有效去除竹材中的有机物，同时避免竹材色泽不均匀；通过高温处理竹材能够进一步提高竹材的防腐性能和力学性能，再在复合胶液中浸渍，保证浸胶质量，所得到的竹板材质量稳定，密度高，具有较强的耐水、防虫、防霉、耐候效果，用于户外铺设使用寿命达到10年以上，即使使用螺钉也不会影响竹板材的力学性能和防霉变效果，拓展了其使用范围。
具体实施方式
实施例1
一种户外防腐竹板的制备方法，包括以下步骤：
（1）将采集的新鲜竹材除切、去结、去除竹青竹黄后垂直剖切成长条竹材，在温度为90℃的质量浓度为2.5%的硼酸水溶液中保温处理30分钟，在处理过程中持续通入脉冲电流，处理完成后得到中间料；
（2）在相对封闭的干燥仓中对中间料进行烘干，干燥仓中设有镂空的架子，将中间料置于镂空的架子上后，以30mL/min的流量通入温度为80℃的二氧化碳，持续通入15分钟后，得到干燥料；
（3）将干燥料在碳化室内进行处理，处理包括两个阶段，第一阶段的温度为130℃、湿度为43%，处理时间为35分钟；第二阶段的温度为210℃、湿度为23%，处理时间为75分钟，得到处理材；
（4）按重量份计，将花生壳液化树脂胶粘剂27份、羧甲基壳聚糖15份、二异氰酸酯5份、(甲基)丙烯酸羟基酯4份、硅藻土粉末7份、二甘醇7份、醋酸钠1.5份、醋酸乙烯酯1.5份混合后，在温度为80℃的条件下搅拌反应40分钟，得到复合胶液；
（5）将处理材制成竹丝束，将竹丝束置于复合胶液中浸渍20分钟，烘干至含水量为15%，再经冷压成型、固化、脱模、平头、加工成板材。
具体的，所述长条竹材的长度为20-40cm；所述脉冲电流的峰值为80A，频率500Hz，占空比30%；所述硼酸水溶液中还包括聚磷酸铵，所述聚磷酸铵与硼酸的摩尔比为1.6:5；所述聚磷酸铵的聚合度为10；所述步骤（2）中所得干燥料的含水率为10%；所述步骤（5）中加工成板材包括锯齐、钜板、侧面刨平、开槽、两端刨平、砂光、表面涂漆。
实施例2
一种户外防腐竹板的制备方法，包括以下步骤：
（1）将采集的新鲜竹材除切、去结、去除竹青竹黄后垂直剖切成长条竹材，在温度为85℃的质量浓度为2.8%的硼酸水溶液中保温处理20分钟，在处理过程中持续通入脉冲电流，处理完成后得到中间料；
（2）在相对封闭的干燥仓中对中间料进行烘干，干燥仓中设有镂空的架子，将中间料置于镂空的架子上后，以40mL/min的流量通入温度为85℃的二氧化碳，持续通入10分钟后，得到干燥料；
（3）将干燥料在碳化室内进行处理，处理包括两个阶段，第一阶段的温度为120℃、湿度为44%，处理时间为30分钟；第二阶段的温度为205℃、湿度为24%，处理时间为80分钟，得到处理材；
（4）按重量份计，将花生壳液化树脂胶粘剂26份、羧甲基壳聚糖12份、二异氰酸酯4份、(甲基)丙烯酸羟基酯5份、硅藻土粉末6份、二甘醇8份、醋酸钠1份、醋酸乙烯酯2份混合后，在温度为85℃的条件下搅拌反应35分钟，得到复合胶液；
（5）将处理材制成竹丝束，将竹丝束置于复合胶液中浸渍15分钟，烘干至含水量为14%，再经冷压成型、固化、脱模、平头、加工成板材。
具体的，所述长条竹材的长度为20-40cm；所述脉冲电流的峰值为80A，频率500Hz，占空比30%；所述硼酸水溶液中还包括聚磷酸铵，所述聚磷酸铵与硼酸的摩尔比为1.8:5；所述聚磷酸铵的聚合度为6；所述步骤（2）中所得干燥料的含水率为12%；所述步骤（5）中加工成板材包括锯齐、钜板、侧面刨平、开槽、两端刨平、砂光、表面涂漆。
实施例3
一种户外防腐竹板的制备方法，包括以下步骤：
（1）将采集的新鲜竹材除切、去结、去除竹青竹黄后垂直剖切成长条竹材，在温度为95℃的质量浓度为2.2%的硼酸水溶液中保温处理40分钟，在处理过程中持续通入脉冲电流，处理完成后得到中间料；
（2）在相对封闭的干燥仓中对中间料进行烘干，干燥仓中设有镂空的架子，将中间料置于镂空的架子上后，以20mL/min的流量通入温度为75℃的二氧化碳，持续通入20分钟后，得到干燥料；
（3）将干燥料在碳化室内进行处理，处理包括两个阶段，第一阶段的温度为140℃、湿度为42%，处理时间为40分钟；第二阶段的温度为215℃、湿度为22%，处理时间为70分钟，得到处理材；
（4）按重量份计，将花生壳液化树脂胶粘剂28份、羧甲基壳聚糖16份、二异氰酸酯6份、(甲基)丙烯酸羟基酯3份、硅藻土粉末8份、二甘醇6份、醋酸钠2份、醋酸乙烯酯1份混合后，在温度为75℃的条件下搅拌反应45分钟，得到复合胶液；
（5）将处理材制成竹丝束，将竹丝束置于复合胶液中浸渍25分钟，烘干至含水量为16%，再经冷压成型、固化、脱模、平头、加工成板材。
具体的，所述长条竹材的长度为20-40cm；所述脉冲电流的峰值为80A，频率500Hz，占空比30%；所述硼酸水溶液中还包括聚磷酸铵，所述聚磷酸铵与硼酸的摩尔比为1.4:5；所述聚磷酸铵的聚合度为12；所述步骤（2）中所得干燥料的含水率为8%；所述步骤（5）中加工成板材包括锯齐、钜板、侧面刨平、开槽、两端刨平、砂光、表面涂漆。
实施例4
一种户外防腐竹板的制备方法，包括以下步骤：
（1）将采集的新鲜竹材除切、去结、去除竹青竹黄后垂直剖切成长条竹材，在温度为90℃的质量浓度为2.5%的硼酸水溶液中保温处理30分钟，在处理过程中持续通入脉冲电流，处理完成后得到中间料；
（2）在相对封闭的干燥仓中对中间料进行烘干，干燥仓中设有镂空的架子，将中间料置于镂空的架子上后，以30mL/min的流量通入温度为80℃的二氧化碳，持续通入15分钟后，得到干燥料；
（3）将干燥料在碳化室内进行处理，处理包括两个阶段，第一阶段的温度为130℃、湿度为43%，处理时间为35分钟；第二阶段的温度为210℃、湿度为23%，处理时间为75分钟，得到处理材；
（4）按重量份计，将花生壳液化树脂胶粘剂27份、羧甲基壳聚糖15份、二异氰酸酯5份、(甲基)丙烯酸羟基酯4份、硅藻土粉末7份、二甘醇7份、醋酸钠1.5份、醋酸乙烯酯1.5份混合后，在温度为80℃的条件下搅拌反应40分钟，得到复合胶液；
（5）将处理材制成竹丝束，将竹丝束置于复合胶液中浸渍20分钟，烘干至含水量为15%，再经冷压成型、固化、脱模、平头、加工成板材。
具体的，所述长条竹材的长度为20-40cm；所述脉冲电流的峰值为80A，频率500Hz，占空比30%；所述步骤（2）中所得干燥料的含水率为10%；所述步骤（5）中加工成板材包括锯齐、钜板、侧面刨平、开槽、两端刨平、砂光、表面涂漆。
设置对照组1，将实施例1中脉冲电流去掉，其余内容不变；设置对照组2，将实施例1中相对封闭的干燥仓替换成普通干燥室，二氧化碳替换成普通空气，其余内容不变；设置对照组3，将实施例1中两个阶段替换成以第二阶段的温度处理120分钟，其余内容不变；设置对照组4，将实施例1中步骤（4）中羧甲基壳聚糖去掉，其余内容不变；
各组所制备的竹板材密度为0.88g/cm³，竹板材厚度为40mm，规格为100mm×100mm进行力学性能检测，并对游离甲醛含量进行检测，得到以下结果：
表1
组别 弹性模量（MPa） 静曲强度（MPa） 72小时吸水厚度膨胀率（%） 拉伸强度（MPa） 甲醛释放量（mg/L）
实施例1 9675 225.6 2.9 296.7 0.04
实施例2 9536 221.8 3.1 293.5 0.08
实施例3 9628 223.4 2.9 295.4 0.03
实施例4 9356 216.8 3.5 287.6 0.06
对照组1 9283 203.5 4.6 264.5 0.1
对照组2 9316 209.8 3.2 271.8 0.06
对照组3 9347 212.3 3.5 253.9 0.08
对照组4 9275 199.5 6.2 262.3 0.59
通过表1中数据可以看出，本发明中竹板材力学性能较好，甲醛释放量复合规定标准，板材结构稳定，耐水性较好。
对各组板材用由青霉、黑曲霉、黄曲霉混合得到的混杂霉菌液浸泡，另各组取板材用直径为6mm的螺钉贯穿板材，用同样的混杂霉菌液浸泡；放置在温度为28-30℃、相对湿度90%的调温调湿箱内，60天后观察霉变状况，并计算试件的长霉率，试件长霉率=试件长霉面积÷试件总面积×100%；
得到以下结果：
表2
组别 长霉率（%）
实施例1 0.33
实施例2 0.29
实施例3 0.35
实施例4 0.39
对照组1 2.86
对照组2 5.67
对照组3 0.42
对照组4 0.75
通过表2中数据可以看出，本发明中防霉性能较好，能够有效延长竹板材的使用寿命。

Claims (7)

1.一种户外防腐竹板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将采集的新鲜竹材除切、去结、去除竹青竹黄后垂直剖切成长条竹材，在温度为85-95℃的质量浓度为2.2-2.8%的硼酸水溶液中保温处理20-40分钟，在处理过程中持续通入脉冲电流，处理完成后得到中间料；
（2）在相对封闭的干燥仓中对中间料进行烘干，干燥仓中设有镂空的架子，将中间料置于镂空的架子上后，以20-40mL/min的流量通入温度为75-85℃的二氧化碳，持续通入10-20分钟后，得到干燥料；
（3）将干燥料在碳化室内进行处理，处理包括两个阶段，第一阶段的温度为120-140℃、湿度为42-44%，处理时间为30-40分钟；第二阶段的温度为205-215℃、湿度为22-24%，处理时间为70-80分钟，得到处理材；
（4）按重量份计，将花生壳液化树脂胶粘剂26-28份、羧甲基壳聚糖12-16份、二异氰酸酯4-6份、(甲基)丙烯酸羟基酯3-5份、硅藻土粉末6-8份、二甘醇6-8份、醋酸钠1-2份、醋酸乙烯酯1-2份混合后，在温度为75-85℃的条件下搅拌反应35-45分钟，得到复合胶液；
（5）将处理材制成竹丝束，将竹丝束置于复合胶液中浸渍15-25分钟，烘干至含水量为14-16%，再经冷压成型、固化、脱模、平头、加工成板材。
2.如权利要求1所述一种户外防腐竹板的制备方法，其特征在于，所述长条竹材的长度为20-40cm。
3.如权利要求1所述一种户外防腐竹板的制备方法，其特征在于，所述脉冲电流的峰值为80A，频率500Hz，占空比30%。
4.如权利要求1所述一种户外防腐竹板的制备方法，其特征在于，所述硼酸水溶液中还包括聚磷酸铵，所述聚磷酸铵与硼酸的摩尔比为1.4-1.8:5。
5.如权利要求4所述一种户外防腐竹板的制备方法，其特征在于，所述聚磷酸铵的聚合度为6-12。
6.如权利要求1所述一种户外防腐竹板的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中所得干燥料的含水率为8-12%。
7.如权利要求1所述一种户外防腐竹板的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中加工成板材包括锯齐、钜板、侧面刨平、开槽、两端刨平、砂光、表面涂漆。
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