CN108858595A - 一种提高竹片间胶合能力的方法 - Google Patents

一种提高竹片间胶合能力的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及竹材性能研究技术领域，公开了一种提高竹片间胶合能力的方法，经过漂白处理的竹片不仅外观得到了改善，还能够稳固竹纤维不受改变和破坏，漂白处理后使用反应罐进行有机酸酯化反应，使得半纤维素中的糖基的连接方式得到改性，与树脂的结合性更强；进一步的热处理过程增大了竹片与胶黏剂之间的接触角，使得竹片与胶黏剂之间的接触更加紧密，胶黏剂能够在竹片间充分流动，本发明的处理方法使得竹材细胞结构中细胞腔分层次的逐渐被完全填充密实化，竹片与胶黏剂之间的胶合能力得到提高，加工得到的竹制品抗变形能力急剧提高，节省了加工费用和时间，具有节能高效、绿色安全等优点。

Description

一种提高竹片间胶合能力的方法
技术领域
本发明属于竹材性能研究技术领域，具体涉及一种提高竹片间胶合能力的方法。
背景技术
竹原产中国，类型众多，适应性强，分布极广。在中国主要分布在南方，像四川，湖南等，他们有熊猫之家和竹林深处的典故。全世界共计有70个属1200种，盛产于热带、亚热带和温带地区。中国是世界上产竹最多的国家之一，共有22个属、200多种，分布全国各地，以珠江流域和长江流域最多，秦岭以北雨量少、气温低，仅有少数矮小竹类生长。竹是高大乔木状禾草类植物。记载有70余属，1000多种，但其中许多是同物异名。竹为高大、生长迅速的禾草类植物，茎为木质。分布于热带、亚热带至暖温带地区。东亚、东南亚和印度洋及太平洋岛屿上分布最集中，种类也最多。竹的地上茎木质而中空（我们称为竹杆），是从竹的地下茎（根状茎）成簇状生出来的。竹的分类体系不完善。由于生长特性，竹并不经常开花，外形又非常相似，所以现行竹的分类是根据竹笋外包的箬壳来区别分类的。
目前，我国竹材产业连年保持快速增长，市场规模增速保持10%以上，产业整体发展态势良好，企业创新及新技术、新品开发如雨后春笋般涌现。各地开发竹资源的积极性非常高。竹材具有质硬耐磨，纹理细腻，还能散发出清香味，竹制品越来越受到人们的欢迎。竹制品在加工中需要面临的问题就是竹片之间的胶合性能不佳，导致整个结构的不稳定等问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种提高竹片间胶合能力的方法，使得竹片与胶黏剂接触更加紧密，材料的抗变形能力急剧增大。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种提高竹片间胶合能力的方法，包括以下步骤：
（1）将截断、开片后的竹片进行漂白处理，漂白温度为60-70℃，漂白时长为3-4小时，漂白结束前10-15分钟，采用超声振荡处理，超声频率为35-38KHz，漂白后将竹片放入反应罐中，加入反应液浸没竹片，所述反应液按照重量份计由以下成分制成：氢氧化钡饱和溶液20-24份、三聚氰胺共聚树脂5-6份、氯乙酸10-12份、三乙胺6-7份、氢氧化钠2-3份、三聚磷酸钠3-5份、季戊四醇30-35份、水150-160份，反应温度为55-60℃；
（2）反应罐反应2-3小时后，冷却至常温将竹片取出，使用清水冲洗掉反应液，然后使用蒸汽进行加压热处理，热处理后在55-60℃下干燥至含水量在10-12%之间，将胶黏剂预热至浸胶温度，然后对胶合面进行浸胶处理，浸胶后在40-45℃下固化2-3分钟。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述漂白处理中使用的漂白剂的制备方法为：将乙二胺四乙酸溶解在质量浓度为20-25%的氨水中，料液比为1:75-80，得到的溶液与浓度为15-16%的过氧化氢水溶液按照质量比为1:3-4的比例混合，二者在15-20℃下混合搅拌30-40分钟即可。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述氢氧化钡饱和溶液是指25℃下的溶解液。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述蒸汽压力为0.25-0.26MPa，热处理温度为110-115℃，热处理时间为50-60分钟。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述浸胶时长为15-20分钟，浸胶温度为28-30℃。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述胶黏剂固含量在43-48%之间，粘度值在17-18mpa·s之间。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决竹片与胶黏剂之间的胶合性能不稳定的问题，本发明提供了一种提高竹片间胶合能力的方法，经过漂白处理的竹片不仅外观得到了改善，还能够稳固竹纤维不受改变和破坏，有效避免了开裂对胶合产生不利影响，漂白过程中辅助了超声处理，提高了渗透性，漂白处理后使用反应罐进行有机酸酯化反应，使得半纤维素中的糖基的连接方式得到改性，与树脂的结合性更强；进一步的热处理过程增大了竹片与胶黏剂之间的接触角，使得竹片与胶黏剂之间的接触更加紧密，胶黏剂能够在竹片间充分流动，本发明的处理方法使得竹材细胞结构中细胞腔分层次的逐渐被完全填充密实化，竹片与胶黏剂之间的胶合能力得到提高，加工得到的竹制品抗变形能力急剧提高，节省了加工费用和时间，具有节能高效、绿色安全等优点。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明所提供的技术方案。
实施例1
一种提高竹片间胶合能力的方法，包括以下步骤：
（1）将截断、开片后的竹片进行漂白处理，漂白温度为60℃，漂白时长为3小时，漂白结束前10分钟，采用超声振荡处理，超声频率为35KHz，漂白后将竹片放入反应罐中，加入反应液浸没竹片，所述反应液按照重量份计由以下成分制成：氢氧化钡饱和溶液20份、三聚氰胺共聚树脂5份、氯乙酸10份、三乙胺6份、氢氧化钠2份、三聚磷酸钠3份、季戊四醇30份、水150份，反应温度为55℃；
（2）反应罐反应2小时后，冷却至常温将竹片取出，使用清水冲洗掉反应液，然后使用蒸汽进行加压热处理，热处理后在55℃下干燥至含水量在10-12%之间，将胶黏剂预热至浸胶温度，然后对胶合面进行浸胶处理，浸胶后在40℃下固化2分钟。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述漂白处理中使用的漂白剂的制备方法为：将乙二胺四乙酸溶解在质量浓度为20%的氨水中，料液比为1:75，得到的溶液与浓度为15%的过氧化氢水溶液按照质量比为1:3的比例混合，二者在15℃下混合搅拌30分钟即可。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述氢氧化钡饱和溶液是指25℃下的溶解液。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述蒸汽压力为0.25-MPa，热处理温度为110℃，热处理时间为50分钟。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述浸胶时长为15分钟，浸胶温度为28℃。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述胶黏剂固含量在43-48%之间，粘度值在17-18mpa·s之间。
实施例2
一种提高竹片间胶合能力的方法，包括以下步骤：
（1）将截断、开片后的竹片进行漂白处理，漂白温度为65℃，漂白时长为3.5小时，漂白结束前12分钟，采用超声振荡处理，超声频率为36KHz，漂白后将竹片放入反应罐中，加入反应液浸没竹片，所述反应液按照重量份计由以下成分制成：氢氧化钡饱和溶液22份、三聚氰胺共聚树脂5.5份、氯乙酸11份、三乙胺6.5份、氢氧化钠2.5份、三聚磷酸钠4份、季戊四醇32份、水155份，反应温度为58℃；
（2）反应罐反应2.5小时后，冷却至常温将竹片取出，使用清水冲洗掉反应液，然后使用蒸汽进行加压热处理，热处理后在58℃下干燥至含水量在10-12%之间，将胶黏剂预热至浸胶温度，然后对胶合面进行浸胶处理，浸胶后在42℃下固化2.5分钟。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述漂白处理中使用的漂白剂的制备方法为：将乙二胺四乙酸溶解在质量浓度为23%的氨水中，料液比为1:78，得到的溶液与浓度为15.5%的过氧化氢水溶液按照质量比为1:3.5的比例混合，二者在18℃下混合搅拌35分钟即可。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述氢氧化钡饱和溶液是指25℃下的溶解液。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述蒸汽压力为0.25.5MPa，热处理温度为112℃，热处理时间为55分钟。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述浸胶时长为18分钟，浸胶温度为29℃。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述胶黏剂固含量在43-48%之间，粘度值在17-18mpa·s之间。
实施例3
一种提高竹片间胶合能力的方法，包括以下步骤：
（1）将截断、开片后的竹片进行漂白处理，漂白温度为70℃，漂白时长为4小时，漂白结束前15分钟，采用超声振荡处理，超声频率为38KHz，漂白后将竹片放入反应罐中，加入反应液浸没竹片，所述反应液按照重量份计由以下成分制成：氢氧化钡饱和溶液24份、三聚氰胺共聚树脂6份、氯乙酸12份、三乙胺7份、氢氧化钠3份、三聚磷酸钠5份、季戊四醇35份、水160份，反应温度为60℃；
（2）反应罐反应3小时后，冷却至常温将竹片取出，使用清水冲洗掉反应液，然后使用蒸汽进行加压热处理，热处理后在60℃下干燥至含水量在10-12%之间，将胶黏剂预热至浸胶温度，然后对胶合面进行浸胶处理，浸胶后在45℃下固化3分钟。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述漂白处理中使用的漂白剂的制备方法为：将乙二胺四乙酸溶解在质量浓度为25%的氨水中，料液比为1:80，得到的溶液与浓度为16%的过氧化氢水溶液按照质量比为1:4的比例混合，二者在20℃下混合搅拌40分钟即可。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述氢氧化钡饱和溶液是指25℃下的溶解液。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述蒸汽压力为0.26MPa，热处理温度为115℃，热处理时间为60分钟。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述浸胶时长为20分钟，浸胶温度为30℃。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述胶黏剂固含量在43-48%之间，粘度值在17-18mpa·s之间。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，步骤（1）中仅使用浓度为15%的双氧水进行漂白处理，并省略超声处理过程，其余保持一致。
对比例2
与实施例2的区别仅在于，省略步骤（1）中反应罐的处理过程，其余保持一致。
对比例3
与实施例3的区别仅在于，步骤（1）中省略反应液中氢氧化钡饱和溶液、三聚氰胺共聚树脂、氯乙酸的添加，其余保持一致。
对比例4
与实施例3的区别仅在于，省略步骤（2）中蒸汽加压热处理过程，其余保持一致。
对比实验
分别使用实施例1-3和对比例1-4的方法提高竹片之间的胶合能力，同时以仅仅进行打磨处理的方法作为对照组，各组选用3年生毛竹竹材，对竹材进行刨削、断片，加工成尺寸为（长*宽）200mm*50mm，每组试样数量为3块，使用固含量为45%，粘度值为18mpa·s的脲醛树脂胶液作为胶黏剂，胶黏剂用量为4克/平方米接触面，保持无关变量一致进行试验，结果记录如下表所示：
项目 静曲强度（MPa） 剥离强度提高（%） 抗压强度（MPa）
实施例1 103.2 52.4 42.8
实施例2 103.8 52.9 43.2
实施例3 103.5 52.6 43.0
对比例1 92.8 46.0 34.3
对比例2 80.3 35.6 28.4
对比例3 84.6 37.4 29.1
对比例4 94.7 48.2 36.8
对照组 78.1 33.3 27.0
本发明的处理方法使得竹材细胞结构中细胞腔分层次的逐渐被完全填充密实化，竹片与胶黏剂之间的胶合能力得到提高，加工得到的竹制品抗变形能力急剧提高，节省了加工费用和时间，具有节能高效、绿色安全等优点。

Claims (6)

1.一种提高竹片间胶合能力的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将截断、开片后的竹片进行漂白处理，漂白温度为60-70℃，漂白时长为3-4小时，漂白结束前10-15分钟，采用超声振荡处理，超声频率为35-38KHz，漂白后将竹片放入反应罐中，加入反应液浸没竹片，所述反应液按照重量份计由以下成分制成：氢氧化钡饱和溶液20-24份、三聚氰胺共聚树脂5-6份、氯乙酸10-12份、三乙胺6-7份、氢氧化钠2-3份、三聚磷酸钠3-5份、季戊四醇30-35份、水150-160份，反应温度为55-60℃；
（2）反应罐反应2-3小时后，冷却至常温将竹片取出，使用清水冲洗掉反应液，然后使用蒸汽进行加压热处理，热处理后在55-60℃下干燥至含水量在10-12%之间，将胶黏剂预热至浸胶温度，然后对胶合面进行浸胶处理，浸胶后在40-45℃下固化2-3分钟。
2.如权利要求1所述一种提高竹片间胶合能力的方法，其特征在于，步骤（1）所述漂白处理中使用的漂白剂的制备方法为：将乙二胺四乙酸溶解在质量浓度为20-25%的氨水中，料液比为1:75-80，得到的溶液与浓度为15-16%的过氧化氢水溶液按照质量比为1:3-4的比例混合，二者在15-20℃下混合搅拌30-40分钟即可。
3.如权利要求1所述一种提高竹片间胶合能力的方法，其特征在于，步骤（1）所述氢氧化钡饱和溶液是指25℃下的溶解液。
4.如权利要求1所述一种提高竹片间胶合能力的方法，其特征在于，步骤（2）所述蒸汽压力为0.25-0.26MPa，热处理温度为110-115℃，热处理时间为50-60分钟。
5.如权利要求1所述一种提高竹片间胶合能力的方法，其特征在于，步骤（2）所述浸胶时长为15-20分钟，浸胶温度为28-30℃。
6.如权利要求1所述一种提高竹片间胶合能力的方法，其特征在于，步骤（2）所述胶黏剂固含量在43-48%之间，粘度值在17-18mpa·s之间。
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