CN109159240A - 一种抗拉伸竹木复合板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗拉伸竹木复合板的制备方法,属于建筑材料技术领域。本发明将竹篾浸泡于猪血中,接着滴加氢氧化钠溶液调节pH,取出,得预处理竹篾;将木材截断,粉碎,过筛,得木材粉;将木粉,淀粉,甘油,水混合球磨,干燥,得球磨料;将环氧树脂,稀释剂,改性添加料,固化剂,油泥,海莱粉搅拌混合,得改性胶黏剂;将预处理胶黏剂与球磨料搅拌混合,注模,热压成型,得芯板;将芯板表面涂刷酚醛树脂胶黏剂,接着将竹篾排布在芯板,热压成型,降温,即得抗拉伸竹木复合板。本发明技术方案制备的抗拉伸竹木复合板具有优异的力学性能的特点,在建筑材料技术行业的发展中具有广阔的前景。
Description
技术领域
本发明公开了一种抗拉伸竹木复合板的制备方法,属于建筑材料技术领域。
背景技术
人造板工业是一种资源依赖型产业,主要以竹材、木材为其原料。虽然竹材、木材都是可再生资源,但资源的总量是非常有限的,尤其是在森林资源贫乏的地区。因此,用较少的原材料,生产出数量多、性能好的人造板,始终是木材科技工作者奋斗的目标。目前各种人造板大体上可以分为两大类,一类是纤维板、刨花板等产品,虽然具有原材料利用率高的优点,但物理力学性能较低;另一类是胶合板、层积材等产品,虽然物理力学性能好,但原材料利用率不到50%。一般认为既要原材料利用率高,又要产品性能好,似乎是一对难以解决的矛盾。获得原材料的高利用率,在原材料加工成各种形态的构成单元时,可采用无屑切削方式来替代有屑切削方式,例如用辊压、旋切来替代锯剖和铣削;对于竹材来说可以用径向剖削来替代弦向剖削。虽然竹材的纵向剖削无论径向剖削还是弦向剖削过程,都无切屑产生,但弦向剖削的竹蔑只能进行弦向胶合,而在弦向胶合时,竹材弦向外表面的竹青和内表面的竹黄,是难以胶合的,只能弃之不用。竹材径向剖削的竹蔑,可以不必剔除竹青、竹黄而能进行有效的径向胶合。因此径向剖削的竹材利用率比弦向剖削高得多川。同时要获得较高性能的产品,必须采用由多种材料组成的复合材料来替代单一结构材料,并且复合材料的各层要根据其性能要求进行科学合理的配置。
而传统抗拉伸竹木复合板还存在力学性能无法进一步提高的问题。因此,如何改善传统抗拉伸竹木复合板的缺点,以获取更高综合性能的提升,是其推广与应用于更广阔的领域,满足工业生产需求亟待解决的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是:针对传统抗拉伸竹木复合板存在力学性能无法进一步提高的问题,提供了一种抗拉伸竹木复合板的制备方法。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种抗拉伸竹木复合板的制备方法,具体制备步骤如下:
(1)将竹篾浸泡于猪血中,接着滴加氢氧化钠溶液调节pH至9.6~9.9,取出,得预处理竹篾;
(2)将木材截断,粉碎,过筛,得木材粉;
(3)按重量份数计,将20~30份木粉,3~5份淀粉,2~3份甘油,20~30份水混合球磨,干燥,得球磨料;
(4)按重量份数计,将20~30份环氧树脂,20~30份稀释剂,10~20份改性添加料,3~5份固化剂,3~5份油泥,2~3份海莱粉搅拌混合,得改性胶黏剂;
(5)将预处理胶黏剂与球磨料按质量比1:5~1:10搅拌混合,注模,热压成型,得芯板;
(6)将芯板表面涂刷酚醛树脂胶黏剂,接着将预处理竹篾排布在芯板,热压成型,降温,即得抗拉伸竹木复合板。
步骤(2)所述木材为杨木,桦木,槐木或松木中的任意一种。
步骤(3)所述淀粉为马铃薯淀粉,大豆淀粉或木薯淀粉中的任意一种。
步骤(4)所述环氧树脂为环氧树脂142、环氧树脂144或环氧树脂152中任意一种。
步骤(4)所述稀释剂为丙酮,二甲苯和乙醇中的任意一种。
步骤(4)所述改性添加料的制备过程为:将蛤蜊壳粉碎,过100目的筛,得蛤蜊壳粉,将甘蔗渣粉碎,过80目的筛,得甘蔗渣粉,按重量份数计,将20~30份蛤蜊壳粉,10~20份甘蔗渣粉,2~3份沼液混合发酵,接着滴加氨水调节pH至10.1~10.3,即得改性添加料。
步骤(4)所述固化剂为二己基三胺、二乙氨基丙胺或三乙烯四胺中的任意一种。
步骤(4)所述酚醛树脂胶黏剂是由酚醛树脂2122与乙二胺按质量比10:1~20:1混合配制而成。
本发明的有益效果是:
(1)本发明通过添加预处理竹篾,在制备过程中,竹篾经过猪血浸泡,使得猪血能够渗透到体系中,接着滴加氢氧化钠溶液调节pH,一方面,氢氧化钠能够使得猪血中的铁离子沉淀在纤维中,生成氢氧化铁沉淀,由于氢氧化铁的沉积,使得体系的力学性能得到提升,另一方面,氢氧化钠能够催化降解猪血中的蛋白质分解,使体系中的胶原蛋白水解成为小分子氨基酸,氨基酸吸附在氢氧化铁表面,同时,氨基酸在碱性条件下其分子结构中的羧基离子化,从而因为带有同种电荷而相互排斥,使铜粉得以良好分散,避免在制备过程中发生团聚,使得生成的氢氧化铁能够均匀分散在体系中,从而使得体系的力学性能得到提升;
(2)本发明通过添加球磨料,在球磨过程中,淀粉结晶区结构与颗粒形貌均遭到破坏,结晶度得到有效降低,从而使活化后的淀粉在体系中的流动性增强,使体系中其他成分的扩散阻力下降,易于扩散到淀粉分子中,与淀粉中的羟基形成氢键结合,从而进一步提高体系的内聚强度,从而使得体系的力学性能得到提升。
具体实施方式
将蛤蜊壳置于粉碎机中粉碎,过100目的筛,得蛤蜊壳粉,将甘蔗渣置于粉碎机中粉碎,过80目的筛,得甘蔗渣粉,按重量份数计,将20~30份蛤蜊壳粉,10~20份甘蔗渣粉,2~3份沼液置于发酵釜中,于温度为30~35℃,转速为100~200r/min条件下,混合发酵3~5天,接着向发酵釜中滴加质量分数为20~30%的氨水调节pH至10.1~10.3,即得改性添加料;将竹篾浸泡于猪血中,接着向猪血中滴加质量分数为20~30%的氢氧化钠溶液调节pH至9.6~9.9后,取出,得预处理竹篾;将木材截断,得木块,接着将木块置于粉碎机中粉碎,过100目的筛,得木材粉;按重量份数计,将20~30份木粉,3~5份淀粉,2~3份甘油,20~30份水置于球磨机中混合球磨40~60min,得球磨匀浆,接着将球磨匀浆置于烘箱中,于温度为105~110℃条件下,干燥至恒重,得球磨料;按重量份数计,将20~30份环氧树脂,20~30份稀释剂,10~20份改性添加料,3~5份固化剂,3~5份油泥,2~3份海莱粉置于混料机中,于转速为400~600r/min条件下,搅拌混合40~60min,得改性胶黏剂;将预处理胶黏剂与球磨料按质量比1:5~1:10置于搅拌机中,于转速为600~800r/min条件下,搅拌混合40~40min,得混合浆料,向模具表面喷洒废弃机油,接着将混合浆料注入注模具中,再将模具置于成型机中,于温度为140~160℃,压力为1~2MPa条件下,热压成型,得芯板;将芯板表面涂刷酚醛树脂胶黏剂,接着将预处理竹篾排布在芯板,于温度为140~160℃,压力为1~2MPa条件下,热压成型,降温,即得抗拉伸竹木复合板。所述木材为杨木,桦木,槐木或松木中的任意一种。所述淀粉为马铃薯淀粉,大豆淀粉或木薯淀粉中的任意一种。所述环氧树脂为环氧树脂142、环氧树脂144或环氧树脂152中任意一种。所述稀释剂为丙酮,二甲苯和乙醇中的任意一种。所述固化剂为二己基三胺、二乙氨基丙胺或三乙烯四胺中的任意一种。所述酚醛树脂胶黏剂是由酚醛树脂2122与乙二胺按质量比10:1~20:1混合配制而成。
将蛤蜊壳置于粉碎机中粉碎,过100目的筛,得蛤蜊壳粉,将甘蔗渣置于粉碎机中粉碎,过80目的筛,得甘蔗渣粉,按重量份数计,将30份蛤蜊壳粉,20份甘蔗渣粉,3份沼液置于发酵釜中,于温度为35℃,转速为200r/min条件下,混合发酵5天,接着向发酵釜中滴加质量分数为30%的氨水调节pH至10.3,即得改性添加料;将竹篾浸泡于猪血中,接着向猪血中滴加质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节pH至9.9后,取出,得预处理竹篾;将木材截断,得木块,接着将木块置于粉碎机中粉碎,过100目的筛,得木材粉;按重量份数计,将30份木粉,5份淀粉,3份甘油,30份水置于球磨机中混合球磨60min,得球磨匀浆,接着将球磨匀浆置于烘箱中,于温度为110℃条件下,干燥至恒重,得球磨料;按重量份数计,将30份环氧树脂,30份稀释剂,20份改性添加料,5份固化剂,5份油泥,3份海莱粉置于混料机中,于转速为600r/min条件下,搅拌混合60min,得改性胶黏剂;将预处理胶黏剂与球磨料按质量比1:10置于搅拌机中,于转速为800r/min条件下,搅拌混合40min,得混合浆料,向模具表面喷洒废弃机油,接着将混合浆料注入注模具中,再将模具置于成型机中,于温度为160℃,压力为2MPa条件下,热压成型,得芯板;将芯板表面涂刷酚醛树脂胶黏剂,接着将预处理竹篾排布在芯板,于温度为160℃,压力为2MPa条件下,热压成型,降温,即得抗拉伸竹木复合板。所述木材为杨木。所述淀粉为马铃薯淀粉。所述环氧树脂为环氧树脂142。所述稀释剂为丙酮。所述固化剂为二己基三胺。所述酚醛树脂胶黏剂是由酚醛树脂2122与乙二胺按质量比20:1混合配制而成。
将木材截断,得木块,接着将木块置于粉碎机中粉碎,过100目的筛,得木材粉;按重量份数计,将30份木粉,5份淀粉,3份甘油,30份水置于球磨机中混合球磨60min,得球磨匀浆,接着将球磨匀浆置于烘箱中,于温度为110℃条件下,干燥至恒重,得球磨料;按重量份数计,将30份环氧树脂,30份稀释剂,20份改性添加料,5份固化剂,5份油泥,3份海莱粉置于混料机中,于转速为600r/min条件下,搅拌混合60min,得改性胶黏剂;将预处理胶黏剂与球磨料按质量比1:10置于搅拌机中,于转速为800r/min条件下,搅拌混合40min,得混合浆料,向模具表面喷洒废弃机油,接着将混合浆料注入注模具中,再将模具置于成型机中,于温度为160℃,压力为2MPa条件下,热压成型,得芯板;将芯板表面涂刷酚醛树脂胶黏剂,接着将竹篾排布在芯板,于温度为160℃,压力为2MPa条件下,热压成型,降温,即得抗拉伸竹木复合板。所述木材为杨木。所述淀粉为马铃薯淀粉。所述环氧树脂为环氧树脂142。所述稀释剂为丙酮。所述固化剂为二己基三胺。所述酚醛树脂胶黏剂是由酚醛树脂2122与乙二胺按质量比20:1混合配制而成。
将蛤蜊壳置于粉碎机中粉碎,过100目的筛,得蛤蜊壳粉,将甘蔗渣置于粉碎机中粉碎,过80目的筛,得甘蔗渣粉,按重量份数计,将30份蛤蜊壳粉,20份甘蔗渣粉,3份沼液置于发酵釜中,于温度为35℃,转速为200r/min条件下,混合发酵5天,接着向发酵釜中滴加质量分数为30%的氨水调节pH至10.3,即得改性添加料;将竹篾浸泡于猪血中,接着向猪血中滴加质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节pH至9.9后,取出,得预处理竹篾;将木材截断,得木块,接着将木块置于粉碎机中粉碎,过100目的筛,得木材粉;按重量份数计,将30份木粉,30份水置于球磨机中混合球磨60min,得球磨匀浆,接着将球磨匀浆置于烘箱中,于温度为110℃条件下,干燥至恒重,得球磨料;按重量份数计,将30份环氧树脂,30份稀释剂,20份改性添加料,5份固化剂,5份油泥,3份海莱粉置于混料机中,于转速为600r/min条件下,搅拌混合60min,得改性胶黏剂;将预处理胶黏剂与球磨料按质量比1:10置于搅拌机中,于转速为800r/min条件下,搅拌混合40min,得混合浆料,向模具表面喷洒废弃机油,接着将混合浆料注入注模具中,再将模具置于成型机中,于温度为160℃,压力为2MPa条件下,热压成型,得芯板;将芯板表面涂刷酚醛树脂胶黏剂,接着将预处理竹篾排布在芯板,于温度为160℃,压力为2MPa条件下,热压成型,降温,即得抗拉伸竹木复合板。所述木材为杨木。所述环氧树脂为环氧树脂142。所述稀释剂为丙酮。所述固化剂为二己基三胺。所述酚醛树脂胶黏剂是由酚醛树脂2122与乙二胺按质量比20:1混合配制而成。
将竹篾浸泡于猪血中,接着向猪血中滴加质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节pH至9.9后,取出,得预处理竹篾;将木材截断,得木块,接着将木块置于粉碎机中粉碎,过100目的筛,得木材粉;按重量份数计,将30份木粉,5份淀粉,3份甘油,30份水置于球磨机中混合球磨60min,得球磨匀浆,接着将球磨匀浆置于烘箱中,于温度为110℃条件下,干燥至恒重,得球磨料;按重量份数计,将30份环氧树脂,30份稀释剂,5份固化剂,5份油泥,3份海莱粉置于混料机中,于转速为600r/min条件下,搅拌混合60min,得改性胶黏剂;将预处理胶黏剂与球磨料按质量比1:10置于搅拌机中,于转速为800r/min条件下,搅拌混合40min,得混合浆料,向模具表面喷洒废弃机油,接着将混合浆料注入注模具中,再将模具置于成型机中,于温度为160℃,压力为2MPa条件下,热压成型,得芯板;将芯板表面涂刷酚醛树脂胶黏剂,接着将预处理竹篾排布在芯板,于温度为160℃,压力为2MPa条件下,热压成型,降温,即得抗拉伸竹木复合板。所述木材为杨木。所述淀粉为马铃薯淀粉。所述环氧树脂为环氧树脂142。所述稀释剂为丙酮。所述固化剂为二己基三胺。所述酚醛树脂胶黏剂是由酚醛树脂2122与乙二胺按质量比20:1混合配制而成。
将蛤蜊壳置于粉碎机中粉碎,过100目的筛,得蛤蜊壳粉,将甘蔗渣置于粉碎机中粉碎,过80目的筛,得甘蔗渣粉,按重量份数计,将30份蛤蜊壳粉,20份甘蔗渣粉,3份沼液置于发酵釜中,于温度为35℃,转速为200r/min条件下,混合发酵5天,接着向发酵釜中滴加质量分数为30%的氨水调节pH至10.3,即得改性添加料;将竹篾浸泡于猪血中,接着向猪血中滴加质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节pH至9.9后,取出,得预处理竹篾;将木材截断,得木块,接着将木块置于粉碎机中粉碎,过100目的筛,得木材粉;按重量份数计,将30份木粉,5份淀粉,3份甘油,30份水置于球磨机中混合球磨60min,得球磨匀浆,接着将球磨匀浆置于烘箱中,于温度为110℃条件下,干燥至恒重,得球磨料;按重量份数计,将30份环氧树脂,30份稀释剂,20份改性添加料,5份固化剂,3份海莱粉置于混料机中,于转速为600r/min条件下,搅拌混合60min,得改性胶黏剂;将预处理胶黏剂与球磨料按质量比1:10置于搅拌机中,于转速为800r/min条件下,搅拌混合40min,得混合浆料,向模具表面喷洒废弃机油,接着将混合浆料注入注模具中,再将模具置于成型机中,于温度为160℃,压力为2MPa条件下,热压成型,得芯板;将芯板表面涂刷酚醛树脂胶黏剂,接着将预处理竹篾排布在芯板,于温度为160℃,压力为2MPa条件下,热压成型,降温,即得抗拉伸竹木复合板。所述木材为杨木。所述淀粉为马铃薯淀粉。所述环氧树脂为环氧树脂142。所述稀释剂为丙酮。所述固化剂为二己基三胺。所述酚醛树脂胶黏剂是由酚醛树脂2122与乙二胺按质量比20:1混合配制而成。
对比例:佛山某材料生产有限公司生产的抗拉伸竹木复合板。
将实例1至实例5所得的抗拉伸竹木复合板及对比例产品进行性能检测,具体检测方法如下:
根据ASTM D790,将制备出的板材锯成80mm×13mm×4mm的条状试样,在跨距为64mm,速度为1.9mm/min的室温条件下测量它们的抗弯强度和弹性模量。
具体检测结果如表1所示:
表1抗拉伸竹木复合板具体检测结果
检测项目 | 抗弯强度/MPa | 弹性模量/GPa |
实例1 | 82.1 | 6.94 |
实例2 | 76.8 | 7.67 |
实例3 | 69.4 | 6.82 |
实例4 | 63.6 | 6.78 |
实例5 | 61.3 | 5.94 |
对比例 | 55.7 | 3.14 |
由表1检测结果可知,本发明技术方案制备的抗拉伸竹木复合板具有优异的力学性能的特点,在建筑材料技术行业的发展中具有广阔的前景。
Claims (8)
1.一种抗拉伸竹木复合板的制备方法,其特征在于具体制备步骤如下:
(1)将竹篾浸泡于猪血中,接着滴加氢氧化钠溶液调节pH至9.6~9.9,取出,得预处理竹篾;
(2)将木材截断,粉碎,过筛,得木材粉;
(3)按重量份数计,将20~30份木粉,3~5份淀粉,2~3份甘油,20~30份水混合球磨,干燥,得球磨料;
(4)按重量份数计,将20~30份环氧树脂,20~30份稀释剂,10~20份改性添加料,3~5份固化剂,3~5份油泥,2~3份海莱粉搅拌混合,得改性胶黏剂;
(5)将预处理胶黏剂与球磨料按质量比1:5~1:10搅拌混合,注模,热压成型,得芯板;
(6)将芯板表面涂刷酚醛树脂胶黏剂,接着将竹篾排布在芯板,热压成型,降温,即得抗拉伸竹木复合板。
2.根据权利要求1所述一种抗拉伸竹木复合板的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述木材为杨木,桦木,槐木或松木中的任意一种。
3.根据权利要求1所述一种抗拉伸竹木复合板的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述淀粉为马铃薯淀粉,大豆淀粉或木薯淀粉中的任意一种。
4.根据权利要求1所述一种抗拉伸竹木复合板的制备方法,其特征在于:步骤(4)所述环氧树脂为环氧树脂142、环氧树脂144或环氧树脂152中任意一种。
5.根据权利要求1所述一种抗拉伸竹木复合板的制备方法,其特征在于:步骤(4)所述稀释剂为丙酮,二甲苯和乙醇中的任意一种。
6.根据权利要求1所述一种抗拉伸竹木复合板的制备方法,其特征在于:步骤(4)所述改性添加料的制备过程为:将蛤蜊壳粉碎,过100目的筛,得蛤蜊壳粉,将甘蔗渣粉碎,过80目的筛,得甘蔗渣粉,按重量份数计,将20~30份蛤蜊壳粉,10~20份甘蔗渣粉,2~3份沼液混合发酵,接着滴加氨水调节pH至10.1~10.3,即得改性添加料。
7.根据权利要求1所述一种抗拉伸竹木复合板的制备方法,其特征在于:步骤(4)所述固化剂为二己基三胺、二乙氨基丙胺或三乙烯四胺中的任意一种。
8.根据权利要求1所述一种抗拉伸竹木复合板的制备方法,其特征在于:步骤(4)所述酚醛树脂胶黏剂是由酚醛树脂2122与乙二胺按质量比10:1~20:1混合配制而成。
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