CN111055358A - 一种具有耐久性能的建筑竹材的深加工处理工艺 - Google Patents
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Abstract
一种具有耐久性能的建筑竹材的深加工处理工艺涉及一种纯天然的建筑材料的深加工处理工艺，特别涉及具有较好耐久性能及防火级别较高的建筑竹材深加工处理工艺。本发明由初加工、深加工和塑形等几个步骤完成，初加工修枝去污，并采用锥形螺纹钻头以套管推进的方法对圆竹进行径向双向打通；将初加工好的竹材进行深加工。本发明的竹材经初加工和深加工处理后，确保了竹材在加工和使用过程中不会开裂，且对竹材表面和内部进行了有效的防腐剂、阻燃剂与有机质、灰分的置换，其防蛀、防腐、阻燃等性能得到了本质的改善，在此基础上设计出更精美的非拼接的整体的竹工艺品和建筑物，使用寿命长达数十年之久。
Description
技术邻域
本发明涉及一种纯天然的建筑材料的深加工处理工艺，特别涉及具有较好耐久性能及防火级别较高的建筑竹材深加工处理工艺。
背景技术
竹子被世界公认为可再生的优质资源。其分布广泛，储量丰富，栽培管护简单，气候、土壤、海拔适应性强，潜在着巨大的社会价值和经济价值，被世界各国高度关注。有许多国家成立了专业的研究机构在不断的对其进行开发利用，现已被广泛运用到建筑、造纸、家具、纺织、管道、工艺品、乐器等诸多领域。由于竹子的生长特性，内含物质、细胞及纤维结构的特性，决定了其在许多领域都占据着极大的优势，例如：竹子中含有的“竹醌”成分具有天然抑菌作用，用机械物理手段制成的竹纤维纺织品就是最好的衣、袜、被褥等生活用品，不仅透气干爽，还能天然抑菌，不滋生螨虫及其他细菌；竹叶里含有丰富的“竹叶黄酮”拥有优良的抗活性自由基能力，有确凿的SOD活性，且安全无毒，是一种天然、营养、多功能的食品添加剂；竹子的纤维结构决定了竹子有很高的抗拉强度和弹性系数，在建筑及家具等领域有着较大的塑形优势。但是，因为传统工艺落后，只能对竹子的浅表层进行防腐、防火处理，未能更好地解决竹子易开裂、变形、毒变、腐烂、虫蛀、防火等实际的难题，致使所得产品的耐久性及防火级别较低，导致这种优质资源未能得到更好的开发利用。
发明内容
本发明的目的旨在于克服现有技术的缺陷，提供一种经深加工处理后，可有效解决竹材裂变问题，且具有耐久防腐、防蛀、防火性能的建筑竹材的深加工处理工艺。
本发明所述的具有耐久性能的建筑竹材的深加工处理工艺，由初加工、深加工和塑形等几个步骤完成，具体如下：
a．初加工：选用圆竹基段或/和中段，去枝，采用喷砂或高压水枪去污，并用锥形螺纹钻头以套管推进的方法对圆竹进行径向、双向打通备用；
b．深加工：①将初加工好的竹材放入反应釜中，向反应釜中注入清水至淹没竹材，加压升温至200-300℃后，保温保压1-2小时，之后冷却至常温后排水，并抽真空，排出的水回流至蓄水池；
②向抽真空结束后的反应釜内注入生物酶混合液，并使圆竹完全淹没在生物酶溶液中，升温至30-40℃，加压至3-5Mpa，保温保压3-4小时；
③抽真空至-1Mpa，排出步骤②加入的生物酶溶液，再次注入清水至淹没竹材，加压加温至150-200℃，保温保压1-2小时；
④抽真空至-1Mpa，排出步骤③中的混合溶液，常温注入防腐剂，淹没竹材，加压4-5mpa，保压3-4小时；
⑤抽真空至-1Mpa，排出步骤④的防腐剂，常温注入阻燃剂，淹没竹材，加压4-5mpa，保压3-4小时；
c．塑形：将步骤b深加工处理后的竹材取出，放置在箱式微波箱中，升温至150-200℃，至竹材软化后，立即将竹材输送至塑形机内进行60-100秒的塑形；
d．将经步骤c塑形的竹材放入干燥窑内，控温在60℃以内干燥，至含水率低于8%后降温定型；
e．将步骤d定型后的竹材置入油漆房喷涂保护层。
所述的锥形螺纹钻头为高锰钢锥形螺纹钻头
所述的防腐剂为市购卡松、季胺盐环保型防腐剂；所述阻燃剂为市购SY201无卤环保阻燃剂。
本发明所述的具有耐久性能的建筑竹材的深加工处理工艺，采用锥形螺纹钻头以套管推进的方法对圆竹进行径向双向打通，是为了解决深加工过程中高温、产生的正负压对圆竹竹材在加工过程中造成裂变损伤，提高成品率；将初加工好的竹材放入反应釜中，向反应釜中注入清水至淹没竹材，加压升温至200-300℃后，保温保压1-2小时，之后冷却至常温后排水，并抽真空，排出的水回流至蓄水池，排出的水可再次循环利用，节能减排，高温是为了破坏竹材的细胞壁，抽真空是助推有机质和灰分随水排出，为后续加工过程中有机质等物质的置换奠定基础；向抽真空的反应釜内注入生物酶混合液，并使圆竹完全淹没在生物酶溶液中，升温至30-40℃，加压至3-5Mpa，保温保压3-4小时，分解竹材的有机质和灰分；抽真空至-1Mpa，排出步骤②加入的生物酶溶液，再次注入清水至淹没竹材，加压加温至150-200℃，保温保压1-2小时，是为了清除被分解的有机质，同时让残留的生物酶失活；抽真空至-1Mpa，排出步骤③中的混合溶液，同时排走竹材内部细胞内和维管束之间的有机质和灰分，使得细胞内及维管束间隙腔内有足够的空间渗入容纳防腐剂、防火剂等；常温注入防腐剂，淹没竹材，加压4-5mpa，保压3-4小时，这样可以使防腐剂深度渗透到细胞内及维管束间隙腔内，达到竹材内部饱有防腐剂，充分置换了竹材内部的有机质，实现竹材的深度防腐；抽真空至-1Mpa，排出步骤④的多余的防腐剂，常温注入阻燃剂，淹没竹材，加压4-5mpa，保压3-4小时，目的也是为了是阻燃剂充分渗透到竹材细胞内及维管束间隙腔内，提高竹材的阻燃性能；将经深加工处理后的竹材取出，放置在箱式微波箱中，升温至150-200℃，至竹材软化，使得竹材达到塑形的条件后，立即将竹材输送至塑形机内进行60-100秒的塑形；塑形的竹材放入干燥窑内，控温在60℃以内干燥，至含水率低于8%后降温定型；最后，定型后的竹材置入油漆房喷涂保护层，进一步完善竹材的保护层。竹材经初加工和深加工处理后，确保了竹材在加工和使用过程中不会开裂，且对竹材表面和内部进行了有效的防腐剂、阻燃剂与有机质、灰分的置换，其防蛀、防腐、阻燃等性能得到了本质的改善，在此基础上设计出更精美的非拼接的整体的竹工艺品和建筑物，使用寿命长达数十年之久。
附图说明
图1为本发明深加工处理工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不限于实施例。
实施例1
一、竹子的生长期
竹子的生长速度世界排名第一，其根茎在土壤中孕育四年的能量后出土生长，仅仅数周就能长到母竹高，第二年便枝繁叶茂，第三年便成材，是可再生的优质环保型建筑资源。
二、竹子的物理性能
竹子有较好的隔热、防湿性，可达到冬暖夏凉的宜居目标；由于竹子中空特性，有效阻止了热能及声波的传导，从而使竹建筑起到了隔热、隔音、防潮湿的独特效果。竹子的抗拉强度是1000-4000千克/平方厘米，与钢材媲美;抗压250-1000千克/平方厘米，密度500-800千克/立方米，木材媲美，弯曲强度700-3000千克/平方厘米，弹性系数0000-300000千克/立方厘米，塑形受力强度远超木材，竹子的管状维赋予的抗拉及弯曲弹性，决定了它具有出众的可塑性，通过软化工艺处理后能满足美学建筑的高标准需要，是创造美学建筑的最好材料。
三、竹建筑技术背景、核心技术及生产工艺
1、竹产业加工生产的技术要求
从竹建筑到竹家具、竹灯具、竹工艺品的制造以及竹基地的建设需要多方面的技术支撑才能实现。因此必须掌握竹子的种类、特性及栽培繁殖、护理技术，才能确保竹资源的可持续发展。必须解决竹子的防裂，以及深度防腐、防虫、防火等深加工技术，才能更好的使竹应用于建筑及其它产品生产。必须掌握各种竹的物理特性，才能使竹发挥更大的潜在价值。必须掌握科学的塑型工艺技术，才能建设出美轮美奂的自然建筑及大型工艺品、家具、园林设施等。必须掌握防裂工艺技术，才能生产出合格的竹建材及工艺竹材。必须掌握各生产设备所需的参数指标，才能确保生产线的有效运行。必须懂得合理制定生产线各生产环节设备的产能及周期指标，方能杜绝生产瓶颈的产生，从而达到生产流畅，高效节能的目标。
综上，本发明的实现，解决了上述技术瓶颈，其步骤为：
本发明所述的具有耐久性能的建筑竹材的深加工处理工艺，由初加工、深加工和塑形等几个步骤完成，具体如下：
a．初加工：选用圆竹基段或/和中段，去枝，采用喷砂或高压水枪去污，并用锥形螺纹钻头以套管推进的方法对圆竹进行径向双向打通备用，锥形螺纹钻头为高锰钢锥形螺纹钻头；
b．深加工：①将初加工好的竹材放入反应釜中，向反应釜中注入清水至淹没竹材，加压升温至200-300℃后，保温保压1-2小时，之后冷却至常温后排水，并抽真空，排出的水回流至蓄水池；
②向抽真空的反应釜内注入生物酶混合液，并使圆竹完全淹没在生物酶溶液中，升温至30-40℃，加压至3-5Mpa，保温保压3-4小时；
③抽真空至-1Mpa，排出步骤②加入的生物酶溶液，再次注入清水至淹没竹材，加压加温至150-200℃，保温保压1-2小时；
④抽真空至-1Mpa，排出步骤③中的混合溶液，常温注入市购卡松、季胺盐环保型防腐剂，淹没竹材，加压4-5mpa，保压3-4小时；
⑤抽真空至-1Mpa，排出步骤④的防腐剂，常温注入市购SY201无卤环保阻燃剂，淹没竹材，加压4-5mpa，保压3-4小时；
c．塑形：将步骤b深加工处理后的竹材取出，放置在箱式微波箱中，升温至150-200℃，至竹材软化后，立即将竹材输送至塑形机内进行60-100秒的塑形；
d．将经步骤c塑形的竹材放入干燥窑内，控温在60℃以内干燥，至含水率低于8%后降温定型；
e．将步骤d定型后的竹材置入油漆房喷涂保护层。
Claims (4)
1.一种具有耐久性能的建筑竹材的深加工处理工艺，由初加工、深加工和塑形等几个步骤完成，其特征在于，具体步骤如下：
a．初加工：选用圆竹基段或/和中段，去枝，采用喷砂或高压水枪去污，并用锥形螺纹钻头以套管推进的方法对圆竹进行径向、双向打通备用；
b．深加工：①将初加工好的竹材放入反应釜中，向反应釜中注入清水至淹没竹材，加压升温至200-300℃后，保温保压1-2小时，之后冷却至常温后排水，并抽真空，排出的水回流至蓄水池；
②向抽真空结束后的反应釜内注入生物酶混合液，并使圆竹完全淹没在生物酶溶液中，升温至30-40℃，加压至3-5Mpa，保温保压3-4小时；
③抽真空至-1Mpa，排出步骤②加入的生物酶溶液，再次注入清水至淹没竹材，加压加温至150-200℃，保温保压1-2小时；
④抽真空至-1Mpa，排出步骤③中的混合溶液，常温注入防腐剂，淹没竹材，加压4-5mpa，保压3-4小时；
⑤抽真空至-1Mpa，排出步骤④的防腐剂，常温注入阻燃剂，淹没竹材，加压4-5mpa，保压3-4小时；
c．塑形：将步骤b深加工处理后的竹材取出，放置在箱式微波箱中，升温至150-200℃，至竹材软化后，立即将竹材输送至塑形机内进行60-100秒的塑形；
d．将经步骤c塑形的竹材放入干燥窑内，控温在60℃以内干燥，至含水率低于8%后降温定型；
e．将步骤d定型后的竹材置入油漆房喷涂保护层。
2.根据权利要求1所述的所述的具有耐久性能的建筑竹材的深加工处理工艺，其特征在于，锥形螺纹钻头为高锰钢锥形螺纹钻头。
3.根据权利要求1所述的所述的具有耐久性能的建筑竹材的深加工处理工艺，其特征在于，所述的防腐剂为卡松、季胺盐环保型防腐剂。
4.根据权利要求1所述的所述的具有耐久性能的建筑竹材的深加工处理工艺，其特征在于，所述阻燃剂为SY201无卤环保阻燃剂。
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