一种竹单板的制备方法及竹胶复合板与流程

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种竹单板的制备方法及竹胶复合板。

背景技术：

竹材作为一种丰富的林业资源，被人们称之“第二森林”。中国竹资源丰富，竹林面积达484.26万hm²，且易培养，成林快，三到五年就可以砍伐，在一定场景下能代替木材使用，具有广泛的应用前景。

竹胶板是以毛竹材料作主要架构和填充材料，经高压成坯的建材。其用途广泛，适用于房屋建筑中的水平模板、剪力墙、垂直墙板、高架桥、隧道地铁和梁桩模板，还广泛应用于各种集装箱、包装箱，汽车和火车底板、家用地板、室内天花板、门板、家具等。但是，目前的竹胶板的力学性能偏低，而且在潮湿、高温的环境中，竹材会出现因吸水导致的力学性能下降、变形，这无疑不利于竹胶板的推广应用。

技术实现要素：

发明目的：针对上述技术问题，本发明提供了一种竹单板的制备方法及竹胶复合板。

本发明所采用的技术方案如下：

一种竹单板的制备方法：

s1：将竹片用预处理液处理；

s2：疏解；

s3：将竹片用后处理液处理；

s4：将竹片热处理后再进行碳化处理；

s5：干燥。

进一步地，所述竹单板的制备方法如下；

s1：将竹片加入到预处理液中，升温至50-60℃蒸煮40-60min，取出水洗至中性后，晾干至含水率10-16％；

s2：再将竹片送入疏解设备中，由疏解辊对竹材施以纵向的切削力，使竹片形成点状及线段状裂纹，同时在径向施以作用力，使其展平伸展形成纤维化的竹单板，疏解3-6次；

s3：将竹单板加入到后处理液中，升温至70-80℃蒸煮20-30min，取出水洗至中性后，晾干至含水率7-10％；

s4：将竹单板置于含氧量为2-2.5％的热处理设备中，升温至160-180℃处理60-90min，再降温至80-100℃保温40-50min，自然冷却至室温后，再转移至碳化设备中进行碳化处理，碳化处理的介质为饱和水蒸气，碳化处理的压力0.40-0.60mpa，碳化处理的时间为1-2h；

s5：最后将竹单板置于60-80℃烘箱中干燥10-20h即可。

进一步地，所述预处理液为氢氧化钠、硫脲、氨基磺酸钠复配的水溶液。

进一步地，所述氢氧化钠、硫脲、氨基磺酸钠的质量比为4-6：5-10：1。

进一步地，所述后处理液由以下质量百分数的原料组成：

十六烷基三甲基溴化铵1-2％、辛基苯聚氧乙烯醚2-5％、微晶石蜡0.1-1％、碘代丙炔基氨甲酸丁酯1-1.5％、富马酸二甲酯2-4％、三乙胺0.1-0.2％、余量为水。

更进一步地，所述后处理液由以下质量百分数的原料组成：

十六烷基三甲基溴化铵2％、辛基苯聚氧乙烯醚5％、微晶石蜡0.5％、碘代丙炔基氨甲酸丁酯1.5％、富马酸二甲酯2％、三乙胺0.1％、余量为水。

本发明还提供了一种竹胶复合板，其由上述竹单板制备得到。

进一步地，竹胶复合板的制备方法如下：

s1：将竹单板整体用胶粘剂浸渍处理，取出后40-45℃干燥至含水率为12-15％，作为芯材；

s2：将芯材按水平方向排列成一层，在其上面再按垂直方向排列成一层，如此反复，总共排列2-5层，形成胚材，用胶粘剂在胚材的上下面各粘附1层竹席，一段升温至120-125℃，15-25mpa下，保温保压20-25min后，再二段升温至135-140℃，保温保压5-10min后，降温至50-55℃泄压，保温30-50min，最后自然恢复至室温即可。

进一步地，所述胶粘剂为酚醛树脂胶粘剂、脲醛树脂胶粘剂、环氧树脂胶粘剂、乙烯基树脂胶粘剂、醇酸树脂胶粘剂中的任意一种。

进一步地，s2中的一段升温速度为10-20℃/min，二段升温速度为3-5℃/min，降温速度为1-5℃/min。

本发明的有益效果：

竹材疏解可以可使竹材表面难以胶合的蜡质层和硅质层，呈点裂或线裂分离甚至脱落，起到改善胶合强度，提升力学性能的目的，发明人在竹材疏解前对竹材用预处理液处理，可以对蜡质层和硅质层进行初步剥除，降低其在竹材表面的附着力，可以进一步提高疏解效果，增加胶粘剂的渗透途径，有利于提高竹胶复合板的强度，饱和水蒸气碳化处理主要目的是提高板材尺寸稳定性能和竹材抗水、抗生物侵蚀性能，本发明中后处理液浸渍，可以打开细胞孔隙、提高竹材通透性，提高碳化处理的效果，碳化处理虽然有诸多好处，但是会降低竹材的力学性能，发明人进一步研究发现在碳化处理前对竹材进行热处理，可以降低碳化处理对竹材力学性能的影响，使竹材在维持较高力学性能的同时能保持抗水、抗生物侵蚀性能，经过测试，本申请所提供的竹胶复合板具有良好的力学性能(密度≥1.16，静曲强度≥273.64mpa，弹性模量≥26.93gpa，抗拉强度≥239.90mpa，抗压强度≥151.60mpa)，且防潮抗水性能优良(吸水厚度膨胀率≤0.37％，吸水率≤0.56)。

具体实施方式

实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1：

一种竹单板的制备方法；

将竹片加入到预处理液中，升温至50℃蒸煮50min，取出水洗至中性后，晾干至含水率10％，再将竹片送入疏解设备中，由疏解辊对竹材施以纵向的切削力，使竹片形成点状及线段状裂纹，同时在径向施以作用力，使其展平伸展形成纤维化的竹单板，疏解5次，将竹单板加入到后处理液中，升温至70℃蒸煮30min，取出水洗至中性后，晾干至含水率10％，将竹单板置于含氧量为2.5％的热处理设备中，升温至180℃处理60min，再降温至80℃保温40min，自然冷却至室温后，再转移至碳化设备中进行碳化处理，碳化处理的介质为饱和水蒸气，碳化处理的压力0.45mpa，碳化处理的时间为1h，最后将竹单板置于60℃烘箱中干燥15h即可。

其中，预处理液为氢氧化钠、硫脲、氨基磺酸钠复配质量浓度为8％的水溶液，氢氧化钠、硫脲、氨基磺酸钠的质量比为5：5：1。

后处理液由以下质量百分数的原料组成：

十六烷基三甲基溴化铵2％、辛基苯聚氧乙烯醚5％、微晶石蜡0.5％、碘代丙炔基氨甲酸丁酯1.5％、富马酸二甲酯2％、三乙胺0.1％、余量为水。

一种竹胶复合板的制备方法：

将上述竹单板整体用酚醛树脂胶粘剂浸渍处理，浸渍时间为15min，取出后45℃干燥至含水率为12％，作为芯材，将芯材按水平方向排列成一层，在其上面再按垂直方向排列成一层，如此反复，总共排列5层，形成胚材，用酚醛树脂胶粘剂在胚材的上下面各粘附1层竹席，以15℃/min的速度一段升温至125℃，20mpa下，保温保压20min后，再以5℃/min的速度二段升温至135℃，保温保压10min后，以2℃/min的速度降温至50℃泄压，保温30min，最后自然恢复至室温即可。

实施例2：

一种竹单板的制备方法；

将竹片加入到预处理液中，升温至50℃蒸煮40min，取出水洗至中性后，晾干至含水率10％，再将竹片送入疏解设备中，由疏解辊对竹材施以纵向的切削力，使竹片形成点状及线段状裂纹，同时在径向施以作用力，使其展平伸展形成纤维化的竹单板，疏解5次，将竹单板加入到后处理液中，升温至70℃蒸煮20min，取出水洗至中性后，晾干至含水率7％，将竹单板置于含氧量为2％的热处理设备中，升温至160℃处理60min，再降温至80℃保温40min，自然冷却至室温后，再转移至碳化设备中进行碳化处理，碳化处理的介质为饱和水蒸气，碳化处理的压力0.40mpa，碳化处理的时间为1h，最后将竹单板置于60℃烘箱中干燥10h即可。

其中，预处理液为氢氧化钠、硫脲、氨基磺酸钠复配质量浓度为8％的水溶液，氢氧化钠、硫脲、氨基磺酸钠的质量比为4：5：1。

后处理液由以下质量百分数的原料组成：

十六烷基三甲基溴化铵1％、辛基苯聚氧乙烯醚2％、微晶石蜡0.1％、碘代丙炔基氨甲酸丁酯1％、富马酸二甲酯2％、三乙胺0.1％、余量为水。

一种竹胶复合板的制备方法：

将上述竹单板整体用酚醛树脂胶粘剂浸渍处理，浸渍时间为15min，取出后40℃干燥至含水率为12％，作为芯材，将芯材按水平方向排列成一层，在其上面再按垂直方向排列成一层，如此反复，总共排列5层，形成胚材，用酚醛树脂胶粘剂在胚材的上下面各粘附1层竹席，以10℃/min的速度一段升温至120℃，15mpa下，保温保压20min后，再以3℃/min的速度二段升温至135℃，保温保压5min后，以1℃/min的速度降温至50℃泄压，保温30min，最后自然恢复至室温即可。

实施例3：

一种竹单板的制备方法；

将竹片加入到预处理液中，升温至60℃蒸煮60min，取出水洗至中性后，晾干至含水率16％，再将竹片送入疏解设备中，由疏解辊对竹材施以纵向的切削力，使竹片形成点状及线段状裂纹，同时在径向施以作用力，使其展平伸展形成纤维化的竹单板，疏解5次，将竹单板加入到后处理液中，升温至80℃蒸煮30min，取出水洗至中性后，晾干至含水率10％，将竹单板置于含氧量为2.5％的热处理设备中，升温至180℃处理90min，再降温至100℃保温50min，自然冷却至室温后，再转移至碳化设备中进行碳化处理，碳化处理的介质为饱和水蒸气，碳化处理的压力0.60mpa，碳化处理的时间为2h，最后将竹单板置于80℃烘箱中干燥20h即可。

其中，预处理液为氢氧化钠、硫脲、氨基磺酸钠复配质量浓度为8％的水溶液，氢氧化钠、硫脲、氨基磺酸钠的质量比为6：10：1。

后处理液由以下质量百分数的原料组成：

十六烷基三甲基溴化铵2％、辛基苯聚氧乙烯醚5％、微晶石蜡1％、碘代丙炔基氨甲酸丁酯1.5％、富马酸二甲酯4％、三乙胺0.2％、余量为水。

一种竹胶复合板的制备方法：

将上述竹单板整体用酚醛树脂胶粘剂浸渍处理，浸渍时间为15min，取出后45℃干燥至含水率为15％，作为芯材，将芯材按水平方向排列成一层，在其上面再按垂直方向排列成一层，如此反复，总共排列5层，形成胚材，用酚醛树脂胶粘剂在胚材的上下面各粘附1层竹席，以20℃/min的速度一段升温至125℃，25mpa下，保温保压25min后，再以5℃/min的速度二段升温至140℃，保温保压10min后，以5℃/min的速度降温至55℃泄压，保温50min，最后自然恢复至室温即可。

实施例4：

一种竹单板的制备方法；

将竹片加入到预处理液中，升温至50℃蒸煮45min，取出水洗至中性后，晾干至含水率15％，再将竹片送入疏解设备中，由疏解辊对竹材施以纵向的切削力，使竹片形成点状及线段状裂纹，同时在径向施以作用力，使其展平伸展形成纤维化的竹单板，疏解5次，将竹单板加入到后处理液中，升温至80℃蒸煮25min，取出水洗至中性后，晾干至含水率8％，将竹单板置于含氧量为2.5％的热处理设备中，升温至160℃处理80min，再降温至100℃保温50min，自然冷却至室温后，再转移至碳化设备中进行碳化处理，碳化处理的介质为饱和水蒸气，碳化处理的压力0.50mpa，碳化处理的时间为1h，最后将竹单板置于60℃烘箱中干燥15h即可。

其中，预处理液为氢氧化钠、硫脲、氨基磺酸钠复配质量浓度为8％的水溶液，氢氧化钠、硫脲、氨基磺酸钠的质量比为4：8：1。

后处理液由以下质量百分数的原料组成：

十六烷基三甲基溴化铵1％、辛基苯聚氧乙烯醚4％、微晶石蜡0.5％、碘代丙炔基氨甲酸丁酯1.5％、富马酸二甲酯3％、三乙胺0.1％、余量为水。

一种竹胶复合板的制备方法：

将上述竹单板整体用酚醛树脂胶粘剂浸渍处理，浸渍时间为15min，取出后40℃干燥至含水率为15％，作为芯材，将芯材按水平方向排列成一层，在其上面再按垂直方向排列成一层，如此反复，总共排列5层，形成胚材，用酚醛树脂胶粘剂在胚材的上下面各粘附1层竹席，以10℃/min的速度一段升温至120℃，20mpa下，保温保压20min后，再以3℃/min的速度二段升温至138℃，保温保压5min后，以5℃/min的速度降温至50℃泄压，保温50min，最后自然恢复至室温即可。

实施例5：

一种竹单板的制备方法；

将竹片加入到预处理液中，升温至50℃蒸煮60min，取出水洗至中性后，晾干至含水率10％，再将竹片送入疏解设备中，由疏解辊对竹材施以纵向的切削力，使竹片形成点状及线段状裂纹，同时在径向施以作用力，使其展平伸展形成纤维化的竹单板，疏解5次，将竹单板加入到后处理液中，升温至80℃蒸煮20min，取出水洗至中性后，晾干至含水率10％，将竹单板置于含氧量为2％的热处理设备中，升温至180℃处理60min，再降温至100℃保温40min，自然冷却至室温后，再转移至碳化设备中进行碳化处理，碳化处理的介质为饱和水蒸气，碳化处理的压力0.60mpa，碳化处理的时间为1h，最后将竹单板置于80℃烘箱中干燥10h即可。

其中，预处理液为氢氧化钠、硫脲、氨基磺酸钠复配质量浓度为8％的水溶液，氢氧化钠、硫脲、氨基磺酸钠的质量比为6：5：1。

后处理液由以下质量百分数的原料组成：

十六烷基三甲基溴化铵2％、辛基苯聚氧乙烯醚2％、微晶石蜡1％、碘代丙炔基氨甲酸丁酯1％、富马酸二甲酯4％、三乙胺0.1％、余量为水。

一种竹胶复合板的制备方法：

将上述竹单板整体用酚醛树脂胶粘剂浸渍处理，浸渍时间为15min，取出后45℃干燥至含水率为12％，作为芯材，将芯材按水平方向排列成一层，在其上面再按垂直方向排列成一层，如此反复，总共排列5层，形成胚材，用酚醛树脂胶粘剂在胚材的上下面各粘附1层竹席，以20℃/min的速度一段升温至120℃，25mpa下，保温保压20min后，再以5℃/min的速度二段升温至135℃，保温保压10min后，以1℃/min的速度降温至55℃泄压，保温30min，最后自然恢复至室温即可。

实施例6：

一种竹单板的制备方法；

将竹片加入到预处理液中，升温至60℃蒸煮40min，取出水洗至中性后，晾干至含水率16％，再将竹片送入疏解设备中，由疏解辊对竹材施以纵向的切削力，使竹片形成点状及线段状裂纹，同时在径向施以作用力，使其展平伸展形成纤维化的竹单板，疏解5次，将竹单板加入到后处理液中，升温至70℃蒸煮30min，取出水洗至中性后，晾干至含水率7％，将竹单板置于含氧量为2.5％的热处理设备中，升温至160℃处理90min，再降温至80℃保温50min，自然冷却至室温后，再转移至碳化设备中进行碳化处理，碳化处理的介质为饱和水蒸气，碳化处理的压力0.40mpa，碳化处理的时间为2h，最后将竹单板置于60℃烘箱中干燥20h即可。

其中，预处理液为氢氧化钠、硫脲、氨基磺酸钠复配质量浓度为8％的水溶液，氢氧化钠、硫脲、氨基磺酸钠的质量比为4：10：1。

后处理液由以下质量百分数的原料组成：

十六烷基三甲基溴化铵1％、辛基苯聚氧乙烯醚5％、微晶石蜡0.1％、碘代丙炔基氨甲酸丁酯1.5％、富马酸二甲酯2％、三乙胺0.2％、余量为水。

一种竹胶复合板的制备方法：

将上述竹单板整体用酚醛树脂胶粘剂浸渍处理，浸渍时间为15min，取出后40℃干燥至含水率为15％，作为芯材，将芯材按水平方向排列成一层，在其上面再按垂直方向排列成一层，如此反复，总共排列5层，形成胚材，用酚醛树脂胶粘剂在胚材的上下面各粘附1层竹席，以10℃/min的速度一段升温至125℃，15mpa下，保温保压25min后，再以3℃/min的速度二段升温至140℃，保温保压5min后，以5℃/min的速度降温至50℃泄压，保温50min，最后自然恢复至室温即可。

对比例1：

对比例1与实施例1基本相同，区别在于，不经过预处理液处理。

对比例2：

对比例2与实施例1基本相同，区别在于，不经过后处理液处理。

对比例3：

对比例3与实施例1基本相同，区别在于，不经过热处理。

对比例4：

对比例4与实施例1基本相同，区别在于，不经过碳化处理。

性能测试：

(1)力学性能

参照gb/t17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》，检测本发明实施例1-6及对比例1-4竹胶复合板的密度、静曲强度(modulusofrupture，mor)、弹性模量(modulusofelasticity，moe)；

参照astmd3500-1990《胶合板承受拉力的标准试验方法》，检测本发明实施例1-6及对比例1-4竹胶复合板的抗拉强度(tensilestrength，ts)；

参照astmd3501-2005《木基结构板的压缩标准试验方法》，检测本发明实施例1-6及对比例1-4竹胶复合板的抗压强度(compressivestrength，cs)。

(2)耐水性能

检测50℃，28h循环水煮试验后，本发明实施例1-6及对比例1-4竹胶复合板的吸水厚度膨胀率(thicknessswellingrate，tsr)、和吸水率(waterabsorptionrate，war)。

每项检测各取3个试件，取其结果平均值，检测结果如下表1所示：

表1：

由上表1可知，本申请所提供的竹胶复合板具有良好的力学性能(密度≥1.16，静曲强度≥273.64mpa，弹性模量≥26.93gpa，抗拉强度≥239.90mpa，抗压强度≥151.60mpa)，且防潮抗水性能优良(吸水厚度膨胀率≤0.37％，吸水率≤0.56)。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。