一种高强耐候竹质复合材料及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高强耐候竹质复合材料的制造方法，具体包括以下步骤：S1、将干燥后的疏解竹束置于醇基改性溶液中进行高压浸注处理后，再置于100～130℃温度下进行固化处理，得固化后的竹束；S2、将固化后的竹束于110～150℃的温度下进行干燥处理后，再经过平衡、浸胶、干燥、组坯和热压成型处理，得成型板坯；S3、将成型板坯进行养护和机加工处理，得到高强耐候竹质复合材料。本发明专利技术制备得到的高强耐候竹质复合材料完整保留了竹材的原有单元结构和力学强度。

A kind of high strength and weather resistant bamboo composite and its manufacturing method

The invention discloses a manufacturing method of high-strength and weather-resistant bamboo composite material, which specifically comprises the following steps: S1. Put the dried bamboo bundle in alcohol-based modified solution for high-pressure immersion treatment, and then put it under the temperature of 100-130 \u2103 for curing treatment to obtain the cured bamboo bundle; S2. Dry the cured bamboo bundle at the temperature of 110-150 \u2103, and then go through the following steps Balance, dip, dry, group and hot press forming to obtain the formed slab; S3, curing and machining the formed slab to obtain the high-strength and weather resistant bamboo composite. The high-strength and weather resistant bamboo composite material prepared by the invention completely retains the original unit structure and mechanical strength of the bamboo.

【技术实现步骤摘要】
一种高强耐候竹质复合材料及其制造方法
本专利技术属于木材工业中的竹质复合材料制造领域，涉及重组竹材的制造方法，具体涉及一种高强耐候竹质复合材料及其制造方法。
技术介绍
竹材具有纵向强度大、生长迅速、采伐周期短等优点，是我国森林资源的重要组成部分，我国竹材资源种类和蓄积量均居世界首位，素有竹子王国之称。大力开发竹材资源是缓解我国木材资源不足，保护生态环境和满足人民生活需要的重要举措。但与木材相比，竹材具有糖分含量高，使用过程中易霉、易腐等缺点，严重制约竹材制品的应用领域和产品附加值的提高。目前，为解决竹材长霉和易腐朽的问题，在重组竹材的制造过程中，常用的技术方法是采用常压高温过热水蒸汽对竹束进行高温炭化处理，该方法具有无化学添加的优点，但其也存在高温条件下竹束降解严重，力学强度和质量损失大等缺陷。经过高温热处理后，竹材的质量损失率约为10～20%，强度损失甚至超过50%。且采用高温热处理竹束单元生产的重组竹脆性大、抗弯强度低，不能用于结构工程领域。因此，如何在保持竹材强度大固有特性和不造成质量损失的情况下，生产出高强度、高耐候，且能广泛用于结构工程、屋外装饰领域的新型竹质复合材料，对于拓展竹材应用领域，提高竹材产品附加值具有非常重要的意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种完整保留了竹材原有单元结构和力学强度的高强耐候竹质复合材料及其制造方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种高强耐候竹质复合材料的制造方法，具体包括以下步骤：<br>S1、将干燥后的疏解竹束置于醇基改性溶液中进行高压浸注处理后，再置于100～130℃温度下进行固化处理，得固化后的竹束；S2、将固化后的竹束于110～150℃的温度下进行干燥处理后，再经过平衡、浸胶、干燥、组坯和热压成型处理，得成型板坯；S3、将成型板坯进行养护和机加工处理，得到高强耐候竹质复合材料。作为对上述技术方案的进一步改进：所述步骤S1中，所述醇基改性溶液包括糠醇、水、催化剂和稳定剂，其中糠醇的质量浓度为5～30%，催化剂的质量浓度为0.5～3%，稳定剂的质量浓度为0.5～5%，其余为水。所述步骤S1中，所述高压浸注处理包括以下步骤：将干燥后的疏解竹束置于高压浸注处理罐内进行前真空处理，随后加入醇基改性溶液直至罐内溶液压力为0.2～1.4MPa，保压5～40min，保压后卸压进行后真空处理，再次卸压，取出竹束，得到浸注处理后的竹束。所述步骤S1中，所述固化处理包括以下步骤：将浸注处理后的竹束置于微压过热蒸汽热处理窑中，加热至100～130℃温度下固化处理1～3h，得到固化后的竹束。所述微压过热蒸汽热处理窑包括窑体、冷凝器、回收装置和连接管道，所述窑体内用于放置浸注处理后的竹束，所述窑体上方设有泄压口，冷凝器上部通过连接管道与泄压口相连通，冷凝器的下部与回收装置相连通，竹束中的醇基改性溶液蒸发后通过连接管道进入到冷凝器中冷凝成含有醇基树脂的冷凝水，冷凝水进入至回收装置中回收。所述步骤S1中，所述固化处理包括以下步骤：将浸注处理后的竹束置于高压饱和水蒸气处理罐中，通入饱和水蒸气，当饱和水蒸汽温度达到100～130℃温度时，固化处理1～3h，得到固化后的竹束。所述步骤S2中，所述浸胶前的干燥处理包括以下步骤：将固化后的竹束置于微压过热蒸汽热处理窑中，通入过热蒸汽，当过热蒸汽温度达到100～150℃温度时对竹束进行干燥处理，直至竹束的含水率达到10～25%，得干燥后的竹束。所述步骤S2中，所述浸胶处理为常压浸胶处理或高压浸胶处理。所述高压浸胶处理包括以下步骤：将平衡处理后的竹束置于高压浸注处理罐中进行前真空处理，再加入胶黏剂溶液直至罐内溶液压力为0.4～1.2MPa，保压10～20min，保压后卸压进行后真空处理，再次卸压，取出竹束，得到浸胶处理后的竹束。所述步骤S1中，所述干燥后的疏解竹束含水率为20%～30%；所述醇基改性溶液中，所述催化剂为富马酸或者pH值大于3.0的弱酸，所述稳定剂为硼砂。所述步骤S1中，所述高压浸注处理中，所述加入醇基改性溶液直至罐内溶液压力为0.4～0.8Mpa；加入醇基改性溶液后，所述干燥后的疏解竹束完全浸没于醇基改性溶液中；所述前真空处理的真空度为0.06～0.09MPa，时间为10～20min；所述后真空处理的真空度为0.06～0.09MPa，时间为5～15min。所述步骤S1中，所述高压饱和水蒸汽处理罐与回收装置相连通。所述步骤S1中，所述固化处理后的冷凝水进入至回收装置中回收处理，作为醇基改性溶液的溶剂使用。所述步骤S1中，窑体还设有封闭门和循环风机，循环风机位于窑体内并设置于泄压口下方；封闭门相对设置于循环风机的另一侧并用于打开和关闭窑体；所述连接管道上设有阀门；所述冷凝器在靠近顶部和底部一侧分别设有热水出口和冷水入口。所述步骤S2中，所述浸胶前干燥处理的冷凝水进入至回收装置中回收处理，作为醇基改性溶液的溶剂使用。所述步骤S2中，所述平衡处理的时间为3～12天。所述步骤S2中，所述常压浸胶处理包括以下步骤：将平衡处理后的竹束置于浸胶池中浸胶，浸胶时间为15～30min，浸胶处理后，再沥胶处理2～20h，得到浸胶处理后的竹束。所述步骤S2中，所述高压浸胶处理中，加入胶黏剂溶液后，所述平衡处理后的竹束完全浸没于胶黏剂溶液中；所述前真空处理的真空度为0.06～0.09MPa，时间为5～10min；所述后真空处理的真空度为0.06～0.09MPa，时间为10～15min。所述步骤S2中，所述浸胶处理时采用的胶黏剂溶液为固体含量为15～30%的酚醛树脂胶黏剂。所述步骤S2中，所述浸胶后的干燥处理包括以下步骤：将浸胶处理后的竹束置于常规湿空气干燥窑或网带式热风干燥机中，在50～60℃的温度下干燥，直至竹束的含水率为8～12%，得浸胶干燥后的竹束。所述步骤S2中，将浸胶干燥后的竹束置于垫板上进行组坯处理，得板坯。所述步骤S2中，板坯的密度为0.8～1.3g/cm3，将组坯后的板坯连同垫板一同送入热压机中进行热压成型处理，热压温为120～150℃，热压时间为15～30min，热压压力为5～15MPa，得成型板坯；板坯通过厚度规控制。所述步骤S3中，所述养护处理具体过程为：将多个成型板坯堆垛后，放置于平衡库中进行养护处理，养护处理时间为2～4周。所述步骤S3中，所述堆垛时，上、下层成型板坯之间用隔条隔开，同层成型板坯之间相互靠拢，同层隔条之间的间隙为30～50cm。作为一个总的专利技术构思，本专利技术还提供一种高强耐候竹质复合材料，由前述制造方法制备得到，密度为0.8g/cm3～1.3g/cm3，弯曲弹性模量为10000MPa～30000MPa，防霉性能为0级，耐腐性能为1级。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的高强耐候竹质复合材料及其制造方法，在生产过程中无需采用高温炭化处理，避免了竹束在高温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强耐候竹质复合材料的制造方法，其特征在于：具体包括以下步骤：/nS1、将干燥后的疏解竹束置于醇基改性溶液中进行高压浸注处理后，再置于100～130℃温度下进行固化处理，得固化后的竹束；/nS2、将固化后的竹束于110～150℃的温度下进行干燥处理后，再经过平衡、浸胶、干燥、组坯和热压成型处理，得成型板坯；/nS3、将成型板坯进行养护和机加工处理，得到高强耐候竹质复合材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种高强耐候竹质复合材料的制造方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、将干燥后的疏解竹束置于醇基改性溶液中进行高压浸注处理后，再置于100～130℃温度下进行固化处理，得固化后的竹束；
S2、将固化后的竹束于110～150℃的温度下进行干燥处理后，再经过平衡、浸胶、干燥、组坯和热压成型处理，得成型板坯；
S3、将成型板坯进行养护和机加工处理，得到高强耐候竹质复合材料。


2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述醇基改性溶液包括糠醇、水、催化剂和稳定剂，其中糠醇的质量浓度为5～30%，催化剂的质量浓度为0.5～3%，稳定剂的质量浓度为0.5～5%，其余为水。


3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述高压浸注处理包括以下步骤：将干燥后的疏解竹束置于高压浸注处理罐内进行前真空处理，随后加入醇基改性溶液直至罐内溶液压力为0.2～1.4MPa，保压5～40min，保压后卸压进行后真空处理，再次卸压，取出竹束，得到浸注处理后的竹束。


4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述固化处理包括以下步骤：将浸注处理后的竹束置于微压过热蒸汽热处理窑中，加热至100～130℃温度下固化处理1～3h，得到固化后的竹束。


5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于：所述微压过热蒸汽热处理窑包括窑体（1）、冷凝器（5）、回收装置（6）和连接管道（9），所述窑体（1）内用于放置浸注处理后的竹束，所述窑体（1）上方设有泄压口（10），冷凝器（5）上部通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贤军，薛志成，吴义强，郝晓峰，徐康，杨喜，李霞镇，
申请(专利权)人：湖南桃花江竹材科技股份有限公司，中南林业科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43