一种基于苎麻骨的高强度耐候彩色板材制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于苎麻骨的高强度耐候彩色板材制备方法，其包括苎麻骨预处理、深度单色染色、混色施胶、温压成形、后处理五个步骤该发明专利技术易于实施，适合大规模生产，是一种实现苎麻骨等麻类作物剩余物高值清洁利用的有效途径，采用本发明专利技术制备的彩色板材色泽艳丽、强度高、抗磨损、耐候性好，用途广泛。

A preparation method of high strength and weather resistant color board based on Ramie bone

The invention discloses a preparation method of high-strength weathering color plate based on Ramie bone, which includes five steps of ramie bone pretreatment, deep monochrome dyeing, mixed color sizing, warm pressing forming and post-processing. The invention is easy to implement and suitable for large-scale production, and is an effective way to realize high-value clean utilization of ramie crop residues, such as ramie bone. The color plate prepared by the invention The board has bright color, high strength, wear resistance, good weather resistance and wide application.

【技术实现步骤摘要】
一种基于苎麻骨的高强度耐候彩色板材制备方法
本专利技术属新材料及绿色制造领域，特别涉及一种基于苎麻骨的高强度耐候彩色板材制备方法。
技术介绍
具有“中国草”之称的苎麻，种植广泛，其纤维相比棉纤维具有杨氏模量高、聚合度大、单纤强力大等特点，其收割剩余物麻骨的组分与性能不亚于普通木本植物。只可惜在广大农村，苎麻骨或直接烧掉、或作为农民家庭做饭、煮猪食的烧材，因而苎麻骨的经济价值没有得到充分高效的利用。高值清洁利用廉价木本、藤本、草本植物及其收割/加工剩余物制备高性价比木质复合(功能)材料已成为新材料开发者的重要关注点之一。苎麻骨可以用于制备高性价比木质复合(功能)板材。通过专利检索，查询到以下有关较为接近的专利技术方案。专利1：专利申请号CN201711391972.8，一种苎麻纤维/环氧树脂复合材料的制备方法和应用。制备方法中将苎麻纤维裁剪成段，置于模具腔中，然后放在机械振动台中，设定振动的功率为1.2～1.8KW、振动的频率为300～600HZ、振幅为1～5mm、振动的时间为10～30min；将液态环氧树脂与固化剂、硅烷偶联剂以质量比(1～1.2)∶1∶(0.01～0.066)混合均匀，得环氧树脂胶液；将模具腔从机械振动台中取出，再将环氧树脂胶液注入模具腔中浸透苎麻纤维；将浸渍处理的苎麻纤维先室温晾干，再加压成型，最后固化，即得苎麻纤维/环氧树脂复合材料。该专利添加硅烷偶联剂，利用的是苎麻的纤维，经济成本高。专利2：申请号CN201810675026.4，一种超临界CO辅助制备苎麻纤维/环氧树脂复合材料的方法，将苎麻纤维分散在乙醇中，之后放入超临界CO处理装置中，在60～80℃、20～30Mpa下处理30～60min；处理结束后卸压至常压，取出苎麻纤维，将其在N气氛中200～300℃下热处理40～60min；将热处理后的苎麻纤维重新放入超临界CO处理装置中，同时将SiC颗粒、纳米二氧化硅、固化剂加入环氧树脂中混匀，将混匀后的物料倒入超临界CO处理装置中浸泡住苎麻纤维，在40～60℃、20～30Mpa下处理30～60min；处理结束后卸压至常压，取出苎麻纤维，室温晾干，加压成型，固化，即得苎麻纤维/环氧树脂复合材料。该专利在超临界CO处理装置处理，利用的是苎麻的纤维，经济成本高。《湖南农学院学报》1989年第89期，苎麻骨纤维板的研制，其工艺流程为原料切断、筛选、热磨、精磨、热磨法制备粗浆、精浆处理、成型、热压、裁边，苎麻骨需经过热磨、精磨，浸水两小时、水温18摄氏度时，厚度膨胀率为8％。该专利从工艺到制品都存在环境污染问题，且制品苎麻骨纤维板为常规纤维板，常规纤维板将逐渐被高强度的板材替代。以上公开的专利技术方案与论文均未公开本专利技术的内容，本领域普通技术人员也不能通过以上技术方案的相互结合得出本专利技术的技术启示。
技术实现思路
本专利技术的目的在于开辟一种苎麻骨高值清洁利用新途径，提供一种色泽艳丽、强度高、抗磨损、耐候性好的彩色板材制备方法，让人们享受到有高贵不贵的高档木制品陪伴的美好生活。一种基于苎麻骨的高强度耐候彩色板材制备方法，包括以下步骤：步骤1：苎麻骨预处理：在室温环境下，将经烘干的苎麻骨在浓度为2％～5％的NaOH溶液中浸泡10～12h后水洗、烘干；步骤2：深度单色染色：对经步骤1预处理的苎麻骨实施单色染色处理45～60min，其中，染液以重量百分比计包含水性染料2％～4％、食盐2％～3％、余量软水，所述水性染料为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种单色染料中至少一种；上述单色染色处理在温度50～70℃、真空度为0.05～0.08MPa的真空环境下进行；所述深度单色染色实质是将步骤1经NaOH溶液充分浸泡后打开纹孔并经水洗与烘干后的苎麻骨由表及里实施染色的过程；步骤3：混色施胶：将经步骤2深度染色的至少一种苎麻骨进行混杂打捆，每捆重量为3～5kg，以捆为操作单元浸润水性环氧树脂胶；所述水性环氧树脂胶为环氧树脂复合乳液与水溶性固化剂按体积比1:1实时配制而成,其中环氧树脂复合乳液为环氧树脂乳液与环氧树脂-有机纳米蒙脱土的包覆乳液的均匀混合乳液，所述环氧树脂复合乳液中环氧树脂与环氧树脂乳液的体积比为1:9～1:3，环氧树脂复合乳液中有机纳米蒙脱土的含量为4％～6wt％；步骤4：温压成形：将经步骤3混色施胶的苎麻骨及时铺装于四面顶成形模具中实施温压成形制成彩色板坯，成形压力为200～300MPa，成形温度为80～120℃，保温保压时间为30～60min；步骤5：后处理：对彩色板坯进行切边、砂光、打蜡处理，最终获得基于苎麻骨的高强度耐候彩色板材。进一步的，所述步骤1中的苎麻骨预处理前后的含水率均为12％～15％。进一步的，所述步骤2中的软水为天然软水，为不含或含可溶性钙、镁化合物低于550mg/L的江水、河水或淡水湖的水。进一步的，所述步骤4中的四面顶成形模具为利用模具的六个面中两两平行的四个面实施温压成形的三维双向成形模具，所述成形压力为250MPa，成形温度为100℃，保温保压时间为55min。进一步的，所述步骤3中环氧树脂乳液为环氧树脂、马来酸酐、聚乙二醇按摩尔比2:2:1～3:3:1配制的乳化液。进一步的，所述步骤3中有机纳米蒙脱土为将十八烷基三甲基溴化铵作为插层剂对无机蒙脱土进行有机化改性获得。进一步的，所述步骤3中水溶性固化剂包括三乙烯四胺、环氧树脂、烯丙基缩水甘油醚和稀释剂，三乙烯四胺、环氧树脂、烯丙基缩水甘油醚按摩尔比2:1:2～5:2:4配制而成，稀释剂为丙酮和蒸馏水。本专利技术的有益效果：1.本案以苎麻骨为基材经预处理、深度染色、混色施胶、温压成形与后处理等过程，综合应用粉末冶金与粉体工程、复合材料与工程、木材科学与技术等交叉学科材料成形理论，创新了木质复合材料的成形技术与方法。2.本专利技术中苎麻骨经NaOH溶液充分浸泡，苎麻骨打开纹孔后对苎麻骨由表及里实施染色，确保了染色的均质性与完全性，保证了在一定程度上不易褪色。3.本专利技术的水性环氧树脂胶的成分均为环保制剂，不存在环境污染问题；制备方法简单，环氧树脂的环氧基团与其他添加物的基团进行反应，实现粘接，提高了材料的耐久性；丙酮和水作为稀释剂，从体系中脱除比较方便，利于减少能耗，带走反应中产生的热量，便于反应平稳温和进行。4.本专利技术利用四面顶成形模具对混色施胶后的苎麻骨实施四个面挤压的温压成形，克服了常规人造板仅通过上下两个方向挤压成形导致板坯在所难免的内部缺陷的明显弊端，制成的彩色板坯经四个面挤压，相比两个面挤压，无内部缺陷，且色泽艳丽、强度高、抗磨损、耐候性好。5.对比专利申请号CN201711391972.8，本专利技术申请对苎麻进行烘干和染色预处理，混色施胶过程中没有添加偶联剂，可以达到湿态下的同等粘合力、耐候性；真空染色，能使水性燃料达到良好的分散性；本申请中选用苎麻木质部即苎麻的废料作为原材料，利用加工剩余物制备高性价比木质复合(功能)材料，对节能减排有重大意义。6.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于苎麻骨的高强度耐候彩色板材制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：苎麻骨预处理：在室温环境下，将经烘干的苎麻骨在浓度为2％～5％的NaOH溶液中浸泡10～12h后水洗、烘干；/n步骤2：深度单色染色：对经步骤1预处理的苎麻骨实施单色染色处理45～60min，其中，染液以重量百分比计包含水性染料2％～4％、食盐2％～3％、余量软水，所述水性染料为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种单色染料中至少一种；上述单色染色处理在温度50～70℃、真空度为0.05～0.08MPa的真空环境下进行；所述深度单色染色实质是将步骤1经NaOH溶液充分浸泡后打开纹孔并经水洗与烘干后的苎麻骨由表及里实施染色的过程；/n步骤3：混色施胶：将经步骤2深度染色的至少一种苎麻骨进行混杂打捆，每捆重量为3～5kg，以捆为操作单元浸润水性环氧树脂胶；/n所述水性环氧树脂胶为环氧树脂复合乳液与水溶性固化剂按体积比1:1实时配制而成,其中环氧树脂复合乳液为环氧树脂乳液与环氧树脂-有机纳米蒙脱土的包覆乳液的均匀混合乳液，所述环氧树脂复合乳液中环氧树脂与环氧树脂乳液的体积比为1:9～1:3，环氧树脂复合乳液中有机纳米蒙脱土的含量为4％～6wt％；/n步骤4：温压成形：将经步骤3混色施胶的苎麻骨及时铺装于四面顶成形模具中实施温压成形制成彩色板坯，成形压力为200～300MPa，成形温度为80～120℃，保温保压时间为30～60min；/n步骤5：后处理：对彩色板坯进行切边、砂光、打蜡处理，最终获得基于苎麻骨的高强度耐候彩色板材。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于苎麻骨的高强度耐候彩色板材制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：苎麻骨预处理：在室温环境下，将经烘干的苎麻骨在浓度为2％～5％的NaOH溶液中浸泡10～12h后水洗、烘干；
步骤2：深度单色染色：对经步骤1预处理的苎麻骨实施单色染色处理45～60min，其中，染液以重量百分比计包含水性染料2％～4％、食盐2％～3％、余量软水，所述水性染料为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种单色染料中至少一种；上述单色染色处理在温度50～70℃、真空度为0.05～0.08MPa的真空环境下进行；所述深度单色染色实质是将步骤1经NaOH溶液充分浸泡后打开纹孔并经水洗与烘干后的苎麻骨由表及里实施染色的过程；
步骤3：混色施胶：将经步骤2深度染色的至少一种苎麻骨进行混杂打捆，每捆重量为3～5kg，以捆为操作单元浸润水性环氧树脂胶；
所述水性环氧树脂胶为环氧树脂复合乳液与水溶性固化剂按体积比1:1实时配制而成,其中环氧树脂复合乳液为环氧树脂乳液与环氧树脂-有机纳米蒙脱土的包覆乳液的均匀混合乳液，所述环氧树脂复合乳液中环氧树脂与环氧树脂乳液的体积比为1:9～1:3，环氧树脂复合乳液中有机纳米蒙脱土的含量为4％～6wt％；
步骤4：温压成形：将经步骤3混色施胶的苎麻骨及时铺装于四面顶成形模具中实施温压成形制成彩色板坯，成形压力为200～300MPa，成形温度为80～120℃，保温保压时间为30～60min；
步骤5：后处理：对彩色板坯进行切边、砂光、打蜡处理，最终获得基于苎麻骨的高强度耐...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴庆定，宋喜艳，霍皓灵，唐小杰，杜沐青，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43