一种无胶成型竹纤维板的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种无胶成型竹纤维板的制备方法，该方法为：将春夏季节采伐的竹筒粉碎得到竹粉；或/和将竹材剩余物粉碎，得到粉碎物，加水搅拌、静置后分别收集上下层物质，干燥得到粉末A和粉末B；将竹粉铺装，得到待热压材料；或将粉末A和竹粉混合成混合粉末，铺装在下层，竹粉铺装在中间层，混合粉末铺装在上层，得到待热压材料；或将粉末A和粉末B混合得混合粉末，将混合粉末铺装在下层，竹粉铺装在中间层，混合粉末铺装在上层，得到待热压材料；待热压材料热压，得到无胶成型竹纤维板。本发明专利技术无需将竹纤维单独从竹材中分离出来，不用预处理和不添加胶黏剂下制备出无胶成型竹纤维板材，达到更好的胶合作用，提高竹材利用率，工艺简单。工艺简单。工艺简单。

【技术实现步骤摘要】
一种无胶成型竹纤维板的制备方法


[0001]本专利技术属于竹材加工
，具体涉及一种无胶成型竹纤维板的制备方法。

技术介绍

[0002]竹材具有不同与其他植物的结构，是一种以竹纤维为增强相，薄壁细胞为基质的纤维复合材料，竹材一般含有约40％竹纤维，50％薄壁细胞和10％导管，薄壁细胞和纤维的化学成分和结构不同。与纤维相比，薄壁细胞的纤维素，而半纤维素和木质素含量较高。薄壁细胞细胞壁薄，腔大，纤维细胞壁厚，腔小。通常薄壁细胞中含有淀粉，同时，由于薄壁细胞的力学性能比纤维低的多，现有的竹纤维板材都是通过分解或破坏薄壁细胞将竹纤维从竹材中分离出来(竹材中含有40％纤维，50％薄壁细胞)，不仅工艺复杂而且能耗高、材料的利用率低。同时现有的竹纤维板加工过程都需要通过胶粘剂或添加剂作为粘合材料，或需要对竹纤维进行预处理，例如蒸汽爆破或者酸碱预处理，再制备自胶合纤维板。利用胶黏剂的材料需要通常会有成本高、甲醛释放问题，且施胶后的板材难以回收再利用；通过预处理的制备自胶合的纤维板，成本高且板材性能不佳，很多性能不达标，所以难以大规模化应用。
[0003]同时竹加工企业，尤其是竹束加工企业、重组竹加工企业，是将竹材中的纤维保留，去除一部分薄壁细胞制备竹束，加工剩余物中含有大量的薄壁细胞和一小部分的纤维，这些加工剩余通常被当做废料直接烧掉，无法将竹加工剩余物转化成高价值的板材。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种无胶成型竹纤维板的制备方法，该方法无需将竹纤维单独从竹材中分离出来，而是将竹材加工成一定颗粒状的同时包含竹纤维和薄壁细胞的竹粉，通过利用薄壁细胞特色结构和化学成分及淀粉在一定条件下起到胶黏的作用，不用任何预处理作用和不添加任何胶黏剂的条件下制备出无胶成型竹纤维板材，不仅能够达到更好的胶合作用，而且能够大大提高竹材利用率，同时因为工艺简单，能够大幅降低能耗，降低生产成本。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种无胶成型竹纤维板的制备方法，该方法为：
[0006]S1、将春夏季节采伐的竹筒沿着顺纹方向劈开，加工成块状，然后粉碎至粒度为80目～400目，得到竹粉；
[0007]春夏季节采伐的竹筒中淀粉含量高，约为5％～20％，利用制备的竹粉中的淀粉的粘结性能实现无胶成型竹纤维板的制备；竹粉成颗粒状，内含薄壁细胞和竹纤维；
[0008]或/和将竹材剩余物粉碎至粒度为80目～120目，得到粉碎物，然后加水混合搅拌后，静置5min～15min，分别收集上层的漂浮物质和下层的沉淀物质，均在温度为30℃～60℃的条件下干燥，上层的漂浮物质干燥后得到粉末A，下层的沉淀物质干燥后得到粉末B；
[0009]其中上层的漂浮物质为薄壁细胞，下层的沉淀物质为纤维；
[0010]S2、将S1中得到的竹粉铺装至模具中，得到待热压材料；
[0011]或者将S1中得到的粉末A与S1中的粉末混合得到混合粉末，铺装在下层，再将S1中得到的竹粉铺装在中间层，最后将S1中得到的粉末A与S1中的粉末混合得到混合粉末，铺装在上层，得到待热压材料；此铺装方式得到的板材由于上下层均由粉末A与竹粉混合得到的混合粉末，即薄壁细胞含量高的混合粉末铺装而成，其表面平整、有光泽、耐水性好；
[0012]或者将S1中得到的粉末A和粉末B混合后得到混合粉末，然后将所述混合粉末铺装在下层，再将S1中得到的竹粉铺装在中间层，最后将所述混合粉末铺装在上层，得到待热压材料；所述混合粉末中粉末A和粉末B的质量比为(1.5～2.3)：1；此铺装方式的上下表面层均由混合粉末铺装而成，混合粉末通过将薄壁细胞和纤维重新按比例混合以实现更好的粘合效果和力学性能，实现竹材剩余物的再利用；
[0013]S3、将S2中得到的待热压材料在温度为180℃～220℃、压力为10MPa～20MPa的条件下热压15min～40min，得到无胶成型竹纤维板。
[0014]优选地，S1中所述竹粉、粉末A和粉末B的含水量均为30％
‑
70％。
[0015]优选地，S S2中当所述待热压材料由粉末A、竹粉构成或者当所述待热压材料由粉末A、粉末B和竹粉构成时，所述待热压材料中下层的混合粉末、中间层的竹粉、上层的混合粉末的质量比为1：(1～3)：1。
[0016]优选地，S3中所述无胶成型竹纤维板内结合强度为0.45MPa～0.8MPa，静曲强度为8MPa～18MPa，弹性模量为2512MPa～5671MPa，吸水厚度膨胀率为9％～20％。
[0017]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0018]本专利技术无需将竹纤维单独从竹材中分离出来，而是将竹材加工成一定颗粒状，颗粒状的竹材中同时包含竹纤维和薄壁细胞，薄壁腔大热压时形成纤维之间的填充物，且粉碎以后腔破形成的表面粗糙在热压是相互之间形成机械锁紧作用，薄壁细胞中内含淀粉颗粒，在热压时形成微型淀粉胶钉，薄壁细胞比纤维含有更多的木质素和半纤维，在热压过程中木质素熔融流动，温度降低后固化，半纤维素受热分解成多糖并形成醛类，易与木质素形成行的高聚物，进一步胶结，通过利用薄壁细胞特色结构和化学成分的特性，化学成分和淀粉在一定条件下起到胶黏的作用，不用任何预处理作用和不添加任何胶黏剂的条件下制备出无胶成型竹纤维板材，不仅能够达到更好的胶合作用，而且能够大大提高竹材利用率，同时因为工艺简单，能够大幅降低能耗，降低生产成本。
[0019]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。
附图说明
[0020]图1为实施例1的竹材微观结构的扫描电镜图。
[0021]图2为图1的局部放大图。
[0022]图3为实施例1的竹材粉碎后的竹粉的扫描电镜图。
[0023]图4为实施例1中粉碎后并分离出的薄壁细胞(即粉末A)的扫描电镜图。
[0024]图5是本专利技术实施例1中粉碎后并分离的纤维(即粉末B)的扫描电镜图。
[0025]图6是本专利技术实施例1制备的无胶成型竹纤维板的外表面扫描电镜图。
[0026]图7是本专利技术实施例1制备的无胶成型竹纤维板的外表面光学显微镜图。
[0027]图8是本专利技术实施例1制备的无胶成型竹纤维板的形貌图。
[0028]图9是本专利技术实施例1制备的无胶成型竹纤维板的水中浸泡24h后的形态图。
具体实施方式
[0029]实施例1
[0030]本实施例的无胶成型竹纤维板的制备方法，该方法为：
[0031]S1、将春季节采伐的竹筒沿着顺纹方向劈开，加工成块状，然后粉碎至粒度为80目～400目，得到竹粉；
[0032]春夏季节采伐的竹筒中淀粉含量高，约为10％～20％，利用制备的竹粉中的淀粉的粘结性能实现无胶成型竹纤维板的制备；
[0033]将竹材剩余物粉碎至粒度为80目～120目，得到粉碎物，然后加水混合搅拌后，静置5min，分别收集上层的漂浮物质和下层的沉淀物质，均在温度为3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无胶成型竹纤维板的制备方法，其特征在于，该方法为：S1、将春夏季节采伐的竹筒沿着顺纹方向劈开，加工成块状，然后粉碎至粒度为80目～400目，得到竹粉；或/和将竹材剩余物粉碎至粒度为80目～120目，得到粉碎物，然后加水混合搅拌后，静置5min～15min，分别收集上层的漂浮物质和下层的沉淀物质，均在温度为30℃～60℃的条件下干燥，上层的漂浮物质干燥后得到粉末A，下层的沉淀物质干燥后得到粉末B；S2、将S1中得到的竹粉铺装至模具中，得到待热压材料；或者将S1中得到的粉末A与S1中得到的竹粉混合后得到混合粉末，铺装在下层，再将S1中得到的竹粉铺装在中间层，最后将混合粉末铺装在上层，得到待热压材料；所述混合粉末中粉末A和竹粉的质量比为(0.5～1.5):1；或者将S1中得到的粉末A和粉末B混合后得到混合粉末，然后将所述混合粉末铺装在下层，再将S1中得到的竹粉铺装在中间层，最后将所述混合粉末铺装在上层，得到待热压材料；所述混合粉末中...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈红，费本华，张文福，钟土华，连彩萍，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：