一种竹质芯板及其制备工艺与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种竹质芯板及其制备工艺与应用，竹质芯板包括：竹质上面板、竹质下面板，且有多个竹质芯管间隔排列固定于上下面板之间，上面板、下面板及芯管均为竹篾复合材料。本发明专利技术基于生物固碳材料，利用竹篾的高强度(密度小，比强度高于钢材、铅合金等)，采用缠绕工艺实现了将竹纤维二维平面结构制成芯管三维空间结构，大大提高了力学性能，扩大了应用范围。范围。范围。

【技术实现步骤摘要】
一种竹质芯板及其制备工艺与应用


[0001]本专利技术涉一种竹质芯板及其制备工艺与应用。

技术介绍

[0002]竹子是自然界中广泛存在的一种自然资源，生长周期短，一般3～5年即可产出可用的竹材，并且在生长过程中吸收二氧化碳，释放氧气，对环境保护作用明显，且质轻而坚韧，密度小，比强度高，可作为建筑工程材料，另外，竹材在作为建筑工程材料时，生产废物可迅速降解，能耗低，对环境污染小；由此可见，竹材是一种较为优质的生物固碳材料以及良好的建筑工程材料。
[0003]然而，现有的制造竹质板材工艺，只能做平板，阻碍了竹质材料的广泛应用。世界上现有的芯板，包括上面板、下面板和设于两面板之间的芯管，均用金属材料制成，如不锈钢、钢、铝等金属材料。但金属材料的来源，从矿山的开采、运输、冶炼、到制成部件的过程要排放大量的二氧化碳。而竹材来自可再生材料，并且它的密度小，比强度高于钢材、铅合金等，其生长过程吸收二氧化碳，竹材吸收二氧化碳的能力是普通树木的4倍，同时释放的氧气是树林的3倍，且竹子生长周期短，一般3至5年，其生产废物可迅速降解能耗也低，是理想的生物固碳材料。
[0004]
技术实现思路

[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种竹质芯板及其制备工艺与应用，以下是本专利技术的技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种竹质芯板，其包括：
[0007]上面板和下面板，上面板由上到下包括上面层与结构层，结构层为由若干竹篾网层叠、且层间铺压填充材料复合而成，竹篾网表面粘附有氨基树脂胶黏剂，上面层为浸润有改性环氧乙烯基酯树脂的竹纤维无纺布，上面层与结构层上表面贴合并固定连接；下面板由上到下包括结构层与底面层，底面层为浸润有改性环氧乙烯基酯树脂的竹纤维无纺布，底面层与下面板的结构层的下表面贴合并固定连接；
[0008]设于上面板与下面板之间、且分别垂直于上面板和下面板的多个竹质芯管，竹质芯管为空心圆管结构，竹质芯管的上端与上面板的底面固定连接，竹质芯管的下端与下面板的顶面固定连接。
[0009]可选地，竹质芯管由内到外包括内衬层、缠绕层和外面层，缠绕层为由若干浸渍有氨基树脂胶黏剂的竹篾网层叠缠绕而成的圆管状物，内衬层与外面层均为浸润有改性环氧乙烯基酯树脂的竹纤维无纺布，内衬层与缠绕层的内壁贴合并固定连接，外面层与缠绕层的外壁贴合并固定连接。
[0010]进一步可选地，改性环氧乙烯基酯树脂包括以下质量份数的组分：
[0011]环氧乙烯基酯树脂100质量份数，增韧剂3～5质量份数，稀释剂12～15 质量份数，
纳米碳纤维1～3质量份数。
[0012]可选地，竹质芯管两端均设有加强封堵，加强封堵的材质为浸润有环氧树脂的碳纤维网格布或玻璃丝网格布。
[0013]可选地，竹质芯管两端的顶面和底面均设有封堵，封堵的材质为浸润有环氧树脂的碳纤维网格布和/或浸润有环氧树脂的玻璃丝网格布。
[0014]可选地，填充材料为生物基颗粒与树脂的混合物，生物基颗粒总质量占填充材料总质量的20％～40％，生物基颗粒为竹粉、木粉、秸秆粉、藤粉中的一种或多种。
[0015]本专利技术提供了一种竹质芯板的制备工艺，其包括以下步骤：
[0016]S1、制备竹篾片：
[0017]S1.1、将原竹材劈开成竹片，去青、去黄，根据需要制成长度相等的若干竹篾片，竹黄去除厚度为0.2mm～0.4mm，竹青去除厚度为0.1mm～0.3mm，每条竹篾片的宽度均为0.2～2mm，将竹篾片经脱脂处理后干燥至含水率低于10％，得到脱脂竹篾片；
[0018]S1.2、选取拉力强度≥90MPa的脱脂竹篾片，在5％的NaOH溶液中浸泡 6h，之后取出干燥并控制含水率在10％以下，得到碱浸竹篾片，选取拉力强度≥90MPa的碱浸竹篾片备用；
[0019]S2、准备树脂材料：
[0020]用于浸渍竹篾层的树脂或颗粒层树脂均为环氧树脂、氨基树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨树脂、不饱和聚酯树脂或聚氨脂树脂中的一种；
[0021]S2.1、以质量份数计，将氨基树脂100份、生物填料15～30份、纳米碳纤维1～3份混合并搅拌均匀，得到氨基树脂胶黏剂，备用；
[0022]S2.2、以质量份数计，将环氧乙烯基酯树脂100份、增韧剂3～5份、稀释剂12～15份、纳米碳纤维1～3份混合并搅拌均匀，得到改性环氧乙烯基酯树脂，备用；
[0023]S3、制备填充材料：
[0024]将生物基颗粒与树脂混合并搅拌均匀，得到填充材料，备用；生物基颗粒为竹粉、木粉、秸秆粉、藤粉中的一种或多种，生物基颗粒总质量占填充材料总质量的20％～40％；
[0025]S4、制备竹篾网：
[0026]S4.1、上面板与下面板用竹篾网，将S1.2得到的竹篾片按间距0.1mm～ 1mm编制，按照设计的上面板与下面板竹篾网的尺寸规格，分别制备分别堆放；制造集裝箱式房屋，采用运输集裝箱的国际标准，以2438为模数，制造常规建筑，按照国家规定的建筑模数确定；相邻上面板竹篾网之间、相邻下面板竹篾网之间搭接均≥50mm，在宽度方向上各竹篾片搭接偏差不超过5mm，搭接角度偏差不超过5
°
；
[0027]S4.2、芯管用竹篾网，竹篾网的宽度1～50mm视芯管的高度适当选择，按间距0.1mm～1mm制卷，得到芯管用竹篾网；为适用于各种高低的芯管，芯管用竹篾网可制备成单根双根和多根；
[0028]S5、制备竹质芯管：
[0029]S5.1、制作内衬层，为便于成型工具园管抽出，先在成型工具园管上包裹一层薄膜或涂刷脱模剂，然后用竹纤维无纺布和环氧乙烯基酯树脂环向饶裹在成型工具园管上，得到内衬层；
[0030]S5.2、制作缠绕层，将S4.2制备的芯管用竹篾网浸渍在树脂中，使得芯管用竹篾网
的外表面粘附树脂材料，浸渍树脂与缠绕芯管用竹篾网同时进行，缠绕在内衬层上，并施加一定的压辊压力，将树脂材料附在芯管用竹篾网表面并填充在竹篾间隙中，得到缠绕层；
[0031]S5.3、制作外面层，用竹纤维无纺布和环氧乙烯基酯树脂环向包裹在缠绕层上；
[0032]S5.4、制作加强层，在芯管两端环向包裹浸润有环氧树脂的玻璃丝网格布或浸润有环氧树脂的碳纤维网格布，得到加强层；
[0033]S5.5、两端封堵，将成型工具园管抽出，芯管移到下一工位，两侧的机构同时动诈，将芯管两端顶面与底面涂上环氧树脂胶并贴上浸润有环氧树脂的碳纤维网格布或玻璃丝网格布将两端面封堵；
[0034]S5.6、固化，完成竹质芯管制备；
[0035]S6、制备下面板：
[0036]S6.1、在下面板模板表面涂覆一层脱模剂；
[0037]S6.2、将被配制好的改性环氧乙烯基酯树脂浸透的竹纤维无纺布铺在模板上，得到底面层；
[0038]S6.3、将S4.1制备的下面板竹篾网的浸入配制好的氨基树脂胶黏剂中，使下面板竹篾网被氨基树脂胶黏剂完全包覆；然后进行安放，注意本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种竹质芯板及其制备工艺与应用，其特征在于，竹质芯板包括：上面板(1)和下面板(2)，所述上面板(1)由上到下包括上面层与结构层，所述结构层由若干竹篾网层叠、且层间铺压填充材料复合而成，所述竹篾网表面粘附有氨基树脂胶黏剂，所述上面层为浸润有改性环氧乙烯基酯树脂的竹纤维无纺布，所述上面层与所述结构层上表面贴合并固定连接；所述下面板由上到下包括所述结构层与底面层，所述底面层为浸润有改性环氧乙烯基酯树脂的竹纤维无纺布，所述结构层由若干竹篾网层叠、且层间铺压填充材料复合而成，所述竹篾网表面粘附有氨基树脂胶黏剂，所述底面层与所述下面板的所述结构层的下表面贴合并固定连接；设于所述上面板(1)与所述下面板(2)之间、且分别垂直于所述上面板(1)和所述下面板(2)的多个竹质芯管(3)，所述竹质芯管(3)为空心圆管结构，所述竹质芯管(3)的上端与所述上面板(1)的底面固定连接，所述竹质芯管(3)的下端与所述下面板(2)的顶面固定连接。2.根据权利要求1所述的一种竹质芯板，其特征在于：所述竹质芯管(3)由内到外包括内衬层、缠绕层和外面层，所述缠绕层为由若干浸渍有氨基树脂胶黏剂的竹篾网层叠缠绕而成的圆管状物，所述内衬层与所述外面层均为浸润有改性环氧乙烯基酯树脂的竹纤维无纺布，所述内衬层与所述缠绕层的内壁贴合并固定连接，所述外面层与所述缠绕层的外壁贴合并固定连接；所述竹质芯管(3)两端的顶面和底面均设有加强封堵，所述加强封堵的材质为浸润有环氧树脂的碳纤维网格布或玻璃丝网格布；所述竹质芯管(3)两端的端部外侧壁处均周向设置有加强层，所述加强层的材质为浸润有环氧树脂的碳纤维网格布和/或浸润有环氧树脂的玻璃丝网格布。3.根据权利要求1、2所述的一种竹质芯板，其特征在于，所述改性环氧乙烯基酯树脂包括以下质量份数的组分：环氧乙烯基酯树脂100质量份数，增韧剂3～5质量份数，稀释剂12～15 质量份数，纳米碳纤维1～3质量份数。4.根据权利要求1所述的一种竹质芯板，其特征在于，所述填充材料为生物基颗粒与树脂的混合物，所述生物基颗粒总质量占所述填充材料总质量的20％～40％，所述生物基颗粒为竹粉、木粉、秸秆粉、藤粉中的一种或多种。5.一种竹质芯板的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、制备竹篾片：S1.1、将原竹材劈开成竹片，去青、去黄，根据需要制成长度相等的若干竹篾片，竹黄去除厚度为0.2mm～0.4mm，竹青去除厚度为0.1mm～0.3mm，每条所述竹篾片的宽度均为0.2～2mm，将所述竹篾片经脱脂处理后干燥至含水率低于10％，得到脱脂竹篾片；S1.2、选取拉力强度≥90MPa的所述脱脂竹篾片，在5％的NaOH溶液中浸泡6h，之后取出干燥并控制含水率在10％以下，得到碱浸竹篾片，选取拉力强度≥90MPa的所述碱浸竹篾片备用；S2、准备树脂材料：用于浸渍竹篾层的树脂或颗粒层树脂均为环氧树脂、氨基树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨树脂、不饱和聚酯树脂或聚氨脂树脂中的一种；
S2.1、以质量份数计，将氨基树脂100份、生物填料15～30份、纳米碳纤维1～3份混合并搅拌均匀，得到氨基树脂胶黏剂，备用；S2.2、以质量份数计，将环氧乙烯基酯树脂100份、增韧剂3～5份、稀释剂12～15份、纳米碳纤维1～3份混合并搅拌均匀，得到改性环氧乙烯基酯树脂，备用；S3、制备填充材料：将生物基颗粒与树脂混合并搅拌均匀，得到填充材料，备用；所述生物基颗粒为竹粉、木粉、秸秆粉、藤粉中的一种或多种，所述生物基颗粒总质量占所述填充材料总质量的20％～40％；S4、制备竹篾网：S4.1、上面板与下面板用竹篾网，将S1.2得到的竹篾片按间距0.1mm～1mm编制，按照设计的上面板与下面板竹篾网的尺寸规格，分别制备分别堆放；制造集裝箱式房屋，采用运输集裝箱的国际标准，以2438为模数，制造常规建筑，按照国家规定的建筑模数确定；相邻上面板竹篾网之间、相邻下面板竹篾网之间搭接≥50mm，在宽度方向上各竹篾片搭接偏差不超过5mm，搭接角度偏差不超过5
°
；S4.2、芯管用竹篾网，竹篾网的宽度1～50mm视芯管的高度适当选择，按间距0.1mm～1mm制卷，得到芯管用竹篾网；为适用于各种高低的芯管，所述芯管用竹篾网可制备成单根双根和多根；S5、制备竹质芯管：S5.1、制作内衬层，为便于成型工具园管抽出，先在成型工具园管上包裹一层薄膜或涂刷脱模剂，然后用竹纤维无纺布和环氧乙烯基酯树脂环向饶裹在成型工具园管上，得到内衬层；S5.2、制作缠绕层，将S4.2制备的所述芯管用竹篾网浸渍在树脂中，使得所述芯管用竹篾网的外表面粘附树脂材料，浸渍树脂与缠绕所述芯管用竹篾网同时进行，缠绕在内衬层上，并施加一定的压辊压力，将树脂材料附在所述芯管用竹篾网表面并填充在竹篾间隙中，得到缠绕层；S5.3、制作外面层，用竹纤维无纺布和环氧乙烯基酯树脂环向包裹在所述缠绕层上；S5.4、制作加强层，在所述芯管两端环向包裹浸润有环氧树脂的玻璃丝网格布或浸润有环氧树脂的碳纤维网格布，得到加强层；S5.5、两端封堵，将成型工具园管抽出，所述芯管移到下一工位，两侧的机构同时动诈，将所述芯管两端顶面与底面涂上环氧树脂胶并贴上浸润有环氧树脂的碳纤维网格布或玻璃丝网格布将两端面封堵；S5.6、固化，完成竹质芯管制备；S6、制备下面板：S6.1、在下面板模板表面涂覆一层脱模剂；S6.2、将被配制好的所述改性环氧乙烯基酯树脂浸透的竹纤维无纺布铺在模板上，得到底面层；S6.3、将S4.1制备的下面板竹篾网的浸入配制好的所述氨基树脂胶黏剂中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张效思，王欣荣，张增泉，张辉，王健，张沪生，张晶，张逊，
申请(专利权)人：张效思北京宇星国科国际教育科技有限公司，
类型：发明
国别省市：