一种高效异型竹重组材的制备方法与流程

本发明涉及林业工程领域中竹木材制备技术，特别是一种高效异型竹重组材的制备方法，具体涉及利用碱液浸渍蒸煮软化与高频加热制备竹重组材的应用技术。

背景技术：

现有竹重组材制备技术普遍采用蒸汽加热法热解竹材、浸渍胶粘剂、竹材干燥、方料组坯冷压胶合或平面板材组坯热压胶合等方式生产。该方法存在以下缺陷：一是蒸汽加热竹材热解软化效果不均、深度不够、变化不显著；二是方料组坯冷压胶合成型生产周期长、效率低、出材率低，平面板材组坯热压胶合产品结构与形式单一。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高效异型竹重组材的制备方法，以制得力学性能和机械加工性能好，并具有高的耐候性、防潮性和尺寸稳定性的高效异型竹重组材。

为实现以上目的，本发明一种高效异型竹重组材的制备方法采用碱液浸渍蒸煮软化与高频加热工艺，包括应用碱液浸渍蒸煮竹材以及所进行的漂洗、浸胶、干燥处理，以及竹材重组高频加热处理，具体操作步骤如下：

(1)竹材碱液浸渍蒸煮处理

新鲜生竹经专用设备进行单元制备，然后在质量比浓度2％～4％的naoh稀碱液中浸渍蒸煮处理竹材，蒸煮软化的技术参数为压力温度时间再清水浸泡清洗后进行浸渍热固性树脂与干燥处理，竹材中残留的微量碱液有利于后续热压阶段热固性树脂的固化，洗液作为低浓度碱液循环使用，以确保生产过程无环境污染；

(2)竹材浸渍胶液与干燥处理

选用热固性树脂，浸渍树脂固含量15％～35％，竹材浸渍工艺通常采用常温直接浸渍法，浸渍热固性树脂量约为竹材质量的10％～20％，为避免竹材表面热固性树脂提前预固化的现象，浸胶竹材进行低温干燥处理，干燥温度60～80℃、浸胶竹材干燥后控制含水率10％～18％；

(3)高频加热竹重组材胶合

依据竹重组材性能需要，通过工艺控制量比变化调整竹材内浸渍热固性树脂，并调整竹材重组结构以控制产品密度分布与结构功能变化，竹材可以重组胶合为平面、弯曲或异型人造板产品，铺装好的板坯可经高频加热胶合成型，高频加热尤其适用于厚板材、弯曲或异型竹重组材热压，高频通过选择2～6.78mhz的频率，可以有针对性地对同处在电场之中的热固性树脂进行加热，降低能耗提高加热效率，常用高频功率为50～300kw、加压压力3.0～7.0mpa、温度110～150℃、时间1～2min/mm，制得高效异型竹重组材产品，产品的结构和特性得到明显优化和改善，其平均密度可控制在0.90～1.20g/cm³，抗弯强度90～150mpa，弹性模量9000～15000mpa，吸水厚度变化率小于5％。

所述热固性树脂是酚醛树脂或氨基树脂中的一种。

本发明一种高效异型竹重组材的制备方法具有以下技术特点：

在竹材经碱液浸渍蒸煮软化处理后进行竹材高频加热胶合重组的加工，主要工艺过程包括竹材单元制备、碱液浸渍蒸煮、浸渍胶粘剂、竹材干燥、高频加热重组等，充分利用竹材碱液浸渍蒸煮产生的竹材结构与化学组分变化，以及高频加热胶合相结合的热压工艺，改变了传统的竹重组材产品易霉变、内部结构不均、易变形翘曲等问题，生产过程高效节能绿色环保，可使竹重组材产品的结构和特性得到明显的优化和改善，制得的高效异型竹重组材产品不仅力学性能和机械加工性能好，其耐候性、防潮性和尺寸稳定性也得到显著提高。

本发明一种高效异型竹重组材的制备方法具有以下有益效果：

1、制得的高效异型竹重组材的结构和特性得到明显优化和改善；一方面通过采用碱液浸渍蒸煮软化法可改善竹材机械加工性能、提高竹材软化、浸胶与热压效率，最终提高竹重组材的力学强度、耐候性、防潮性、尺寸稳定性等，其平均密度可控制在0.90～1.20g/cm³，抗弯强度90～150mpa，弹性模量9000～15000mpa，吸水厚度变化率小于5％，从湿材-全干的体积干缩率为3～9％，从全干-湿材的体积湿胀率为3～12％；另一方面通过采用高频加热成型技术可制备平面、弯曲或异型结构产品，尤其是可实现厚或超厚异型竹重组材的高效胶合。

2、我国竹材资源丰富，发展竹产业已成为林业可持续发展和农村增收致富的一个重要途径，本发明制备的竹重组材产品可广泛应用于建筑装修、家具制造等，市场前景十分广阔；对竹材加工相关行业的技术创新与高值化利用具有重大意义。

3、本发明对于改善生态环境、增加农民收入、繁荣地方经济等也意义重大。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明一种高效异型竹重组材的制备方法做进一步详细说明。

实施例1

本发明一种高效异型竹重组材的制备方法的具体操作步骤如下：

(1)竹材碱液浸渍蒸煮处理

新鲜生竹经专用设备进行单元制备，然后将竹材在质量比浓度2％的naoh稀碱液中浸渍，蒸煮软化的技术参数为压力0.55mpa、温度150℃、时间90min，再清水浸泡清洗10min后进行浸渍酚醛树脂或其他氨基树脂胶与干燥处理，竹材中残留的微量碱液有利于下一步热固性酚醛树脂固化；洗液作为低浓度碱液循环用使用，确保生产过程环境保护。

(2)竹材浸渍胶液与干燥处理

选用浸渍酚醛树脂或其他氨基树脂胶作为热固性树脂，浸渍树脂固含量15％，竹材浸渍工艺通常采用常温直接浸渍法，浸渍酚醛树脂量约为竹材质量的10％，为避免竹材表面酚醛树脂提前预固化的现象，浸胶竹材进行低温干燥处理，干燥温度60℃、浸胶竹材干燥后控制含水率18％。

(3)高频加热竹重组材胶合

依据竹重组材性能需要，通过工艺控制量比变化调整竹材内浸渍酚醛树脂，并调整竹材重组结构以控制产品密度分布与结构功能变化，竹材可以重组胶合为平面、弯曲或异型人造板产品，铺装好的板坯可经高频加热胶合成型，高频加热尤其适用于厚板材、弯曲或异型竹重组材热压，高频通过选择2～6.78mhz的频率，可以有针对性地对同处在电场之中的酚醛树脂进行加热，降低能耗提高加热效率，高频功率为50kw、加压压力7.0mpa、温度110℃、时间2min/mm，制得高效异型竹重组材产品；产品的结构和特性得到明显优化和改善，其平均密度控制范围1.20g/cm³，抗弯强度150mpa、弹性模量15000mpa、吸水厚度变化率小于5％，且竹重组材耐候性、防潮性、尺寸稳定性显著提高。

实施例2

本发明一种高效异型竹重组材的制备方法具体操作步骤如下：

(1)竹材碱液浸渍蒸煮处理

新鲜生竹经专用设备进行单元制备，然后将竹材在质量比浓度3％的naoh稀碱液中浸渍蒸煮，蒸煮软化的技术参数为压力0.35mpa、温度120℃、时间135min，再浸泡清洗约7min后进行浸渍酚醛树脂或其他氨基树脂胶与干燥处理，竹材中微量碱液有利于热固性酚醛树脂固化；洗液作为低浓度碱液循环用使用，确保生产过程环境保护。

(2)竹材浸渍胶液与干燥处理

选用浸渍酚醛树脂或其他氨基树脂胶作为热固性树脂，浸渍树脂固含量25％，竹材浸渍工艺采用常温直接浸渍法，浸渍酚醛树脂量约为竹材质量的15％，为避免竹材表面酚醛树脂提前预固化的现象，浸胶竹材进行低温干燥处理，干燥温度70℃、浸胶竹材干燥后控制含水率14％。

(3)高频加热竹重组材胶合

依据竹重组材性能需要，通过工艺控制量比变化调整竹材内浸渍酚醛树脂，并调整竹材重组结构以控制产品密度分布与结构功能变化，竹材可以重组胶合为平面、弯曲或异型人造板产品，铺装好的板坯可经高频加热胶合成型，高频加热尤其适用于厚板材、弯曲或异型竹重组材热压，高频通过选择2～6.78mhz的频率，可以有针对性地对同处在电场之中的酚醛树脂进行加热，降低能耗提高加热效率，高频功率为200kw、加压压力5.0mpa、温度130℃、时间1.5min/mm，制得高效异型竹重组材产品；产品的结构和特性得到明显优化和改善，其平均密度控制范围1.05g/cm³，抗弯强度120mpa、弹性模量12000mpa、吸水厚度变化率小于5％，竹重组材耐候性、防潮性、尺寸稳定性显著提高。

实施例3

本发明一种高效异型竹重组材的制备方法的具体操作步骤如下：

(1)竹材碱液浸渍蒸煮处理

新鲜生竹经专用设备进行单元制备，然后将竹材在质量比浓度4％的naoh稀碱液浸渍蒸煮，蒸煮软化的技术参数为压力0.15mpa、温度90℃、时间180min，再浸泡清洗约5min后进行浸渍酚醛树脂或其他氨基树脂胶与干燥处理，竹材中微量碱液有利于热固性酚醛树脂固化；洗液作为低浓度碱液循环用使用，确保生产过程环境保护。

(2)竹材浸渍胶液与干燥处理

选用浸渍酚醛树脂或其他氨基树脂胶作为热固性树脂，浸渍树脂固含量35％，竹材浸渍工艺通常采用常温直接浸渍法，浸渍酚醛树脂量约为竹材质量的20％，为避免竹材表面酚醛树脂提前预固化的现象，浸胶竹材进行低温干燥处理，干燥温度80℃、浸胶竹材干燥后控制含水率18％。

(3)高频加热竹重组材胶合

依据竹重组材性能需要，通过工艺控制量比变化调整竹材内浸渍酚醛树脂，并调整竹材重组结构以控制产品密度分布与结构功能变化，竹材可以重组胶合为平面、弯曲或异型人造板产品，铺装好的板坯可经高频加热胶合成型，高频加热尤其适用于厚板材、弯曲或异型竹重组材热压，高频通过选择2～6.78mhz的频率，可以有针对性地对同处在电场之中的酚醛树脂进行加热，降低能耗提高加热效率，常用高频功率为300kw、加压压力3.0mpa、温度150℃、时间1min/mm，制得高效异型竹重组材产品；产品的结构和特性得到明显优化和改善，其平均密度控制范围0.90g/cm³，抗弯强度90mpa、弹性模量9000mpa、吸水厚度变化率小于5％，且竹重组材耐候性、防潮性、尺寸稳定性显著提高。

以上三个实施例制得的高效异型竹重组材产品与现有技术制得的产品其主要技术性能指标对比如下表1。

表1本发明制得的高效异型竹重组材产品质量性能指标与现有技术对比

从上表可以看出，本发明制得的高效异型竹重组材产品其综合质量性能指标明显优于现有技术制得的产品；对比以上三个实施例中，实施例1制得的产品的综合性能指标最好，是最佳实施例。

需要说明的是，以上三个实施例并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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