一種竹重組材的製作方法

2023-07-06 08:02:11 1

本申請涉及重組材，具體設有一種竹質的重組材結構。

背景技術：

重組竹又稱重竹，是一種將竹材重新組織並加以強化成型的一種竹質新材料，通過將竹材加工成長條狀竹片材、竹絲或碾碎成竹絲束，經乾燥或炭化處理後浸漬膠黏劑、並鋪放在模具中，經高溫高壓（或常壓）熱固化而成的一種型材。為了提高重組竹的穩定性以適應戶外環境，通常需要對竹片材或竹絲進行炭化處理，而普遍適用於木材的炭化處理方式——窯式或罐式炭化——難適用於竹片材，特別是竹絲。竹片材和竹絲的體積小、質量輕，而窯式和罐式炭化均以循環熱風為加熱介質，竹片材和竹絲難易固定、因而加工難度大；且，窯式和罐式炭化以水蒸氣為保護介質，極大的降低竹片材和竹絲的質量及力學強度，引起大量的材料斷裂、破損，因而出材率低。

為解決上述問題，從而提供一種適宜於片材的熱處理工藝，中國專利201410246548.4公開了一種木材、竹材改性處理方法及改性木材、竹材和地板，其通過（1）將木、竹的片材置於高溫介質油中，以高溫介質油為加熱介質進行炭化處理；（2）以熱壓、萃取等方式完成表面脫油處理；（3）施膠後高溫高壓（或常壓）熱固化形成一種改性的竹或木重組材料。

然而上述方案存在不足之處，以片材的形式進行高溫介質油的炭化處理，處理後片材表面附有介質油，而熱壓和萃取這種由內向外的提取方式無法完全清潔片材表面的附油，影響片材表面的膠黏性，成為膠釘形成的阻礙，使得膠黏劑難易在改性的片材表面形成結合力，從而製得的地板或型材的膠合強度差。另一個方面，改性後的竹、木片材與膠黏劑攪拌壓合成型，竹、木片材纖維通道、毛細管道等水分通道中滲透並存儲有的介質油會逐漸向膠黏劑與片材的膠黏界面滲透，破壞界面從而引發脫膠，進一步降低了產品的膠合強度。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種膠合強度好的竹重組材。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種竹重組材，由將竹單體和膠黏劑壓合製成，所述竹單體形成竹單體儲油空間，至少部分所述膠黏劑形成膠儲油空間，至少部分所述竹單體儲油空間和所述膠儲油空間中滲透且存儲有介質油。

在本技術方案中，所述的竹單體包括竹片材、竹絲或竹纖維束的一種或多種。竹重組材是由上述的竹單體中的一種或多種混合的材料、經拌膠壓合後形成的，因而，竹重組材內部形成至少兩種介質油可滲透進而進入的空間，其一為竹單體的纖維通道、毛細管道等水分通道，其二是膠黏劑的分子間隙。當竹單體與膠黏劑混合壓制固化後形成坯料，將該坯料靜置於高溫介質油中，隨著靜置處理的進行，高溫的介質油同時進入竹單體儲油空間和膠儲油空間中：（1）在竹單體的纖維通道、毛細管道等水分通道內的負壓作用下，被虹吸吸入水分通道內，並隨著介質油的冷卻降溫，在水分通道內被存儲和固定；（2）高溫的介質油滲透進入固化的膠黏劑，並隨著介質油的冷卻降溫，在膠黏劑中內存儲和固定；（3）進一步的，膠黏劑通過滲透進入竹單體表面的孔隙中形成膠釘而形成具有強度的膠黏界面，在成型的膠黏界面（竹單體的孔隙、和填充該孔隙的膠黏劑）滲透和存儲有介質油。竹單體、膠黏劑、膠黏界面三者間通過均一的介質油得到了進一步的結合，提高了膠合強度。進一步的，相鄰的竹單體、膠黏劑、膠黏界面三者間的介質油在高溫條件下同時完成滲透、並在冷卻降溫過程中同時完成存儲和固定，竹單體、膠黏劑和膠黏界面三者均達到飽和介質油或穩定的介質油含量的狀態，由此，型材在製得後任一者均無向相鄰的其他二者產生介質油的相互滲透；避免了型材在製得後，常溫條件下竹單體中的介質油向膠黏界面滲透，這一指向膠黏界面的滲透過程將引發脫膠（由於在常溫下，介質油幾乎不會進一步滲透向膠黏劑中，滲透停止在膠黏界面上）。

在本技術方案中，由於重組後的竹重組材以型材的形式置於高溫介質油中油浴，因而在整個型材的厚度斷面上，介質油在膠黏劑中的分布是不均勻的。在一些實施方式中，整個竹重組材的厚度斷面上均滲透和填充有介質油，此時，全部的竹單體儲油空間和膠儲油空間中滲透且存儲有介質油；在另一些實施方式中，竹重組材的厚度斷面上，靠近表面和底面的層上滲透和填充有介質油，此時，僅部分的竹單體儲油空間和膠儲油空間中滲透且存儲有介質油。

作為優選，所述竹單體儲油空間和所述膠儲油空間之間的空隙中滲透且存儲有所述介質油。

在其他的實施方式中，當竹重組材的竹膠比較大時（採用較小的施膠量），竹單體與膠黏劑之間可能存在沿竹單體纖維方向、不規則的空隙，在本技術方案中，該孔隙中同樣填充有介質油。由此，填充於空隙中的介質油作為竹單體與膠黏劑之間的替代介質，替代膠黏劑填充缺膠引起的空隙，進而可在較低的含膠量的情況下，提高材料的力學強度。

作為優選，單位所述膠儲油空間中含有的所述介質油的質量與含有的所述膠黏劑的質量之比為2~10%。

作為優選，所述介質油在所述竹重組材中形成第一介質油層和位於表層的第二介質油層，所述第二介質油層包裹所述第一介質油層，且所述第一介質油層和所述第二介質油層之間形成不規則邊界。

作為優選，將所述竹重組材置於第一溫度下的介質油中滲透浸漬形成第一介質油層，隨後將包括所述第一介質油層的所述竹重組材置於第二溫度下的介質油中滲透浸漬形成第二介質油層；所述第一溫度為130~300℃，所述第二溫度為10~35℃，所述竹重組材在浸漬所述介質油之前的含水率為10~30%。

作為上述技術方案的進一步優選，所述第一介質油層由在第一溫度下的介質油浸漬形成，所述第二介質油層由在第二溫度下的介質油浸漬形成；所述第一溫度為130~220℃，所述第二溫度為10~35℃，所述竹重組材在浸漬所述介質油之前的含水率為10~20%。

作為優選，所述介質油在所述竹重組材中形成分層的第一介質油層和位於表層的第二介質油層，所述第二介質油層包裹所述第一介質油層，且所述第一介質油層和所述第二介質油層之間形成有第三介質油層，所述第三介質油層的含油量小於所述第一介質油層和所述第二介質油層。

作為上述技術方案的進一步優選，所述第一介質油層通過在第一溫度下的介質油浸漬形成，所述第二介質油層通過在第二溫度下的介質油浸漬形成；所述第一溫度為220~300℃，所述第二溫度為10~25℃；所述竹重組材在浸漬所述介質油之前的含水率為15~30%，所述第一介質油的浸漬處理和所述第二介質油的浸漬處理之間的時間間隔為3~10min。

作為優選，所述第一介質油層的含油量為4~10%，所述第二介質油層的含油量為2~8%。

作為優選，所述第一介質油層在縱剖面上的厚度為3~10mm、在橫剖面上的厚度為5~20mm，所述第二介質油層在縱剖面上的厚度為1~5mm、在橫剖面上的厚度為3~5mm。

作為優選，所述竹重組材在浸漬所述介質油之後的含水率為1~5%；所述竹重組材包括防黴方變色性能（黴菌和變色菌）為0、吸水厚度膨脹率為2~7%、吸水寬度膨脹率1~3%、水平剪切強度≥12mpa的性能參數中的一項或多項。

作為優選，所述介質油包括礦物質油、植物油、烷基聯苯型導熱油、烷基聯苯醚型導熱油、聯苯和聯苯醚低熔混合物型導熱油、烷基萘型導熱油中的一種或多種。

綜上所述，本技術方案的一種竹重組材具有膠合強度高的特點。

附圖說明

圖1是本發明實施例1-3的竹重組材的縱剖面的一種示意圖；

圖2是本發明實施例1-3的竹重組材的橫剖面的一種示意圖；

圖3是本發明實施例4-5的竹重組材的縱剖面的另一種示意圖；

圖4是本發明實施例4-5的竹重組材的橫剖面的另一種示意圖；

圖5是本發明實施例1-5的竹重組材的性能參數對照表；

圖中，100-竹重組材，101-第一介質油層，102-第二介質油層，103-第三介質油層，200-竹單體儲油空間，300-膠儲油空間。

具體實施方式

下面結合附圖以及優選的方案對本發明做進一步詳細的說明。

如圖1和2所示，實施例1-3的一種竹重組材，首先由乾燥竹絲和酚醛樹脂膠黏劑經冷壓、熱固得到含水率為10~20%的竹重組材初級材；隨後將該初級材靜置於具有第一溫度的介質油中得到具有第一介質油層的次級材，其中該第一溫度為130~220℃；最後將該次級材靜置於具有第二溫度的介質油中得到包括第一介質油層和包裹該第一介質油層的第二介質油層的竹重組材，其中該第二溫度為10~35℃，其中第二介質油層位於表層。本領域普通技術人員可知，通過對竹重組材初級材進行乾燥處理，可得到適宜的含水率；通過採用適宜的該含水率和適宜的靜置時間，可得到本技術方案所限定的適宜的第一介質油層和第二介質油層的含油量、厚度、以及膠儲油空間中的含油量（膠儲油空間中含有的介質油的質量與含有的膠黏劑的質量之比）。

實施例1：選用規格為1920*200*24mm的竹重組材初級材，選用礦物質油作為介質油，竹重組材初級材的含水率為10~16%，第一溫度為135±5℃，第二溫度為10~20℃（冬季室溫）；第一介質油層在縱剖面上的厚度為3~6mm、在橫剖面上的厚度為5~10mm，第二介質油層在縱剖面上的厚度為1~3mm、在橫剖面上的厚度約為3mm；第一介質油層中的平均含油量為6~10%，第二介質油層中的平均含油量為4~8%；第一介質油層中的膠儲油空間中的含油量為5~7%，第二介質油層中的膠儲油空間中的含油量為3~6%。

實施例2：選用規格為2400*240*34mm的竹重組材初級材，選用植物油作為介質油，竹重組材初級材的含水率為12~16%，第一溫度為180±5℃，第二溫度為20~25℃（春秋季室溫）；第一介質油層在縱剖面上的厚度為6~8mm、在橫剖面上的厚度為10~15mm，第二介質油層在縱剖面上的厚度為2~4mm、在橫剖面上的厚度約為4mm；第一介質油層中的平均含油量為6~8%，第二介質油層中的平均含油量為3~6%；第一介質油層中的膠儲油空間中的含油量為4~6%，第二介質油層中的膠儲油空間中的含油量為3~5%。

實施例3：選用規格為2400*260*40mm的竹重組材初級材，選用烷基聯苯型導熱油作為介質油，竹重組材初級材的含水率為14~20%，第一溫度為205±5℃，第二溫度為25~35℃（夏季室溫）；第一介質油層在縱剖面上的厚度為8~10mm、在橫剖面上的厚度為15~20mm，第二介質油層在縱剖面上的厚度為3~5mm、在橫剖面上的厚度約為5mm；第一介質油層中的平均含油量為4~7%，第二介質油層中的平均含油量為2~4%；第一介質油層中的膠儲油空間中的含油量為6~8%，第二介質油層中的膠儲油空間中的含油量為4~5%。

如圖3和4所示，實施例4-5的一種竹重組材，首先由乾燥竹片材和酚醛樹脂膠黏劑經冷壓、熱固得到含水率為15~30%的竹重組材初級材；隨後將該初級材靜置於具有第一溫度的介質油中得到具有第一介質油層的次級材，其中該第一溫度為220~300℃；次級材自離開具有第一溫度的介質油中至進入具有第二溫度的介質油之間的時間間隔為3~10min，該時間間隔中該次級材暴露於自然空氣環境中，最後將該竹重組材次級材靜置於具有第二溫度的介質油中得到竹重組材，該竹重組材包括第一介質油層、包裹該第一介質油層且位於表面的第二介質油層、以及位於第一介質油層和第二介質油層之間的第三介質油層，其中該第二溫度為10~25℃。本領域普通技術人員可知，通過對竹重組材初級材進行乾燥處理，可得到適宜的含水率；通過採用適宜的該含水率和適宜的靜置時間，可得到本技術方案所限定的適宜的第一介質油層和第二介質油層的含油量、厚度、以及膠儲油空間中的含油量（膠儲油空間中含有的介質油的質量與含有的膠黏劑的質量之比）。

實施例4：選用規格為1920*200*24mm的竹重組材初級材，選用聯苯和聯苯醚低熔混合物型導熱油、作為介質油，竹重組材初級材的含水率為15~22%，第一溫度為225±5℃，第二溫度為10~20℃（冬季室溫），第一介質油的浸漬處理和所述第二介質油的浸漬處理之間的時間間隔為3~7min；第一介質油層在縱剖面上的厚度為5~7mm、在橫剖面上的厚度為7~12mm，第二介質油層在縱剖面上的厚度為1~3mm、在橫剖面上的厚度約為3mm，第三介質油層在縱剖面上的厚度為0.5~1mm、在橫剖面上的厚度約為1mm；第一介質油層中的平均含油量為4~8%，第二介質油層中的平均含油量為2~6%；第一介質油層中的膠儲油空間中的含油量為6~8%，第二介質油層中的膠儲油空間中的含油量為2~5%。

實施例5：選用規格為2400*260*40mm的竹重組材初級材，選用烷基萘型導熱油作為介質油，竹重組材初級材的含水率為20~30%，第一溫度為295±5℃，第二溫度為18~25℃（春秋季室溫）；第一介質油層在縱剖面上的厚度為6~9mm、在橫剖面上的厚度為13~17mm，第二介質油層在縱剖面上的厚度為2~4mm、在橫剖面上的厚度約為5mm，第三介質油層在縱剖面上的厚度為1~1.5mm、在橫剖面上的厚度約為2mm；第一介質油層中的平均含油量為6~10%，第二介質油層中的平均含油量為4~8%；第一介質油層中的膠儲油空間中的含油量為6~10%，第二介質油層中的膠儲油空間中的含油量為4~6%。

實施例1-5中，所述的縱剖面厚度測量方式為取竹重組材的縱剖面，當第一介質油層為帶狀時（竹重組材芯部含介質油），其厚度為第一介質油層在縱剖面上的厚度為其上任意一個上表面至對應的下表面的距離的均值；當第一介質油層為環狀時（竹重組材芯部無介質油），其厚度為環上任意一個上表面至對應的下表面的距離的均值。所述的縱剖面厚度測量方式為取竹重組材的橫剖面，其計算方式同縱剖面的計算方式。

實施例1-5中，所述的平均含油量為第一介質油層或第二介質油層中含有的介質油的質量與含有的竹單體和膠黏劑的質量之比。

實施例1-5中，所得到的竹重組材的性能參數及與對照組的性能參數比較見附圖5，其中對照組為市場購得重組竹產品，實驗方法執行gb/t30364-2013《重組竹地板》。

本具體實施例僅僅是對本發明的解釋，其並不是對本發明的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書後可以根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本發明的權利要求範圍內都受到專利法的保護。