阅读说明：本技术 一种浅色户外用重组竹材的制造方法 (Manufacturing method of light-colored outdoor recombined bamboo wood ) 是由 周喆喆 张晓春 宋剑刚 张玉卉 于 2019-08-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种浅色户外用重组竹材的制造方法,通过将竹片软化、碾压、梳解后制成竹纤维束,于改性酚醛树脂胶黏剂中浸渍施胶,将施胶的竹纤维束均匀的铺装成板坯后,送入热压机热压成型,通过将竹片软化液设置为多步骤实施的软化液,减少以往酸液或者碱液的浸泡软化时间,通过冰醋酸、二环己基碳二亚胺、马来酸酐协同发生酰化反应,其一方面能够快速的分解糖类、淀粉、蛋白质,减少对纤维素微观结构上的破坏和减少木素的分子键的断裂,其反应过程温和,并不会加深纤维束的颜色,减少了漂洗的过程,将酚醛树脂胶黏剂进行改性处理,来增加竹纤维束与酚醛树脂的粘结性能,并通过添加填料来增加组合板的整体力学性能。(The invention discloses a manufacturing method of light-colored outdoor recombined bamboo, which comprises the steps of softening, rolling and carding bamboo chips to prepare bamboo fiber bundles, dipping and gluing the bamboo fiber bundles in a modified phenolic resin adhesive, uniformly paving the glued bamboo fiber bundles to form a plate blank, sending the plate blank into a hot press for hot press molding, setting the bamboo chip softening liquid as softening liquid implemented in multiple steps, reducing the soaking and softening time of the conventional acid liquor or alkali liquor, and carrying out acylation reaction by the synergy of glacial acetic acid, dicyclohexylcarbodiimide and maleic anhydride, wherein on one hand, the bamboo chip softening liquid can rapidly decompose saccharides, starch and protein, reduce the damage on a cellulose microstructure and the breakage of molecular bonds of lignin, has mild reaction process, can not deepen the color of the fiber bundles, reduces the rinsing process, and improves the bonding performance of the bamboo fiber bundles and the phenolic resin by carrying out modification treatment on a phenolic resin adhesive, and the overall mechanical properties of the composite board are increased by adding the filler.)

一种浅色户外用重组竹材的制造方法

技术领域

本发明涉及农副产品制作应用技术领域，特别涉及一种浅色户外用重组竹材的制造方法。

背景技术

我国是竹资源大国，将竹子应用至复合板材领域，一方面提高了竹子的利用率，另外一方面提供了一种性能优异的复合板材。竹木纤维板是一种主要由木材木纤维素、植物纤维素为基础材料与热塑性高分子材料塑料和加工助剂等，混合均匀后再经模具设备加热挤出成型而制成的高科技绿色环保新型装饰材料，兼有木材和塑料的性能与特征，是能替代木材和塑料的新型复合材料。不仅具有美观大方的特点，同时耐寒保温性能好，广泛应用于家居装修。

现有的竹材重组板，其存在的缺点为，一些通过竹粉与黏胶相互粘合注塑形成的复合板，其失去了竹材原有的木质形态，另外一些通过将竹片提取竹纤维束，通过铺板、施胶、粘合形成的重组板，其在竹片提取竹纤维的过程中，会破坏竹纤维的纤维束的内部结构，使其强度整体下降，另外，在竹片提取纤维的过程汇总需要软化，其现有的技术在软化过程中会大大加深竹纤维的颜色，需要进一步的漂洗才能制备浅色的竹纤维束，一方面通过漂洗去除软化过程中产生的颜色，会进一步的破坏竹纤维的强度，并且增加了工序，进一步污染了环境，并且现有的竹材重组板存在着与竹纤维束与胶合剂的胶合能力差，需要大量的胶合剂包覆竹纤维束进行胶合。

发明内容

本发明的目的是提供一种浅色户外用重组竹材的制造方法，使得在保证重组竹材板的强度的同时，减少漂白步骤的前提下，制备浅色的重组竹材板。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种浅色户外用重组竹材的制造方法，包括以下步骤，

(1)单元制备：以竹片为原料，经软化、碾压、梳解后制成竹纤维束；

(2)干燥与浸胶：将竹纤维束干燥后置于改性酚醛树脂中浸渍施胶；

(3)组坯与热压：将施胶的竹纤维束均匀的铺装成板坯后，送入热压机热压成型；

(4)锯切：将热压成型的板坯经裁边、砂光后送入恒温恒湿房养生，制得浅色户外用重组竹材。

其中步骤(1)中软化，将竹片置于软化液，软化处理后得到软化的竹片，将溶液处理后的竹片置于碾压机中梳解为纵向连续、横向松散而交错相连的竹束，并用具有缓冲效果的锤件敲打，并冲洗得到竹纤维束，

所述软化液包括第一步骤软化液和第二步骤软化液以及第三步骤软化液，

第一步骤软化液包括冰醋酸、马来酸酐以及二环己基碳二亚胺；

第二步骤软化液包括粘胶质酶、半纤维素酶、果胶酶中的一种或至少两种混合物,以及还包括有维生素C；

第三步骤软化液包括碱水和植物油。

作为发明的进一步改进，其中步骤(2)中将竹纤维束在100-105℃干燥至含水率为6％-12％后，

1)采用固体含量20％-25％的改性酚醛树脂胶浸渍5-10min后，在80℃干燥至含水率≤16％；

2)采用热塑性粉末酚醛树脂，用喷枪按照施胶量10％-20％的添加量喷胶。

作为发明的进一步改进，其中步骤(3)中，将竹纤维束均匀组坯后，热压单位压力0.4-0.8Mpa，热压温度140℃-180℃，热压时间按照成品板厚1-1.5min/mm计。

作为发明的进一步改进，其中步骤(4)中，将板坯裁边、砂光后，送入恒温恒湿房中进行养生，恒温恒湿房平衡含水率按照浅色户外用重组竹材使用地域的年平均平衡含水率低2％设定。

作为发明的进一步改进，在步骤(1)中先将竹片放置到冰醋酸内浸泡，在70-85℃下浸泡5-20min进行一级酰化处理，除去冰醋酸溶液，温度降到45-65℃加入马来酸酐和二环己基碳二亚胺混合液中，浸泡5-20min，进行二级酰化处理，将上面二级酰化处理的竹片放入0.5-0.7％的第二步骤软化液中，同时加入0.5％维生素C，进行酶解20min，

，将植物油加入碱水中乳化，将酶解处理后的竹片放入乳化后的植物油浸泡20-30min。

作为发明的进一步改进，所述改性酚醛树脂胶黏剂由下列重量份的原料组成：

2-5份枫香脂

6-8份纳米稀土氧化物

100-200份酚醛树脂

3-5份硅烷偶联剂

20-50份填料；

将上述原料在135-165℃，搅拌反应2-4小时。

作为发明的进一步改进，所述纳米稀土氧化物包括氧化镧、氧化钕和氧化锆的一种或至少两种混合物。

作为发明的进一步改进，所述硅烷偶联剂包括2-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙胺)丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或者至少两种混合物。

作为发明的进一步改进，所述填料包括质量比为2：1的牡蛎粉和玻璃微珠。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

通过改进竹片软化液，将竹片软化液设置为多步骤实施的软化液，减少以往酸液或者碱液的浸泡软化时间，通过冰醋酸酰化处理竹片，快速的降解软化竹片中部分蛋白、半纤维素、多糖，其残余的冰醋酸作为催化剂，在加入二环己基碳二亚胺后，与马来酸酐协同发生酰化反应，其一方面能够快速的分解糖类、淀粉、蛋白质，减少对纤维素微观结构上的破坏和减少木素的分子键的断裂，并且在酸酐的作用下，提高了对酚醛树脂的粘合性能；通过复合酶解液进行二级处理，经过一级软化处理竹片软化膨胀，使得复合酶解液能够快速的进入到竹片内部，酶解剩余的部分糖类、淀粉、蛋白质，其过程温和，对纤维素的强度破坏小，并且通过加入维生素C，起到保色的效果，减少氧化造成的色素沉淀，最后添加植物有和碱液，在乳化后，对竹片进行皂化反应，其反应过程温和，环保，污染小。

通过多步骤设置软化过程，以减少在高温下的酰化软化处理的时间，减少对纤维素的破坏程度，以通过复合酶来分解剩余的糖类、淀粉、蛋白质，其整体过程温和，在保证了竹纤维束的强度的同时能够快速的进行软化，并且很大程度上保持了竹纤维的本色，减少了漂洗的过程。

通过将酚醛树脂胶黏剂进行改性处理，通过添加枫香脂在酚醛树脂进行扩链反应，形成嵌段共聚物，并且也能够交联生成网状结构，提高其附着力，并且通过添加纳米稀土氧化物，来增加竹纤维束与酚醛树脂的粘结性能，并通过添加填料来增加组合板的整体力学性能。

具体实施方式

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例一：

一种浅色户外用重组竹材的制造方法，包括以下步骤，

(1)单元制备：以100份质量份的竹片为原料，先将竹片放置到0.4mol/L冰醋酸内浸泡，在75℃下浸泡5min进行一级酰化处理，除去冰醋酸溶液，温度降到50℃加入5mol/L马来酸酐和二环己基碳二亚胺混合液中，浸泡15min，进行二级酰化处理，

将上面二级酰化处理的竹片放入0.7％的第二步骤软化液中，同时加入0.5％维生素C，进行酶解20min，

将植物油加入碱水中乳化，将酶解处理后的竹片放入乳化后的植物油浸泡20min，

软化处理后得到软化的竹片，将溶液处理后的竹片置于碾压机中梳解为纵向连续、横向松散而交错相连的竹束，并用橡胶锤件敲打，并冲洗后得到竹纤维束；

(2)干燥与浸胶：竹纤维束在105℃干燥至含水率为10％后，

1)采用固体含量20％的改性酚醛树脂浸渍5min后，在80℃干燥至含水率≤16％；

所述改性酚醛树脂由下列重量份的原料组成：

5份枫香脂

5份重量份为1：1：1的氧化镧、氧化钕和氧化锆的混合物

100份酚醛树脂

5份重量份为2-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙胺)丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷的混合物

30份质量比为2：1的牡蛎粉和玻璃微珠；

将上述原料在135℃，搅拌反应2小时。

2)采用改性酚醛树脂粉末，用喷枪按照施胶量10％的添加量喷胶；

(3)组坯与热压：将施胶的竹纤维束均匀的铺装成板坯后，热压单位压力0.8Mpa，热压温度160℃，热压时间按照成品板厚1min/mm计；

(4)锯切：将板坯裁边、砂光后，送入恒温恒湿房中进行养生，恒温恒湿房平衡含水率按照浅色户外用重组竹材使用地域的年平均平衡含水率低2％设定。

实施例二：

一种浅色户外用重组竹材的制造方法，包括以下步骤，

(1)单元制备：以100份质量份的竹片为原料，先将竹片放置到0.4mol/L冰醋酸内浸泡，在75℃下浸泡15min进行一级酰化处理，除去冰醋酸溶液，温度降到50℃加入5mol/L马来酸酐和二环己基碳二亚胺混合液中，浸泡20min，进行二级酰化处理，

将上面二级酰化处理的竹片放入0.7％的第二步骤软化液中，同时加入0.5％维生素C，进行酶解20min，

将植物油加入碱水中乳化，将酶解处理后的竹片放入乳化后的植物油浸泡20min，

软化处理后得到软化的竹片，将溶液处理后的竹片置于碾压机中梳解为纵向连续、横向松散而交错相连的竹束，并用橡胶锤件敲打，并冲洗后得到竹纤维束；

(2)干燥与浸胶：竹纤维束在105℃干燥至含水率为10％后，

1)采用固体含量20％的改性酚醛树脂浸渍5min后，在80℃干燥至含水率≤16％；所述改性酚醛树脂由下列重量份的原料组成：

5份枫香脂

5份重量份为1：1：1的氧化镧、氧化钕和氧化锆的混合物

100份酚醛树脂

5份重量份为2-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙胺)丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷的混合物

30份质量比为2：1的牡蛎粉和玻璃微珠；

将上述原料在135℃，搅拌反应2小时。

2)采用改性酚醛树脂粉末，用喷枪按照施胶量10％的添加量喷胶；

(3)组坯与热压：将施胶的竹纤维束均匀的铺装成板坯后，热压单位压力0.8Mpa，热压温度160℃，热压时间按照成品板厚1min/mm计；

(4)锯切：将板坯裁边、砂光后，送入恒温恒湿房中进行养生，恒温恒湿房平衡含水率按照浅色户外用重组竹材使用地域的年平均平衡含水率低2％设定。

实施例三：

一种浅色户外用重组竹材的制造方法，包括以下步骤，

(1)单元制备：以100份质量份的竹片为原料，先将竹片放置到0.4mol/L冰醋酸内浸泡，在75℃下浸泡5min进行一级酰化处理，除去冰醋酸溶液，温度降到50℃加入5mol/L马来酸酐和二环己基碳二亚胺混合液中，浸泡15min，进行二级酰化处理，

将上面二级酰化处理的竹片放入0.7％的第二步骤软化液中，同时加入0.5％维生素C，进行酶解20min，

将植物油加入碱水中乳化，将酶解处理后的竹片放入乳化后的植物油浸泡20min，

软化处理后得到软化的竹片，将溶液处理后的竹片置于碾压机中梳解为纵向连续、横向松散而交错相连的竹束，并用橡胶锤件敲打，并冲洗后得到竹纤维束；

(2)干燥与浸胶：竹纤维束在105℃干燥至含水率为10％后，

1)采用固体含量20％的改性酚醛树脂浸渍5min后，在80℃干燥至含水率≤16％；所述改性酚醛树脂由下列重量份的原料组成：

5份枫香脂

5份重量份为1：1：1的氧化镧、氧化钕和氧化锆的混合物

200份酚醛树脂

5份重量份为2-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙胺)丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷的混合物

50份质量比为2：1的牡蛎粉和玻璃微珠；

将上述原料在135℃，搅拌反应2小时。

2)采用改性酚醛树脂粉末，用喷枪按照施胶量10％的添加量喷胶；

(3)组坯与热压：将施胶的竹纤维束均匀的铺装成板坯后，热压单位压力0.8Mpa，热压温度160℃，热压时间按照成品板厚1min/mm计；

(4)锯切：将板坯裁边、砂光后，送入恒温恒湿房中进行养生，恒温恒湿房平衡含水率按照浅色户外用重组竹材使用地域的年平均平衡含水率低2％设定。

对比例1：

与实施例1不同之处在于：步骤一种的软化液为2mol/L的NaOH，将竹片浸泡至2mol/L的NaOH 2小时。

对比例2：

与实施例1不同之处在于：步骤二中采用固体含量20％的市面上的酚醛树脂浸渍5min后，在80℃干燥至含水率≤16％；

采用市面上的酚醛树脂粉末，用喷枪按照施胶量10％的添加量喷胶。

对比例3：

与实施例1不同之处在于：与实施例1不同之处在于：步骤二中采用固体含量20％的市面上的酚醛树脂浸渍5min后，在80℃干燥至含水率≤16％；

采用市面上的酚醛树脂粉末，用喷枪按照施胶量20％的添加量喷胶。

对比例4：

与实施例1不同之处在于：步骤一种的软化液为2mol/L的NaOH，将竹片浸泡至2mol/L的NaOH 2小时，

与实施例1不同之处在于：步骤二中采用固体含量20％的市面上的酚醛树脂浸渍5min后，在80℃干燥至含水率≤16％；

采用市面上的酚醛树脂粉末，用喷枪按照施胶量10％的添加量喷胶。

效果例：

对实施例1-3以及对比例1-4进行静曲强度和纤维板的内结合强度进行测试，另外在检测步骤一中制备的纤维束的CIE L*a*b*色值，CIE L*a*b*色值采用Minolta CR-300测色装置来测试,其结果如表1所示。

表1

通过表1的试样数据结果，验证了本实施例1-3中通过将软化步骤采用多步骤软化，并且减少软化步骤中的酸液处理时间，提高了纤维强度的同时也减少了软化液对竹纤维的颜色影响，在并且在与改性酚醛树脂的共同作用下，大大提高了竹纤维束与树脂之间的结合强度，在保证强度的同时，减少了酚醛树脂的施胶量，以减少甲醛以及其他有害物质的释放量。