本發明涉及一種經重組、熱處理和浸漬處理工藝改良的重組竹型材的制備方法,屬于竹制品生產工藝技術。
背景技術:
我國是竹子大國,竹子產量大,且擁有悠久的竹材利用歷史。竹材具有韌性好、強度大的優點,在市場上被制作成重組竹材料,廣泛的用作室內地板、戶外地板和家具等的原材料。然而竹材內含有大量的糖分、蛋白質,內含物豐富,因此極易受到竹腐真菌的侵害與腐蝕;木質素、半纖維素和纖維素的存在,使重組竹材料的尺寸穩定性差;并且在重組過程中需要大量的使用膠黏劑,因此帶來甲醛釋放量大的問題;上述問題都對重組竹在戶外的應用提出了嚴峻的考驗。現有技術為解決上述問題,在發明專利CN201110169193.X中披露了一種對竹絲進行干餾(即熱處理)技術,即在重組前對竹絲進行熱處理,提高竹絲的穩定性、防霉性能,再經過施膠、干燥、熱壓重組的工序;該技術在一定程度上提高的產品的性能,但是由于竹絲經過熱處理后部分炭化,降低了竹絲膠合性能,因此施膠量較大;且處理過程為了保護竹絲的力學強度,熱處理的程度較輕,因此產品的防霉處理不透徹,在使用過程中,仍存在著極大的霉變風險。在發明專利CN201410029098.3中披露了一種碳化爐和木材的高溫物理碳化方法,該技術普遍用于目前竹材的碳化處理(熱處理)中,將竹/木材置于碳化反應爐中,升溫至80℃~90℃,保溫至少1小時,對竹/木材進行預熱處理;升溫至160℃~180℃,保溫至少4小時,對竹/木材進行淺度碳化;進一步升溫至210~240℃,保溫至少4小時,對竹/木材進行深度碳化。該技術可對竹/木材內部的營養物質、半纖維素等物質進行分解,提高材料的防霉性能和穩定性,但該技術處理時間長,除了生產周期長、生產效率低,還對竹材的力學性能有極大的損失,使產品質量等級下降,影響了產品在承重部件的使用。在發明專利CN201410026572.7中披露了一種防腐重組復合竹材的加工工藝,方法是將竹束在高壓下浸漬納米氧化鋅和竹霉凈的混合水溶液,再通過高溫熱固化處理對重組復合材進行高溫熱處理,達到防霉、改善穩定性的效果。該技術浸漬過程需要高壓環境,再抽真空,浸漬工序復雜,對設備要求高;再在模具內對復合材進行高溫熱處理,熱壓處理效果不均勻,可處理的材料的尺寸(特別是厚度)有一定的局限;兩道工序間的裝卸,使得生產效率低下。在發明專利CN201110008771.1中披露了一種采用油棕油熱改性木材的方法,利用油棕油對木材進行油浴處理,方法是將加熱到150℃~180℃的油棕油注入木材處理罐中,待木材內部溫度達到150℃時,以30℃/h的速度升溫至200℃~215℃,處理時間為0.5~3h。該技術是針對木材的油浴熱處理技術,改善了木材的吸濕性,同時高溫保護介質由惰性氣體、過熱蒸汽改為油棕油后,處理木材的力學性能損失減少,保護了木材的力學強度。但是該技術需要分階段、緩慢升溫,冷卻時需要在處理罐中冷卻至一定溫度后才能取出,才能保證材料在油浴過程中不開裂、不變形,處理時間較長,因此生產效率低。同時該技術對于木材改性處理僅停留在熱處理,而竹材的導管結構更為發達,直接應用在竹材時,處理后的竹材任會與外界水分發生交換,在使用過程中改變產品的尺寸,影響正常使用。
技術實現要素:
本發明的目的是針對現有技術的不足,提供一種工作效率高、設備投入少、處理效果均勻、力學性能佳、尺寸穩定性佳、耐腐防霉性好的重組竹型材的制備方法。為了解決上述技術問題,本發明的技術方案如下:一種重組竹型材的制備方法,包括下列步驟:(1)施膠步驟:將竹絲與熱固型或熱固型改性樹脂膠黏劑混合獲得施膠竹絲;(2)干燥步驟:將所述施膠竹絲干燥至竹絲含水率2-30%,獲得干燥竹絲;(3)冷壓熱固步驟:將所述干燥竹絲冷壓熱固成型;(4)油浸處理步驟:加熱油介質至100-300℃,再將冷壓成型后的型材置入熱油介質中,處理1-10h;(5)自動吸油步驟。本發明中,通過冷壓替代熱壓,簡化組坯工藝。通過油浴浸漬處理使膠黏劑固化、重新縮聚,從而達到提高膠合強度、減少施膠量的效果;使竹材內的糖分、蛋白質、內含物等營養物質充分汽化、揮發,從而達到耐腐、防霉的效果,產品檢測防霉被害值達到0;使竹材的內水分充分汽化、揮發,半纖維素降解、聚合,從而達到提高型材尺寸穩定性、減少吸濕性的效果;油介質的浸漬填充導管、其他毛細結構和并與纖維素發生類似乙酰化的反應,進一步鞏固了產品的穩定性能、減少產品的吸濕性,同時保護產品力學性能不受損失、反而增加力學性能的效果;處理時間短,因此產品的外觀顏色得到了極大的保護。上述效果均在油浸處理一個步驟中完成,中間無需更換設備、多次裝卸載、更換處理介質、多次升降溫;油浸處理步驟不分階段升溫、保溫,油介質無需降溫直接卸載;大大簡化了重組竹材改性的工藝步驟,提高了生產效率,降低了生產過程中的設備、勞動力投入。油介質是均勻受熱介質,整個處理材料的處理效果均勻一致。通過自動吸油步驟,實現了對型材的包裹,從而達到了減少、甚至消除甲醛釋放的效果,提高了產品的環保性。整個處理過程無化學藥劑的添加,揮發物中無毒、害物質,施膠量小,因此產品的生產過程安全環保。本發明技術方案所得重組竹型材的各項物理力學性能參數為:密度1.2g/cm3,含水率1-3%,吸水寬度膨脹率1-3%,吸水厚度膨脹率2-4.5%,甲醛釋放量≤0.4mg/L,防霉防變色性能(霉菌)被害值為0,含油率2-10%,膠層剪切強度達12MPa以上。作為優選,所述施膠步驟,使用的熱固型樹脂膠黏劑為酚醛樹脂、脲醛樹脂或三聚氰胺甲醛樹脂的一種或多種。作為優選,所述施膠步驟使用浸膠工藝,膠黏劑固含量為30-45%,施膠量為竹絲質量的10-25%。作為進一步的優選,冷壓步驟后還有固化步驟,所述固化步驟是將冷壓步驟中制成的型材送入隧道(連續熱壓機的組成設備之一)進行熱固化,再將熱固化后的型材從模具中取出,所述固化步驟中的熱固化溫度為120-150℃。在此固化步驟中,膠黏劑還未完全固化,將半固化(即固化不完全)的型材進行油浸步驟后,膠黏劑實現完全固化(即未固化部分發生固化),提高了膠合性能。熱固型膠黏劑防水性能好,廣泛的用于戶外竹木材料的膠合中,本發明先將熱固型膠黏劑在冷壓工序中成型,再通過油熱浸漬工序,將膠黏劑固化、重新聚合,利于膠黏劑的充分固化,減少了膠黏劑的使用,降低了成本;提高了產...