[發明專利]一種芐基化竹工程材料的制造方法

無效

• 申請號: 200810236203.5
• 申請日: 2008-11-26
• 公開（公告）號: CN101407070A
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發明（設計）人: 孫豐文;張彰;孫恩惠
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: B27N1/00
• 分類號: B27N1/00;B27N3/08;B27N3/10;B27K3/40;B27K5/02
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司
• 代理人: 沈根水

技術領域

本發明涉及一種利用竹材或竹材加工長條剩余物通過芐基化以及熱壓融合定型制備高強度和防腐、防蟲性能的室內室外用材料的方法。屬于木材科學、竹材工程與人造板技術領域。

背景技術

竹子資源是我國重要的材用資源，竹子具有生長周期短、自我萌生能力強、可以持續采伐、永續利用等優良生理特性。但是，由于一般的膠粘劑對竹材中竹青和竹黃的潤濕性非常差，難于膠合；因此目前竹材的工業利用方法均需要將竹青和竹黃去除，造成材料的極大浪費。直徑較小或竹壁厚度較小的竹子迄今仍未得到工業化利用。

發明內容

本發明的目的旨在克服竹材中的竹青、竹黃等難于膠合的缺陷，提出利用各種竹材，尤其是含有大量青黃的竹加工長條剩余物或小徑竹，通過碾壓、低溫堿液潤漲、苯甲基化、熱壓定型等程序制造高強度竹工程材料的方法。通過上述處理使得竹材具有塑料的某些特性和熱融加工特性，因而可以在不施加任何膠粘劑的情況下，在一定的溫度和壓力下融合成型。這種材料具有尺寸穩定、防蟲、防腐、強度高、耐水性好等優點。

本發明的技術解決方案：塑化竹工程材料的制造方法，其特征是該方法包括如下工藝步驟：

一、原材料準備：將對大徑級竹材，鋸截成長度1.3-2.5m、寬度≤30mm，徑向開條后碾壓或劈蔑，干燥至含水率為16％以下；對竹材加工產生的長條剩余物，經梳理、碾壓處理，碾壓處理后干燥至含水率16％以下；對小徑竹，經截斷后碾壓，干燥至含水率16％以下；

二、低溫堿液潤漲：將準備好的竹材浸漬于濃度為10％～40％的NaOH溶液中，在-10～50℃溫度條件下潤漲1-6小時，使竹條完全浸泡于氯化芐中；

三、芐基化處理：將經過步驟(二)處理的竹材浸沒于盛有苯甲基化試劑即芐化劑溶液的容器中，升溫至90℃～140℃，反應0.5～5小時，將竹條取出，用清水或乙醇溶劑清洗，常溫或在103-110℃干燥4小時左右，干燥至適度；

四、熱壓定型處理：將經過步驟(三)處理的竹材按纖維方向鋪裝成板坯，放入單向或雙向熱壓機中熱壓定型(或模壓)，制成塑化竹工程材料，其中熱壓工藝為：熱壓溫度：100～160℃，熱壓時間：0.8-2min/mm板厚，正向壓力：0.2～6.0MPa；側向壓力：0.4～6.0MPa。

所述的低溫堿液潤漲步驟二，在低溫堿液潤漲過程中，可以加入染料或阻燃劑對竹材進行染色或阻燃處理，其染料包括所有堿性或中性染料均可，加入的染料量0.01～2g染料/g竹材，其阻燃劑包括水溶性的阻燃劑，加入量為竹材質量的0.5～10.0％

本發明的優點：通過低溫堿液潤漲使竹材纖維的結晶結構局部或完全破壞，結晶區的羥基充分暴露，使芐基化試劑最大程度的與羥基結合，引入新的基團，從而改變竹纖維原有的微觀結構和化學特性，使竹材具有熱融加工特性，在不加任何膠粘劑的情況下，使竹材在熱壓定型期間重組形成一種既保留竹材優勢，同時又具有塑料某些特點的新材料，如熱融加工性、濕熱尺寸穩定性、高耐磨性和防蟲防腐性能等。

具體實施方式

實施例1：

取竹地板用竹條加工剩余的竹梢頭，鋸截為長度2.5m的竹筒，每根竹筒徑向劈成寬度不大于30mm的竹條，竹條經輥壓機碾壓后，整理成捆放入干燥窯中干燥至含水率為14％左右，將竹條捆齊浸于濃度為20％的燒堿溶液中，常溫下潤漲6小時，將竹條捆取出，瀝干浸漬液，然后將潤漲竹捆放入反應器中，同時加入氯化芐溶液，使竹條完全浸泡于氯化芐中，在120℃的條件下反應3小時。將竹條取出，用清水和工業乙醇交替清洗2次，然后在103℃干燥4小時左右。再按設定產品尺寸和密度計算并稱取經上述處理的竹條，按纖維同向組坯，放入雙向熱壓機中，在溫度140℃、正面壓力0.5MPa側向壓力4.0MPa條件下熱壓2min/mm厚。用冷水將熱壓板溫度降至70℃，卸壓取出成型制品。堆放冷卻至常溫，經鋸邊、砂光、開料、開槽等后期加工制成長度為2.4m、寬度15cm、厚度25mm的長條地板。這種地板具有防蟲、防腐、耐環境老化等優勢性能，可以替代實木用作棧道板和戶外地板，也可以用作車廂地板。

實施例2：