[發明專利]一種竹纖維束增韌耐沖擊竹質板材的制備方法

有效

• 申請號: 201810079197.0
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108214713B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 張文福;王戈;程海濤
• 申請（專利權）人: 浙江省林業科學研究院;國際竹藤中心
• 主分類號: B27D1/04
• 分類號: B27D1/04;B27D1/08;B27D1/10;B27L1/08;B27N3/08;B27N3/12
• 代理公司: 西安匯恩知識產權代理事務所(普通合伙) 61244
• 代理人: 張偉花

本發明公開了一種竹纖維束增韌耐沖擊竹質板材的制備方法，包括如下步驟：利用碾壓開纖法和機械疏解法：將竹材分片，然后通過碾壓設備(竹材可以經蒸煮浸漬或熱作用)使竹片中非纖維組織成分在物理力、熱的作用下被去除，最終制得束狀纖維；利用竹纖維束制備竹纖維束熱壓板材，然后鋸制成3mm竹纖維束薄板A；利用竹條側拼熱壓成厚度為5mm的竹芯板B；利用竹纖維束浸漬環氧樹脂制備纖維增韌層C；將上述材料按照ACBCA的順序組坯，冷壓，制作成具有優良耐沖擊的竹質板材。本發明利用竹纖維束增韌竹質板材，可以有效控制板材密度，提升板材耐沖擊性能，拓展板材應用領域，制成的竹質板材具有優良的力學性能和抗沖擊性能，尺寸穩定性。

技術領域

本發明涉及復合材料制備領域，具體涉及一種竹纖維束增韌耐沖擊竹質板材的制備方法。

背景技術

竹材是我國重要的速生、可再生森林資源之一，其生長快、成材早、產量高、一次造林可以持續利用；作為一種天然植物材料，力學性能極為優異，具有比強度高、韌性好的特點，其在生長過程中即使受風吹雪壓彎曲至觸地，也不會產生斷裂，素有“植物鋼鐵”的美譽。纖維增強復合材料在推進工業技術進步，提高人類生存質量等方面正發揮著越來越重要的作用。纖維復合材料的獨特之處在于可提供單一材料難以具備的性能，其最大的優勢是賦予材料可剪裁性，從而可優化設計每個特定技術要求的產品，最大限度保證產品的可靠性。

竹纖維束作為一種天然功能型材料，采用機械物理碾壓、分絲、脫膠、開松梳理相結合的方法直接分離制取的天然纖維，具有質輕高強、韌性好、抗菌、可自然降解，是作為纖維增強復合材料的理想原料，可以應用于紡織、非織造、復合材料、建筑材料、環保材料等行業。

竹纖維束與竹束、竹纖維、竹碎料等存在較大的區別。其中，竹束呈松散狀，纖維間縫隙較大，主要用于制作重組竹地板；竹纖維單元較小，纖維形態較短，主要制作竹塑復合材料；竹碎料形態最小，主要用于制作竹碎料板(也稱竹纖維板)；這三種利用形式破壞了竹材原有的維管束和基本組織結構。而竹纖維束呈直徑為2mm作為的束狀纖維，為多根纖維聚集狀態，既保留了一定的拉力值，又具有一定的柔韌性。

發明內容

本發明的目的是提供一種竹纖維束增韌耐沖擊竹質板材的制備方法，利用竹纖維協同環氧樹脂浸漬作為板材增強增韌單元，利用竹纖維束制作優良力學性能的竹纖維束薄板，芯層采用保持竹材韌性的側拼竹板材，加工出來的產品具有可設計性強，內結合強度高，產品表觀質量好等特點，為提高竹材利用效率和利用價值提供了新的途徑，具有較好的應用前景。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種竹纖維束增韌耐沖擊竹質板材的制備方法，該板材以竹纖維束為增韌材料，側拼竹芯板為芯板，竹纖維束薄板為面板，具體通過以下步驟制備所得：

S1、制作竹纖維束：

將竹材截斷成長1-2米的竹筒后，剖分成寬10厘米的竹條，置于質量濃度為1％的NaOH水溶液中浸泡24小時后，通過機械碾壓成寬15厘米的竹束；

利用機械開纖法，將所得的竹束壓成扁平狀的一級竹纖維束，然后經二次輥壓分離成束狀纖維，即二級竹纖維束；

S2、制作竹纖維束薄板：

將所得的一級竹纖維束干燥至含水率10％以下，浸漬酚醛樹脂，樹脂浸漬量為15％-20％；

浸漬完成后干燥至含水率15％以下，組坯，在溫度155℃、壓力4-6Mpa 的條件下熱壓10min，板材厚度為10mm，然后鋸制剖分成寬度為300mm，厚度為3mm的竹纖維束薄板；

S3、制作竹芯板：

將寬度為5mm，去青去黃的竹條干燥至含水率10％以下，涂脲醛樹脂膠黏劑，側拼；然后在壓力1.2MPa，溫度130-140℃條件下熱壓7min，制作成寬度為300mm，厚度為5mm的竹芯板；