專利名稱：一種竹長纖維復(fù)合材料的制造方法
一種竹長纖維復(fù)合材料的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及木材或類似材料的加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及人造板的制造， 具體地說，是一種利用竹子進(jìn)行竹長纖維復(fù)合材料的制造方法。
背景技術(shù)：
由于森林資源的減少和對砍伐森林的限制，木材資源日趨緊張。為了緩 解木材資源的緊張局面，達(dá)到較好地保護(hù)環(huán)境的目的，利用生長周期短、材 質(zhì)性能好的竹子來替代木材是切實(shí)可行的。
目前，各種利用竹子制造的產(chǎn)品以及新的生產(chǎn)技術(shù)層出不窮，重組竹的 出現(xiàn)，使人類對竹子的利用水平達(dá)到了一個新的高度?，F(xiàn)有的重組竹技術(shù)，
有中國專利ZL99117809.2公開的"竹材重組強(qiáng)化成型材的方法"，它是將毛 竹劈成竹絲，經(jīng)干燥后浸膠裝模，再經(jīng)高壓(10-100Mpa)壓制并固化成型材 的。還有中國專利ZL0210518.3公開的"重組竹膠合板制造方法"，將小徑竹 去青剖分后碾壓成橫向不斷裂、縱向松散而交錯相連、不打亂竹纖維排列方 向的竹束，再經(jīng)過干燥、浸膠、組坯和熱壓而成。重組竹克服了竹子不成"材" 的缺點(diǎn)，使竹子也能像木質(zhì)板材一樣得到利用。
現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的重組竹充分合理地利用了竹材纖維的固有特性，既保證 了竹材的高利用率，又保留了竹材原有的物理力學(xué)性能，其密度為0.9g/cm3 時(shí)，靜曲強(qiáng)度可達(dá)89 Mpa (縱向)和59 Mpa (橫向)，沖擊強(qiáng)度可達(dá)92KJ/ m2，大大超過了其它的木材人造板和普通的竹材人造板，可滿足結(jié)構(gòu)材使用 的要求，廣泛使用于地板行業(yè)。目前有較多的工廠從事重組竹地板的生產(chǎn)。
但是，重組竹作為一種新材料產(chǎn)品，由于其生產(chǎn)技術(shù)未完全成熟難免會 導(dǎo)致一些問題的產(chǎn)生，首先，有霉變和開裂的現(xiàn)象出現(xiàn)。據(jù)海關(guān)介紹，由于 重組竹地板霉變、開裂等質(zhì)量問題，近年來有相當(dāng)多的退貨現(xiàn)象。大量的退 貨， 一方面極大地打擊了市場對重組竹產(chǎn)品的信心，阻礙了重組竹產(chǎn)業(yè)的發(fā)
5展；另一方面，如何克服重組竹產(chǎn)品易霉變、易開裂的現(xiàn)象成為當(dāng)務(wù)之急。 其次，現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)存在污染環(huán)境和耗能過大的問題。 現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)重組竹的施膠工藝多用浸膠的方式，然后再干燥，既揮發(fā)
膠粘劑溶劑。在這個過程中，含有大量游離醛等有害物質(zhì)的溶劑通過晾干烘
干手段變成氣體散發(fā)到空氣中，極大地破壞了周遍的環(huán)境，嚴(yán)重危害工人與
居民的健康。
現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)重組竹的壓制方式有兩種， 一種為冷壓工藝，如中國專利 ZL99117809. 2所述，其采用的高壓壓力為10 100 Mpa，最好是在50 Mpa以 上，采用這么高的壓力，對壓機(jī)的噸位要求是比較高的，如生產(chǎn)2000畫*100麗 壓面即為0. 2 m2的材料，以75 Mpa的壓強(qiáng)要求生產(chǎn)密度為1. 1 g/cm3的材料， 壓機(jī)的噸位要求在1800噸以上，這直接提高了生產(chǎn)重組竹的投資成本，對重 組竹產(chǎn)品的壓面規(guī)格也限定在小篇幅的范圍里，采用如此高的壓力，耗能是 很大的。另一種為熱壓工藝，如中國專利ZL02120518.3所述，在采用酚醛樹 脂時(shí)，其熱壓力為3 Mpa，熱壓溫度為140°C，熱壓時(shí)間為1.0min/mm板厚， 熱壓方式雖然所用的壓強(qiáng)是3Mpa，可以生產(chǎn)大篇幅壓面的材料，但是所用時(shí) 間較長，能耗相對的也就大了。
再次，現(xiàn)有技術(shù)的生產(chǎn)步驟有可改進(jìn)的地方。例如，現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)重組 竹在壓制前的干燥是采用晾干的方式，如中國專利ZL99117809.2所述，這需 要較長的時(shí)間，并且可控性差，不適宜重組竹的規(guī)?；a(chǎn)業(yè)生產(chǎn)。目前的生 產(chǎn)企業(yè)普遍采用烘干的方式，再經(jīng)壓制、固化，這中間存在能源浪費(fèi)的現(xiàn)象， 耗能也是非常大的。
綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的重組竹產(chǎn)品有易霉變、易開裂的缺陷，在生 產(chǎn)中存在污染環(huán)境和耗能過大的問題等等，這些是當(dāng)前重組竹產(chǎn)業(yè)急需解決 的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對重組竹產(chǎn)品易霉變、易開 裂的缺陷，針對其生產(chǎn)過程中易污染環(huán)境、耗能過大的問題，提供一種工藝合理、生產(chǎn)效率高、耗能低、無環(huán)境污染的制造方法，其生產(chǎn)的竹長纖維增 強(qiáng)材料不易霉變、不易開裂，強(qiáng)度更好。
為實(shí)5見以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是-
一種竹長纖維復(fù)合材料的制造方法，其生產(chǎn)步驟包括
(1) 原料準(zhǔn)備
A、 竹長纖維增強(qiáng)體的制備
A -1，將竹子截?cái)喑膳c竹長纖維復(fù)合材料等長的竹筒，用機(jī)械剖開成寬度 為20 50mm的竹片，再去除竹片的青(竹子的表皮)和黃(竹腔壁)并碾壓 成束狀竹纖維；
A-2，將去青去黃后的束狀竹纖維放置在含0.5 2%的氫氧化鈉溶液中， 加溫至60 9(TC,浸泡2 3小時(shí)后再用清水浸泡半小時(shí)，得半纖維素和果膠 含量占纖維整體12%以下的束狀竹纖維；
A-3,將半纖維素和果膠含量占纖維整體12%以下的束狀竹纖維放置在染 色池里浸煮，調(diào)制所需的顏色后取出；
如產(chǎn)品對顏色無特殊要求可省去A-3步驟；
如產(chǎn)品顏色要求為咖啡色，可以在碳化爐里碳化以替代A-3步驟； 如產(chǎn)品對顏色要求為本色，可放置在1 2%雙氧水溶液里浸煮2 4小時(shí) 以替代A-3步驟；
A-4，將以上處理好的束狀竹纖維在60 10(TC溫度下干燥至含水率為 8 12%，經(jīng)分撿后以等份重量捆扎好；
B、 水溶性酚醛樹脂基體的制備
在反應(yīng)釜里制備水溶性酚醛樹脂膠粘劑，苯酚、甲醛的摩爾比為1:1. 25 1. 50，制得膠粘劑的樹脂分子量在100 400，固含量為18 25%，在25。C下黏 度為100 300 cPa;將水溶性酚醛樹脂膠粘劑置于浸膠池內(nèi)；
所述的水溶性酚醛樹脂為添加功能組分的改性水溶性酚醛樹脂；
(2) 浸膠
將捆扎好的束狀竹纖維放入浸膠筐內(nèi)，用行車吊至浸膠池里浸膠5 15 分鐘，實(shí)現(xiàn)水溶性酚醛樹脂膠粘劑對束狀竹纖維的滲透，之后提至瀝膠平臺瀝膠10 30分鐘；
(3) 提取
將瀝膠后含膠的束狀竹纖維放入真空容室里，加溫并抽提真空，在竹纖
維溫度達(dá)到40 80°C、容室內(nèi)真空度小于50KPa的條件下抽提含膠束狀竹纖 維中含游離酚、游離醛的水分，使竹纖維含水率保持在8 15%，溫度保持在 70 8(TC之間。
(4) 溫壓
將提取步驟中溫度為70 8(TC之間、含水率為8 15%的束狀竹纖維按復(fù) 合材料密度需要的重量放入液壓機(jī)的進(jìn)料系統(tǒng)，由進(jìn)料系統(tǒng)將束狀竹纖維移 入模腔，進(jìn)行壓制，壓力為3 30 MPa。
較佳的壓力為6 9 Mpa。
(5) 固化
溫壓后，將壓制好的型材立即進(jìn)行固化，此時(shí)束狀竹纖維制品的溫度在 70 80"C之間，對其繼續(xù)加溫至125 135°C，并保持2 4小時(shí)使其固化；
(6) 后固化
將固化好的竹長纖維復(fù)合材料型材經(jīng)脫模后在倉庫里陳放7 15天，完 成釋放內(nèi)應(yīng)力的后固化過程，7 15天后即成竹長纖維復(fù)合材料型材，其物理 力學(xué)性能為密度為0. 9 1. 3 g/cm3 ，硬度為60 150MPa，靜曲強(qiáng)度在140 160MPa，吸水膨脹率為0. 3 2%，表面耐磨性能為0. 04 0. 09g/100r，甲醛 釋放量為0. 1 0. 4mg/L。
本發(fā)明的制造方法，由于去除了竹青竹黃部分，克服了因?yàn)橹袂嘀顸S的 表面張力原因膠粘劑無法滲透的問題，膠粘劑對竹纖維的浸漬、滲透達(dá)到了 同一性，減少了重組竹組成纖維粘接強(qiáng)度不均勻的狀況，克服了開裂的缺陷。 而竹子束狀形態(tài)使竹纖維接觸膠粘劑表面積最大化，有利于膠粘劑對竹纖維 的滲透，并且對竹纖維在整個生產(chǎn)流程中的移動不構(gòu)成影響。
本發(fā)明的制造方法，合成物的一單元組分是經(jīng)過去半纖維素、果膠成分 處理的束狀竹纖維。竹纖維的化學(xué)成分主要包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、果膠及微量的礦物鹽類等，其中，纖維素和木質(zhì)素占整體的80%左右，是合成
物單元組分的組成物質(zhì)；半纖維素是一些低分子量的聚糖化合物，主要有多
聚戊糖和多聚己糖組成，其分子量小、聚合度小、化學(xué)性質(zhì)很不穩(wěn)定，在纖
維中呈粉末狀，有比纖維素高得多的吸水性能；而果膠是一種具有酸性的混
雜糖，分布在纖維細(xì)胞之間和纖維細(xì)胞與非纖維細(xì)胞之間，以及填充在初生 壁的一些空隙里；半纖維素和果膠的存在是重組竹產(chǎn)品發(fā)生霉變的重要條件。
這些小分子量物質(zhì)在原有竹纖維中起著粘接的作用，其粘接力遠(yuǎn)不足以抵消 重組竹產(chǎn)品受高壓而形成的機(jī)械應(yīng)力，加上半纖維素極好的親水性能，是重 組竹產(chǎn)品易開裂的另一主要原因。由于半纖維素具有很不穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)， 果膠是含有糖醛酸單元的一種混雜鏈構(gòu)成的物質(zhì)，在稀堿溶液中很容易被去 除，本發(fā)明采用加入少量稀堿蒸煮的方法去除竹纖維中半纖維素和果膠成分， 處理后被利用的竹纖維不含或少含半纖維素和果膠成分物質(zhì)，經(jīng)過處理的竹 纖維可以根據(jù)市場的需要再作調(diào)色處理，由此制得重組竹合成物的一單元組 分，克服了現(xiàn)有技術(shù)中重組竹產(chǎn)品易霉變、易開裂的缺陷。此外，由于上述 的處理，使纖維細(xì)胞之間及細(xì)胞壁中的空隙空間增大和增多，使膠粘劑對竹 纖維的滲透更加充分，保證了重組竹產(chǎn)品的質(zhì)量。
本發(fā)明的制造方法，其實(shí)質(zhì)是將原料竹纖維束經(jīng)過去半纖維素和果膠成 分的處理，使竹纖維內(nèi)部細(xì)胞與細(xì)胞之間及細(xì)胞壁中的空隙空間增大和增多， 使水溶性酚醛樹脂膠粘劑可以通過溶劑有效地滲透到這些空隙空間，再通過 對溶劑水分揮發(fā)后的竹纖維進(jìn)行高壓壓制和高溫固化，使得酚醛樹脂分子交 聯(lián)成具有相當(dāng)強(qiáng)度的不溶不熔的體型結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)狀地把纖維牢固地連接在一 起，而這些處理后的纖維空隙，有的呈釘子狀，有的呈勾狀，有的呈發(fā)散錐 狀，有的空隙形狀往往很復(fù)雜，大空隙里還延伸著小空隙，像樹根一樣，水 溶性酚醛樹脂膠粘劑固化后在這些空隙中產(chǎn)生強(qiáng)大的機(jī)械結(jié)合力，像釘子、 像勾子、像榫子、像樹根一樣，形成牢固的結(jié)合力，使重組竹產(chǎn)品的物理力 學(xué)性能保持在密度在0. 9 1. 3 g/cm3之間，硬度在60 150MPa之間，靜曲強(qiáng) 度在140 160MPa之間，吸水膨脹率在0. 3 2%之間，表面耐磨性能在0. 04 0. 09g/100r之間，甲醛釋放量在0. 1 0. 4mg/L之間。本發(fā)明的制造方法，根據(jù)發(fā)明人多年的研究和實(shí)踐，為解決現(xiàn)有技術(shù)存 在的污染環(huán)境和耗能過大的問題，以及有利于規(guī)模化標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，采取的技 術(shù)解決方案為將處理好的竹纖維放置于浸膠筐里，用行車吊置浸膠池里實(shí) 現(xiàn)水溶性酚醛樹脂膠粘劑對竹纖維的滲透，瀝后再放置于真空容器里，在竹
纖維溫度低于80°C，容器內(nèi)真空度小于50KPa的條件下抽取含膠竹纖維中含 有游離酚、游離醛物質(zhì)的水分，這一工藝過程，使含膠竹纖維含水率達(dá)到8 15%，溫度保持在70 8(TC之間，達(dá)到這個工藝目的之后，即可對竹纖維進(jìn)行 裝模壓制，采用溫壓壓制的方式，含水率在8 15%、溫度70 8(TC之間的竹 纖維在壓力為3 30MPa的情況下實(shí)現(xiàn)成型，成型后的重組竹在溫度為125 135。C的條件下完成固化，脫模后經(jīng)存放7 15天完成后固化。
本發(fā)明的制造方法，采用真空提取膠粘劑中游離酚、游離醛等有害物質(zhì) 和揮發(fā)溶劑中水的方式是環(huán)保的，比現(xiàn)有技術(shù)采用晾干的方式會使大量的游 離醛等有害物質(zhì)散發(fā)在空氣中危害工人及周邊居民的健康要好很多。本發(fā)明 做到了對游離酚、游離醛等有害物質(zhì)的提取回收，并可以再利用——將抽取 的含有游離酚、游離醛物質(zhì)的水分經(jīng)冷卻貯存在貯存罐里作下一次制膠、配 膠的用水，既節(jié)省了成本，控制了因溶劑散發(fā)而造成的損失，又使周邊環(huán)境 避免了污染。
水溶性酚醛樹脂膠粘劑是甲階的酚醛樹脂，當(dāng)溫度到達(dá)8(TC后，其縮聚 反應(yīng)就會加快，而水在汽化過程中其溫度與蒸氣壓是成正比的，本發(fā)明采用 的方式實(shí)現(xiàn)了低溫條件下對水的揮發(fā)，這對于控制甲階樹脂的狀態(tài)是有利的， 也使膠粘劑的膠粘強(qiáng)度有了保證。
在這一工藝步驟中，室內(nèi)的壓力始終低于大氣壓，而氣體分子量少、密 度低、含氧率低又起到了滅菌的作用。霉菌的滋生對重組竹產(chǎn)品質(zhì)量的影響 是非常大的，而現(xiàn)有技術(shù)自始至終沒有對原料進(jìn)行過滅菌處理，其采取的晾 干的方式又極大地提高了霉菌滋生的機(jī)會，給重組竹產(chǎn)品以后的霉變留下了 隱患。因此，本發(fā)明的這一工藝是合理、可行、有效的，它既控制了甲階樹 脂的反應(yīng)進(jìn)程，又控制了產(chǎn)品的染菌機(jī)會，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境保護(hù)、質(zhì)量控制及節(jié) 省時(shí)間等多重目的。
10本發(fā)明的制造方法采用3 30 MPa壓力溫壓的方式相對于現(xiàn)有技術(shù)用 10 100 MPa，最好是50 MPa以上的壓力是非常節(jié)能的。竹纖維的剛性是比 較大的，現(xiàn)有技術(shù)采用的是常壓下的干燥方式，受熱汽化的水蒸氣通過竹纖 維表面形成的流體邊界層向空氣中擴(kuò)散，竹纖維內(nèi)部水分要向表面移動，如 果其移動的速度趕不上邊界層表面的蒸發(fā)速度，邊界層水膜就會破裂，竹纖 維表面就會出現(xiàn)局部干裂的現(xiàn)象，然后擴(kuò)大到整個外表面，形成表面硬化， 又大大增加了壓制前竹纖維的剛性。而本發(fā)明采用真空條件下的水分揮發(fā)方 式，由于竹纖維內(nèi)和表面之間的壓力差較大，在壓力梯度的作用下，水分很 快移向表面，不會出現(xiàn)表面硬化。此外，由于竹纖維被壓制時(shí)溫度保持在70 8(TC之間，含水率8 15%之間，在此物理?xiàng)l件下，竹纖維的柔軟性是非常好 的，故壓制時(shí)使用的壓力就比較小了， 3 30MPa壓力就夠了，最好是6 9MPa 的范圍內(nèi)，壓制時(shí)可大大地減少能耗。而且，它突破了壓機(jī)噸位對產(chǎn)品壓面 規(guī)格的限制，如用現(xiàn)有技術(shù)中的壓機(jī)噸位，用同樣的壓力，就可生產(chǎn)大于現(xiàn) 有技術(shù)好幾倍的重組竹壓面規(guī)格，產(chǎn)量也將增加好幾倍，產(chǎn)能和效能顯著增 加。
本發(fā)明的制造方法，采用真空和溫壓相結(jié)合的方式，并且在壓制好后馬 上實(shí)施固化，三個步驟連續(xù)性強(qiáng)，銜接度高， 一氣呵成，在最大程度上節(jié)省 了大量的能源。含膠竹纖維在真空容室內(nèi)被加溫并保持在70 8(TC之間，隨 郞就進(jìn)行溫壓，溫壓后馬上進(jìn)行固化，溫壓時(shí)的竹纖維溫度基本上沒有浪費(fèi)， 固化也是在這一溫度上繼續(xù)加溫的，非但沒有浪費(fèi)能源并且縮短了固化的時(shí) 間。而現(xiàn)有技術(shù)，含膠竹纖維在干燥后由于含水率的不均勻需要陳放調(diào)均， 以及由于干燥所用的時(shí)間長、規(guī)模大不能與壓制工藝做到連續(xù)性的對接，被 壓含膠竹纖維往往需要陳放很長時(shí)間，溫度由被干燥時(shí)的溫度降至室溫，然 后被固化時(shí)需要重新開始對室溫下的竹纖維進(jìn)行加熱，這需要花費(fèi)較多的能 源和時(shí)間。兩者對比，本發(fā)明的節(jié)能效果非常顯著。
本發(fā)明的制造方法，生產(chǎn)步驟中各流程的連續(xù)性強(qiáng)，銜接度高，可實(shí)現(xiàn) 規(guī)?；瘶?biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。如以設(shè)備中占投資比例一半以上的壓機(jī)作為產(chǎn)量瓶頸來 衡量生產(chǎn)規(guī)格為2500 X200X200腿的產(chǎn)品， 一臺壓機(jī)每班8小時(shí)可生產(chǎn)100個重組竹型材，消耗干的竹纖維原料可達(dá)10噸之多，折合原竹(以平均25 公斤計(jì)算，竹青做竹席、竹簾等綜合利用)達(dá)1600竹以上，可生產(chǎn)15mm厚 的地板近600 m2。這個生產(chǎn)量與現(xiàn)有技術(shù)中的竹子利用水平比較，是呈相當(dāng) 規(guī)模的，并且產(chǎn)生的社會效益也是顯著的。 本發(fā)明的積極效果是
(1) 提供了一種工藝合理、生產(chǎn)效率高、耗能低、無環(huán)境污染的竹長纖 維復(fù)合材料的制造方法，且生產(chǎn)流程連續(xù)性強(qiáng)、銜接度高、可實(shí)現(xiàn)規(guī)模化標(biāo) 準(zhǔn)化生產(chǎn)。
(2) 按本發(fā)明生產(chǎn)的竹長纖維增強(qiáng)材料不易霉變、不易開裂，強(qiáng)度更好。
(3) 為充分合理地利用竹子資源提供了一種積極的技術(shù)方案，使竹長纖 維復(fù)合材料(重組竹)的應(yīng)用前景更為光明。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施情況詳細(xì)說明本發(fā)明一種竹長纖維復(fù)合材料的制造方法。 規(guī)格為2500X200X200mm的重組竹產(chǎn)品的制造方法，其生產(chǎn)步驟為
(1)原料準(zhǔn)備 A、竹長纖維增強(qiáng)體的制備
A-l,將竹子截?cái)喑?500mm長的竹筒，再用撞機(jī)剖開成寬度為40mm的竹 片，再用鋼刷去青碾壓機(jī)去除竹片的青(竹子的表皮)和黃(竹子的最內(nèi)部 分，竹腔壁)部分并碾壓成束狀竹纖維；
A-2，將去青去黃后的束狀竹纖維放置在含0. 8%的氫氧化鈉溶液中，加溫 至8(TC，浸泡2小時(shí)后再用清水浸泡半小時(shí)，得半纖維素和果膠含量占纖維 整體8%的束狀竹纖維；
A-3，將半纖維素和果膠含量很低的束狀竹纖維放置在染色池里浸煮，調(diào) 制所需的顏色后取出；
如產(chǎn)品對顏色無特殊要求可省去此步驟；
如產(chǎn)品對顏色要求為咖啡色，可以在碳化爐里碳化以替代此步驟將半纖 維素和果膠含量很低的束狀竹纖維放置在碳化爐里，在壓力3公斤、時(shí)間2小時(shí)的條件下對竹纖維進(jìn)行碳化；
A-4,將以上處理好的束狀竹纖維在6(TC溫度下干燥至含水率為12%，經(jīng) 分撿后以等份重量20公斤/捆扎好；
B、水溶性酚醛樹脂基體的制備
在反應(yīng)釜里制備水溶性酚醛樹脂膠粘劑，苯酚、甲醛的摩爾比為1: 1.25, 制得膠粘劑的樹脂平均分子量在150，固含量為18%，在25°(:下黏度為300 cPa; 將水溶性酚醛樹脂膠粘劑置于浸膠池內(nèi)；
(2) 浸膠
將以上處理好的含水率為12%的束狀竹纖維放置浸膠筐里，用行車吊至浸 膠池里浸膠5分鐘后提置瀝膠平臺瀝膠15分鐘；
(3) 提取
將瀝膠后含膠的竹纖維放入真空容室里，加溫并抽取真空，在竹纖維溫 度達(dá)到8(TC、真空度在50KPa的條件下提取含游離酚、游離醛的水分，將提 取物經(jīng)冷卻后貯存在貯存罐里，并使竹纖維含水率保持在13%，溫度保持在 80°C;
(4) 溫壓
將真空容室里溫度達(dá)到80°C、含水率在13%的竹纖維5捆放置在液壓機(jī) 的進(jìn)料系統(tǒng)，由進(jìn)料系統(tǒng)完成對竹纖維移動至模腔的動作，實(shí)施壓制，溫壓 壓力為9 Mpa;
(5) 固化
將壓制好的型材立即進(jìn)行固化，此時(shí)竹纖維的溫度在70 8(TC之間，將 其繼續(xù)加溫至135'C，保持2小時(shí)，使其固化；
(6) 后固化
將固化好的型材經(jīng)脫模后在倉庫里陳放15天，完成后固化釋放內(nèi)應(yīng)力的 最后程序；15天后即成竹長纖維復(fù)合材料型材。
竹長纖維復(fù)合材料型材的物理力學(xué)性能為密度為0.9 1.3 g/cm3，硬 度為60 150MPa，靜曲強(qiáng)度在140 160MPa，吸水膨脹率為0. 3 2%，表面耐 磨性能為0. 04 0. 09g/100r，甲醛釋放量為0. 1 0. 4mg/L。
1權(quán)利要求
1、一種竹長纖維復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，其生產(chǎn)步驟包括(1)原料準(zhǔn)備A、竹長纖維增強(qiáng)體的制備A-1，將竹子截?cái)喑膳c竹長纖維復(fù)合材料等長的竹筒，用機(jī)械剖開成寬度為20～50mm的竹片，再去除竹片的青和黃，并碾壓成束狀竹纖維；A-2，將去青去黃后的束狀竹纖維放置在含0.5～2％的氫氧化鈉溶液中，加溫至60～90℃，浸泡2～3小時(shí)后再用清水浸泡半小時(shí)，得半纖維素和果膠含量占纖維整體12％以下的束狀竹纖維；A-3，將半纖維素和果膠含量很低的束狀竹纖維放置在染色池里浸煮，調(diào)制所需的顏色后取出；A-4，將以上處理好的束狀竹纖維在60～100℃溫度下干燥至含水率為8～12％，經(jīng)分撿后以等份重量捆扎好；B、水溶性酚醛樹脂基體的制備在反應(yīng)釜里制備水溶性酚醛樹脂膠粘劑，苯酚、甲醛的摩爾比為1∶1.25～1.50，制得膠粘劑的樹脂分子量在100～400，固含量為18～25％，在25℃下黏度為100～300cPa；將水溶性酚醛樹脂膠粘劑置于浸膠池內(nèi)；(2)浸膠將捆扎好的束狀竹纖維放入浸膠筐內(nèi)，用行車吊至浸膠池里浸膠5～15分鐘，實(shí)現(xiàn)水溶性酚醛樹脂膠粘劑對束狀竹纖維的滲透，之后提至瀝膠平臺瀝膠10～30分鐘；(3)提取將瀝膠后含膠的束狀竹纖維放入真空容室里，加溫并抽提真空，在竹纖維溫度達(dá)到40～80℃、容室內(nèi)真空度小于50KPa的條件下抽提含膠束狀竹纖維中含游離酚、游離醛的水分，使竹纖維含水率保持在8～15％，溫度保持在70～80℃之間。(4)溫壓將提取步驟中溫度為70～80℃之間、含水率為8～15％的束狀竹纖維按復(fù)合材料密度需要的重量放入液壓機(jī)的進(jìn)料系統(tǒng)，由進(jìn)料系統(tǒng)將束狀竹纖維移入模腔，進(jìn)行壓制，壓力為3～30MPa。(5)固化溫壓后，將壓制好的型材立即進(jìn)行固化，此時(shí)束狀竹纖維制品的溫度在70～80℃之間，對其繼續(xù)加溫至125～135℃，并保持2～4小時(shí)使其固化；(6)后固化將固化好的竹長纖維復(fù)合材料型材經(jīng)脫模后在倉庫里陳放7～15天，完成釋放內(nèi)應(yīng)力的后固化過程，7～15天后即成竹長纖維復(fù)合材料型材。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹長纖維復(fù)合材料的制造方法，其特征在于， 在生產(chǎn)步驟(1)的B中，所述的水溶性酚醛樹脂為添加功能組分的改性水溶 性酚醛樹脂。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹長纖維復(fù)合材料的制造方法，其特征在于， 在生產(chǎn)步驟(4)的溫壓中，壓力為6 9 Mpa，竹纖維的溫度為70 80。C之 間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹長纖維復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，在生產(chǎn)步驟(3)的提取中，將抽提的含游離酚、游離醛的水分經(jīng)冷卻ie存在貯存罐里，作下一次制膠、配膠的用水。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹長纖維復(fù)合材料的制造方法，其特征在于， 如產(chǎn)品對顏色無特殊要求可省去A-3步驟。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹長纖維復(fù)合材料的制造方法，其特征在于， 如產(chǎn)品對顏色要求為本色，可將半纖維素和果膠含量占纖維整體12%以下的束 狀竹纖維放置在1 2%雙氧水溶液里浸煮2 4小時(shí)以替代A-3步驟。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹長纖維復(fù)合材料的制造方法，其特征在于， 如產(chǎn)品顏色要求為咖啡色，可將半纖維素和果膠含量占纖維整體12%以下的束 狀竹纖維放置在碳化爐里碳化以替代A-3步驟。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的竹長纖維復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述的碳化，其工藝為將半纖維素和果膠含量占纖維整體12%以下的束狀竹纖維放置在碳化爐里，在壓力2 3公斤、時(shí)間2 4小時(shí)的條件下對竹纖維 進(jìn)行碳化。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹長纖維復(fù)合材料的制造方法，其特征在于， 在生產(chǎn)步驟(6)后固化后完成的竹長纖維復(fù)合材料型材，其物理力學(xué)性能為 密度為0. 9 1. 3 g/cm3 ，硬度為60 150MPa，靜曲強(qiáng)度在140 160MPa，吸 水膨脹率為0. 3 2%，表面耐磨性能為0. 04 0. 09g/100r，甲醛釋放量為0. l 0. 4mg/L。
全文摘要
一種竹長纖維復(fù)合材料的制造方法，以去青去黃的束狀竹纖維為原料，浸漬水溶性酚醛樹脂膠粘劑，其生產(chǎn)步驟包括原料準(zhǔn)備(包括竹長纖維增強(qiáng)體和水溶性酚醛樹脂基體的制備)→浸膠→提取→溫壓→固化→后固化。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(1)工藝合理、生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)、效率高、耗能低、無環(huán)境污染；(2)制造的竹長纖維復(fù)合材料不霉變、不開裂，密度為0.9～1.3g/cm³，硬度為60～150MPa，靜曲強(qiáng)度為140～160MPa，吸水膨脹率為0.3～2％，表面耐磨性能為0.04～0.09g/100r，甲醛釋放量為0.1～0.4mg/L；(3)為合理利用竹子資源提供了一種更為積極的生產(chǎn)技術(shù)，使重組竹的應(yīng)用前景更為光明。
文檔編號B27N3/00GK101642923SQ20081004152
公開日2010年2月10日 申請日期2008年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月8日
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