[发明专利]一种提高竹胶合板耐候性和力学性能的方法

说明书

本发明公开了一种提高竹胶合板耐候性和力学性能的方法，属于竹材加工工艺领域。提高竹胶合板耐候性的方法，其步骤包括：将涂有胶黏剂的竹片组坯并热压，热压的同时施加高压电场，且电场的方向与热压的加压方向相同。还包括以下步骤：将竹片进行干燥；将经处理的竹片涂饰胶黏剂；将竹片组坯；热压并施加高压电场，达到热压时间后，关闭高压电场，卸压，冷却，加工成型备用。本发明能解决竹胶合板耐侯性较差，胶合特性和力学特性较差的问题，具有成本低，生产效率高的优点。

技术领域

本发明属于竹质板材制造工艺领域，特别涉及一种提高竹胶合板耐候性和力学性能的方法。

背景技术

我国拥有丰富的竹资源，竹材作为一种可再生的生物质材料，被制造成各种竹质板材材料，广泛地应用于建筑、交通运输和工程装饰等领域，是替代钢材和木材等理想加工材料之一。在竹材人造板利用过程中，由于不合理的加工工艺、落后的生产技术和环境的干湿变化以及与木质材料不同的属性，竹胶合板经常会出现板边损伤、起层和开胶等现象，导致胶层性能的不稳定性和不均匀性；另一方面，在竹胶合材料中，有三种不同的界面组合方式，包括竹青和竹青、竹青和竹黄以及竹黄和竹黄面组合形式，由于竹青表面的天然蜡质层和靠近竹青部分密集的纤维束组织构造，以及竹黄中木质素含量低且没有足够的活性基团，会造成竹表面不易胶合和开胶等现象，严重影响竹质板材材料胶合强度，加之不当的生产工艺和质量控制手段都会降低竹材胶合板的胶合强度、胶层耐候性和力学性能，导致不能发挥竹质板材本身强度高、刚度大的特性。

竹胶合板的耐候性主要取决于多种因素，如果胶合特性受环境变化的影响越小，其耐候性就越好。因此本领域改善竹胶合板耐候性和力学性能的方法主要包括对竹材表面的改性、胶黏剂的改性和工艺参数的优化。

针对竹材表面的改性，往往采用等离子体处理、超声波处理和电晕处理方法，都可提高竹材表面活性，利于胶黏剂渗透，从而提高竹胶合强度。现阶段对竹材表面的改性属于化学预处理范畴，通过提高竹材表面的活性及其界面的相容性，可增加竹胶合板的胶合强度。化学预处理方法改善了竹材与胶黏剂之间的化学反应，提高了胶黏剂在竹材中的渗透程度。但是，等离子体的化学预处理是有时效性的，且这些表面改性方法对竹材表面形貌和化学成分会产生破坏，胶黏剂在竹材界面上会产生过多的无效渗透，竹材胶合界面处无法形成连续且均匀的致密胶层，因此，无法获得高强度力学性能和耐候性好的竹胶合板材。因此试图通过竹材表面的改性来解决竹胶合板耐候性和力学性能，往往效果不佳。

而在胶黏剂的改性的选择上，如采用异氰酸酯等高性能胶黏剂制备竹胶合板，首先制造成本会显著增加，且异氰酸酯固化时会产生有毒物质，危害健康；而脲醛树脂与竹材表面基团的化学反应能力较弱，不能形成稳定均匀的胶层，容易造成竹胶合板开胶现象，导致胶合强度、力学强度和耐候性降低。另外，增加胶黏剂的摩尔比，则会导致甲醛释放量的提高，从而造成环境污染；降低摩尔比，则会导致胶黏剂化学反应减少和粘结能力降低，从而造成板材胶合强度和力学强度的下降。

现有技术也有采用对不同的工艺参数进行优化，如增加热压时间、提高热压温度或热压压力，毫无疑问都可以提高生产的效率，但是，在一定程度上，由于容易产生过大的压缩率、芯表层温度差和变异性，竹胶合板的胶层特性会明显下降，当其用于环境温度、湿度变化大的情况下时，则会产生剥离、变形和开裂现象。因此，工艺参数或是优化后的工艺和技术手段，因为竹材或环境等因素的影响，仍不可避免会降低竹材的利用率、竹胶合板材的质量，而影响生产效益和产品的性能。