本发明公开了一种抗拉胶合竹板的制备方法，属于建筑板材
技术领域：
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背景技术：
：竹木资源分布范围广泛，资源十分丰富。开发和利用好竹材资源，将竹材广泛应用于建筑结构领域是实现建筑环保，维持社会可持续发展的重要举措，具有很高的实用价值和良好的环保效益。而胶合竹能有效地弥补天然竹材的不足，并能够充分发挥其物理力学性能和低碳环保的生态特性，具有更高的研究价值。一个木材资源相对缺乏而竹资源又非常丰富的国家，以竹代木，大力发展建筑竹材产业显得非常重要。胶合竹材是一种具有特定的纤维排列方式，且经过特殊工艺加工的竹纤维和酚醛胶的复合材料。类似胶合木结构建筑，胶合竹建筑具有施工速度快，建筑材料环保，原料来源广泛，造价低廉等优点，极有可能成为现代建筑的重要组成部分。胶合竹材可以根据结构需要设计纤维排列方式和配比方式，经过特殊工艺加工成天然竹纤维增强复合材料。胶合竹材的原材料为毛竹，将其劈成竹条，然后通过剖篾、编竹帘（或席）、干燥、施胶、组坯、热压等步骤制成竹篾层积材。结构用的胶合竹板材厚度一般为30mm，板幅一般为1220mm×2440mm，当制造大尺寸的结构构件时，通过冷压胶合进行拼长、拼厚。胶竹板材分为主纤维方向和次纤维方向。主纤维方向是纤维分布较多的方向，一般也是板长方向（板纵向）；次纤维方向则正好相反，两个方向相互垂直。竹材的力学性质较复杂，具有不同部位材料力学性质不一致、含水率变化会引起力学性质变化的特点。因为经过了胶合与高温施压等加工过程，胶合竹材含水率较木材等复合材料稳定。经过测试，在一般室内环境下，胶合竹材的平均含水率保持在6.00～7.00%范围内。目前胶合竹材还存在力学性能不佳的问题，因此还需进一步研究。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题是：针对传统胶合竹板力学性能不佳的问题，提供了一种抗拉胶合竹板的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：（1）将毛竹截断制成片状，再去青去黄，制成平整的竹片；（2）按重量份数计，将20～30份竹片，2～3份果胶酶，80～100份水混合，加热搅拌混合，浸泡，得预处理竹片；（3）将上述所得预处理竹片干燥，得干燥竹片；（4）将正硅酸乙酯与异氰酸酯按质量比1：2～1：3搅拌混合，得混合液；（5）将干燥竹片与混合液按质量比1：10～1：20混合，超声浸渍，得预处理竹片；（6）将上述所得预处理竹片涂胶黏剂后叠成板坯，并热压成竹片条；（7）将上述所得竹片条涂胶黏剂后配成板坯，再热压成单板；（8）将上述所得单板涂胶黏剂后叠配，再热压成板材；（9）将上述所得板材作为表板和芯板，依次以表板-胶黏剂-木芯板-胶黏剂-表板顺序涂胶黏剂，组坯，热压，冷却，即得抗拉胶合竹板。所述胶黏剂为酚醛树脂2123、酚醛树脂2127或酚醛树脂2130中的任意一种。步骤（1）所述竹片的厚度为1～3mm。步骤（3）所述干燥竹片含水率为8～10%。步骤（4）所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯，二环己基甲烷二异氰酸酯或赖氨酸二异氰酸酯中的任意一种。步骤（5）所述超声频率为50～60khz。步骤（6）所述涂胶黏剂厚度为2～3mm；所述热压温度为70～100℃，压力为4～5mpa。步骤（7）所述涂胶黏剂厚度为2～3mm；所述热压温度为70～100℃，压力为5～6mpa。步骤（8）所述涂胶黏剂厚度为3～4mm；所述热压温度为70～100℃，压力为6～7mpa。步骤（9）所述涂胶黏剂厚度为3～4mm；所述热压温度为70～100℃，压力为5～6mpa。本发明的有益效果是：（1）本发明技术方案通过将竹片浸泡于果胶酶中，降解竹片细胞壁中的果胶，一方面，使得细胞间的间隙增大，另一方面，使得竹片细胞表面活性基团增多，增强竹片得吸附性能，且细胞中的水分更容易渗透出来，再通过严格控制干燥过程中的含水率，使细胞间隙中的水分优先挥发，仅残留细胞内部部分水分，使得在浸渍过程中，正硅酸乙酯与水生成得二氧化硅更容易沉积在竹片细胞的内部，增强竹片强度，从而增强体系的力学性能；（2）本发明技术方案通过将竹片浸泡于异氰酸酯和正硅酸乙酯的混合液中，在制备过程中，一方面，异氰酸酯可作为固化剂促进酚醛树脂胶黏剂的固化，另一方面，可渗透进细胞间隙中，当细胞中的水分缓慢渗出，异氰酸酯遇水发生反应，生成甲胺和二氧化碳，同时，放出大量热量，一方面，生成的甲胺可以进一步促进胶黏剂在细胞间隙及细胞内部交联，从而增强体系的力学性能，另一方面，生成的二氧化碳使细胞内部压力增大后，导致细胞破裂，，使得细胞内的水分充分释放出来，与渗透进竹片得正硅酸乙酯充分反应，生成二氧化硅，沉积在竹片中，增强竹片强度，从而进一步增强体系的力学性能，同时，胶黏剂也渗透进细胞内部，从细胞内部发生交联，形成的三维网络贯穿整个体系，进一步增强体系的力学性能。具体实施方式将毛竹截断制成片状，再去青去黄，制成平整的竹片；按重量份数计，将20～30份竹片，2～3份果胶酶，80～100份水混合，于温度为40～50℃，转速为100～200r/min条件下，加热搅拌混合20～30min后，取出，得预处理竹片；将所得预处理竹片置于烘箱中，干燥至含水率为8～10%，得干燥竹片；将正硅酸乙酯与异氰酸酯按质量比1：2～1：3加入单口烧瓶中，于转速为200～300r/min条件下，搅拌混合40～50min，得混合液；将干燥竹片与混合液按质量比1：10～1：20混合后，置于超声分散仪中，于超声频率为50～60khz条件下，超声浸渍40～50min后，取出，得预处理竹片；将所得预处理竹片涂胶黏剂，涂胶黏剂厚度为2～3mm，再侧叠成板坯，随后将板坯置于热压机中，于温度为70～100℃，压力为4～5mpa条件下，热压30～40min，得竹片条；将所得竹片条涂胶黏剂，涂胶黏剂厚度为2～3mm，再将涂胶黏剂后的竹片条配成竹片条板坯，随后将竹片条板坯置于热压机中，于热压温度为70～100℃，压力为5～6mpa条件下，将竹片条板坯热压成单板；将所得单板涂胶黏剂，涂胶黏剂厚度为3～4mm，再将涂胶黏剂后的单板叠配，得叠配坯板，随后将叠配坯板置于热压机中，于温度为70～100℃，压力为6～7mpa条件下，热压成板材；将所得板材作为表板和芯板，依次将表板-胶黏剂-木芯板-胶黏剂-表板顺序，涂胶黏剂，涂胶黏剂厚度为3～4mm，组坯，得组合坯板，并将组合坯板置于热压机中，于温度为70～100℃，压力为5～6mpa条件下，热压30～40min，冷却1～2h，即得抗拉胶合竹板。所述胶黏剂为酚醛树脂2123、酚醛树脂2127或酚醛树脂2130中的任意一种。所述竹片的厚度为1～3mm。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯，二环己基甲烷二异氰酸酯或赖氨酸二异氰酸酯中的任意一种。实例1将毛竹截断制成片状，再去青去黄，制成平整的竹片；按重量份数计，将30份竹片，3份果胶酶，100份水混合，于温度为50℃，转速为200r/min条件下，加热搅拌混合30min后，取出，得预处理竹片；将所得预处理竹片置于烘箱中，干燥至含水率为10%，得干燥竹片；将正硅酸乙酯与异氰酸酯按质量比1：3加入单口烧瓶中，于转速为300r/min条件下，搅拌混合50min，得混合液；将干燥竹片与混合液按质量比1：20混合后，置于超声分散仪中，于超声频率为60khz条件下，超声浸渍50min后，取出，得预处理竹片；将所得预处理竹片涂胶黏剂，涂胶黏剂厚度为3mm，再侧叠成板坯，随后将板坯置于热压机中，于温度为100℃，压力为5mpa条件下，热压40min，得竹片条；将所得竹片条涂胶黏剂，涂胶黏剂厚度为3mm，再将涂胶黏剂后的竹片条配成竹片条板坯，随后将竹片条板坯置于热压机中，于热压温度为100℃，压力为6mpa条件下，将竹片条板坯热压成单板；将所得单板涂胶黏剂，涂胶黏剂厚度为4mm，再将涂胶黏剂后的单板叠配，得叠配坯板，随后将叠配坯板置于热压机中，于温度为100℃，压力为7mpa条件下，热压成板材；将所得板材作为表板和芯板，依次将表板-胶黏剂-木芯板-胶黏剂-表板顺序，涂胶黏剂，涂胶黏剂厚度为4mm，组坯，得组合坯板，并将组合坯板置于热压机中，于温度为100℃，压力为6mpa条件下，热压40min，冷却2h，即得抗拉胶合竹板。所述胶黏剂为酚醛树脂2123。所述竹片的厚度为3mm。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。实例2将毛竹截断制成片状，再去青去黄，制成平整的竹片；按重量份数计，将30份竹片，100份水混合，于温度为50℃，转速为200r/min条件下，加热搅拌混合30min后，取出，得预处理竹片；将所得预处理竹片置于烘箱中，干燥至含水率为10%，得干燥竹片；将正硅酸乙酯与异氰酸酯按质量比1：3加入单口烧瓶中，于转速为300r/min条件下，搅拌混合50min，得混合液；将干燥竹片与混合液按质量比1：20混合后，置于超声分散仪中，于超声频率为60khz条件下，超声浸渍50min后，取出，得预处理竹片；将所得预处理竹片涂胶黏剂，涂胶黏剂厚度为3mm，再侧叠成板坯，随后将板坯置于热压机中，于温度为100℃，压力为5mpa条件下，热压40min，得竹片条；将所得竹片条涂胶黏剂，涂胶黏剂厚度为3mm，再将涂胶黏剂后的竹片条配成竹片条板坯，随后将竹片条板坯置于热压机中，于热压温度为100℃，压力为6mpa条件下，将竹片条板坯热压成单板；将所得单板涂胶黏剂，涂胶黏剂厚度为4mm，再将涂胶黏剂后的单板叠配，得叠配坯板，随后将叠配坯板置于热压机中，于温度为100℃，压力为7mpa条件下，热压成板材；将所得板材作为表板和芯板，依次将表板-胶黏剂-木芯板-胶黏剂-表板顺序，涂胶黏剂，涂胶黏剂厚度为4mm，组坯，得组合坯板，并将组合坯板置于热压机中，于温度为100℃，压力为6mpa条件下，热压40min，冷却2h，即得抗拉胶合竹板。所述胶黏剂为酚醛树脂2123。所述竹片的厚度为3mm。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。实例3将毛竹截断制成片状，再去青去黄，制成平整的竹片；按重量份数计，将30份竹片，3份果胶酶，100份水混合，于温度为50℃，转速为200r/min条件下，加热搅拌混合30min后，取出，得预处理竹片；将所得预处理竹片置于烘箱中，干燥至含水率为10%，得干燥竹片；将干燥竹片与异氰酸酯按质量比1：20混合后，置于超声分散仪中，于超声频率为60khz条件下，超声浸渍50min后，取出，得预处理竹片；将所得预处理竹片涂胶黏剂，涂胶黏剂厚度为3mm，再侧叠成板坯，随后将板坯置于热压机中，于温度为100℃，压力为5mpa条件下，热压40min，得竹片条；将所得竹片条涂胶黏剂，涂胶黏剂厚度为3mm，再将涂胶黏剂后的竹片条配成竹片条板坯，随后将竹片条板坯置于热压机中，于热压温度为100℃，压力为6mpa条件下，将竹片条板坯热压成单板；将所得单板涂胶黏剂，涂胶黏剂厚度为4mm，再将涂胶黏剂后的单板叠配，得叠配坯板，随后将叠配坯板置于热压机中，于温度为100℃，压力为7mpa条件下，热压成板材；将所得板材作为表板和芯板，依次将表板-胶黏剂-木芯板-胶黏剂-表板顺序，涂胶黏剂，涂胶黏剂厚度为4mm，组坯，得组合坯板，并将组合坯板置于热压机中，于温度为100℃，压力为6mpa条件下，热压40min，冷却2h，即得抗拉胶合竹板。所述胶黏剂为酚醛树脂2123。所述竹片的厚度为3mm。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。实例4将毛竹截断制成片状，再去青去黄，制成平整的竹片；按重量份数计，将30份竹片，3份果胶酶，100份水混合，于温度为50℃，转速为200r/min条件下，加热搅拌混合30min后，取出，得预处理竹片；将所得预处理竹片置于烘箱中，干燥至含水率为10%，得干燥竹片；将干燥竹片与正硅酸乙酯按质量比1：20混合后，置于超声分散仪中，于超声频率为60khz条件下，超声浸渍50min后，取出，得预处理竹片；将所得预处理竹片涂胶黏剂，涂胶黏剂厚度为3mm，再侧叠成板坯，随后将板坯置于热压机中，于温度为100℃，压力为5mpa条件下，热压40min，得竹片条；将所得竹片条涂胶黏剂，涂胶黏剂厚度为3mm，再将涂胶黏剂后的竹片条配成竹片条板坯，随后将竹片条板坯置于热压机中，于热压温度为100℃，压力为6mpa条件下，将竹片条板坯热压成单板；将所得单板涂胶黏剂，涂胶黏剂厚度为4mm，再将涂胶黏剂后的单板叠配，得叠配坯板，随后将叠配坯板置于热压机中，于温度为100℃，压力为7mpa条件下，热压成板材；将所得板材作为表板和芯板，依次将表板-胶黏剂-木芯板-胶黏剂-表板顺序，涂胶黏剂，涂胶黏剂厚度为4mm，组坯，得组合坯板，并将组合坯板置于热压机中，于温度为100℃，压力为6mpa条件下，热压40min，冷却2h，即得抗拉胶合竹板。所述胶黏剂为酚醛树脂2123。所述竹片的厚度为3mm。对比例：浙江某竹木制品有限公司生产的胶合竹板。将实例1至4所得胶合竹板和对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：受拉强度：参照astmd143-94制备试件，试验设备为50kn人造板万能试验机，并采用标距为50mm的引伸计测量弹性模量。引伸计需安装在受拉试件切割面的中部位置，且保证引伸计上下刀口中心连线与试件长轴向平行。试验速度应保证试件在2min内破坏，本试验中采用的试验速度为2mm/min。受压强度：受压方向为主纤维方向，根据gb1927～1943，并参考astmd143-94中的试样制备方法制备试样，受压试验设备采用50kn人造板万能压力试验机。试验时，先将试件放置于夹具的中心点处，尽量保证试件轴心受压，试验所采用的加载速度为2mm/min。受弯强度：受弯试件尺寸为300mm×30mm×30mm，长度为主纤维方向，试验设备采用木材万能试验机，试验程序按照gb/t1936.1采用木材静力受弯试验的方法，采用单点加载。具体检测结果如表1所示：表1：检测内容实例1实例2实例3实例4对比例受拉强度/（n·mm-2）9075787261受压强度/（n·mm-2）5143403832受弯强度/（n·mm-2）3930312925由表1检测结果可知，本发明所得抗拉胶合竹板具有良好的力学性能。当前第1页12