一种颗粒增强木质户外工程材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属新材料领域，特别涉及一种基于颗粒增强木质功能材料成形技术的适合户外文化长廊、城市风光带、旅游景点的地板、立柱、承重梁、休闲桌椅、指示牌等制作的颗粒增强木质户外工程材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展，时代的变迀，各种户外活动场所遍布我们的城市，比较为人所知的有文化长廊、城市风光带、旅游景点等；用于建设这种户外活动场所的底板、立柱、承重梁、休闲桌椅、指示牌等的户外工程材料大部分都是木质材料，少数为石质材料。
[0003]木质材料有很多优点，质量轻，容易加工，可以在上面刻画多种精美图案，同时木质材料本身就是一种精美的装饰品，可以给人一种别样的意境美；因此深受文化长廊、城市风光带、旅游景点的青睐，成为此类场所首选的户外工程材料。
[0004]但是木质材料还是有美中不足的地方，耐候性不强，容易腐朽，且表观硬度低和静曲强度低，容易被损坏；石质材料同样耐候性不强，容易被破坏。
[0005]如何保留木质优点的同时去除掉不足，是现代合成木质材料的发展方向，而颗粒增强木质功能材料成形技术为这种发展方向点亮了一盏明灯，用颗粒增强木质功能材料成形技术解决木质户外工程材料的不足成为科研人员的研宄方向。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对现有木质材料的缺陷，提供一种完美的继承了木质材料的优点且耐候性能好、表观硬度和静曲强度极佳、加工刻蚀性能好的颗粒增强木质户外工程材料及其制备方法。
[0007]为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为:一种颗粒增强木质户外工程材料，其由3?5_厚经切片、展平、炭化的竹片和增强颗粒混合料制成。
[0008]优选的，所述的增强颗粒混合料由以下四种组分组成，各组分的质量分数分别为:木粉30%?40%、电木粉55%?65%、纳米刚玉粉1%?10%、纳米氧化锌粉0.5%?5%。
[0009]优选的:所述的竹片和增强颗粒混合料制成层状结构，所述的层状结构不低于3层，最底层和最顶层为竹片，且相邻的两块竹片之间夹有一层增强颗粒混合料。
[0010]优选的，竹片与增强颗粒混合料的质量比为9:1?3:2。
[0011]本发明的另一个方案一种颗粒增强木质户外工程材料的制备方法，包括以下步骤:
步骤1:制备竹片，将经切片、展平、炭化的竹片切断定长，其长度与成形模型腔长度一致；
步骤2:制备增强颗粒混合料，将木粉、电木粉、纳米刚玉粉、纳米氧化锌粉按质量百分比30%?40%、55%?65%、1%?10%、0.5%?5%均匀混合制成增强颗粒混合料；
步骤3:温压成形，将竹片及增强颗粒混合料交替层装于模具型腔内至规定层数，第一层和最后一层为竹片，竹片与增强颗粒混合料的质量比为90:10?60:40 ;之后成形，成形温度、压力、保温保压时间分别为150?220°C、600?900MPa、90?150min。
[0012]优选的，所述步骤3中的成形压力为650?850MPa。
[0013]优选的，所述步骤3中的成形温度为155?200°C。
[0014]优选的，所述步骤3中的保温保压时间为100?120min。
[0015]本发明的有益效果为:通过上述方法制备的颗粒增强木质户外工程材料，保留了原有木质材料的优点，同时耐候性也得到了大大的提升，表观硬度、静曲强度分别高达50HV、10MPa以上，可取代原有木质材料用作户外文化长廊、城市风光带、旅游景点的地板、立柱、承重梁、休闲桌椅、指示牌等；采用了竹片作为主要材料，竹片本身就是木质材料中的精品，有独特的意境，用在文化长廊、城市风光带、旅游景点更有一种别致的韵味。
【具体实施方式】
[0016]为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
[0017]实施例1
一种颗粒增强木质户外工程材料，其由3mm厚经切片、展平、炭化的竹片和增强颗粒按质量比9:1混合料制成；其中增强颗粒混合料由30%的木粉、65%的电木粉、1%的纳米刚玉、4%的纳米氧化锌粉组成。
[0018]一种颗粒增强木质户外工程材料的制备方法，包括以下步骤:
步骤1:制备竹片，将3_厚经切片、展平、炭化的竹片切断定长，其长度与成形模型腔长度一致；
步骤2:制备增强颗粒混合料，将木粉、电木粉、纳米刚玉粉、纳米氧化锌粉按质量百分比30%、65%、1%、4%均匀混合制成增强颗粒混合料；
步骤3:温压成形，将竹片及增强颗粒混合料隔层铺装成3层于模具型腔内，第一层和最后一层为竹片，竹片与增强颗粒混合料的质量比为9:1 ;之后成形，成形温度和压力分别为150°C和900MPa，保温保压150min后得到颗粒增强木质户外工程材料。
[0019]实施例2
一种颗粒增强木质户外工程材料，其由5mm厚经切片、展平、炭化的竹片和增强颗粒按质量比3:2混合料制成；其中增强颗粒混合料由40%的木粉、55%的电木粉、4.5%的纳米刚玉、0.5%的纳米氧化锌粉组成。
[0020]一种颗粒增强木质户外工程材料的制备方法，包括以下步骤:
步骤1:制备竹片，将5_厚经切片、展平、炭化的竹片切断定长，其长度与成形模型腔长度一致；
步骤2:制备增强颗粒混合料，将木粉、电木粉、纳米刚玉粉、纳米氧化锌粉按质量百分比40%、55%、4.5%、0.5%均匀混合制成增强颗粒混合料；
步骤3:温压成形，将竹片及增强颗粒混合料隔层铺装成5层于模具型腔内，第一层和最后一层为竹片，竹片与增强颗粒混合料的质量比为3:2 ;之后成形，成形温度和压力分别为220°C和600MPa，保温保压90min后得到颗粒增强木质户外工程材料。
[0021]实施例3 一种颗粒增强木质户外工程材料，其由4.5mm厚经切片、展平、炭化的竹片和增强颗粒按质量比5:2混合料制成；其中增强颗粒混合料由33%的木粉、58%的电木粉、5%的纳米刚玉、4%的纳米氧化锌粉组成。
[0022]一种颗粒增强木质户外工程材料的制备方法，包括以下步骤:
步骤1:制备竹片，将4.5_厚经切片、展平、炭化的竹片切断定长，其长度与成形模型腔长度一致；
步骤2:制备增强颗粒混合料，将木粉、电木粉、纳米刚玉粉、纳米氧化锌粉按质量百分比33%、58%、5%、4%均匀混合制成增强颗粒混合料；
步骤3:温压成形，将竹片及增强颗粒混合料隔层铺装成9层于模具型腔内，第一层和最后一层为竹片，竹片与增强颗粒混合料的质量比为5:2 ;之后成形，成形温度和压力分别为200°C和650MPa，保温保压10min后得到颗粒增强木质户外工程材料。
[0023]实施例4
一种颗粒增强木质户外工程材料，其由4mm厚经切片、展平、炭化的竹片和增强颗粒按质量比2:1混合料制成；其中增强颗粒混合料由32%的木粉、56%的电木粉、10%的纳米刚玉、2%的纳米氧化锌粉组成。
[0024]一种颗粒增强木质户外工程材料的制备方法，包括以下步骤:
步骤1:制备竹片，将4_厚经切片、展平、炭化的竹片切断定长，其长度与成形模型腔长度一致；
步骤2:制备增强颗粒混合料，将木粉、电木粉、纳米刚玉粉、纳米氧化锌粉按质量百分比32%、56%、10%、2%均匀混合制成增强颗粒混合料；
步骤3:温压成形，将竹片及增强颗粒混合料隔层铺装成7层于模具型腔内，第一层和最后一层为竹片，竹片与增强颗粒混合料的质量比为2:1 ;之后成形，成形温度和压力分别为155°C和850MPa，保温保压120min后得到颗粒增强木质户外工程材料。
[0025]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种颗粒增强木质户外工程材料，其特征在于:其由3?5mm厚经切片、展平、炭化的竹片和增强颗粒混合料制成。
2.根据权利要求1所述的一种颗粒增强木质户外工程材料，其特征在于:所述增强颗粒混合料由以下四种组分组成，各组分的质量分数分别为:木粉30%?40%、电木粉55%?65%、纳米刚玉粉1%?10%、纳米氧化锌粉0.5%?5%。
3.根据权利要求1或2所述的一种颗粒增强木质户外工程材料，其特征在于:所述的竹片和增强颗粒混合料制成交替层状结构，所述的层状结构不低于3层，最底层和最顶层为竹片，且相邻的两块竹片之间夹有一层增强颗粒混合料。
4.根据权利要求3所述的一种颗粒增强木质户外工程材料，其特征在于，所述竹片与增强颗粒混合料的质量比为9:1?3:2。
5.一种颗粒增强木质户外工程材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1、制备竹片:将经切片、展平、炭化的竹片切断定长，其长度与成形模型腔长度一致； 步骤2、制备增强颗粒混合料:将木粉、电木粉、纳米刚玉粉、纳米氧化锌粉按质量百分比30%?40%、55%?65%、1%?10%、0.5%?5%均匀混合制成增强颗粒混合料； 步骤3、温压成形:将竹片及增强颗粒混合料交替层铺于模具型腔内至规定层数，第一层和最后一层为竹片，竹片与增强颗粒混合料的质量比为9:1?3:2 ;之后成形，成形温度、压力、保温保压时间分别为150?220°C、600?900MPa、90?150min。
6.根据权利要求5所述的一种颗粒增强木质户外工程材料的制备方法，其特征在于:所述步骤3中的成形压力为650?850MPa。
7.根据权利要求5所述的一种颗粒增强木质户外工程材料的制备方法，其特征在于:所述步骤3中的成形温度为155?200°C。
8.根据权利要求5所述的一种颗粒增强木质户外工程材料的制备方法，其特征在于:所述步骤3中的保温保压时间为100?120min。
【专利摘要】本发明公开了一种颗粒增强木质户外工程材料，其由3～5mm厚经切片、展平、炭化的竹片和增强颗粒混合料制成；同时，本发明还公开了一种颗粒增强木质户外工程材料的制备方法，其包括以下步骤制备竹片、制备增强颗粒混合料、温压成形；本发明的目的是针对现有木质材料的缺陷，提供一种完美的继承了木质材料的优点且耐候性能好、表观硬度和静曲强度极佳、加工刻蚀性能好的颗粒增强木质户外工程材料及其制备方法。
【IPC分类】B32B21-13, B32B21-02, C08L97-02, C08K3-34, C08K3-22, B27N3-06
【公开号】CN104875268
【申请号】CN201510212175
【发明人】吴庆定, 王胜清
【申请人】中南林业科技大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月30日