[发明专利]竹木互补复合材料制造方法

说明书

技术领域：

本发明属于人造板和复合材料技术领域。

背景技术：

竹材属可再生的天然材料，性能优良，外侧竹材的性能良好。但竹材为薄壁、中空、有削尖度的非规则椭圆锥筒形，竹材径向性能差异极大，竹材外侧和内侧性能差异极大。竹材可制成不同的加工单元，包括竹筒、竹条、竹片(竹篾)、竹丝、维管束和竹纤维。竹筒难以直接制作高性能的结构材料。主要的原因一是竹筒的几何形状不规则，连接困难。二是竹筒外侧维管束分布密集，干缩湿胀率高。竹筒的内侧维管束分布稀疏，干缩湿胀率低。竹筒易于开裂成为主要的问题。但竹筒的加工量最小，成本低。竹条则是将竹筒破开而成，竹条的均匀性差，受到削尖度的影响，竹条的长度受到限制。多用于加工成竹地板等装饰材料。竹片(竹篾)则是将竹条开片而成，竹篾的均匀性较好，可采用分级方法，分成不同的级别。但竹篾的均匀性差，几何形状不规则，难以制备高性能的复合材料。竹丝是一种连续、截面尺寸规则的加工单元，可以制成性能较好的竹基复合材料。但竹丝的方向、位置难以做到精确定位就、竹丝复合材料内部还会出现一定数量的空隙，影响到材料的性能。竹材的力学性能可高达300MPa，模量则可接近30GPa，硬度高、压缩率小。

木材的性能远低于竹材，多数木结构材料的强度低于100MPa，模量低于18GPa，而且一些软木材质地柔性好、压缩率高。

发明内容

本发明的目的是提供一种竹木互补复合材料制造方法，利用竹木特性，以竹为主要材料，木材为辅助材料，利用两者性能互补的特点，制成性能优良，内部无缺陷的优质复合材料。

本发明的方法包括如下步骤：

(1)竹材的采集，竹材的采集需要对竹种、采集地点、采集时间、采集数量、采集人、竹龄、胸径、长度、稍径有明确记载；

(2)竹秆的加工，竹秆的加工为圆锯截断，长度参照规定，竹秆长度为净长度尺寸，对分段后的竹秆的直径、竹壁的厚度、圆度、削尖度加以分类；

(3)竹条的加工，毛篾条的加工方法是撞机的机械破条，篾条的宽度在10至30mm之间，篾条的厚度需要均匀，同一组篾条厚度误差不得超过±10％，

(4)竹条的开片，竹条开片为竹青片和竹黄片，竹片可分成不同的级别，按厚度一定归类；

(5)竹丝加工，竹片可采用拉丝或压丝方法制成竹丝，竹丝的厚度在1-3mm，宽度在2-10mm，长度在1-5m之间；

(6)竹丝帘的加工，竹丝可利用编帘机制成竹丝帘，竹丝帘的厚度和长度为竹丝的厚度和长度，宽度为0.3-1.2m；

(7)竹丝帘的浸胶，竹丝帘浸胶，胶粘剂为环氧树脂；

(8)浸胶竹丝帘的沥胶和干燥，将浸胶竹丝帘沥去多余树脂，干燥；

(9)旋切木单板：选结疤少的木材，直接旋切成木单板，单板的厚度在0.5-3mm；

(10)刨切木单板，选无结疤的木材，直接刨切成无结疤的刨切木单板；

(11)木材锯解，将木材锯解成木条；

(12)木结疤去除，将有结疤的木条，去除结疤，制成无结疤木条；

(13)无结疤木条接长，将无结疤木条用指接或斜接方法接长；

(14)木集成材的制造，将无结疤木条涂胶，压制成木集成材；

(15)刨切木单板，将木集成材用刨切机刨切成木单板；

(16)木单板的浸胶干燥，将制成的木单板、刨切木单板、旋切木单板分别浸胶、干燥，制成组坯木单板；

(17)竹木单向叠层组坯，将竹丝帘和组坯木单板单向叠层组坯；

(18)木单板正交组坯，竹丝帘和组坯木单板纵向叠层组坯，增加组坯木单板横向组坯；

(19)竹木正交组坯，竹丝帘和组坯木单板纵向和横向叠层组坯；

(20)压制，组坯后的竹木复合材料在压机上热压成型，压力2.5-4MPa，时间10分钟，热压温度75℃。

所述的将木材加工成木条，去除结疤，粘接成木集成材，再刨切成木单板。

所述的将竹丝帘和组坯木单板单向叠层组坯为竹丝帘的竹丝与组坯木单板的木纹同向且为竹木叠层放置。

所述的竹丝帘和组坯木单板纵向叠层组坯为竹丝帘的沿竹丝纵向放置，组坯木单板沿木纹方向与竹丝方向垂直放置且为竹木叠层放置。

所述的竹丝帘和组坯木单板纵向和横向叠层组坯为竹丝帘的竹丝与组坯木单板的木纹可横向，或纵向放置且为竹木叠层放置。

上述方法实现了本发明的目的。