[发明专利]一种竹纤维束增韧耐冲击竹质板材的制备方法

说明书

本发明公开了一种竹纤维束增韧耐冲击竹质板材的制备方法，包括如下步骤：利用碾压开纤法和机械疏解法：将竹材分片，然后通过碾压设备(竹材可以经蒸煮浸渍或热作用)使竹片中非纤维组织成分在物理力、热的作用下被去除，最终制得束状纤维；利用竹纤维束制备竹纤维束热压板材，然后锯制成3mm竹纤维束薄板A；利用竹条侧拼热压成厚度为5mm的竹芯板B；利用竹纤维束浸渍环氧树脂制备纤维增韧层C；将上述材料按照ACBCA的顺序组坯，冷压，制作成具有优良耐冲击的竹质板材。本发明利用竹纤维束增韧竹质板材，可以有效控制板材密度，提升板材耐冲击性能，拓展板材应用领域，制成的竹质板材具有优良的力学性能和抗冲击性能，尺寸稳定性。

技术领域

本发明涉及复合材料制备领域，具体涉及一种竹纤维束增韧耐冲击竹质板材的制备方法。

背景技术

竹材是我国重要的速生、可再生森林资源之一，其生长快、成材早、产量高、一次造林可以持续利用；作为一种天然植物材料，力学性能极为优异，具有比强度高、韧性好的特点，其在生长过程中即使受风吹雪压弯曲至触地，也不会产生断裂，素有“植物钢铁”的美誉。纤维增强复合材料在推进工业技术进步，提高人类生存质量等方面正发挥着越来越重要的作用。纤维复合材料的独特之处在于可提供单一材料难以具备的性能，其最大的优势是赋予材料可剪裁性，从而可优化设计每个特定技术要求的产品，最大限度保证产品的可靠性。

竹纤维束作为一种天然功能型材料，采用机械物理碾压、分丝、脱胶、开松梳理相结合的方法直接分离制取的天然纤维，具有质轻高强、韧性好、抗菌、可自然降解，是作为纤维增强复合材料的理想原料，可以应用于纺织、非织造、复合材料、建筑材料、环保材料等行业。

竹纤维束与竹束、竹纤维、竹碎料等存在较大的区别。其中，竹束呈松散状，纤维间缝隙较大，主要用于制作重组竹地板；竹纤维单元较小，纤维形态较短，主要制作竹塑复合材料；竹碎料形态最小，主要用于制作竹碎料板(也称竹纤维板)；这三种利用形式破坏了竹材原有的维管束和基本组织结构。而竹纤维束呈直径为2mm作为的束状纤维，为多根纤维聚集状态，既保留了一定的拉力值，又具有一定的柔韧性。

发明内容

本发明的目的是提供一种竹纤维束增韧耐冲击竹质板材的制备方法，利用竹纤维协同环氧树脂浸渍作为板材增强增韧单元，利用竹纤维束制作优良力学性能的竹纤维束薄板，芯层采用保持竹材韧性的侧拼竹板材，加工出来的产品具有可设计性强，内结合强度高，产品表观质量好等特点，为提高竹材利用效率和利用价值提供了新的途径，具有较好的应用前景。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种竹纤维束增韧耐冲击竹质板材的制备方法，该板材以竹纤维束为增韧材料，侧拼竹芯板为芯板，竹纤维束薄板为面板，具体通过以下步骤制备所得：

S1、制作竹纤维束：

将竹材截断成长1-2米的竹筒后，剖分成宽10厘米的竹条，置于质量浓度为1％的NaOH水溶液中浸泡24小时后，通过机械碾压成宽15厘米的竹束；

利用机械开纤法，将所得的竹束压成扁平状的一级竹纤维束，然后经二次辊压分离成束状纤维，即二级竹纤维束；

S2、制作竹纤维束薄板：

将所得的一级竹纤维束干燥至含水率10％以下，浸渍酚醛树脂，树脂浸渍量为15％-20％；

浸渍完成后干燥至含水率15％以下，组坯，在温度155℃、压力4-6Mpa 的条件下热压10min，板材厚度为10mm，然后锯制剖分成宽度为300mm，厚度为3mm的竹纤维束薄板；

S3、制作竹芯板：

将宽度为5mm，去青去黄的竹条干燥至含水率10％以下，涂脲醛树脂胶黏剂，侧拼；然后在压力1.2MPa，温度130-140℃条件下热压7min，制作成宽度为300mm，厚度为5mm的竹芯板；