[发明专利]一种深度炭化竹材的处理方法及其产品和应用

说明书

本发明涉及竹材炭化处理的技术领域，具体涉及一种深度炭化竹材的处理方法及其产品和应用，处理方法包括以下步骤：将新鲜竹材钻孔预处理；将制得的竹材堆放至高温炉中，依次进行升压、稳压和降压处理；将制得的竹材干燥处理；该方法制得的竹材可以应用于建筑材料，本发明的处理工艺使得竹材防蛀、防霉、防腐、防裂、抗风抗雪和防火性能更优异；而且工艺时间更短，效率更高，适应于企业化大规模生产；同时炭化竹材含水率低，不易吸水，材质稳定，炭化成形后不变形不开裂，可以应用于建筑材料。

技术领域

本发明涉及竹材炭化处理的技术领域，具体涉及一种深度炭化竹材的处理方法及其产品和应用。

背景技术

我国的竹子资源集中分布在长江以南的14个省、市、自治区。今天，竹产业已经成为我国竹产区的支柱产业。我国竹林面积和竹材产量已由1950年130万公顷和160万吨，增加到2011年的538.1万公顷和16.44亿根。这些为我国发展竹材加工提供了坚实、可持续的资源基础，竹材圆筒结构是天然形成的奇妙的结构，这种结构符合材料力学中的等强度设计原理，可以作为结构材来使用，如云南傣族的竹楼，主要使用圆竹建成。竹材的化学成分中含有大量真菌生长所需的淀粉、糖类等营养物质，在温、湿度适宜的条件下极易发生霉变。霉变竹材会致竹制品外观不佳、降低其使用年限和使用效果，而且霉菌孢子的扩散会对居室内人的健康产生影响。

因此，具防霉功能的竹材产品及其制造方法广受关注，选用高效的无机金属盐、氧化物或单质也曾被研究或者应用，但是：要么有效防霉因子固着困难而致效果难以长久，要么就是操作工艺繁琐致操作困难，一直以来未见十分成功的无机物负载的高效防霉竹材产品。而且使用过程中容易发生开裂，限制了作为结构材的使用范围，并易使水、虫、腐朽菌等进入其中，造成虫蛀和腐朽等影响其使用寿命。

炭化竹素有物理“防腐竹”之称，也称为热处理竹。炭化防腐成形竹材，其强度等结构性能比新鲜竹子材还好，其他性能基本一致；通过物理炭化等科技加工，实现竹材的防腐、防虫、防开裂。

目前，竹材的炭化处理主要是纯物理方法、化学与物理方法结合。纯物理方法是指将粗刨好的竹片放入专用的炭化炉内，打开蒸汽阀，使压力达0.3MPa左右，保持70～90min后，排出蒸汽，取出竹片，竹片经过蒸煮或炭化后，含水率一般可达35％～50％左右，然后在干燥窑采用60～70℃左右的温度连续烘干72～84h。这种方法由于温度不高，对竹材炭化不但不彻底，而且生产周期较长，不适应于工业化生产；而化学与物理方法结合是先将竹材浸泡在防腐防虫剂中，然后放入炭化炉中进行加温加压处理，最后添加粘合剂等成形，这种方法制备的竹材存在化学物质，对人体有害，不够环保。

因此，圆竹竹材防裂干燥、防蛀和尺寸稳定性好等技术难题的解决，是实现竹资源可持续利用的必要保障。

发明内容

本发明的目的是提出一种深度炭化竹材的处理方法及其产品和应用，工艺时间更短，效率更高，适应于企业化大规模生产；竹材防蛀、防霉、防腐、防裂、抗风抗雪和防火性能更优异，同时炭化竹材含水率低，不易吸水，材质稳定，炭化成形后不变形不开裂，可以应用于建筑材料。

本发明的技术目的是通过以下技术方案实现的：

一种深度炭化竹材的处理方法；包括以下步骤：

1)将新鲜竹材钻孔预处理；

2)将步骤1)制得的竹材堆放至高温炉中，依次进行升压、稳压和降压处理；

3)将步骤2)制得的竹材取出，干燥处理。

进一步的，步骤1)中的钻孔预处理，包括以下步骤：将竹材截断后，在其竹节隔上钻孔将纵向打通，或在竹节的上下部位从竹青层向竹簧层钻孔，该孔确保竹筒内和外界相通。根据实际竹材所需尺寸将竹材截断，钻孔设计使得蒸汽可以均匀穿透竹材内外壁，使得炭化过程更均匀稳定，炭化后竹材各部分的性能均一，提高炭化后竹材品质。