[发明专利]一种新型竹基纤维浸胶工艺

说明书

竹基纤维复合材料在室内室外应用时，一般要求具备较好的阻燃性能以及防霉性能。现有技术中，通常做法是在竹纤维干燥炭化时加大炭化程度，或在胶水中添加阻燃剂和抗菌剂，但这样的操作会影响竹纤维的强度以及胶水的性能，对竹基纤维复合材料的其他物理力学性能具有负面影响。本发明公开了一种新型竹基纤维浸胶工艺，利用纳米填料粒子插层硅藻土，在提升阻燃性能以及防霉性能的同时，减少了胶水用量，提升了竹基纤维复合材料的物理力学性能。

技术领域

本发明涉及竹纤维复合材料的生产工艺，尤其涉及一种新型竹基纤维浸胶工艺。

背景技术

竹基纤维复合材料是将竹材经过疏解形成纤维化竹单板后，再经过干燥、浸胶、干燥、组坯和胶合等工序加工而成的一种新型建筑和工程结构材。这种材料静曲强度可以达到350MPa以上，拉伸强度达到360MPa以上，压缩强度达到140MPa以上，弹性模量达到27GPa，具有良好的物理力学性能，可直接用于梁、柱、家具和地板等，其俗称为竹钢。

现有技术中，一般浸胶工艺为使用水性酚醛树脂浸没，然后提起在空气中自然流淌以去除多余的胶。这种方法原始、效率低，不易控制竹纤维与胶水的比重，对保持产品的质量稳定性极为不利。

同时竹基纤维复合材料在室内室外应用时，还需要具备较好的阻燃性能以及防霉性能。其通常做法是在竹纤维干燥炭化时加大炭化程度，或在胶水中添加阻燃剂和抗菌剂，但这样的操作会影响竹纤维的强度以及胶水的性能，对竹基纤维复合材料的其他物理力学性能具有负面影响。同时添加阻燃剂和抗菌剂对在各种应用场景下的人体健康存在隐患。

所以，本发明开发了一种同时能提升阻燃性能、防霉性能以及物理力学性能的竹基纤维浸胶工艺，对提升竹基纤维的应用范围具有显著的作用。

发明内容

本发明开发了一种新型竹基纤维浸胶工艺，能同时提升阻燃性能、防霉性能以及物理力学性能。

一种新型竹基纤维浸胶工艺，其具体工艺如下：

(1)插层硅藻土浆液的制备

将填料分散于质量倍数10-12倍的纯化水中，分散完全后在搅拌的状态下加入填料质量1/15-1/10的硅烷偶联剂，分散完全后，加入填料质量5-8倍的硅藻土以及少量盐酸，分散均匀，持续超声波震荡2-4h，然后加入填料质量1-5％的对甲苯磺酰肼，分散均匀，制得插层硅藻土浆液；

(2)插层硅藻土浆液的刷涂

在制备好的片状竹纤维表面上刷涂上述插层硅藻土浆液，刷涂控制插层硅藻土浆液质量为竹纤维质量的1/10-1/8；双面刷涂完成后，100-110℃烘干，制得有插层硅藻土的竹纤维；

(3)浸胶

将第(2)步制得的有插层硅藻土的竹纤维在胶水中进行浸胶，然后按照生产所需控胶以去除多余的胶，最后进入烘干装置，制得竹基纤维基板。

所述填料为粒径为40-80纳米的纳米钛白粉与纳米氧化铝质量比为3-5:1-2的混合填料。

所述硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570的一种或多种。

所述第(3)步浸胶步骤所用的胶水是水性酚醛树脂、水性环氧树脂制得的胶水，如太尔胶黏剂(广东)有限公司的DZT-5胶黏剂。

所述第(3)步浸胶步骤所用的控胶工艺可以是自然放置流淌、挤压或使用新型挤压装置，所述新型挤压装置是由上下两个挤压面组成，两个挤压面呈“八”字形组装，大开口为进料口，小开口为出料口，上挤压面可垂直调节以适应不同型号的板材；上挤压面也可旋转调节，以控制开口程度来调节上胶量；下挤压面开设有漏胶孔，以将多余的胶流出并收集。