專利名稱：一種重組竹材與定向刨花板復合結構板及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種結構用復合板及其制造方法，尤其涉及一種重組竹材與定向刨花板復合結構板及其制造方法，屬于木/竹材工業中的人造板制造技術領域。
背景技術：
竹材作為我國特色資源、優勢資源，具有強度高、韌性好等特點，一直被認為是一種理想的結構材料，且已得到了廣泛應用，如車廂底板用竹膠合板、建筑模板等。但是，由于缺少專用自動化機械加工設備，大部分工序(如破篾、編簾織席等)仍長期停留在手工制作階段，不能形成大規模連續化生產。而重組竹材產品的開發，不僅提高了原料利用率，同時實現了竹質結構材料的工業化生產和應用。 竹木復合結構板是目前木材工業領域常見板材產品之一，主要采用木旋切單板與竹簾竹席復合制備，其因發揮了木材與竹材性能互補優勢，板材表現了較好的力學性能，目前應用極為廣泛。但是木旋切單板和竹簾竹席的原料利用率非常低，木旋切單板出材率只有60%左右，竹簾竹席膠合板出材率則更低于50%。且不論是單元加工還是制板，加工工藝都比較復雜，勞動密集，質量可控性不高。所以提高出材率、減少廢料，簡化工藝，保證產品性能穩定等問題亟待解決。然而，定向刨花板具有強重比優良、工藝成熟、性能穩定、質量可控且可大規模連續化生產等優點，在國外常用于建筑結構構件，如工字梁和圍護結構覆面板等，具有顯著的經濟效益。但在我國定向刨花板長期以來多用于裝飾，未發揮結構特性，且因其應用領域較窄，年產量遠遠低于膠合板和纖維板年產量，未實現其應有的經濟價值。綜上所述，如果能將重組竹材和定向刨花板成品用于制備新型竹木復合結構板，即能夠增值利用我國本土可再生竹木資源，拓寬重組竹材和定向刨花板產品的應用范圍，增加產銷量；又通過對重組竹材和定向刨花板這兩類工業產品進行二次加工，能夠充分體現工藝簡化且連續、生產高效、技術成熟、質量可控等特點；同時，由于產品加工工藝簡化、兩種單元板材來源廣泛和工業化生產效率高等方面具有多重優勢，其成本優勢顯著。因此，重組竹材與定向刨花板復合結構板的市場前景廣闊，應用價值高。
發明內容
為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種復合結構板，通過將重組竹材與定向刨花板結合得到一種新型的復合結構板，其具有良好的力學性能，能夠適應不同用途的要求。本發明的目的還在于提供上述復合結構板的制造方法。為達到上述目的，本發明提供了一種重組竹材與定向刨花板復合結構板，其是由至少一層重組竹材和至少一層定向刨花板組成，其厚度為7 90_。本發明提供的復合結構板可以具有兩層、三層或者更多層相互復合組坯、相互膠合的結構。根據本發明的具體實施方案，該復合結構板由一層定向刨花板和一層重組竹材組成構成；優選地，以一層重組竹材和一層定向刨花板的組合作為結構單元，經多層膠合形成結構用材；或者，由一層作為芯層的定向刨花板和兩層作為表層的重組竹材組成，其中，兩層重組竹材分別位于定向刨花板的兩側表面；或者，由一層作為芯層的重組竹材和兩層作為表層的定向刨花板組成，其中，兩層定向刨花板分別位于重組竹材的兩側表面。表層與芯層膠合的一側為內側，另一側為外側。本發明提供的上述結構重組竹材與定向刨花板復合結構板是可以通過施膠、組坯、冷壓、養生得到的，根據本發明的具體實施方案，該復合結構板是通過以下步驟制造的在重組竹材與定向刨花板的接觸面的兩側表面或者一側表面涂布耐候性膠；將涂布耐候性膠的重組竹材和定向刨花板組坯得到板坯；對板坯進行壓制，壓制完成之后分段降壓卸壓；卸壓之后，進行養生，得到該重組竹材與定向刨花板復合結構板。根據本發明的具體實施方案，優選地，本發明提供的復合結構板采用的定向刨花板縱向強度和彈性模量高，且縱橫強度和彈性模量之比一定，并具有較高剪切性能；采用的重組竹材抗紫外線性能優良，且彈性模量、抗壓強度和低溫抗凍保存性能等均優于各種熱帶雨林闊葉硬木和東非硬木。因此，經兩者復合所得到的結構板能夠具有良好的力學性能，可以滿足多種用途要求，可用于集裝箱底板、車廂板和建筑模板與構件等。本發明利用重組竹材與定向刨花板復合制備結構板，一方面可擴大對竹木資源的利用途徑，提高產品附加值；另一方面，相比目前結構膠合板材的制造，重組竹材和定向刨花板兩者復合制備結構板，是將具有特定厚度的結構單元以較少層數組合獲得優異的結構性能，能夠實現工業化連續生產，可大幅度提高生產效率，降低生產成本，拓展產品的使用范圍和領域。本發明還提供了上述重組竹材與定向刨花板復合結構板的制造方法，其包括以下步驟施膠在重組竹材和定向刨花板上涂布耐候性膠，其中，在重組竹材和定向刨花板之間的接觸面兩側表面上分別涂布耐候性膠，或者，在接觸面一側表面上涂布耐候性膠；組坯將涂布耐候性膠的重組竹材和定向刨花板組坯得到板坯；冷壓對板坯進行壓制(冷壓)，壓制完成之后進行分段降壓卸壓；養生卸壓之后，進行養生，得到重組竹材與定向刨花板復合結構板。在本發明所提供的上述制造方法中，施膠、組坯、冷壓和養生的具體操作可以按照本領域的常規方式進行，對設備無特殊要求，其工藝參數按照本發明提供的工藝參數進行。施膠步驟中的接觸面是指在組坯時重組竹材與定向刨花板的結合面。在養生處理之后，對產品進行陳化、表面處理、分等、檢測等處理，即得成品。根據本發明的具體實施方案，優選地，在施膠過程中，可以采用以下具體形式以單面涂膠的重組竹材為基材，與單面涂膠的定向刨花板膠合，得到兩層結構的重組竹材與定向刨花板復合結構板；或者，以一層重組竹材和一層定向刨花板的雙層組合作為結構單元，經多層(多個結構單元)膠合得到重組竹材與定向刨花板復合結構材；或者，以雙面涂膠的定向刨花板為芯層，其上下再各膠合一層單面涂膠的重組竹材作為表層，得到三層結構的重組竹材與定向刨花板復合結構板；或者，以雙面涂膠的重組竹材為芯層，其上下再各膠合一層單面涂膠的定向刨花板，得到三層結構的重組竹材與定向刨花板復合結構板。在施膠之前，應對重組竹材進行必要的處理，例如定厚砂光。在本發明提供的上述制造方法中，優選地，所采用的耐候性膠為異氰酸酯膠、酚醛樹脂膠和間苯二酚樹脂膠等中的一種或幾種的組合，耐候性膠的涂膠量為75 130g/m2。更優選地，上述涂膠量為75 120g/m2，以涂膠面的面積計。在本發明所采用的耐候性膠中，以異氰酸酯膠為佳。異氰酸酯膠能夠和材料中的水分反應生成聚脲，從而有利于材料單元之間的膠接，能夠使復合結構板得到較好的膠合強度和耐久性。在本發明提供的上述制造方法中，優選地，養生時間控制為24h。在本發明提供的上述制造方法中，優選地，壓制是在I 2MPa的單位壓力(以受壓面的面積計)下進行，保壓時間控制為2小時。壓制完成之后直接卸壓。通過本發明所提供的上述壓制工藝，既可以避免在較高的壓力下，結構刨花板由于其自身構成單元比較松散而導致被壓潰或喪失強度，又可以避免在復合過程中，由于壓制時間過短而導致膠接 不完全，進而導致性能降低的情況；同時，還可以避免因為壓制時間過長而帶來的浪費能耗和降低產量的問題。本發明還提供了上述重組竹材與定向刨花板復合結構板在制造集裝箱底板、車廂板和建筑結構用材中的應用。采用本發明提供的重組竹材與定向刨花板復合結構板，可以作為集裝箱底板、車廂板和建筑結構用材等產品應用，并且所得產品性能均能夠滿足相應標準要求。本發明提供的重組竹材與定向刨花板復合結構板及其制造方法具有以下優點I.本發明所采用的重組竹材和定向刨花板兩種單元材料，生產技術成熟、工藝連續、性能穩定，將具有特定厚度的兩種結構單元以較少層數組合，使重組竹材與定向刨花板復合結構板可工業化連續生產、工藝簡化、生產效率高、質量可控；2.本發明所提供的重組竹材與定向刨花板復合結構板的物理力學強度各項指標等均能夠滿足集裝箱底板、車廂底板及建筑結構用構件等國內外相關標準的要求；3.本發明所提供的重組竹材與定向刨花板復合結構板的應用范圍和領域廣泛，既有效地帶動了竹材資源增值利用，提高了原料利用率，又為我國定向刨花板增加了一條利用途徑，提高了應用價值；4.本發明所采用的制造方法使重組竹材與定向刨花板復合結構板生產工藝簡化，在實際產業化過程中的技改成本低，產品成本可控且大大降低，如相比于以克隆木為原料生產的集裝箱地板，成本降低約20%。
圖I為實施例I提供的復合結構板的結構示意圖；圖2為實施例2提供的復合結構板的結構示意圖；圖3為實施例3提供的復合結構板的結構示意圖。主要附圖標號說明定向刨花板I重組竹材具體實施方式
為了對本發明的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現對本發明的技術方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發明的可實施范圍的限定。實施例I本實施例提供了一種重組竹材與定向刨花板復合結構板，其可以用于制造集裝箱底板，結構如圖I所示。該復合結構板采用的板材為以木 質刨花(單一樹種或性能相近的混合樹種)為原料生產的定向刨花板I和以竹絲束(毛竹或慈竹)浸膠模壓制得的重組竹材2。本實施例提供的復合結構板的結構以重組竹材2為基材，上層膠合單面涂布異氰酸酯膠的定向刨花板1，其是按照以下步驟制造的選材選用14mm厚的定向刨花板，密度為O. 70g/cm3，含水率為10% ;選用密度為
1.05g/cm3,含水率為10%的重組竹材,定厚砂光至14mm厚；施膠在定向刨花板和重組竹材的接觸面一側分別涂布異氰酸酯膠，涂膠量為130g/m2 ；組坯將一層定向刨花板和一層重組竹材組坯在一起，得到板坯，板坯總厚度控制為28mm,厚度偏差為±0. 8mm ；施壓在單位壓力I. 2MPa的條件下對板坯進行壓制，保壓時間為2h，壓制之后直接卸壓，然后養生24小時。對養生后的板坯進行陳化、表面處理、分等、檢測后得到重組竹材與定向刨花板復合結構板，其物理力學性能如下厚度28± O. 8mm密度0·78 O. 82g/cm3含水率10%MOR//:彡 IOOMPaM0R± 50MPaMOE//:彡 13000MPaMOE 丄彡 3900MPa以上參數的檢測按照《集裝箱底板用膠合板》(GB/T 19536-2004)的規定進行，并且，各種參數均能夠滿足上述標準的要求，這說明采用本實施例提供的重組竹材和定向刨花板復合結構板能夠制造得到性能良好的集裝箱底板。實施例2本實施例提供了一種重組竹材與定向刨花板復合結構板，其可用于制造車廂底板，結構如圖2所示。該復合結構板采用的板材為以木質刨花(單一樹種或性能相近的混合樹種)為原料生產的定向刨花板I和以竹絲束(毛竹或慈竹)浸膠模壓制得的重組竹材2。本實施例提供的復合結構板的結構以雙面涂布異氰酸酯膠的定向刨花板I為芯層，其上下再各膠合一層單面涂布異氰酸酯膠的重組竹材2，其是按照以下步驟制造的選材選用16mm厚的定向刨花板，密度為O. 70g/cm3，含水率為10% ;選用密度為I. 05g/cm3、含水率為10%的重組竹材,定厚砂光至7mm厚；施膠在一層定向刨花板的兩側表面涂布異氰酸酯膠，在兩層重組竹材的一側表面分別單面涂布異氰酸酯膠，涂膠量為120g/m2 ；組坯以雙面涂膠的定向刨花板為芯層，以兩層單面涂膠的重組竹材為表層組坯得到板還，板還總厚度控制為30mm,厚度偏差為±lmm ；施壓在單位壓力I. 2MPa的條件下對板坯進行壓制，保壓時間為2h，壓制之后直接卸壓，然后養生24小時。對養生后的板坯進行陳化、表面處理、分等、檢測后得到重組竹材與定向刨花板復合結構板，其物理力學性能如下含水率10%MOR//:彡 IOOMPa
MOR ± ^ 30MPaMOE77 彡 8000MPa以上參數的檢測按照《汽車車廂底板用竹篾膠合板》(LYT 1575-2000)的規定進行，并且，各種參數均能夠滿足上述標準的要求，這說明采用本實施例提供的重組竹材與定向刨花板復合結構板能夠制造得到性能良好的車廂底板。實施例3本實施例提供了一種重組竹材定向刨花板復合結構板,可以用于制造建筑模板，其結構如圖2所示。該復合結構板采用的板材為木質刨花(單一樹種或性能相近的混合樹種)為原料生產的定向刨花板I和以竹絲束(毛竹或慈竹)浸膠模壓制得的重組竹材2。本實施例提供的復合結構板的結構以雙面涂布異氰酸酯膠的定向刨花板I為芯層，其上下再各膠合一層單面涂布異氰酸酯膠的重組竹材2，其是按照以下步驟制造的選材選用IOmm厚的定向刨花板，密度為O. 7g/cm3，含水率為10% ;選用密度為
I.05g/cm3、含水率為10%的重組竹材,定厚砂光至4mm厚；施膠在一層定向刨花板的兩側表面涂布異氰酸酯膠，在兩層重組竹材的一側表面分別單面涂布異氰酸酯膠，涂膠量為120g/m2 ；組坯以雙面涂膠的定向刨花板為芯層，與上下兩層單面涂膠的重組竹材組合在一起得到板還，板還總厚度控制為18mm,厚度偏差為±0. 8mm ；施壓在單位壓力I. 2MPa的條件下對板坯進行壓制，保壓時間為2h，壓制完成后直接卸壓，然后養生24小時。對養生后的板坯進行陳化、表面處理、分等、檢測后得到重組竹材與定向刨花板復合結構板，其物理力學性能如下含水率10%MOR77 彡 80MPaMOR ± ^ 50MPaMOE77 彡 6000MPaMOE 丄彡 4000MPa以上參數的檢測均按照《混凝土模板用竹材膠合板》(LYT 1574-2000)的規定進行，并且，各種參數均能夠滿足上述標準中B類竹材膠合板物理力學性能指標要求，這說明采用本實施例提供的重組竹材與定向刨花板復合結構板能夠制造得到性能良好的建筑模板。
實施例4本實施例提供了一種重組竹材與定向刨花板復合結構板，其可以用于制造重組竹材與定向刨花板復合柱構件，為木結構房屋中的建筑制品，其結構如圖3所示。該復合結構板采用的板材為以木質刨花(單一樹種或性能相近的混合樹種)為原料生產的定向刨花板I和以竹絲束(毛竹或慈竹)浸膠模壓制得的重組竹材2。本實施例提供的復合結構板的結構以雙面涂布異氰酸酯膠的重組竹材2為芯層，其上下再各膠合一層單面涂布異氰酸酯膠的定向刨花板1，其是按照以下步驟制造的選材選用厚度為30mm的定向刨花板，密度為O. 7g/cm3，含水率為10%;選用密度為I. 05g/cm3、含水率為10%的重組竹材,定厚砂光至30mm ；施膠在定向刨花板和重組竹材的兩側表面分別涂布異氰酸酯膠，涂膠量為130g/m2 ；
組坯以雙面涂膠的重組竹材為芯層，與上下兩層雙面涂膠的定向刨花板組合在一起得到板還，板還總厚度控制為90mm,且厚度偏差為±lmm ；施壓在單位壓力I. 2MPa的條件下對板坯進行壓制，保壓時間為2h，壓制完成之后直接卸壓，然后養生24小時。對養生后的板坯進行陳化、表面處理、鋸切、檢測后得到重組竹材與定向刨花板復合結構柱，其含水率為10%，軸向受壓極限荷載> 400kN。滿足《加拿大建筑標準》(NationalBuilding Code of Canada)、《木結構設計規范》(GB 50005-2003)的規定要求,這說明采用本實施例提供的重組竹材與刨花板復合結構板能夠制造得到性能良好的重組竹材與刨花板復合柱構件。
權利要求
1.一種重組竹材與定向刨花板復合結構板，其是由至少一層重組竹材和至少一層定向刨花板組成，其厚度為7 90mm。
2.根據權利要求I所述的復合結構板，其中，該復合結構板由一層作為芯層的定向刨花板和兩層作為表層的重組竹材組成，兩層重組竹材分別位于所述定向刨花板的兩側表面。
3.根據權利要求I所述的復合結構板，其中，該復合結構板由一層作為芯層的重組竹材和兩層作為表層的定向刨花板組成，兩層定向刨花板分別位于所述重組竹材的兩側表 面。
4.根據權利要求I所述的復合結構板，其中，該復合結構板由一層重組竹材和一層定向刨花板組成，或以其組合作為結構單元，經多層膠合組成結構用材。
5.根據權利要求2 4任一項所述的復合結構板，其是通過以下步驟制造的 在重組竹材和定向刨花板的接觸面的兩側表面或者一側表面涂布耐候性膠； 將涂布耐候性膠的重組竹材和定向刨花板組坯得到板坯； 對板坯進行冷壓，壓制完成之后進行卸壓； 卸壓之后，進行養生，得到所述重組竹材與定向刨花板復合結構板。
6.權利要求I 5任一項所述的重組竹材與定向刨花板復合結構板的制造方法,其包括以下步驟 在重組竹材和定向刨花板之間的接觸面的兩側表面上均涂布耐候性膠或者在接觸面的一側表面上涂布耐候性膠； 將涂布耐候性膠的重組竹材和定向刨花板組坯得到板坯； 對板坯進行冷壓，壓制完成之后進行分段降壓卸壓； 卸壓之后，進行養生，得到所述重組竹材與定向刨花板復合結構板。
7.根據權利要求6所述的制造方法，其中，所述耐候性膠為異氰酸酯膠、酚醛樹脂膠和間苯二酚樹脂膠中的一種或幾種的組合，所述耐候性膠的涂膠量為75 130g/m2。
8.根據權利要求6所述的制造方法，其中，所述養生時間為24h。
9.根據權利要求6所述的制造方法，其中，所述壓制是在I 2MPa的單位壓力下進行，保壓時間為2h。
10.權利要求I 5任一項所述的重組竹材與定向刨花板復合結構板在制造集裝箱底板、車廂底板和建筑模板與構件中的應用。
全文摘要
本發明涉及一種重組竹材與定向刨花板復合結構板及其制造方法。本發明提供的重組竹材與定向刨花板復合結構板是由至少一層重組竹材和至少一層定向刨花板組成，其厚度為7～90mm。上述復合結構板的制造方法包括以下步驟在重組竹材和定向刨花板之間的接觸面的兩側表面上均涂布耐候性膠或者在接觸面的一側表面上涂布耐候性膠；將涂布耐候性膠的重組竹材和定向刨花板組坯得到板坯；對板坯進行冷壓，壓制完成之后進行分段降壓卸壓；卸壓之后，進行養生，得到重組竹材與定向刨花板復合結構板。上述復合結構板具有良好的結構性能；上述制造方法能夠實現自動連續化生產，大大提高生產效率；復合結構板的成本低、使用范圍廣。
文檔編號B27G11/00GK102773887SQ20121026092
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月25日 優先權日2012年7月25日
發明者宋莎莎, 楊峰, 王曉歡, 費本華, 陶仁中 申請人:國際竹藤中心