一种竹基芯层中空的人造板及制造方法与流程

本发明涉及竹基人造板，尤其涉及一种竹基芯层中空的人造板及制造方法。背景技术：1、竹基人造板材是以竹材为原料，经过一系列的机械和化学加工，在一定的温度和压力下，借助胶黏剂或竹材自身的结合力的作用，压制而成的板状材料。竹材具有生长快、成材早、产量高、一次造林可以持续利用等优点；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，用于制作人造板，有望提高人造板的性能。2、在竹基人造板领域，除了常见去除内外节后经水煮、高温软化后展平再刨去竹青、竹黄并成一定厚度，经干燥、定型后，涂胶、竹片纵横交错组坯热压胶合而成的竹材胶合板；还有将竹子劈成薄篾编成竹席制作成的竹席胶合板；将竹子剖成竹篾，用细棉线、麻线或尼龙线将其连成长方形竹帘的竹帘胶合板等。这些竹制板材被广泛应用于集装箱底板、墙板、梁、家具和装饰材料等领域。但竹青表面富含饱和脂肪酸和二氧化硅，这导致竹青部分在板材中难以胶合和直接利用。因此目前竹材人造板大多以去除竹青，竹青，或破坏竹材再重组的工艺方式进行加工利用，这会耗费大量的人力，物力和财力，还会出现竹材强度性能不能充分利用的问题，同时，在生物质材料的工程应用中，传统正交胶合木的设计具有低滚动剪切力的缺陷。例如cn1044062a发明了合成竹板，在组合时，纵向层与横向层顺次交互相叠，并使纵向层的竹枝与横向层的竹枝互相垂直，然后用木胶将各层贴合而成。公开号为cn101947805a中国专利申请公开了一种竹束人造板的制造方法，将圆竹均匀剖分成竹条，将竹条通过棍轮压制，去掉竹条的竹青和竹黄，按照竹束人造板的设计要求胶粘组装包括若干竹条铺设成一层竹束板，多层竹束板以竹条交错方式胶粘在一起；cn 108214713 a中国专利公开了一种竹纤维束增韧耐冲击竹质板材的制备方法，包括利用碾压开纤法和机械疏解法将竹材制得束状纤维；利用竹纤维束、竹条制成多层结构的耐冲击的竹质板材，能够有效控制板材密度，抗冲击性能好。以上公开的专利申请中或去除竹青、竹黄或是通过破坏竹材重组通过相互交错组合成胶合板，工序复杂，无法解决正交胶合板滚动剪切力低的缺点。技术实现思路1、针对以上不足，本发明提供一种竹基芯层中空的竹质人造板及其制造方法，通过采用竹筒建立中空芯层，解决了传统正交胶合木低滚动剪切力的问题，提高了竹材人造板的抗弯和抗剪等性能，具体技术方案如下：2、一种竹基芯层中空的人造板，所述竹基芯层中空的人造板，自上而下依次包括上面板、竹筒芯层、下面板，所述上面板和下面板为竹条板或者木板，所述竹条板由竹青在侧、径向面朝上的竹条排列而成的，所述竹筒芯层由若干竹筒交错排列形成的，所述竹筒纵向垂直所述上面板、下面板，所述上面板、下面板与竹筒芯层通过胶黏剂胶合，所述胶黏剂为酚醛树脂和异氰酸酯混合胶黏剂。所述竹筒含竹青，无需去除竹青。3、优选的，上述的竹基芯层中空的人造板中，所述上面板和下面板为竹条板，以树脂固含量计所述酚醛树脂和异氰酸酯的质量比为1～2:1～2。4、优选的，上述的竹基芯层中空的人造板中，所述上面板和下面板为竹条板，以树脂固含量计所述酚醛树脂和异氰酸酯的质量比为1:1。5、另一方面，本发明还提供一种上述的竹基芯层中空的人造板的制造方法，包括以下步骤：6、(1)竹条板制备或木板制备：所述竹条板制备为：将巨龙竹、龙竹、毛竹、楠竹中的一种或多种通过截断、劈制后得到竹条，按照竹青在侧、竹条径向面朝上的将竹条排列成竹条板；所述竹条板或木板构成上面板和下面板；7、(2)竹筒制备：将巨龙竹、龙竹、毛竹、楠竹中的一种或多种通过横截得到竹筒；8、(3)胶黏剂制备：按重量份计，在胶合前将酚醛树脂与pmdi树脂混合，搅拌5min～30min，得到混合树脂胶黏剂；9、(4)施胶：将所述胶黏剂均匀涂于竹条板或木板表面，其施胶量为180～240g/m2；10、(5)组坯：将若干竹筒垂直于下面板进行排列组坯方式组坯，铺满后再在竹筒横截面铺装施胶完毕的上面板，得到人造板粗坯；11、(6)将人造板粗坯热压，热压工艺参数为：热压温度为160～210℃、热压时间为10～15min、热压压力为1.5～2mpa，得到竹基芯层中空的人造板。12、优选的，上述的竹基芯层中空的人造板的制造方法中，所述竹筒的尺寸为φ10～30mm*5～10mm。13、优选的，上述的竹基芯层中空的人造板的制造方法中，竹条尺寸为5～15mm*5～10mm(宽x厚)。14、优选的，上述的竹基芯层中空的人造板的制造方法中，所述竹条、竹筒的含水率8～12％。15、优选的，上述的竹基芯层中空的人造板的制造方法中，所述木板为尾巨桉、蓝桉中的一种或多种通过截断、刨切后得到。16、优选的，上述的竹基芯层中空的人造板的制造方法中，所述酚醛树脂按照重量份计，包括以下原料：氢氧化钠32份、水45份、苯酚110份、质量分数为37％的甲醛溶液189.5份，所述酚醛树脂的制备方法包括以下步骤：17、s1.将氢氧化钠溶解于水中，并冷却备用；18、s2.在反应容器中加入熔化的苯酚，然后加入氢氧化钠溶液，控制温度在50℃以下，加入第一次甲醛溶液，反应放热，控制温度不高于80℃，保持10min；19、s3.将温度控制在70℃～75℃，加入第二次甲醛溶液，调整温度至80℃±2℃，保温40min；20、s4.加入第三次甲醛溶液，在80℃保温10min，升温至100±5℃保持10min；21、s5.降温至87℃±2℃，每隔10min测定一次粘度至合格，合格粘度要求涂-4杯达35s或旋转粘度计cp＝180-200mpa.s，即可出料，得到酚醛树脂。本发明酚醛树脂制备中，分三次加入甲醛可以更好地控制反应速率，有利于反应的均匀进行和控制，减少副反应的发生，提高目标产物的纯度和质量，确保所得到的脲醛树脂具有更好的性能和稳定性，可以更有效地利用反应热，减少温度过高导致的副反应和热失控的风险，降低能耗，提高生产效率。第一阶段过量的甲醛是合成多羟甲基酚的主要时间段，三次投料工艺会调控酚醛树脂分子量，与异氰酸树脂混合用于竹基芯层中空的人造板的胶合，能够有效改善人造板的胶合，提高人造板的力学性能。22、优选的，上述的竹基芯层中空的人造板的制造方法中，所述第一次甲醛溶液、第二次甲醛溶液、第三次甲醛溶液加入的重量比为120:65:4.5。23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：24、1.本发明的竹基芯层中空的人造板具有低密度、高抗弯强度、高弹性模量、大强重比、优越的耐水性(尺寸稳定性)和高抗剪性能等特点，为竹基人造板在建筑结构、家具制造等领域的广泛推广应用提供了有力支持，显著增强竹材在各类工程项目中的可行性和实用性。25、2.本发明的竹基芯层中空的人造板，针对传统正交胶合木低滚动剪切力问题，创新性设计芯层中空-竹筒竖立组坯和竹径切面竹条板或木板胶合，提高滚动剪切力，试验结果表明本发明的竹基芯层中空的人造板剪切强度相较于传统正交胶合木的剪切强度提高133％以上。另一方面克服了传统竹质材料制造方法中难以直接利用富含脂肪酸和二氧化硅的竹青部分的问题，相较于现有的去除竹青或破坏竹材再重组的方式，本发明更加经济、高效，并减少了对人力和资源的浪费。26、3.本发明的竹基芯层中空的人造板的制造方法，结合自制的酚醛树脂-异氰酸酯混合树脂，能够增强竹基芯层中空的人造板胶合，从而提升人造板在抗弯性能、弹性模量、尺寸稳定性等性能。这不仅推动了竹材在建筑、结构工程等领域的更广泛应用，同时也为竹材的工程应用可持续发展注入了新的活力，增添了差异化竹制人造板的市场竞争力。