界面可控的重组材料及其制备方法与流程

本发明提供一种界面可控的重组材料及其制备方法，属于木材应用领域。背景技术：1、重组材料主要是以人工林木材、竹材和灌木等生物质资源为主要原材料，采用纤维定向分离工艺制备重组单元，再经树脂浸渍、干燥和成型压制而成的一种新型复合材料，其具有性能可控、规格可调和结构可设计的特点，已经成为我国传统人造板的转型升级产品之一。目前，重组材料广泛应用于风电材料、结构材料、户外材料、装潢装饰材料等领域。2、重组材料在成型过程中主要采用酚醛树脂作为流动相，赋予材料硬度、损伤极限、冲击强度和抗磨损性能，决定材料耐蚁虫、抗湿热和光氧化稳定性等性能。工艺要求树脂相对分子质量低，固化后可形成不溶且不熔的三维结构，浸胶过程是树脂表面附着与内部渗透的汇合流程，树脂经流动、渗透、润湿在单元表面包覆一层均匀的胶膜，同时附着、沉积在疏解形成的裂纹和薄壁细胞细胞腔内部以及裂纹延伸处基本组织内的细胞壁上，并最终形成重组单元之间形成的主胶合界面、重组单元内部在疏解过程中裂隙形成的次胶合界面、以细胞腔为主形成的微观胶合界面和以细胞壁为主形成的超微观界面。3、但是，由于胶黏剂例如酚醛树脂的单一分子量存在界面渗透性差，界面粘结力存在弱项，导致重组材料的性能变异性大等问题。4、引用文献1公开一种高性能重组木材色调控的方法，包含以下操作步骤：(1)以速生材旋切单板疏解制成的疏解单板为基本单元；将疏解单板泡入配体溶液中浸渍，所述的配体溶液为乙酸铵和/或乙二胺四乙酸溶液，所述的配体溶液中乙酸铵和/或乙二胺四乙酸溶液的浓度0.1-0.3mol/l；(2)将步骤(1)中浸渍配体溶液后的疏解单板干燥至含水率低于10％；(3)将干燥后的疏解单板采用含有三价铁离子的胶黏剂浸渍，沥干；其中，所述含有三价铁离子的胶黏剂为在胶黏剂中加入三价铁离子的金属盐，三价铁离子金属盐与胶黏剂质量比为1:100-1:200；(4)将沥干后的疏解单板烘干至含水率为20-25％，陈化；(5)陈化23-24h后将疏解单板保持温度为140℃-160℃热压成重组木；(6)重组木经调湿调质后含水率控制在7-13％，即得高性能重组木。但是，该方案仅仅是能够起到调色的作用，并不能解决胶黏剂例如酚醛树脂的单一分子量存在界面渗透性差，界面粘结力存在弱项，导致重组材料的性能变异性大等问题。5、因此，研究一种界面可控的重组材料及其制备方法，解决重组材料性能的变异性大的问题，提供重组单元与胶黏剂的相容性和界面粘结力，最终提高重组材料的尺寸稳定性和生物耐久性，成为亟待解决的技术问题。6、引用文献1：cn115816577a技术实现思路1、发明要解决的问题2、鉴于现有技术中存在的技术问题，本发明首先提供一种界面可控的重组材料。本发明的重组材料能够解决变异性大的问题，重组单元与胶黏剂的相容性和界面粘结力强，最终提高重组材料的尺寸稳定性和生物耐久性。3、进一步，本发明还提供一种界面可控的重组材料的制备方法。该制备方法简单易行，原料易于获取，适合大批量生产。4、用于解决问题的方案5、本发明提供一种重组材料，其包括：2个以上的功能化重组单元以及胶黏剂，所述功能化重组单元包括木质材料和/或竹质材料；其中，6、所述功能化重组单元的至少一个表面具有金属离子，所述金属离子源自于具有金属元素的功能化助剂；并且，7、所述重组单元之间经胶黏剂粘合，形成复合坯料。8、根据本发明所述的重组材料，其中，所述金属离子包括过渡金属离子，优选包括铁离子、铜离子、铬离子、锌离子、银离子中的一种或两种以上的组合。9、根据本发明所述的重组材料，其中，所述功能化助剂包括含过渡金属的盐；优选地，所述功能化助剂包括氯化铁、氯化铜、氯化铬、氯化锌、氯化银中的一种或两种以上的组合。10、根据本发明所述的重组材料，其中，所述胶黏剂包括酚醛树脂胶黏剂；优选地，所述酚醛树脂胶黏剂的分子量分布包括200～800da和1000～1500da；以酚醛树脂胶黏剂的总质量为100％计，分子量为200～800da的酚醛树脂胶黏剂的含量为50-80％，分子量为1000～1500da的酚醛树脂胶黏剂的含量为20-50％。11、本发明还提供一种根据本发明所述的重组材料的制备方法，其包括以下步骤：12、利用功能化助剂使重组单元的至少一个表面具有金属离子，得到功能化重组单元；13、将功能化重组单元进行一次干燥，得一次干燥产物；14、利用胶黏剂溶液对所述一次干燥产物进行浸渍，得到浸渍产物；15、对所述浸渍产物进行二次干燥，得到二次干燥产物；16、对所述二次干燥产物进行组坯，得到组坯产物；17、对所述组坯产物进行冷压热固化或热压，得到重组材料。18、根据本发明所述的制备方法，其中，采用功能化助剂溶液通过平铺、涂覆、流延和喷涂中的一种或两种以上的组合的方式制备所述功能化重组单元；优选地，所述功能化助剂溶液中，所述功能化助剂的浓度为3wt％-10wt％；更优选地，所述功能化助剂溶液的施加量为100-200g/m2。19、根据本发明所述的制备方法，其中，所述一次干燥的温度为50-100℃，所述一次干燥的时间为10-90min；优选地，所述一次干燥产物的含水率为8-12％。20、根据本发明所述的制备方法，其中，所述胶黏剂溶液中，所述胶黏剂的质量浓度为15-40％；和/或，21、以干基计，所述浸渍产物中，所述胶黏剂的质量为浸渍产物质量的5％-30％。22、根据本发明所述的制备方法，其中，所述二次干燥的温度为50-70℃，所述二次干燥的时间为10-180min；优选地，所述二次干燥产物的含水率为5-20％。23、根据本发明所述的制备方法，其中，所述热压的温度为130-150℃，所述热压的压力为2-5mpa；所述热压的时间为0.5-3min/mm；和/或，所述冷压热固化的压力为40-80kg/cm2，所述冷压热固化的温度为110-140℃，所述冷压热固化的时间为10-24h。24、发明的效果25、本发明的重组材料的界面变异性小，重组单元与胶黏剂的相容性和界面粘结力强，重组材料的尺寸稳定性和生物耐久性优异。26、本发明的界面可控的重组材料的制备方法简单易行，原料易于获取，适合大批量生产。技术特征：1.一种重组材料，其特征在于，包括：2个以上的功能化重组单元以及胶黏剂，所述功能化重组单元包括木质材料和/或竹质材料；其中，2.根据权利要求1所述的重组材料，其特征在于，所述金属离子包括过渡金属离子，优选包括铁离子、铜离子、铬离子、锌离子、银离子中的一种或两种以上的组合。3.根据权利要求1或2所述的重组材料，其特征在于，所述功能化助剂包括含过渡金属的盐；优选地，所述功能化助剂包括氯化铁、氯化铜、氯化铬、氯化锌、氯化银中的一种或两种以上的组合。4.根据权利要求1-3任一项所述的重组材料，其特征在于，所述胶黏剂包括酚醛树脂胶黏剂；优选地，所述酚醛树脂胶黏剂的分子量分布包括200～800da和1000～1500da；以酚醛树脂胶黏剂的总质量为100％计，分子量为200～800da的酚醛树脂胶黏剂的含量为50-80％，分子量为1000～1500da的酚醛树脂胶黏剂的含量为20-50％。5.一种根据权利要求1-4任一项所述的重组材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，采用功能化助剂溶液通过平铺、涂覆、流延和喷涂中的一种或两种以上的组合的方式制备所述功能化重组单元；优选地，所述功能化助剂溶液中，所述功能化助剂的浓度为3wt％-10wt％；更优选地，所述功能化助剂溶液的施加量为100-200g/m2。7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述一次干燥的温度为50-100℃，所述一次干燥的时间为10-90min；优选地，所述一次干燥产物的含水率为8-12％。8.根据权利要求5-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述胶黏剂溶液中，所述胶黏剂的质量浓度为15-40％；和/或，9.根据权利要求5-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述二次干燥的温度为50-70℃，所述二次干燥的时间为10-180min；优选地，所述二次干燥产物的含水率为5-20％。10.根据权利要求5-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述热压的温度为130-150℃，所述热压的压力为2-5mpa；所述热压的时间为0.5-3min/mm；和/或，所述冷压热固化的压力为40-80kg/cm2，所述冷压热固化的温度为110-140℃，所述冷压热固化的时间为10-24h。技术总结本发明提供一种界面可控的重组材料及其制备方法。重组材料包括：2个以上的功能化重组单元以及胶黏剂，所述功能化重组单元包括木质材料和/或竹质材料；其中，所述功能化重组单元的至少一个表面具有金属离子，所述金属离子源自于具有金属元素的功能化助剂；并且，所述重组单元之间经胶黏剂粘合，形成复合坯料。本发明的重组材料的界面变异性小，重组单元与胶黏剂的相容性和界面粘结力强，重组材料的尺寸稳定性和生物耐久性优异。本发明的界面可控的重组材料的制备方法简单易行，原料易于获取，适合大批量生产。技术研发人员：张亚慧,齐越,陈志俊,杨昱昕,于文吉,李冰冰,姜伯言,杨晨,雷文成受保护的技术使用者：中国林业科学研究院木材工业研究所技术研发日：技术公布日：2024/8/13