一种高强度竹木复合材料及其制备工艺

本发明涉及竹木材料制备，具体涉及一种高强度竹木复合材料及其制备工艺。背景技术：1、目前，世界上90％以上的货物贸易运输依靠集装箱进行，集装箱底板是作为集装箱中承载货物的重要部件，不但要具有足够的强度、刚度、耐久性、耐磨性，还要能够承受特定的集中负荷。集装箱底板是一种需求量大、性能要求高的人造板，在生产的早期，人们经常会使用热带阔叶木材来制造集装箱的地板如克隆木、阿必通胶合板等。但由于对集装箱的需求日益增加，造成了大量的林木采伐，造成了热带雨林的生态环境恶化。1993年以来，由于过度的砍伐木材，东南亚国家陆续制定了一系列限制砍伐的政策来保护生态环境，导致集装箱底板行业的原材料匮乏，陷入资源危机。因此，集装箱底板代替材料的研发在全球掀起了热潮。2、这之后人们多选用材料性能优良、价格便宜的澳大利亚桉树木材制作集装箱底板。然而随着桉树价格上升、原材料匮乏、限制砍伐等原因，集装箱底板的主要生产原料又转变为了橡胶木、桉木等非传统硬木为主，并与杨树、桉树等快速生长，价格便宜的的树种相结合。3、近年来，竹、木结合材生产集装箱底板的发展速度十分迅速，我国的竹林面积、蓄积量、竹材产量在全球排名第一，国家第九次全国森林资源清查报告显示我国现有的竹林面积为641.16万hm2，人工林为8003万hm2，蓄积量达到33.88亿m3，在如今利用竹子复合材料制造集装箱底板的这个大时代中，我国可充分发挥自身拥有的的资源优势，在制造集装箱底板时，既保持了产品的内在性能和外观品质优良，又降低了生产成本，解决了集装箱底板原料的匮乏又提高了我国在制造集装箱底板时的经济效益。用于集装箱底板的材料主要是速生木复合材料，如毛竹和橡胶木，采用不同的方式将结构竹材制成复合材料的外层，如竹席、竹帘或竹条等，然后与木材粘合制成竹木复合材料。目前，用于竹木复合材料的胶黏剂主要是由酚醛树脂制成，如申请号为202110942391.9的中国发明专利公开了一种竹木复合集装箱底板及其制造方法，该方法将多层的竹席、木单板和竹帘通过涂布酚醛树脂胶黏剂胶合，制成的集装箱底板具有良好的耐水性、耐热、耐候、黏合强度和化学稳定性好等优点，但采用酚醛树脂胶黏剂胶合的竹木复合材料存在脆性大，弹性模量不如木制集装箱底板等缺陷。技术实现思路1、本发明所要解决的技术问题是：提高一种弹性模量高、胶合强度大的高强度竹木复合材料及其制备工艺。2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种高强度竹木复合材料的制备工艺，包括以下步骤：3、s1：将竹材浸泡在聚乙二醇溶液中，干燥后得到改性竹材；4、s2：将竹木质素钠改性酚醛树脂与面粉互配，得到酚醛树脂浸胶液；5、s3：使用所述酚醛树脂浸胶液对改性竹材进行浸胶，干燥后得到浸胶改性竹材；6、s4：将所述酚醛树脂浸胶液涂布在木材上，干燥后得到施胶木材，将所述施胶木材与浸胶改性竹材进行组胚、热压，得到竹木复合材料。7、本发明的另一技术方案为：一种上述高强度竹木复合材料的制备工艺制备得到的高强度竹木复合材料。8、本发明的有益效果在于：本发明的制备工艺通过聚乙二醇(peg)和竹木质素钠改性酚醛树脂复合改性竹材和木材，制备得到力学性能优越的竹木复合材料，该制备方法具有原料丰富廉价易得，可实现资源化，工艺简单、产品应用性能好，应用范围广，具有可大规模、低成本、清洁生产等诸多优点。9、具体具有以下技术效果：10、(1)先通过使用聚乙二醇溶液处理竹材，不仅可以改善竹材的吸湿性，同时由于竹材薄壁细胞得到润胀，peg填充至细胞壁和细胞腔并置换出细胞壁内的水分，适当增厚细胞壁，可对竹材结构起到很好的支撑作用，改善竹材尺寸稳定性、弹性模量等物理力学性能。11、(2)然后采用包含竹木质素钠改性酚醛树脂的浸胶液处理竹材和木材，进行组胚热压，竹木质素钠改性酚醛树脂相较于常规的酚醛树脂而言，胶黏竹木后的弹性模量更高，增强了胶黏剂的粘接力，大幅提升浸渍剥离性能。技术特征：1.一种高强度竹木复合材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：2.根据权利要求1所述的高强度竹木复合材料的制备工艺，其特征在于，所述聚乙二醇的数均分子量为200～2000，所述聚乙二醇的质量浓度为1～5％。3.根据权利要求1所述的高强度竹木复合材料的制备工艺，其特征在于，所述竹木质素钠改性酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：4.根据权利要求3所述的高强度竹木复合材料的制备工艺，其特征在于，所述部分甲醛水溶液的质量为总甲醛水溶液的质量的30～40％。5.根据权利要求3所述的高强度竹木复合材料的制备工艺，其特征在于，所述竹木质素钠的质量为苯酚的质量的40～70％，所述苯酚与竹木质素钠的摩尔数之和：总甲醛水溶液中甲醛的摩尔数为1：1～1.6。6.根据权利要求3所述的高强度竹木复合材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤1的反应温度为50～90℃。7.根据权利要求3所述的高强度竹木复合材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤2的加水量为苯酚质量的15～75％。8.根据权利要求3所述的高强度竹木复合材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤2的反应条件为：在90℃下反应40～80min。9.根据权利要求1所述的高强度竹木复合材料的制备工艺，其特征在于，浸胶后还未干燥的改性竹材中的浸胶量为135～150kg/m3；涂布酚醛树脂浸胶液后的木材中的施胶量为350～355g/m2。10.一种根据权利要求1-9任一项所述的高强度竹木复合材料的制备工艺制备得到的高强度竹木复合材料。技术总结本发明涉及竹木材料制备技术领域，具体涉及一种高强度竹木复合材料及其制备工艺。该制备工艺，包括以下步骤：S1：将竹材浸泡在聚乙二醇溶液中，干燥后得到改性竹材；S2：将竹木质素钠改性酚醛树脂与面粉互配，得到酚醛树脂浸胶液；S3：使用所述酚醛树脂浸胶液对改性竹材进行浸胶，干燥后得到浸胶改性竹材；S4：将所述酚醛树脂浸胶液涂布在木材上，干燥后得到施胶木材，将所述施胶木材与浸胶改性竹材进行组胚、热压，得到竹木复合材料。该制备工艺通过聚乙二醇(PEG)和竹木质素钠改性酚醛树脂复合改性竹材和木材，制备得到力学性能优越的竹木复合材料。技术研发人员：赵升云,虞泽威,庄标榕,吴振增,林铭楷,王志鹏,许原,朱建峰,苏伟佳,周楠受保护的技术使用者：武夷学院技术研发日：技术公布日：2024/8/13