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一种圆竹增强复合材料的制造方法

阅读：177发布：2021-03-02

IPRDB可以提供一种圆竹增强复合材料的制造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种圆竹增强复合材料的制造方法，包括竹材准备阶段、竹材预处理、填料阶段和脱模阶段。本发明直接采用圆竹生产，减少了生产时的工作量，提高了生产率，减少了生产成本；采用具有不同性能的有机、无机填料填充具有力学性能、外观佳的竹材，实现了竹材的多功能化；圆竹经过了严格的蒸煮、漂白、干燥处理或高温饱和蒸汽炭化处理，使用寿命和耐水性能有了大幅度的提高。，下面是一种圆竹增强复合材料的制造方法专利的具体信息内容。

1.一种圆竹增强复合材料的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、竹材准备阶段：选取新鲜圆竹，根据用途，将圆竹锯成一定的长度，用钻孔机的长钻头从竹材底端插入，启动钻孔机，去除全部竹节隔，得到贯通的竹段；

S2、竹材预处理：将贯通的竹段在高温饱和蒸汽下处理10 60min或/和将贯通的竹段在~漂白粉水溶液中煮0.5 1h，最后取出竹段烘干直至含水率低于12%；

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S3、填料阶段：将预处理后的竹段放置在工作台上，将竹段的一端用塞子塞住，然后从另一端向竹段中插入加固材料，再将加料器管插入竹段中，向加料器中加入填料；将填料的各组分混合均匀，通过加料器向竹段内灌料，直至灌满，取出加料器管，用塞子塞紧竹段的这一端；

S4、脱模阶段：室温下静置缓凝15 20min，等待填料固化成型，取下竹段两端塞着的塞~子；最后，切去竹段两端未填料部分。

2.根据权利要求1所述的圆竹增强复合材料的制造方法，其特征在于：所述步骤S1中，圆竹为新鲜3 6年生圆竹。

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3.根据权利要求1所述的圆竹增强复合材料的制造方法，其特征在于：所述步骤S2中，漂白粉水溶液的浓度为1% 3%。

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4.根据权利要求1所述的圆竹增强复合材料的制造方法，其特征在于：所述步骤S2中，高温饱和蒸汽的温度为140 200℃。

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5.根据权利要求1所述的圆竹增强复合材料的制造方法，其特征在于：所述步骤S2中，烘干的温度为65℃。

6.根据权利要求1所述的圆竹增强复合材料的制造方法，其特征在于：所述步骤S3中，竹段的两端均采用橡皮塞或木塞塞住。

7.根据权利要求1所述的圆竹增强复合材料的制造方法，其特征在于：所述步骤S3中，加固材料包括已经烘干至含水率12%的去皮木棍、人造板材、去青去黄的竹条、竹篾或小径竹杆中的任意一种或多种以任意比例的混合物。

8.根据权利要求1所述的圆竹增强复合材料的制造方法，其特征在于：所述步骤S3中，填料包括体积比为3：4：0 3的半水石膏、二水石膏和添加材料。

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9.根据权利要求8所述的圆竹增强复合材料的制造方法，其特征在于：所述添加材料为沙子、聚氨酯、废弃包装塑料颗中的一种或多种以任意比例的混合物。

10.根据权利要求1所述的圆竹增强复合材料的制造方法，其特征在于：所述步骤S3中，加固材料与填料的体积比为0.5 1：3。

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说明书全文

一种圆竹增强复合材料的制造方法

技术领域

[0001] 本发明属于竹材加工技术领域，特别涉及一种圆竹增强复合材料的制造方法。

背景技术

[0002] 我国竹材资源丰富，适合的气候条件使得我国的竹材产量和品质均居世界前列。竹材有很多的优点，如抗拉性能优异、韧性好、强重比高，且具有抗震功能，可以应用于建筑材料。竹子的生长周期短，可利用量高于木材，应用前景不可小觑；与此同时，作为中国传统文化中的四君子之一，竹材以其坚忍不拔的精神著称，其纤细的造型，又具有一定的装饰性能。
[0003] 虽然竹子拥有很多优点，但是功能性较为单一，在广泛应用的建筑材料方面，由于竹材的中空壁薄的结构特征也存在着些许不足，如无法承受高强度的压力，在长时间使用后容易变形，且不能很好地隔音等。就这方面，中国专利CN106113176A公开了“一种竹材混凝土柱及其制作方法”，在保有竹材完好的外观下，充入混凝土，构建了同时具备高强度和外观性的竹材增强材料组合结构。专利CN204418528U公开了“一种竹质增强空心圆竹双壁圆形结构构件”，专利CN106088501公开了“一种圆竹装饰结构”，发挥了竹材在外观、增强力学性能、耐久性能佳的特点，但是缺少更多功能性圆竹产品的开发。本发明的目的是结合竹材的优点，提供一种拓宽竹材应用范围的生产工艺，生产具有高强度、可保温、可阻燃、可吸声减噪的具有圆竹外观的竹材产品。

发明内容

[0004] 本发明提供一种圆竹增强复合材料的制造方法，以解决现有技术中的以下问题，一利用高温水煮漂白干燥的方法或高温饱和蒸汽处理竹材，提高竹材的使用寿命和耐水性能；二利用有机或者无机填充材料对竹材进行功能化改进，使竹材具有多功能性；三利用圆竹进行直接生产，减少了加工步骤，过程简单易懂，便于操作，有利于工业化运用。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种圆竹增强复合材料的制造方法，包括以下步骤：
S1、竹材准备阶段：选取新鲜圆竹，根据用途，将圆竹锯成一定的长度，用钻孔机的长钻头从竹材底端插入，启动钻孔机，去除全部竹节隔，得到贯通的竹段；
S2、竹材预处理：将贯通的竹段在高温饱和蒸汽下处理10 60min或/和将贯通的竹段在~
漂白粉水溶液中煮0.5 1h，最后取出竹段烘干直至含水率低于12%；
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S3、填料阶段：将预处理后的竹段放置在工作台上，将竹段的一端用塞子塞住，然后从另一端向竹段中插入加固材料，再将加料器管插入竹段中，向加料器中加入填料；将填料的各组分混合均匀，通过加料器向竹段内灌料，直至灌满，取出加料器管，用塞子塞紧竹段的这一端；
S4、脱模阶段：室温下静置缓凝15 20min，等待填料固化成型，取下竹段两端塞着的塞~
子；最后，切去竹段两端未填料部分。
[0006] 进一步的，所述步骤S1中，圆竹为新鲜3 6年生圆竹。~
[0007] 进一步的，所述步骤S2中，漂白粉水溶液的浓度为1% 3%。~
[0008] 进一步的，所述步骤S2中，高温饱和蒸汽的温度为140 200℃。~
[0009] 进一步的，所述步骤S2中，烘干的温度为65℃。
[0010] 进一步的，所述步骤S3中，竹段的两端均采用橡皮塞或木塞塞住。
[0011] 进一步的，所述步骤S3中，加固材料包括已经烘干至含水率12%的去皮木棍、人造板材、去青去黄的竹条、竹篾或小径竹杆中的任意一种或多种以任意比例的混合物。
[0012] 进一步的，所述步骤S3中，填料包括体积比为3：4：0 3的半水石膏、二水石膏和添~加材料。
[0013] 进一步的，所述添加材料为沙子、聚氨酯、废弃包装塑料颗中的一种或多种以任意比例的混合物。
[0014] 优选地，所述添加材料中还可以加入防水剂（有机硅），防水剂（有机硅）的质量为半水石膏质量的0.5% 1%。~
[0015] 进一步的，所述步骤S3中，加固材料与填料的体积比为0.5 1：3。~
[0016] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1、直接采用圆竹生产，减少了生产时的工作量，提高了生产率，减少了生产成本；
2、采用具有不同性能的有机、无机填料填充具有力学性能、外观佳的竹材，实现了竹材的多功能化；
3、圆竹经过了严格的蒸煮、漂白、干燥处理或高温饱和蒸汽炭化处理，使用寿命和耐水性能有了大幅度的提高。

附图说明

[0017] 图1是本发明中圆竹增强复合材料结构的制造原理图；图2是本发明中圆竹增强复合材料结构的俯视图；
其中：1-圆竹，2-塞子，3-填料，4-工作台。

具体实施方式

[0018] 下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
[0019] 实施例1一种圆竹增强复合材料的制造方法，此方法选用无机材料填充，可用作需要一定承重要求的家具原料，制造方法为：
S1、竹材准备阶段：选取新鲜3年生圆竹，按照家具原料尺寸要求，将圆竹据成相应长度，用钻孔机的长钻头从竹材底端插入，启动钻孔机，去除全部竹节隔，得到贯通的竹段；
S2、竹材预处理：将准备好的竹段放入反应釜中，升温至140℃，进行60min蒸煮处理，其次将蒸煮后的竹段放入含有1%的漂白粉水溶液的反应池中进行漂白处理1h，最后放入65℃的烘箱中立即烘干直至竹段含水率为12%；
S3、填料阶段：如图1所示，将预处理后的竹段放置在工作台4上，将竹段的一端用橡皮塞2塞住，然后向竹段中插入已经烘干至含水率12%去皮木棍为加固材料，竹段的另一端插入加料器管，选用体积比为3： 4： 3的半水石膏、二水石膏和沙子作为填料，填料中再加入防水剂（有机硅），其中：防水剂的质量为半水石膏质量的0.5%，加固材料和填料的体积比
0.5：3；将填料和防水剂快速混合均匀，通过加料器向竹段内灌料，直至灌满，取出加料器管，用橡皮塞2塞紧竹段的这一端；
S4、脱模阶段：室温下静置缓凝15min，等待填料固化成型，取下竹段两端塞着的橡皮塞。最后，切去竹段两端未填料部分。圆竹增强复合材料侧面俯视图如图2所示。
[0020] 实施例2一种圆竹增强复合材料的制造方法，此方法选用有机材料填充，可用作户外竹具或者竹装饰原材料。并且可以根据材料需要的不同承受力度，改变有机材料的配比，制造具有不同承受力度和密度的圆竹增强复合材料，制造方法为：
S1、竹材准备阶段：选取新鲜6年生圆竹，将圆竹按照竹具或者竹装饰材料要求据成相应长度，用钻孔机的长钻头从竹材底端插入，启动钻孔机，去除全部竹节，得到贯通的竹段；
S2、竹材预处理：将贯通的竹段放入高压罐中，关好罐门；向高压罐内通入温度为200℃高温蒸汽，然后保持10min，在此段时间内，高压罐内始终为饱和蒸汽，在此温度和湿度下，竹材中的半纤维素发生大量降解，竹段已炭化，此时停止通蒸汽，并逐步排出蒸汽；取出竹段在65oC温度干燥的热空气干燥至含水率为12%；
S3、填料阶段： 填料阶段：如图1所示，将预处理后的竹段放置在工作台4上，将竹段的一端用木塞2塞住，然后向竹段中插入任意比例混合的已经烘干至含水率12%加固材料（去皮木棍、人造板材、去青去黄的竹条、竹篾和小径竹杆），竹段的另一端插入加料器管，选用体积比为3： 4： 1的半水石膏、二水石膏混合物和聚氨酯作为填料，其中：加固材料和填料的体积比为1：3，将填料的各组分快速混合均匀，并通过加料器向竹段内灌料，直至灌满，取出加料器管，用木塞2塞紧竹段的这一端；
S4、脱模阶段：室温下静置缓凝20min，等待填料固化成型，取下竹段两端塞着的木头塞。最后，切去竹段两端不平部分。圆竹增强复合材料的侧面俯视图如图2所示。
[0021] 实施例3一种圆竹增强复合材料的制造方法，此方法选用废弃有机材料填充，可用作户外竹具或者竹装饰原材料。并且可以根据材料需要的不同承受力度，改变有机材料的配比，制造具有不同承受力度和密度的圆竹增强复合材料，制造方法为：
S1、竹材准备阶段：选取新鲜5年生圆竹，按照家具原料尺寸要求，将圆竹据成相应长度，用钻孔机的长钻头从竹材底端插入，启动钻孔机，去除全部竹节，得到贯通的竹段；
S2、竹材预处理：将准备好的竹段放入反应釜中，升温至180℃左右，进行40min蒸煮处理，其次将蒸煮后的竹段放入含有2%的漂白粉水溶液的反应池中进行漂白处理0.8h，最后放入65℃的烘箱中立即烘干直至竹段含水率为12%；
S3、填料阶段：如图1所示，将预处理后的竹段放置在工作台4上，将竹段的一端用橡皮塞子2塞住，然后向竹段中插入任意比例混合的已经烘干至含水率12%去青去黄的竹条为加固材料，竹段的另一端插入加料器管，选用体积比为3： 4： 2的半水石膏、二水石膏混合物和废弃包装塑料粉碎颗粒作为填料，填料中再加入防水剂（有机硅），其中：防水剂的质量为半水石膏质量的1%，加固材料和填料的体积比0.8：3；将填料和防水剂快速混合均匀，通过加料器向竹段内灌料，直至灌满，取出加料器管，用塞子塞紧竹段的这一端；
S4、脱模阶段：室温下静置缓凝18min，等待填料固化成型，取下竹段两端塞着的橡皮塞。最后，切去竹段两端未填料部分。圆竹增强复合材料如图2所示。
[0022] 实施例4一种圆竹增强复合材料的制造方法，包括以下步骤：
S1、竹材准备阶段：如图1和2所示，选取新鲜5年生圆竹1，根据用途，将圆竹锯成一定的长度，用钻孔机的长钻头从竹材底端插入，启动钻孔机，去除全部竹节隔，得到贯通的竹段；
S2、竹材预处理：将贯通的竹段置入浓度为3%漂白粉水溶液中煮0.5h，最后取出竹段置于65℃的烘箱中烘干直至含水率低于12%；
S3、填料阶段：如图1和2所示，将预处理后的竹段放置在工作台4上，将竹段的一端用橡皮塞2塞住，然后从另一端向竹段中插入加固材料（已经烘干至含水率12%的人造板材），再将加料器管插入竹段中，向加料器中加入体积比为3：4的半水石膏和二水石膏作为填料3；
其中：加固材料与填料的体积比为0.6：3；将填料及防水剂迅速混合均匀，并通过加料器向竹段内灌料，直至灌满，取出加料器管，用橡皮塞塞紧竹段的这一端；
S4、脱模阶段：室温下静置缓凝16min，等待填料固化成型，取下竹段两端塞着的塞子；
最后，切去竹段两端未填料部分。圆竹增强复合材料如图2所示。
[0023] 实施例5一种圆竹增强复合材料的制造方法，包括以下步骤：
S1、竹材准备阶段：如图1和2所示，选取新鲜5年生圆竹1，根据用途，将圆竹锯成一定的长度，用钻孔机的长钻头从竹材底端插入，启动钻孔机，去除全部竹节隔，得到贯通的竹段；
S2、竹材预处理：将准备好的竹段放入反应釜中，升温至180℃左右，进行40min蒸煮处理，其次将蒸煮后的竹段放入含有2%的漂白粉水溶液的反应池中进行漂白处理0.8h，最后放入65℃的烘箱中立即烘干直至竹段含水率为12%；
S3、填料阶段：如图1和2所示，将预处理后的竹段放置在工作台4上，将竹段的一端用橡皮塞2塞住，然后从另一端向竹段中插入加固材料（已经烘干至含水率12%的竹篾），再将加料器管插入竹段中，向加料器中加入填料3（体积比为3：4：2的半水石膏、二水石膏和添加材料（沙子和废弃包装塑料颗），再向填料中加入质量为半水石膏质量0.8%的防水剂（有机硅）；其中：加固材料与填料的体积比为1：3；将填料和防水剂混合均匀，通过加料器向竹段内灌料，直至灌满，取出加料器管，用橡皮塞塞紧竹段的这一端；
S4、脱模阶段：室温下静置缓凝16min，等待填料固化成型，取下竹段两端塞着的塞子；
最后，切去竹段两端未填料部分。圆竹增强复合材料如图2所示。
[0024] 实施例6一种圆竹增强复合材料的制造方法，包括以下步骤：
S1、竹材准备阶段：如图1和2所示，选取新鲜5年生圆竹1，根据用途，将圆竹锯成一定的长度，用钻孔机的长钻头从竹材底端插入，启动钻孔机，去除全部竹节隔，得到贯通的竹段；
S2、竹材预处理：将准备好的竹段放入反应釜中，升温至180℃左右，进行40min蒸煮处理，其次将蒸煮后的竹段放入含有2%的漂白粉水溶液的反应池中进行漂白处理0.8h，最后放入65℃的烘箱中立即烘干直至竹段含水率为12%；
S3、填料阶段：如图1和2所示，将预处理后的竹段放置在工作台4上，将竹段的一端用木塞2塞住，然后从另一端向竹段中插入加固材料（已经烘干至含水率12%的小径竹杆，小径竹杆是指直径小于原本的圆竹），再将加料器管插入竹段中，向加料器中加入体积比为3：4：2的半水石膏和聚氨酯作为填料3；加固材料与填料的体积比为0.5：3；将填料的各组分混合均匀，通过加料器向竹段内灌料，直至灌满，取出加料器管，用木塞塞紧竹段的这一端；
S4、脱模阶段：室温下静置缓凝16min，等待填料固化成型，取下竹段两端塞着的塞子；
最后，切去竹段两端未填料部分。圆竹增强复合材料如图2所示。
[0025] 实施例7一种圆竹增强复合材料的制造方法，包括以下步骤：
S1、竹材准备阶段：如图1和2所示，选取新鲜5年生圆竹1，根据用途，将圆竹锯成一定的长度，用钻孔机的长钻头从竹材底端插入，启动钻孔机，去除全部竹节隔，得到贯通的竹段；
S2、竹材预处理：将准备好的竹段放入反应釜中，升温至180℃左右，进行40min蒸煮处理，其次将蒸煮后的竹段放入含有2%的漂白粉水溶液的反应池中进行漂白处理0.8h，最后放入65℃的烘箱中立即烘干直至竹段含水率为12%；
S3、填料阶段：如图1和2所示，将预处理后的竹段放置在工作台4上，将竹段的一端用木塞2塞住，然后从另一端向竹段中插入加固材料（已经烘干至含水率12%的去皮木棍和竹篾混合物），再将加料器管插入竹段中，向加料器中加入体积比为3：4：2的半水石膏、二水石膏填料和聚氨酯；加固材料与填料的体积比为0.8：3；将填料的各组分混合均匀，通过加料器向竹段内灌料，直至灌满，取出加料器管，用木塞塞紧竹段的这一端；
S4、脱模阶段：室温下静置缓凝16min，等待填料固化成型，取下竹段两端塞着的塞子；
最后，切去竹段两端未填料部分。圆竹增强复合材料如图2所示。
[0026] 实施例8一种圆竹增强复合材料的制造方法，包括以下步骤：
S1、竹材准备阶段：如图1和2所示，选取新鲜5年生圆竹1，根据用途，将圆竹锯成一定的长度，用钻孔机的长钻头从竹材底端插入，启动钻孔机，去除全部竹节隔，得到贯通的竹段；
S2、竹材预处理：将准备好的竹段放入反应釜中，升温至180℃左右，进行40min蒸煮处理，其次将蒸煮后的竹段放入含有2%的漂白粉水溶液的反应池中进行漂白处理0.8h，最后放入65℃的烘箱中立即烘干直至竹段含水率为12%；
S3、填料阶段：如图1和2所示，将预处理后的竹段放置在工作台4上，将竹段的一端用木塞2塞住，然后从另一端向竹段中插入加固材料（已经烘干至含水率12%的人造板材和去青去黄的竹条），再将加料器管插入竹段中，向加料器中加入体积比为3：4的半水石膏和二水石膏作为填料；加固材料与填料的体积比为1：3；将填料的各组分混合均匀，通过加料器向竹段内灌料，直至灌满，取出加料器管，用木塞塞紧竹段的这一端；
S4、脱模阶段：室温下静置缓凝16min，等待填料固化成型，取下竹段两端塞着的塞子；
最后，切去竹段两端未填料部分。圆竹增强复合材料如图2所示。
[0027] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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标题 发布/更新时间 阅读量
多孔材料的增强-专利编号CN101184606B 2020-05-13 399
玻纤增强PET材料-专利编号CN106893267A 2020-05-11 98
PPS膜增强材料-专利编号CN103579634A 2020-05-12 918
多孔材料的增强-专利编号CN101184606A 2020-05-12 422
增强复合材料-专利编号CN102731803B 2020-05-13 62
增强材料-专利编号CN101977762A 2020-05-11 1028
玻纤增强PET材料-专利编号CN106800749A 2020-05-11 235
增强复合材料-专利编号CN102731803A 2020-05-12 975
增强复合材料-专利编号CN101331176B 2020-05-13 100
钢板增强材料-专利编号CN203960116U 2020-05-11 1033
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