本發(fā)明專利技術(shù)是一種植物纖維外墻掛板的制造方法，屬于木質(zhì)復(fù)合材料制造技術(shù)領(lǐng)域。其工藝是先植物纖維原料熱磨成纖維，經(jīng)干燥含水率控制在6～12％，加入固體重量占絕干植物纖維重量20～40％的粉狀酚醛樹脂均勻混合后鋪裝成型，板坯在高頻加熱預(yù)壓機中進行預(yù)熱預(yù)壓，屏級電壓控制在2～5kV，處理時間控制在150～300s，然后將板坯置于熱壓機中，壓制成密度為1.2～1.4g/cm3，厚度為6～12mm的板材，熱壓溫度為160～180℃，熱壓壓力為4.5～5.5MPa，熱壓時間為10～20s/mm。這種材料強度高、不易變形、低碳、環(huán)保、節(jié)能、可循環(huán)再利用，可用作建筑物外墻掛板。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種以植物纖維為原料，制造建筑物外墻掛板的方法。屬于木質(zhì)復(fù)合材料制造
技術(shù)介紹
當前，隨著我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，作為資源依賴型工業(yè)的房屋建筑業(yè)在推動國民經(jīng)濟迅猛發(fā)展的同時，由于消耗大量的不可再生資源和能源，而迫使其繼續(xù)發(fā)展受到了嚴重制約。隨著低碳經(jīng)濟和時代的涌來，大力發(fā)展新型節(jié)能低耗建筑材料刻不容緩。在這樣的形勢下，木結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)運而生。木材及其制品自古以來就以其美觀、輕質(zhì)、保溫隔熱等優(yōu)越特性而成為一種良好的建筑材料。可以預(yù)計，低碳、環(huán)保、節(jié)能、抗震的木結(jié)構(gòu)建筑在中國將有廣闊的發(fā)展前景。木結(jié)構(gòu)建筑外墻一般會采用外墻掛板進行裝飾和防護。現(xiàn)有的外墻掛板一般有鋁合金外墻掛板、塑料掛板、水泥硅鈣板和水泥纖維板等。鋁合金外墻掛板相對價格較高，且保溫隔熱性能不好。塑料掛板阻燃性差，易變形，易老化。水泥硅鈣板和水泥纖維板雖然不易變形，防火性較好，但重量大，容易斷裂，不易施工。上述外墻掛板產(chǎn)品都有著各自的優(yōu)缺點。對于木結(jié)構(gòu)建筑若采用以木材或其他植物纖維(如農(nóng)作物秸稈纖維等)為原料制成的制品作為外墻掛板，則更能體現(xiàn)木結(jié)構(gòu)建筑低碳、環(huán)保和節(jié)能的優(yōu)越性。在木結(jié)構(gòu)建筑發(fā)達的國家，如美國、加拿大等，主要采用原木板和多層膠合板作為外墻掛板。這些產(chǎn)品對原材料的要求較高，需要采用較大徑級的原木制成。國家實施天然林保護工程以來，許多地區(qū)對較大徑級木材已實施禁伐。然而，我國速生小徑材以及農(nóng)作物秸稈資源比較豐富，開發(fā)以這些資源為原料的建筑材料，對于促進建筑業(yè)和建材業(yè)的可持續(xù)發(fā)展以及木材工業(yè)的升級換代具有重要的現(xiàn)實意義。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供，即以植物纖維(包括木纖維和各類秸稈纖維等)為原料，經(jīng)纖維分離、干燥、施膠、鋪裝、預(yù)熱預(yù)壓和熱壓等工序制成強度高、不易變形的復(fù)合材料，可用作建筑物外墻掛板。本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案該方法的工藝步驟依次分為，(1)植物纖維制備以速生小徑木材或秸稈為原料，經(jīng)熱磨后獲得植物纖維，然后經(jīng)干燥將植物纖維的含水率控制在6 12%之間。(2)施膠與鋪裝以粉狀酚醛樹脂為膠粘劑，將固體重量占絕干植物纖維重量 20 40%的粉狀酚醛樹脂與植物纖維在高速拌膠機中均勻混合。而后，將施膠后的纖維鋪裝成型。(3)預(yù)熱預(yù)壓由于制品的密度控制在1. 2 1. 4g/cm3,高于常規(guī)的中高密度纖維板，板坯厚度較大，為了縮短熱壓時間，保證板坯厚度方向上的壓縮均勻性以及確保板坯中心層的密度和內(nèi)結(jié)合強度，在對板坯進行預(yù)壓的同時采用高頻加熱對板坯進行預(yù)熱處理。將板坯置于高頻加熱預(yù)壓機中，將其壓縮至密度為0. 3 0. 4g/cm3的板坯，然后開啟高頻發(fā)生器進行預(yù)熱處理，以保證板坯結(jié)構(gòu)不被內(nèi)部逸出的水蒸汽破壞。預(yù)熱處理時高頻發(fā)生器的屏級電壓控制在2 5kV，處理時間控制在150 300s，根據(jù)原料種類、纖維含水率、膠粘劑用量以及板材厚度進行調(diào)整，以使板坯中心層溫度達到100 120°C，并能在此溫度范圍內(nèi)保持30 60s為準，如此可使板坯芯層的水蒸汽充分逸出，以確保后期在高壓力狀態(tài)下壓制超高密度制品時不發(fā)生鼓泡現(xiàn)象。而后，再將板坯壓縮至要求的制品厚度，以排除板坯中的空氣，提高板坯的初強度。(4)熱壓將經(jīng)過預(yù)熱預(yù)壓的板坯置于熱壓機中，壓制成密度為1. 2 1. 4g/cm3, 厚度為6 12mm的板材，熱壓溫度為160 180°C，熱壓壓力為4. 5 5. 5MPa，熱壓時間為 10 20s/mm。本專利技術(shù)的優(yōu)點以植物纖維為原料，以粉狀酚醛樹脂為膠粘劑，制成強度高、不易變形的復(fù)合材料，用作建筑物外墻掛板。相比現(xiàn)有非木質(zhì)材料外墻掛板而言，具有低碳、環(huán)保、節(jié)能、不易變形、可循環(huán)再利用等優(yōu)點。相比現(xiàn)有木質(zhì)材料外墻掛板而言，具有原料來源廣，產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好，材料的功能化改性工藝簡單的優(yōu)點，如阻燃、防腐處理等，只需將適量的阻燃劑或防腐劑噴灑在纖維表面即可，相比原木或單板的浸漬處理工藝簡單，而且改性效果好。具體實施例方式實施例1:以速生楊木小徑材為原料，將其熱磨制成纖維，并干燥至含水率為6%。將固體重量占絕干纖維重量20%的粉狀酚醛樹脂與楊木纖維在高速拌膠機中均勻混合。而后，將施膠后的纖維鋪裝成型。將板坯置于高頻加熱預(yù)壓機中，將板坯壓縮至密度為0. 3g/cm3后，開啟高頻發(fā)生器進行預(yù)熱處理，高頻發(fā)生器的屏級電壓控制在2kV，預(yù)熱300s后將板坯壓縮至要求的制品厚度。將經(jīng)過預(yù)熱預(yù)壓的板坯置于熱壓機中，壓制成密度為1. 2g/cm3，厚度為 6mm的板材，熱壓溫度為160°C，熱壓壓力為4. 5MPa，熱壓時間為20s/mm。經(jīng)檢測，其靜曲強度為50. IMPa，彈性模量為4892. 3MPa,內(nèi)結(jié)合強度為0. 78MPa，吸水厚度膨脹率為1. 5%。實施例2:以速生楊木小徑材為原料，將其熱磨制成纖維，并干燥至含水率為9%。將固體重量占絕干纖維重量30%的粉狀酚醛樹脂與楊木纖維在高速拌膠機中均勻混合。而后，將施膠后的纖維鋪裝成型。將板坯置于高頻加熱預(yù)壓機中，將板坯壓縮至密度為0. 4g/cm3后，開啟高頻發(fā)生器進行預(yù)熱處理，高頻發(fā)生器的屏級電壓控制在3. 5kV，預(yù)熱225s后將板坯壓縮至要求的制品厚度。將經(jīng)過預(yù)熱預(yù)壓的板坯置于熱壓機中，壓制成密度為1. 3g/cm3，厚度為9mm的板材，熱壓溫度為170°C，熱壓壓力為5. OMPa，熱壓時間為15s/mm。經(jīng)檢測，其靜曲強度為68. 2MPa,彈性模量為5416. 3MPa,內(nèi)結(jié)合強度為0. 75MPa,吸水厚度膨脹率為1.7%。實施例3:以速生楊木小徑材為原料，將其熱磨制成纖維，并干燥至含水率為12%。將固體重量占絕干纖維重量40%的粉狀酚醛樹脂與楊木纖維在高速拌膠機中均勻混合。而后，將施膠后的纖維鋪裝成型。將板坯置于高頻加熱預(yù)壓機中，將板坯壓縮至密度為0.4g/cm3后， 開啟高頻發(fā)生器進行預(yù)熱處理，高頻發(fā)生器的屏級電壓控制在5. 5kV，預(yù)熱150s后將板坯壓縮至要求的制品厚度。將經(jīng)過預(yù)熱預(yù)壓的板坯置于熱壓機中，壓制成密度為1.4g/cm3， 厚度為12mm的板材，熱壓溫度為180°C，熱壓壓力為5. 5MPa，熱壓時間為lOs/mm。經(jīng)檢測， 其靜曲強度為73. 2MPa，彈性模量為6123. 8MPa,內(nèi)結(jié)合強度為0. 68MPa，吸水厚度膨脹率為2· 1 % ο實施例4:以棉稈為原料，將其熱磨制成纖維，并干燥至含水率為12%。將固體重量占絕干纖維重量40%的粉狀酚醛樹脂與棉稈纖維在高速拌膠機中均勻混合。而后，將施膠后的纖維鋪裝成型。將板坯置于高頻加熱預(yù)壓機中，將板坯壓縮至密度為0. 4g/cm3后，開啟高頻發(fā)生器進行預(yù)熱處理，高頻發(fā)生器的屏級電壓控制在5. 5kV，預(yù)熱150s后將板坯壓縮至要求的制品厚度。將經(jīng)過預(yù)熱預(yù)壓的板坯置于熱壓機中，壓制成密度為1.4g/cm3，厚度為12mm的板材，熱壓溫度為180°C，熱壓壓力為5.5MPa，熱壓時間為lOs/mm。經(jīng)檢測，其靜曲強度為 68. 5MPa,彈性模量為5843. 7MPa,內(nèi)結(jié)合強度為0. 6IMPa,吸水厚度膨脹率為2. 5%。權(quán)利要求1. ，其特征是該方法的工藝步驟依次分為，(1)植物纖維制備以速生小徑木材或農(nóng)作物秸稈為原料，經(jīng)熱磨后獲得植物纖維，然后經(jīng)干燥將植物纖維的含水率控制在6 12%本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
１．一種植物纖維外墻掛板的制造方法，其特征是該方法的工藝步驟依次分為，（１）植物纖維制備：以速生小徑木材或農(nóng)作物秸稈為原料，經(jīng)熱磨后獲得植物纖維，然后經(jīng)干燥將植物纖維的含水率控制在６～１２％；（２）施膠與鋪裝：以粉狀酚醛樹脂為膠粘劑，將固體重量占絕干植物纖維重量２０～４０％的粉狀酚醛樹脂與植物纖維在高速拌膠機中均勻混合，而后，將施膠后的纖維鋪裝成型；（３）預(yù)熱預(yù)壓：將板坯置于高頻加熱預(yù)壓機中，將其壓縮至密度為０．３～０．４ｇ／ｃｍ３的板坯，然后開啟高頻發(fā)生器進行預(yù)熱處理，屏級電壓控制在２～５ｋＶ，處理時間控制在１５０～３００ｓ，根據(jù)原料種類、纖維含水率、膠粘劑用量以及板材厚度進行調(diào)整，以使板坯中心層溫度達到１００～１２０℃，并能在此溫度范圍內(nèi)保持３０～６０ｓ為準，而后，將板坯壓縮至要求的制品厚度；（４）熱壓：將經(jīng)過預(yù)熱預(yù)壓的板坯置于熱壓機中，壓制成密度為１．２～１．４ｇ／ｃｍ３，厚度為６～１２ｍｍ的板材，熱壓溫度為１６０～１８０℃，熱壓壓力為４．５～５．５ＭＰａ，熱壓時間為１０～２０ｓ／ｍｍ。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周曉燕，呂城龍，李華冠，周定國，梅長彤，潘明珠，
申請(專利權(quán))人：南京林業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：84
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