含有竹和杀菌剂的板制造技术

本发明专利技术公开了一种含有从竹茎外部切割的竹条的板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含有竹和杀菌剂的板专利技术背景竹由于它的高强度、耐久性和极佳的尺寸稳定性，以及随时供应和快速补充一竹子生长非常快，2-6年内即可完全成熟，而甚至是最快生长的木材树种也要花费长 达15-30年才能生长到完全成熟，因此是一种在全亚洲广泛用作建筑材料的木材。竹由于它的高强度、耐久性和极佳的尺寸稳定性，以及随时供应和快速补充一 竹子生长非常快，2-6年内即可完全成熟，而甚至是最快生长的木材树种也要花费长 达15-30年才能生长到完全成熟，因此是一种在全亚洲广泛用作建筑材料的木质纤 维素材料。然而，尽管竹有这些优点，它还具有其它木质纤维素和木材产品的一些缺点。 值得注意的是竹特别容易受到真菌的侵袭主要有两方面原因。第一，竹的生长期非 常短，完全集中在持续30-90天的单个生长季节。由于需要这样大量的快速生长， 竹比常规软木或硬木树种在其组织中储藏了多得多的淀粉。所述高淀粉含量使竹特 别容易受真菌侵袭。此外，还因为已知竹没有代谢物淀积(例如淀积于硬木和软木中 的多酚)，因此就象大多数的树木一样，该材料的抗真菌侵袭性不会随使用期限而增 加，也使它易受真菌侵袭。真菌的最公知例子是能够利用天然木材组分如碳源和能源有效分解木质纤维素 材料的褐腐菌。eo; / j^/JMZ7 ta/ e"/z )禾口白腐菌(^ra/z ete51 Ke_r5"icaZc j")。已经开发了各种技术来解决木质纤维素材料的真菌和腐烂问题。例如，可以熏 制竹来预防这类破坏，但该方法费力而且不一定获得成功。另一种可能的技术是用 含砷化合物、硼酸盐和卤代化合物进行压力处理，其获得相当有限的成功。然而， 最近，由于认为许多最有效的压力处理化学制品有可能危害环境而将它们清出了市 场。不幸的是，那些被认为安全的压力处理化学制品抵抗有害物的效力显著较低。这些压力处理化学制品的替代品是硼砂溶液。硼砂溶液具有经证实的能有效抵 抗有害物又不太费力的优点。但由于硼砂的水溶性和当刚切开的茎插入硼砂溶液时 硼砂会容易地被吸进竹材料中的事实，使得利用硼砂变得复杂。然而，这同样的溶 解性也存在某些困难，例如事实上，当竹与水接触时，硼砂溶液会从竹中溶解出来。在上述
技术介绍
的情况下，本领域存在对含有水不溶性杀菌剂，不利用有毒或 可能有害的化学制品而能抵抗昆虫和真菌侵袭的竹复合板的需求。 专利技术概述 专利技术详述除非另外规定，本文采用的所有份、百分比和比率均以重量表示。本文引用的 所有文件均以其全文纳入本文作参考。本文采用的"木质纤维素材料"是指一种细胞结构，具有通过木质素聚合物结 合到一起的纤维素和半纤维素纤维组成的细胞壁。木材是一种木质纤维素材料。"木材复合材料"或"木材复合部件"指一种含有木质纤维素材料和一种或多 种其它添加剂，如粘合剂或蜡的复合材料。木材复合材料的非限制性例子包括结构复合木材("SCL")、华夫刨花板(waferboard)、刨花板(particle board)、碎木胶 合板(chipboard)、中密度纤维板、胶合板和为条和层片单板复合物的板。认为本文 釆用的"片"、"条(strand)"和"华夫刨花"彼此等同和可以互换使用。木材复 合材料的非排它性描述可以参见《可克欧诗玛化学技术百科全书(Kirk-0thmer Encyclopedia of Chemical Technology)》的增补巻，第765-810，第6版，以其全 文纳入本文作参考。以下描述了本专利技术的优选实施方式，提供了一种含有竹的复合板。通过在掺混 和混合过程(以下更详细描述)中加入硼酸锌杀菌剂使其完全渗透进条中来制备所述 竹复合板。据显示，硼酸锌本身不仅能抵抗像白腐菌和褐腐菌的真菌，而且能抵抗 像白蚁的昆虫。此外，硼酸锌是水不溶性的，这不仅意味着当竹与水接触时它不会 从竹中渗出，还意味着所述硼酸锌与水不溶性杀菌剂相比，可以与更多种树脂(如下 所述)相容。本专利技术釆用的所述硼酸锌是一种微粒状硼化合物。这些微粒优选小到足以通过 30号的网筛。除了硼酸锌，还可以采用更通用的无水硼砂化合物。所用的硼酸锌的 浓度优选为0. 25-1. 25重量％。像其它木材一样，竹的基本组成部分是通过木质素聚合物结合到一起的纤维素 纤维，但竹的组成细胞的构造和形态与其它木材不同。通常，竹的大部分强度特性(拉 伸强度、挠曲强度和刚性)在竹和竹纤维纵向最大。这是由于纤维素纤维在纵向的微 纤丝角度相对较小。竹茎本身的硬度取决于竹纤维束的密度和它们的分离方式。在 竹茎纵向或竹茎横截面中的纤维百分比不一致。在纵向，纤维密度从茎底到茎顶增加，而竹茎横截面中的纤维密度在接近外表面处最高，随着深入该材料的芯而减小。 而且，由于存在用覆盖茎外部表面的蜡包覆的二氧化硅沉积的角质化层，竹茎外部 的强度和硬度进一步增加。因此，茎外表面上或附近的竹具有优良的强度特性，但 在大多数利用竹纤维的方法中，因为会剥去茎的外部而没有利用到这些增强的强度 特性。与之前剥去角质化层，从而抛弃了茎的强度最大部分的利用竹木技术不同， 本专利技术中利用了角质化层，从而保留了竹的高强度特性。因此，适当利用时，竹中的纤维素纤维比大部分木类纤维更坚硬和更强，因此， 含有竹的板具有比由其它类型木纤维制成的板高得多的强度与重量之比。本专利技术中将所述竹茎条根据它们在竹茎外部中的位置分类成来自(a)竹茎的外 部的1/3， (b)优选离竹茎外径2mm内的竹茎部分的条。为了改进常规木条的相容性 和粘合性，优选将竹条切割成厚度小于约0. 2英寸，如小于0. 15英寸，如约0. 01-0. 15 英寸；和切割成宽度优选大于约0. 1英寸，如大于约0. 15英寸，如大于约0. 5英寸。 可手工或用机械剪切设备完成该切割。为了改进强度，应该沿纵轴将所述竹条切割 成优选约比2英寸长，如约3英寸，如约5英寸的条。尽管不想受理论的限制，不 过认为当用圆盘条取向器对条进行取向时，较长的条长度将使条排列更紧密，并且 不受理论的限制，认为更紧密排列的条将产生沿纵轴弹性系数更佳的最终木材复合 板产品。切割后，使所述竹条干燥(如下所述)和涂覆上异氰酸酯聚合树脂。以竹的干重 为基准计，所述异氰酸酯树脂粘合剂的含量优选约为2-12重量％。可以采用一种或 多种异氰酸酯粘合剂树脂，优选所述异氰酸酯选自二苯甲烷-对，对'-二异氰酸酯类 的聚合物，所述聚合物具有能与其它有机基团反应形成聚合物基团如聚脲，-NC0N-， 和聚氨酯，-NCOON-的NCO-官能团；优选含有约50重量％的4，4-二苯甲垸二异氰酸 酯("MDI")的粘合剂或有其它异氰酸酯低聚物("pMDI")的混合物。合适的工业pMDI 产品是购自犹他州盐湖城的猎人公司(Huntsman)的Rubinate 1840和宾夕法尼亚州 匹兹堡市白勺北美拜耳公司(Bayer Corporation, North America )的Mondur 541。苯 酚-甲醛("PF")、三聚氰胺-甲醛、三聚氰胺-脲-甲醛("MUF")和其共聚物也适用。 合适的工业MUF粘合剂是黛尼公司(Dynea corporation)的LS 2358和LS 2250产品。通常采用蜡添加剂增强竹条的抗渗水性。优选的蜡是疏松石蜡或乳液蜡。所述 蜡固体的加入量优选约为0. 1-3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有竹条和硼化合物杀菌剂的板。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：EN劳森，
申请(专利权)人：邱博工程木材有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]