一種萃取竹纖維復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明一般地涉及一種竹制品材料，尤其涉及一種萃取竹纖維復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)的快速發(fā)展，人們對(duì)自然環(huán)境中的木材需求量日益增加。然而，木材的生 長(zhǎng)周期卻比其消耗周期漫長(zhǎng)得多。為了保護(hù)環(huán)境和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，人們逐步對(duì)木材的砍 伐進(jìn)行了限制，并提高木材的利用率，同時(shí)開發(fā)利用其它資源替代木材資源，如刨花、粗木 粒、農(nóng)作物桿莖制成的纖維、高分子有機(jī)物、金屬等。上述替代資源在建筑物行業(yè)、家具制造 業(yè)、包裝材料等行業(yè)中已得到廣泛地應(yīng)用。
[0003] 竹類也是替代木材的一種重要資源，其一般是用來制作家具，還有在建材、工藝裝 飾品和日常生活用具方面也有一些使用。將竹纖維應(yīng)用于紡織行業(yè)的開發(fā)還處于不成熟階 段，其生產(chǎn)成本較高，生產(chǎn)過程污染較大?，F(xiàn)在將竹纖維用作建材方面的開發(fā)已經(jīng)基本成 熟，如中國(guó)專利200810041524.X"一種竹長(zhǎng)纖維復(fù)合材料的制造方法"公開了一種使用竹片 浸膠膠后壓制成板的工藝，其制作出的竹板材力學(xué)性能優(yōu)越，是木材替代資源的優(yōu)秀候選。 然而，這種方案只適用于制作板型，不能應(yīng)用于不規(guī)則容器的制作。
[0004] 中國(guó)專利200910221974.1公開了一種"竹纖維材料"，其采用了天然原材料和機(jī)械 研磨破碎竹材提取竹纖維的工藝，生產(chǎn)出的竹纖維材料三聚氰胺含量很低，并且能夠用于 廣泛制作可降解的各類形狀的容器。但是，由于只采用了機(jī)械研磨破碎處理，這個(gè)方案生產(chǎn) 出的竹纖維材料木質(zhì)素含量較高，導(dǎo)致其力學(xué)強(qiáng)度較低。并且，在其生產(chǎn)竹油的過程中，竹 油沒有采取進(jìn)一步的處理，導(dǎo)致竹油不易保存，從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本居高不下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)于此，本發(fā)明的目的在于，提供一種具有高力學(xué)強(qiáng)度的萃取竹纖維復(fù)合材料， 其不含危害化學(xué)物，以天然的竹原料為主要材質(zhì)，經(jīng)過機(jī)械研磨以及化學(xué)萃取工序，為安全 綠色環(huán)保材料。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:一種萃取竹纖維復(fù)合材料，經(jīng)由 下述步驟制得：
[0007] (1)、竹油的制備：
[0008] (1.1)出液:采用成熟三年以上的原竹經(jīng)400-500°C干燥處理，收集揮發(fā)的氣體，冷 凝得到液體；
[0009] (1.2)分液:將步驟（1.1)得到的液體靜置12小時(shí)后進(jìn)行分液處理，將上層液體保 留；
[0010] (1.3)干燥：向步驟（1.2)得到的液體中添加其重量為5-7%的干燥劑，充分?jǐn)嚢韬?常溫靜置12小時(shí)；
[0011] (1.4)過濾:將步驟(1.3)得到的混合液體過濾，取濾液作為竹油；
[0012] (2)、竹纖維的制備：
[0013] (2.1)準(zhǔn)備原料:選取成熟三年以上的原竹，機(jī)械破成長(zhǎng)度為15-20cm、寬度為1-2cm、厚度為0 · 2-0 · 5cm的竹片；
[0014] (2.2)準(zhǔn)備萃取浸液:按重量比將2份亞硫酸鈉、2份硫酸鈉、1份多聚磷酸鈉和95份 水制成萃取浸液；
[0015] (2.3)高溫萃取:按重量比將1份步驟(2.1)制得的竹片浸入5份步驟(2.2)制備的 萃取浸液中，l〇〇°C常壓蒸煮1-2小時(shí)，脫膠萃取得到糙竹纖維；
[0016] (2.4)破碎處理:對(duì)步驟(2.3)萃取得到的糙竹纖維進(jìn)行機(jī)械研磨處理，選取粒徑 為15-200目的竹粉；
[0017] (2.5)竹粉活化:將環(huán)境溫度控制在30-36 °C，向步驟(2.4)制得的竹粉中添加其重 量為5-7 %的竹油，攪拌30分鐘，即得竹纖維；
[0018] (3 )、在室溫下，將竹油、防水劑和食鹽混合，加入該混合物2-5倍重量的水，攪拌5- 10分鐘；
[0019] ⑷、在室溫下，向步驟⑶制得的混合物中加入步驟⑵制得的竹纖維，以及天然 樹脂膠粉和食用淀粉，攪拌10-15分鐘，最后加入鈦白粉，攪拌均勻，即得萃取竹纖維復(fù)合材 料。
[0020] 優(yōu)選的，步驟(3)和(4)中所用的原料重量份數(shù)分別如下： 竹纖維 45-65 天然樹脂膠粉 20-30 Γ ?食用淀粉 10-20
[0021] 鈦白粉 1-3 竹油 5-9 防水劑 1-3
[0022] 食鹽 1-5
[0023] 優(yōu)選的，所述原料的重量份數(shù)分別如下： 竹纖維 52 天然樹脂膠粉 25 食用淀粉 14
[0024] 鈦白粉 2 竹油 5 防水劑 1 食鹽 1
[0025] 優(yōu)選的，所述步驟(1.3)中的干燥劑是無水硫酸鎂(MgS〇4)，其添加量為步驟（1.2) 得到的液體重量的7 %。
[0026] 優(yōu)選的，所述步驟(2)中準(zhǔn)備原料，竹片的長(zhǎng)度為15-20cm、寬度為l_2cm、厚度為 0·2-0·5cm〇
[0027]優(yōu)選的，所述步驟(2)中竹粉活化，添加竹油的重量為竹粉重量的5%。
[0028]優(yōu)選的，所述步驟(2)中竹粉活化，攪拌轉(zhuǎn)速為700-800rpm。
[0029] 優(yōu)選的，所述步驟(3)中加水量為前三者的混合量的3倍。
[0030] 優(yōu)選的，所述步驟(3)中攪拌轉(zhuǎn)速為750rpm。
[0031] 優(yōu)選的，所述步驟(4)中攪拌時(shí)間為10分鐘。
[0032] 在本發(fā)明中，所述的"室溫"是指23-25Γ的溫度條件。
[0033] 本發(fā)明所述的一種萃取竹纖維復(fù)合材料與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0034] 1.萃取竹纖維復(fù)合材料中纖維素的含量由于在生產(chǎn)過程中采用了萃取工藝而得 到了提高，從而使材料的力學(xué)性能得到了顯著改善。
[0035] 2.萃取竹纖維復(fù)合材料的組分竹油得到了有效的處理，使竹油保存時(shí)間更長(zhǎng)，從 而使萃取竹纖維復(fù)合材料的生產(chǎn)成本降低。
[0036] 3.在萃取竹纖維復(fù)合材料生產(chǎn)過程中，溫度以及其他相關(guān)參數(shù)得到了優(yōu)化，使萃 取竹纖維復(fù)合材料化學(xué)性質(zhì)更加穩(wěn)定，其生產(chǎn)成本更加低廉。
[0037] 本發(fā)明所述的萃取竹纖維復(fù)合材料是采用天然竹子為主要原料制作而成的，并加 入食用淀粉、食鹽、鈦白粉等成分，各種原料均為綠色環(huán)保材料，因此幾乎不含有揮發(fā)性的 化學(xué)物質(zhì)。使用本發(fā)明萃取竹纖維復(fù)合材料，可廣泛制成可降解的各類容器，如食品容器、 非實(shí)物容器等以及各類電器外殼。本發(fā)明萃取竹纖維復(fù)合材料力學(xué)強(qiáng)度較強(qiáng)，因此采用其 制作出的容器不易碎裂。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。實(shí)施例1
[0039] -種萃取竹纖維復(fù)合材料，經(jīng)由下述步驟制得：
[0040] (1)、竹油的制備：
[0041 ] (1.1)出液:采用成熟三年以上的原竹經(jīng)400 °C干燥處理，收集揮發(fā)的氣體，冷凝得 到液體；
[0042] (1.2)分液:將步驟（1.1)得到的液體靜置12小時(shí)后進(jìn)行分液處理，將上層液體保 留；
[0043] (1.3)干燥：向步驟(1.2)得到的液體中添加其重量為5%的干燥劑無水硫酸鈉，充 分?jǐn)嚢韬蟪仂o置12小時(shí)；
[0044] (1.4)過濾:將步驟(1.3)得到的混合液體過濾，取濾液作為竹油；
[0045] (2)、竹纖維的制備：
[0046] (2.1)準(zhǔn)備原料:選取成熟三年以上的原竹，機(jī)械破成長(zhǎng)度為15cm、寬度為lcm、厚 度為0.2cm的竹片；
[0047] (2.2)準(zhǔn)備萃取浸液:按重量比將2份亞硫酸鈉、2份硫酸鈉、1份多聚磷酸鈉和95份 水制成溶液；
[0048] (2.3)高溫萃取:按重量比將1份步驟(2.1)制得的竹片浸入5份步驟(2.2)制備的 浸液中，l〇〇°C常壓蒸煮1小時(shí)，脫膠萃取得到糙竹纖維；
[0049] (2.4)破碎處理:對(duì)步驟(2.3)萃取得到的糙竹纖維進(jìn)行機(jī)械研磨處理，選取粒徑 為15-200目的竹粉；
[0050] (2.5)竹粉活化:將環(huán)境溫度控制在36°C，向步驟(2.4)制得的竹粉中添加其重量 為5 %的竹油，攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速為700rpm，即得竹纖維；
[0051 ] (3 )、室溫下，將竹油、防水劑和食鹽混合，加入該混合物2倍重量的水，攪拌5分鐘， 轉(zhuǎn)速為900rpm;
[0052] (4)、室溫下，向步驟(3)制得的混合物中加入步驟(2)制得的竹纖維，以及天然樹 脂膠粉和食用淀粉，攪拌10分鐘，最后加入鈦白粉，攪拌均勻，轉(zhuǎn)速為900rpm即得萃取竹纖 維復(fù)合材料。
[0053] 其中，步驟(3)和(4)中所用到的原料重量份數(shù)分別如下： 竹纖維 45 天然樹脂膠粉 30
[0054] 食用淀粉 10 鈦白粉 3 竹油 5
[0055] 有機(jī)硅防水劑 3 食鹽 1
[0056] 實(shí)施例2
[0057] -種萃取竹纖維復(fù)合材料，經(jīng)由下述步驟制得：
[0058] (1)、竹油的制備：
[0059] (1.1)出液:采用成熟三年以上的原竹經(jīng)500 °C干燥處理，收集揮發(fā)的氣體，冷凝得 到液體；
[0060] (1.2)分液:將步驟（1.1)得到的液體靜置12小時(shí)后進(jìn)行分液處理，將上層液體保 留；
[0061 ] (1.3)干燥：向步驟(1.2)得到的液體中添加其重量為7%的干燥劑無水硫酸銅，充 分?jǐn)嚢韬蟪仂o置12小時(shí)；
[0062] (1.4)過濾:將步驟(1.3)得到的混合液體過濾，取濾液作為竹油；
[0063] (2)、竹纖維的制備：
[0064] (2.1)準(zhǔn)備原料:選取成熟三年以上的原竹，機(jī)械破成長(zhǎng)度為20cm、寬度為2cm、厚 度為0.5cm的竹片；
[0065] (2.2)準(zhǔn)備萃取浸液:按重量比將2份亞硫酸鈉、2份硫酸鈉、1份多聚磷酸鈉和95份 水制成萃取浸液；
[0066] (2.3)高溫萃取:按重量比將1份步驟(2.1)制得的竹片浸入5份步驟(2.2)制備的 萃取浸液中，l〇〇°C常壓蒸煮2小時(shí)，脫膠萃取得到糙竹纖維；
[0067] (2.4)破碎處理:對(duì)步驟(2.3)萃取得到的糙竹纖維進(jìn)行機(jī)械研磨處理，選取粒徑 為15-200目的竹粉；
[0068] (2.5)竹粉活化:將環(huán)境溫度控制在30°C，向步驟(2.4)制得的竹粉中添加其重量 為7 %的竹油，攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速為900rpm，即得竹纖維；
[0069] (3 )、在室溫下，將竹油、防水劑和食鹽混合，加入該混合物5倍重量的水，攪拌10分 鐘，轉(zhuǎn)速為900rpm;
[0070] (4)、在室溫下，向步驟(3)制得的混合物中加入步驟(2)制得的竹纖維，以及天然 樹脂膠粉和食用淀粉，攪拌15分鐘，最后加入鈦白粉，攪拌均勻，轉(zhuǎn)速為700rpm，即得萃取竹 纖維復(fù)合材料。
[0071]其中，步驟(3)和(4)中所用到的原料重量份數(shù)分別如下： 竹纖維 65
[0072] 天然樹脂膠粉 20 食用淀粉 20 欽白粉 1 竹油 9
[0073] 防水油膏 2 食鹽 5
[0074] 實(shí)施例3
[0075] -種萃取竹纖維復(fù)合材料，經(jīng)由下述步驟制得：
[0076] (1)、竹油的制備：
[0077] (1.1)出液:采用成熟三年以上的原竹經(jīng)470°C干燥處理，收集揮發(fā)的氣體，冷凝