表面改性的竹束纤维层积材及其制备方法与流程

本发明涉及竹材加工，尤其涉及一种表面改性的竹束纤维层积材及其制备方法。

背景技术：

1、竹材作为一种可再生资源，具有生长快、成材期短等特点，开发利用竹材生产竹质板材具有重要的经济、环境和生态意义。目前，竹束纤维层积材是比较常见的一种竹质板材产品，是由竹束单板整张化后制得的竹束帘作为基本竹质加工单元，经层积组坯热压而成，是竹质重组材中的创新产品，相较于混杂铺装的重组竹产品，竹束纤维层积复合板材具有密度分布均匀、重量轻、表层功能可设计等优良特性，可广泛应用于建筑材料、家具、包装、装饰装修等领域。

2、在竹木重组材料的生产中，可通过对竹木单元进行蒸煮、碳化、化学试剂浸渍等方法，对竹木单元进行改性以提升板材产品的耐久性能。但由于目前竹木重组材料的生产采用混杂铺装的模式进行板材组坯，仅能对竹木单元进行整体无差别的改性，不能实现对竹木单元的可控、可设计的针对性改性处理，大大提升了产品的成本。

3、产品的表面是其与外界环境相互作用，且最先发生性能劣化的部位，也往往是性能破坏最严重的区域，表面性能优劣对产品的外观、应用领域和使用寿命具有决定性作用。目前，竹束纤维层积材产品的表面一般直接使用油漆或涂料作为饰面保护层，漆面厚度较薄，且油漆或涂料与竹束纤维层积材基材之间存在界面层，导致产品外观在受光、湿、热等作用时，漆层极易产生起皮、鼓泡、剥落等保护作用失效的问题，导致竹束纤维层积材易产生开裂、跳丝、变色、霉变等表面劣化现象，严重影响了竹束纤维层积材产品的应用范围和产品寿命。例如专利cn201710080696.7公开了一种竹质异色层积装饰材板的制造方法，包括(1)竹束改色处理；(2)染色竹束干燥；(3)竹束单板加工；(4)竹束单板浸胶与干燥；(5)组坯：将浸胶干燥后的竹束单板进行层积组坯，组坯后采用热压或冷压，获得板坯；(6)装饰材板加工。该方法即是将统一浸胶后的竹束单板组坯热压，其表层的耐用性有待改进。

4、因此，有必要提供一种改进的表面改性的竹束纤维层积材及其制备方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种表面改性的竹束纤维层积材及其制备方法，采用云母改性树脂胶黏剂仅对表层竹束进行浸渍处理，不仅能显著提高竹束纤维层积材的抗光老化、抗开裂和耐水性能，还能降低制造成本。

2、为实现上述目的，本发明提供一种竹束纤维层积材，包括芯层以及黏合设置于所述芯层两侧的上表层和/或下表层；所述上表层和/或下表层由竹束浸渍云母改性树脂胶黏剂得到。

3、本发明研究表明，云母改性树脂胶黏剂对竹束具有较好的黏合作用，提高其自身及与芯层的粘结强度，所形成的云母改性树脂胶黏剂层能够对竹束起到良好的保护作用，其抗光老化、抗开裂、耐水等耐久性能优异，可延长竹束纤维层积材的使用寿命，扩大产品应用范围。

4、进一步的，所述云母改性树脂胶黏剂包括偶联剂改性云母和树脂胶黏剂。偶联剂改性云母能够提高云母与树脂胶黏剂的相容性和分散性，从而提高浸胶形成的胶合保护层的防护效果。利用云母独特的片层结构、成膜特性及优异的阻隔性，实现增韧树脂、增强胶合以及保护竹束(外界的光、湿、热等)的三重功效。更重要的是，基于竹束本身的结构特性，云母改性树脂胶黏剂对竹束能够起到良好的保护和胶合作用。云母改性树脂胶黏剂渗透至竹束纤维内部及表面，热压固化时也能与竹束纤维发生一定的化学键和及物理胶钉作用，从而提高胶合层本身的性能。

5、进一步的，所述云母的粒径为200～3000目，例如为300、500、800、1000、1500、2000、2500目等。

6、进一步的，所述偶联剂改性云母与所述树脂胶黏剂的质量比为1：(5～200)，例如为1:8、1:15、1:20、1:30、1:40、1:50、1:60、1:80、1:90、1:120、1:150、1:200等；优选为1：(10～100)，更优选为1：(10～50)。偶联剂改性云母的添加量不宜过多，以防影响胶黏剂的黏合性能，进而影响层与层之间的结合强度。偶联剂改性云母的添加量过少，则无法很好地提高表层的抗光老化、抗开裂、耐水等性能。

7、进一步的，所述云母与所述偶联剂的质量比为1：(0.1～5)，例如为1:0.5，1:1，1:2，1:2.5，1:3，1:4等，优选为1：(1～2)。

8、进一步的，所述树脂胶黏剂包括酚醛树脂、环氧树脂胶、异氰酸酯胶、聚氨酯胶、脲醛树脂胶、白乳胶和大豆胶中的一种或多种。

9、进一步的，所述偶联剂优选为硅烷偶联剂，包括硅烷偶联剂kh550、kh560和kh570中的一种或多种。通过偶联剂改性云母，实现云母与胶黏剂之间的界面结合增强、云母在胶黏剂中的分散性提高以及云母沉降行为减弱的综合作用。

10、进一步的，所述芯层由竹束浸渍未改性的树脂胶黏剂得到；所述芯层包括1-10层竹束和/或混杂铺装竹束。混杂铺装竹束是指竹束随意铺装，非层积铺装。通过浸渍未改性的树脂胶黏剂，既能保证竹束之间的热压黏合，又能解决改性造成的成本增加问题。

11、本发明还提供一种以上任一项所述的竹束纤维层积材的制备方法，包括以下步骤：

12、s1、将云母和硅烷偶联剂按质量比1：(0.1～5)混合，在50℃～95℃条件下反应，得到改性云母；将所述改性云母与树脂胶黏剂按质量比1：(5～200)混合，得到云母改性树脂胶黏剂；

13、s2、采用所述云母改性树脂胶黏剂浸渍竹束，得到改性竹束；

14、s3、采用未改性的树脂胶黏剂浸渍竹束，得到未改性的竹束；

15、s4、将未改性的竹束放置在芯层，将改性竹束分别放置在所述芯层的上和/或下表面，进行组坯复合热压，得到竹束纤维层积材。

16、进一步的，所述改性竹束的浸胶量为8％～25％，优选为8％～18％；所述未改性的竹束的浸胶量为8％～25％，优选为10％～20％。

17、进一步的，步骤s2和s3的浸渍时间为10～45分钟，通常为室温浸渍，将浸胶后的竹束进行沥干与干燥，得到改性竹束或未改性的竹束。

18、进一步的，所述竹束为竹材辊压疏解得到的竹束纤维。

19、进一步的，所述改性云母与树脂胶黏剂的质量比为1：(10～50)。视情况可再加入防腐防霉剂、消泡剂等添加剂，得到云母改性树脂胶黏剂。

20、进一步的，所述云母和硅烷偶联剂的质量比为1：(1～2.5)。

21、进一步的，步骤s4即为组坯与成型，所述复合热压的温度为140±5℃，压力为0.5～30mpa，时间为5～90分钟。

22、本发明提供的表面改性方法还可适用于竹条、竹篾等。

23、本发明的有益效果如下：

24、1、本发明提供的竹束纤维层积材，通过采用云母改性胶黏剂浸渍表层竹束的方式，仅对竹束纤维层积材的表层竹束进行改性处理，而不对芯层竹束进行处理以降低生产成本，同时实现竹束纤维层积材表面性能的提升，提高其抗光老化、抗开裂和耐水等性能，缓解其表面易劣化的问题，从而扩展竹束纤维层积材的应用范围和寿命。

25、2、本发明采用分层设计思路，仅对竹束纤维复合材料的表层竹束进行改性处理，工艺简捷可操作，具有较强的应用实用性，可满足性能要求并降低成本。

26、3、采用云母改性胶黏剂浸渍表层竹束，可实现胶合和保护双重作用。相较于目前常用的仅在竹束纤维层积材的表面涂覆油漆或者涂料的表面处理方式，可有效增大表面胶合层厚度及表层结合强度。