本發(fā)明涉及竹材加工，尤其涉及一種竹束板材及其制備方法。

背景技術：

1、對于板材的表面處理，現(xiàn)有的技術主要集中在后期的涂覆、貼面等工藝。例如通過在板材表面涂覆油漆、涂料來提高表面的硬度、耐磨性和美觀性；或者采用貼面技術，將裝飾性的薄板（如三聚氰胺板）貼附在板材表面，以達到美觀和保護的目的。然而，這些表面處理技術存在一些問題。涂覆工藝可能會釋放揮發(fā)性有機化合物（voc），對環(huán)境和人體健康有一定影響；貼面技術可能會因為膠粘劑的老化等原因導致貼面脫落，而且這些表面處理方式與板材內部結構的結合不夠緊密，在長期使用過程中容易出現(xiàn)表面損壞的情況。

2、在竹束為基本單元的竹質板材制造中，目前的處理主要側重于其內部結構的構建，但在竹材成型單元的表面處理方面缺乏創(chuàng)新。因為竹束存在孔隙以及不同組織形態(tài)，壓制形成的竹質板材表面是不平整的，現(xiàn)有的竹束板材表面處理技術往往只是簡單地進行打磨、砂光以提高表面的平整度。一方面，打磨、拋光等二次處理方式無疑會增加制造工序，提升生產(chǎn)成本，其次，通過拋光、打磨方式對平整度的提升不是特別顯著。同樣，為了提升竹束的其他性能，例如耐磨性、防霉性等，會在竹束板材的表面進行上漆，通過在表面形成一層涂層，實現(xiàn)功能化的目的，但是因為竹束板材本身表面不平整的原因，涂層容易脫落，且效果可能也不理想。

3、因此，如何采用一種簡單的方式即能實現(xiàn)竹束板材表面的平整性，又能賦予竹束板材其他功能，是一項非常重要的工作。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術中的技術問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種竹束板材及其制備方法。

2、本發(fā)明的第一個方面，本發(fā)明提出了一種竹束板材的制備方法，該方法包括：

3、（1）對植物組織施加功能改性劑進行改性后干燥，得改性植物組織，所述植物組織包括顆粒狀植物組織和/或纖維狀植物組織；

4、（2）對所述改性植物組織和竹束分別施加膠水后干燥，分別得施膠改性植物組織和施膠竹束；

5、（3）將所述施膠改性植物組織施加在所述施膠竹束表面，然后熱壓，得竹束板材。

6、根據(jù)本發(fā)明上述竹束板材的制備方法，顆粒狀植物組織和/或纖維狀植物組織通過功能改性劑改性后賦予其一定的功能，例如防霉功能、阻燃功能等。再對改性植物組織和竹束分別施加膠水后干燥，然后將施膠改性植物組織施加在施膠竹束表面熱壓，通過施加膠水使改性植物組織和竹束可以形成整體的竹束板材。因為竹束本身存在一定的孔隙，在熱壓的過程中，改性植物組織填充在竹束表面的孔隙中，熱壓后改性植物組織更加密實、分布的更加均勻，從而在竹束表面形成光潔的改性植物組織層，有效解決了竹束板材表面平整度低的問題。同時發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用改性的植物組織在竹束表面形成的改性植物組織層，不僅可以賦予竹束板材一定的功能（例如防霉功能、阻燃功能等），而且由于植物組織的改性，使植物組織在竹束的孔隙中嵌入的更加牢固，相比于傳統(tǒng)的在竹束板材在表面涂覆涂層，本發(fā)明形成的改性植物組織層很難從竹束上脫落，從而顯著延長了板材的使用壽命。

7、根據(jù)本發(fā)明提供的竹束板材的制備方法，步驟（1）中，所述顆粒狀植物組織的目數(shù)為20-200目。通過控制植物組織的目數(shù)為20-200目，可以更好的嵌入在竹束孔隙中，形成密實均勻竹束板材表面層。

8、根據(jù)本發(fā)明提供的竹束板材的制備方法，步驟（1）中，采用所述纖維狀植物組織形成的紙漿的打漿度為5-50°sr。纖維狀植物組織形成的紙漿的打漿度控制在上述范圍內，可以更好的嵌入在竹束孔隙中，形成密實均勻竹束板材表面層。

9、需要說明的是，植物組織包括竹組織或其他木組織，優(yōu)選竹組織。對竹/木組織的形態(tài)不做特別限定，例如組織形態(tài)可以為粉狀、纖維狀、絮狀、絲狀、顆粒狀等，組織種類可為纖維、纖維束、薄壁細胞、雜細胞等及其混合物。

10、根據(jù)本發(fā)明提供的竹束板材的制備方法，步驟（1）中，所述植物組織包括未施膠植物組織和/或施膠植物組織。

11、在本發(fā)明的一些實施例中，所述施膠植物組織由施膠植物粉碎后得到。

12、優(yōu)選地，所述施膠植物選自施膠竹材料。進一步地，施加竹材料包括施膠竹材和/或施膠竹束。

13、根據(jù)本發(fā)明提供的竹束板材的制備方法，步驟（1）中，所述改性劑選自防霉功能改性劑、阻燃功能改性劑中的一種。通過采用防霉功能改性劑對植物組織進行改性，賦予植物組織一定的防霉功效，從而賦予竹束板材防霉功能，同時提升植物組織與竹束的結合牢度，延長竹束板材的使用壽命。通過采用阻燃功能改性劑對植物組織進行改性，賦予植物組織一定的阻燃功效，從而賦予竹束板材阻燃功能，同時提升植物組織與竹束的結合牢度，延長竹束板材的使用壽命。

14、優(yōu)選地，所述防霉功能改性劑包括季銨鹽類改性劑、異噻唑啉酮類改性劑、三唑類改性劑、納米銀類改性劑、納米氧化鋅類改性劑中的一種或多種。

15、作為示例，季銨鹽類改性劑包括十二烷基二甲基芐基氯化銨、氨溶季銨銅、二癸基二甲基氯化銨、雙十烷基二甲基氯化銨及其混合物等；異噻唑啉酮類改性劑包括異噻唑啉酮、甲基氯異噻唑啉酮、甲基異噻唑啉酮及其混合物等；三唑類改性劑包括戊唑醇、苯醚甲環(huán)唑、丙環(huán)唑等。

16、優(yōu)選地，所述阻燃功能改性劑包括磷系阻燃劑、磷氮硼復合系阻燃劑、金屬氫氧化物阻燃劑和樹脂阻燃劑中的一種或多種。

17、作為示例，磷系阻燃劑包括磷酸二氫銨、磷酸三鈉、聚磷酸銨等；磷氮硼復合系阻燃劑包括硼酸、硼砂等硼類阻燃劑與磷系阻燃劑復配；金屬氫氧化物阻燃劑包括氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鐵等。

18、據(jù)本發(fā)明提供的竹束板材的制備方法，所述防霉功能改性劑的載藥量為0.05-1.0kg/m3，即單位體積的植物組織中的防霉功能改性劑的添加量。防霉功能改性劑的載藥量在上述范圍內，可以保證防霉劑賦予植物組織防霉性能，施加到竹束板材中竹束表面可達到較好的防霉效果。

19、在本發(fā)明的一些實施例中，防霉功能改性劑施加在植物組織中的方式包括浸漬、噴霧等，使改性劑均勻附著于植物組織即可。進一步地，施加防霉功能改性劑后的植物組織再次干燥至含水率為5-10%備用。

20、據(jù)本發(fā)明提供的竹束板材的制備方法，所述阻燃功能改性劑的施加量是所述植物組織質量的20%-40%，例如為20%，25%，30%，35%，40%等，或上述任意兩點數(shù)值之間的范圍。通過控制阻燃功能改性劑的施加量在上述范圍內，可以保證阻燃劑賦予植物組織阻燃性能，施加到竹束板材中竹束表面可達到較好的阻燃效果。

21、在本發(fā)明的一些實施例中，阻燃功能改性劑施加在植物組織中的方式包括浸漬、噴霧等，使改性劑均勻附著于植物組織即可。進一步地，施加阻燃功能改性劑后的植物組織再次干燥至含水率為5-10%備用。

22、根據(jù)本發(fā)明提供的竹束板材的制備方法，步驟（2）中，所述改性植物組織的膠水的施加量是所述改性植物組織質量的5%-10%。

23、在本發(fā)明的一些實施例中，所述改性植物組織施加膠水后干燥至含水率為5%~15%備用。同時，施膠后的改性植物組織仍保持粉狀、纖維狀、絮狀、絲狀、顆粒狀等原狀。

24、在本發(fā)明的一些實施例中，步驟（2）中，所述竹束施加膠水的方式為：將所述竹束浸沒在所述膠水中10-20min。進一步地，竹束施膠完成后在65℃干燥至含水率10%~15%。

25、在本發(fā)明的一些實施例中，所述膠水包括酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、蛋白膠粘劑、聚氨酯膠粘劑、環(huán)氧樹脂、無機膠粘劑中的一種或多種。

26、優(yōu)選地，所述改性植物組織施加的所述膠水與所述竹束施加的所述膠水相同。改性植物組織和竹束施加的膠水保持一致，可以保證改性植物組織與竹束基本單元的界面結合強度。

27、在本發(fā)明的一些實施例中，步驟（2）中，所述竹束的剛度為60-220kg/m。控制竹束的剛度為60-220kg/m，可以保證竹束的疏解較合適，有利于改性植物組織在竹束中填充。

28、在本發(fā)明的一些實施例中，步驟（3）中，所述施膠改性植物組織在所述施膠竹束上的施加量為1000-7000?kg/m3。控制施膠改性植物組織在施膠竹束上的施加量在上述范圍內，可以保證板材的厚度合適，經(jīng)砂光等板材后處理后不會開裂、跳絲等，且降低板材的生產(chǎn)成本。

29、在本發(fā)明的一些實施例中，采用鋪裝裝置將施膠改性植物組織鋪設在施膠竹束上。鋪裝裝置包括鋪裝頭、傳感器、流量控制器等組件，傳感器用于檢測竹束成型單元的表面形狀、位置等信息，然后將這些信息反饋給控制系統(tǒng)，流量控制器根據(jù)傳感器的反饋信息，精確控制不同形狀的植物組織地鋪裝量和鋪裝位置。可參考圖1，鋪裝過程如下：在鋪裝頭控制單元的作用下，將改性后的植物組織準確地鋪裝在竹束基本成型單元的表面。鋪裝頭內部采用分區(qū)結構，不同的分區(qū)可以分別處理粉狀、顆粒狀、絮狀、絲狀、纖維狀等不同形態(tài)的植物組織單元，避免兩種形態(tài)的植物組織在鋪裝過程中相互干擾。每個分區(qū)都有獨立的進料通道和流量控制裝置，以確保精準鋪裝。得到表面已鋪裝了改性植物組織的竹質板材基本單元，其表面已經(jīng)按照要求鋪裝上了改性后的植物組織，為后續(xù)的壓制工序做好準備。

30、在本發(fā)明的一些實施例中，在設定的壓制溫度、壓力、時間參數(shù)下進行一次壓制。壓制參數(shù)與竹束板材基本單元復合成型的工藝一致。在壓制過程中，改性后的植物組織在壓力和溫度的作用下與竹束板材基本成型單元的表面緊密結合，同時，植物組織之間也相互結合，形成一個整體的板材結構，使板材在一次壓制后就能達到良好的表面性能和目標功能。壓制完成后，按需進行裁切等，使板材達到最終的尺寸和形狀要求，最終得到表面性能良好且具有目標功能性的竹質板材，應用于高價值的板材應用領域。

31、在本發(fā)明的一些實施例中，步驟（3）中，所述熱壓的溫度不低于所述膠水的熱固化溫度。優(yōu)選地，所述熱壓的溫度比所述膠水的熱固化溫度高10-30℃。例如，當竹束板材基本單元所用的膠水為酚醛樹脂作為膠粘劑時，熱壓成型的壓力為1?mpa~25?mpa，保壓時間為5min~50?min，保壓溫度為135℃~155℃。當選用不同的膠粘劑和不同的板材厚度時，可根據(jù)所選擇膠的固化溫度和固化時間進行靈活調整。

32、本發(fā)明的第二個方面，本發(fā)明提供了一種竹束板材。該竹束板材采用上述方法制備得到。該竹束板材表面平整、光潔度高，具有優(yōu)異的防霉功能或阻燃功能，同時具有較長的使用壽命。

33、本發(fā)明具有至少如下技術效果：

34、本發(fā)明通過先對植物組織進行改性，然后將其鋪裝在竹束表面進行一次壓制成板，從而顯著改善板材的表面平整度、光潔度等表面性能，同時賦予了竹束板材表面防霉、阻燃等表面應用功能，從而減少了對后期處理工藝（如涂覆防霉涂料等）的依賴，從而簡化生產(chǎn)工序。

35、傳統(tǒng)的壓制技術未能將植物組織的改性和鋪裝等表面處理技術與壓制工藝進行有效整合，本發(fā)明充分利用改性后的植物組織在竹材成型單元表面的分布情況，實現(xiàn)一次壓制成板并同時達到良好的表面性能和目標功能，從而提高生產(chǎn)效率并滿足高性能竹質板材的需求。

36、相比于傳統(tǒng)的涂層工藝，本發(fā)明在竹束上形成的改性植物組織層具有牢固的結合力，很難從竹束上脫落，從而提高了板材的使用壽命。同時本發(fā)明采用的植物組織可以是板材制備過程中的廢料或其他的易得植物組織，原料環(huán)保，實現(xiàn)廢料的充分利用，顯著降低了生產(chǎn)成本，提高資源利用率。