CN115464731B - 一种耐候型竹质结构材的制备方法 - Google Patents

一种耐候型竹质结构材的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种耐候型竹质结构材的制备方法，该方法为：制备规格化的竹束A2和竹束B2，分别进行酶解反应，漂洗后烘干，分别得到竹束A3和竹束B3，用膜溶液进行封闭后得到膜封闭的竹丝束A4和膜封闭的竹丝束B4，分别浸渍含有ACQ防腐剂的水溶性酚醛树脂，沥胶后干燥，得到上胶竹丝束A4和上胶竹丝束B4，组坯后热压、修边、砂光，得到耐候型竹质结构用材。本发明较大程度去除竹材强度低、糖分高的薄壁组织，并对其进行封闭处理，保证了产品具有较好的防霉防腐性能，尤其是产品长期使用性能衰减率较低，达到了耐候型竹质结构材的长期服役能力。

Description

一种耐候型竹质结构材的制备方法
技术领域
本发明属于竹材加工技术领域，具体涉及一种耐候型竹质结构材的制备方法。
背景技术
重组竹是以资源丰富且生长周期短的竹材为原料，具有竹材利用率高、生产工艺简单和物理力学性能优越等特点，是制造家装材料和高强度工程材料的理想原料。重组竹材已成为我国竹材工业的主流产品和增长速度最快的一个竹材板种，具有与木结构类似的强度高、韧性好等优点，非常适合于建筑结构中的梁、板、柱、墙体等结构用材，是一种不可多得的绿色建筑结构用材。重组竹材用于建筑结构特别是室外时，对其耐候性能有着特殊且严格的要求。但是由于竹材含有丰富的淀粉、糖类等营养物质，用于建筑结构特别是室外时容易随光照、温度、湿度等变化而发生腐朽、霉变和虫蛀等，造成硬度、强度、可使用性等降低甚至消失；而引起竹材霉变腐朽的真菌有50多种。据统计，每年因腐朽、虫蛀、破裂而损失的竹材，约占全世界竹材产量的10％。因此，重组竹材防霉防腐对于产品寿命和竹材资源的高效利用起到至关重要的作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种耐候型竹质结构材的制备方法，该方法较大程度去除竹材强度低、糖分高的薄壁组织，并对其进行封闭处理，获得性能均一的新型单元“竹丝束”，保证了产品具有较好的防霉防腐性能，尤其是产品长期使用性能衰减率较低，达到了耐候型竹质结构材的长期服役能力。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种耐候型竹质结构材的制备方法，该方法为：
S1、规格化竹束加工：取壁厚大于6mm的新鲜竹材，锯截成原竹筒，用剖竹机将所述原竹筒加工成宽度为5cm～7cm的竹片，然后将所述竹片剖分成竹青侧规格竹片A1和竹黄侧规格竹片B1两种规格，分别经过碾压后，分别以10条～15条为一个单元进行打捆，得到竹束A2和竹束B2；
本发明将竹材加工成规格化竹片，然后剖分成竹青侧和竹黄侧，对两侧单元进行碾压，精细化控制竹束形态；
S2、竹束酶热处理：用复合酶溶液对S1中得到的竹束A2和竹束B2进行酶解处理；
所述复合酶溶液中复合酶的质量分数为2％～5％；所述复合酶为质量比为3:1的果胶酶和α-淀粉酶；
当进行碱酶解法时，所述果胶酶为碱性果胶酶；当进行酸酶解法时，所述果胶酶为酸性果胶酶；
所述竹束A2采用碱酶解法，碱酶解法主要对竹青侧竹束A2表面处理，具体的方法为：将所述竹束A2浸入至pH值为8～11的复合酶溶液中，在温度为50℃～65℃的条件下酶解90min～120min，得到酶解后的竹束A2；
所述竹束B2采用酸酶解法，酸酶解法具有较好的渗透性，可以对竹黄侧竹束B2进行深度酶解，具体的方法为：具体的方法为：将所述竹束B2浸入至pH值为5.5～6的复合酶溶液中，在温度为30℃～50℃的条件下酶解60min～90min，得到酶解后的竹束B2；
酶解处理后，将两种规格竹束放置同一漂洗池中漂洗，减少污水产生，将所述酶解后的竹束A2和酶解后的竹束B2分别漂洗后，放置在链网传送网上进行蒸汽加热烘干处理，同时上方有向下的热风，去除干燥竹束上易脱落的薄壁组织后，分别得到竹束A3和竹束B3；
本发明精细控制原材料初始形态，可以实现对竹材实现碱酶解法和酸酶解法，精准控制竹丝束单元形态，薄壁组织的强度低，且其细胞腔为淀粉和糖类物质提供储藏的场所，本发明采用酶热处理法降低原材料中淀粉、糖类物质含量，降低竹束中薄弱组织“薄壁组织”含量，提高竹纤维比例；
S3、膜溶液制备：
将正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、二氧化硅颗粒、硅烷偶联剂KH550和无水乙醇混合搅拌均匀后，调节pH值至8～9，然后在温度为50℃～60℃的条件下超声分散30min～60min，停止加热，继续超声分散反应至室温后，放置老化24h后，得到硅溶胶；
硅溶胶选择正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、二氧化硅颗粒、硅烷偶联剂KH550和无水乙醇为原料，其中正硅酸乙酯用在防水和耐候溶剂中，易水解，起交联作用、甲基三乙氧基硅烷作为防水剂、二氧化硅颗粒具有较好的界面填充作用。
将所述硅溶胶、聚乳酸乳液、木蜡油、环氧大豆油混合，加水稀释搅拌，得到膜溶液；
本发明的膜溶液硅溶胶起到交联的作用，聚乳酸乳液防水、耐菌，相容性好，木蜡油渗透性好，作为防护剂，环氧大豆油作为增塑剂，制备所得的膜溶液具有较好的成膜性、渗透性和可塑性，保证了膜溶液在竹束表面进行封闭处理时，可以较好的附着在竹束表面，具有较好的附着能力，并且竹束在被压缩时，膜具有一定的延展性，较大程度保证了膜不被破坏。
S4、竹束封闭处理：
将S2中得到的竹束A3和竹束B3分别放入至聚四氟乙烯内衬不锈钢反应釜中，然后倒入S3中得到的膜溶液，在温度为130℃～150℃的马弗炉中处理1.5h，反应结束后，抽滤并置于温度为60℃～80℃的真空干燥箱中烘干1h～2h，分别得到膜封闭的竹丝束A4和膜封闭的竹丝束B4；
本发明采用膜封闭法用膜溶液对竹束进行封膜处理，将竹束粗糙表面与外界隔绝，阻断霉菌侵入路径；本发明的膜溶液不仅具有较好的封闭、耐水性能，也具有较好的塑形，保证竹束在后期板材成型过程中被压变形而不脱离竹束表面，使得本发明制备成竹质结构材具有较好的长期服役性能，性能衰减率较低。
本发明利用膜封闭法对竹束进行处理，本发明可以调控膜溶液封闭浸渍程度和封闭膜厚度；
S5、耐候型竹质结构材加工：将S4中得到膜封闭的竹丝束A4和膜封闭的竹丝束B4分别浸渍在含有ACQ防腐剂的水溶性酚醛树脂中，沥胶至上胶量为16％～18％，在温度为60℃的条件下干燥后，分别得到上胶竹丝束A4和上胶竹丝束B4；
将所述上胶竹丝束A4和上胶竹丝束B4组坯后，在温度为155℃的条件下热压20min，拆除模具，取出板材，经修边、砂光工序，得到耐候型竹质结构用材；
在组坯铺装时将所述上胶竹丝束A4平铺为上胶竹丝束A4层，所述上胶竹丝束B4平铺为上胶竹丝束B4层；
组坯方式为自下至上依次为：上胶竹丝束A4层、上胶竹丝束A4层、上胶竹丝束B4层、上胶竹丝束B4层、上胶竹丝束A4层、上胶竹丝束A4层；
或者自下至上依次为：上胶竹丝束A4层、上胶竹丝束B4层、上胶竹丝束B4层、上胶竹丝束B4层、上胶竹丝束B4层、上胶竹丝束A4层。
优选地，S1中所述青侧规格竹片A1和竹黄侧规格竹片B1的厚度比为(3～5):(5～7)。
优选地，S1中所述竹束A2相对于所述竹青侧规格竹片A1的质量损失率为5％～10％；
所述竹束B2相对于所述竹黄侧规格竹片B1的质量损失率为10％～20％。
优选地，2中所述蒸汽加热的温度为110℃，热风的温度为60℃；所述竹束A3和所述竹束B3的含水率均≤5％。
优选地，S2中所述竹束A3相对于S1中所述竹青侧规格竹片A1的质量损失率为10％～15％；所述竹束B3相对于S1中所述竹黄侧规格竹片B1的质量损失率为25％～35％。
优选地，S3中所述正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、二氧化硅颗粒、硅烷偶联剂KH550和无水乙醇的质量比(5～10):(5～10):(15～20):(5～10):100；
所述膜溶液中硅溶胶、聚乳酸乳液、木蜡油、环氧大豆油的质量比为(10～15)：(5～10)：(5～10)：1；所述膜溶液中固体物质的含量为10％～15％。其中，固体物质是膜溶液烘干后，剩余的物质为固体物质，固体物质的质量与膜溶液的质量的质量比为膜溶液中固体物质的含量。
优选地，S4中所述竹束A3和膜溶液的用量比为1吨：(8～15)升；所述竹束B3和膜溶液的用量比为1吨：(16～20)升。
优选地，S4中所述膜封闭的竹丝束A4和膜封闭的竹丝束B4的含水率均≤10％。
优选地，S5中所述上胶竹丝束A4和上胶竹丝束B4的含水率均为8％～10％。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明对重组竹原材料竹束进行梯次多级处理。第一，将竹材加工成规格化竹片，然后剖分成竹青侧和竹黄侧，对两侧单元进行碾压，精细化控制竹束形态。第二，精细控制原材料初始形态，可以实现对竹材实现碱酶解法和酸酶解法，精准控制竹丝束单元形态，酶热处理法降低原材料中淀粉、糖类物质含量，降低竹束中薄弱组织“薄壁组织”含量，提高竹纤维比例，调控原材料微观结构和成分，精准去除淀粉、糖分等有机质物质，封锁竹材微孔中未去除的糖分物质，隔绝外界环境，获得改性原材料“竹丝束”。第三，采用膜封闭法用膜溶液对竹束进行封膜处理，膜溶液不仅具有较好的封闭、耐水性能，将竹束粗糙表面与外界隔绝，阻断霉菌侵入路径，也具有较好的塑形，保证竹束在后期板材成型过程中被压变形而不脱离竹束表面。最后利用浸渍有防腐剂的水溶性酚醛树脂和常规制板工艺，获得具有耐候性能优异，性能稳定的竹质结构材料。保证了产品具有较好的防霉防腐性能，尤其是竹质结构材长期使用性能衰减率较低，达到了耐候型竹质结构材的长期服役能力。
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
实施例1
本实施例的耐候型竹质结构材的制备方法，该方法为：
S1、规格化竹束加工：取壁厚大于6mm的新鲜竹材，锯截成原竹筒，用剖竹机将所述原竹筒加工成宽度为6cm的竹片，然后将所述竹片剖分成竹青侧规格竹片A1和竹黄侧规格竹片B1两种规格，分别经过碾压后，分别以12条为一个单元进行打捆，得到竹束A2和竹束B2；所述青侧规格竹片A1和竹黄侧规格竹片B1的厚度比为4:6；其中竹束A2的疏解度为60％，竹束B2的疏解度为80％，二者碾压工序相同；
所述竹束A2相对于所述竹青侧规格竹片A1的质量损失率为8％；所述竹束B2相对于所述竹黄侧规格竹片B1的质量损失率为15％；
S2、竹束酶热处理：用复合酶溶液对S1中得到的竹束A2和竹束B2进行酶解处理；
所述复合酶溶液中复合酶的质量分数为3％；所述复合酶为质量比为3:1的果胶酶和α-淀粉酶；
当进行碱酶解法时，所述果胶酶为碱性果胶酶；当进行酸酶解法时，所述果胶酶为酸性果胶酶；
所述竹束A2采用碱酶解法，碱酶解法主要对竹青侧竹束A2表面处理，具体的方法为：将所述竹束A2浸入至pH值为9的复合酶溶液中，在温度为60℃的条件下酶解100min，得到酶解后的竹束A2；
所述竹束B2采用酸酶解法，酸酶解法具有较好的渗透性，可以对竹黄侧竹束B2进行深度酶解，具体的方法为：具体的方法为：将所述竹束B2浸入至pH值为5.5的复合酶溶液中，在温度为40℃的条件下酶解70min，得到酶解后的竹束B2；
酶解处理后，将两种规格竹束放置同一漂洗池中漂洗，减少污水产生，将所述酶解后的竹束A2和酶解后的竹束B2分别漂洗后，放置在链网传送网上在温度为110℃的条件下进行蒸汽加热烘干处理，同时上方有向下的温度为60℃的热风，去除干燥竹束上易脱落的薄壁组织后，分别得到含水率为4％的竹束A3和含水率为4％的竹束B3；
所述竹束A3相对于S1中所述竹青侧规格竹片A1的质量损失率为12％；所述竹束B3相对于S1中所述竹黄侧规格竹片B1的质量损失率为30％；
S3、膜溶液制备：
将正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、二氧化硅颗粒、硅烷偶联剂KH550和无水乙醇混合搅拌均匀后，调节pH值至8.5，然后在温度为55℃的条件下超声分散50min，停止加热，继续超声分散反应至室温后，放置老化24h后，得到硅溶胶；
所述正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、二氧化硅颗粒、硅烷偶联剂KH550和无水乙醇的质量比7:8:18:6:100；
硅溶胶选择正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、二氧化硅颗粒、硅烷偶联剂KH550和无水乙醇为原料，其中正硅酸乙酯用在防水和耐候溶剂中，易水解，起交联作用、甲基三乙氧基硅烷作为防水剂、二氧化硅颗粒具有较好的界面填充作用；
将所述硅溶胶、聚乳酸乳液、木蜡油、环氧大豆油混合，加水稀释搅拌，得到膜溶液；
所述膜溶液中硅溶胶、聚乳酸乳液、木蜡油、环氧大豆油的质量比为12：8：6：1；所述膜溶液中固体物质的含量为12％；
本实施例的的膜溶液硅溶胶起到交联的作用，聚乳酸乳液防水、耐菌，相容性好，木蜡油渗透性好，作为防护剂，环氧大豆油作为增塑剂，制备所得的膜溶液具有较好的成膜性、渗透性和可塑性，保证了膜溶液在竹束表面进行封闭处理时，可以较好的附着在竹束表面，具有较好的附着能力，并且竹束在被压缩时，膜具有一定的延展性，较大程度保证了膜不被破坏。
S4、竹束封闭处理：
将S2中得到的竹束A3和竹束B3分别放入至聚四氟乙烯内衬不锈钢反应釜中，然后倒入S3中得到的膜溶液，在温度为140℃的马弗炉中处理1.5h，反应结束后，抽滤并置于温度为70℃的真空干燥箱中烘干1.5h，分别得到膜封闭的竹丝束A4和膜封闭的竹丝束B4；
所述竹束A3和膜溶液的用量比为1吨：10升；所述竹束B3和膜溶液的用量比为1吨：18升；所述膜封闭的竹丝束A4和膜封闭的竹丝束B4的含水率均为10％；
S5、耐候型竹质结构材加工：将S4中得到膜封闭的竹丝束A4和膜封闭的竹丝束B4分别浸渍在含有ACQ防腐剂的水溶性酚醛树脂中，沥胶至上胶量为17％，在温度为60℃的条件下干燥后，分别得到上胶竹丝束A4和上胶竹丝束B4；所述上胶竹丝束A4和上胶竹丝束B4的含水率均为9％；
将所述上胶竹丝束A4和上胶竹丝束B4组坯后，在温度为155℃的条件下热压20min，拆除模具，取出板材，经修边、砂光工序，得到耐候型竹质结构用材；
在组坯铺装时将所述上胶竹丝束A4平铺为上胶竹丝束A4层，所述上胶竹丝束B4平铺为上胶竹丝束B4层；
组坯方式为自下至上依次为：质量比为1：1：1：1：1：1的上胶竹丝束A4层、上胶竹丝束A4层、上胶竹丝束B4层、上胶竹丝束B4层、上胶竹丝束A4层、上胶竹丝束A4层，相邻层交替铺装。
制备的耐候型竹质结构材参照标准LY/T 3194-2020《结构用重组竹》测试，其性能可以达到：18E-135f，抗弯强度160MPa，抗弯弹性模量25GPa，顺纹抗剪强度16.5MPa，顺纹抗拉强度130MPa，内结合强度1.8MPa，吸水厚度膨胀率2.1％。产品经防霉防腐测试后，产品的防霉性能达到1级，产品表面仅有少数变色斑点，内部颜色正常。防腐性能：耐腐等级达Ⅰ级强耐腐，产品经GB/T16259-2008《建筑材料人工气候加速老化试验方法》测试，其抗弯强度和弹性模量分别下降率在4％以内。
实施例2
本实施例的耐候型竹质结构材的制备方法，该方法为：
S1、规格化竹束加工：取壁厚大于6mm的新鲜竹材，锯截成原竹筒，用剖竹机将所述原竹筒加工成宽度为5cm的竹片，然后将所述竹片剖分成竹青侧规格竹片A1和竹黄侧规格竹片B1两种规格，分别经过碾压后，分别以10条为一个单元进行打捆，得到竹束A2和竹束B2；所述青侧规格竹片A1和竹黄侧规格竹片B1的厚度比为3:5；
所述竹束A2相对于所述竹青侧规格竹片A1的质量损失率为10％；所述竹束B2相对于所述竹黄侧规格竹片B1的质量损失率为20％；
S2、竹束酶热处理：用复合酶溶液对S1中得到的竹束A2和竹束B2进行酶解处理；
所述复合酶溶液中复合酶的质量分数为2％；所述复合酶为质量比为3:1的果胶酶和α-淀粉酶；
当进行碱酶解法时，所述果胶酶为碱性果胶酶；当进行酸酶解法时，所述果胶酶为酸性果胶酶；
所述竹束A2采用碱酶解法，碱酶解法主要对竹青侧竹束A2表面处理，具体的方法为：将所述竹束A2浸入至pH值为8的复合酶溶液中，在温度为50℃的条件下酶解120min，得到酶解后的竹束A2；
所述竹束B2采用酸酶解法，酸酶解法具有较好的渗透性，可以对竹黄侧竹束B2进行深度酶解，具体的方法为：具体的方法为：将所述竹束B2浸入至pH值为5.5的复合酶溶液中，在温度为30℃的条件下酶解90min，得到酶解后的竹束B2；
酶解处理后，将两种规格竹束放置同一漂洗池中漂洗，减少污水产生，将所述酶解后的竹束A2和酶解后的竹束B2分别漂洗后，放置在链网传送网上在温度为110℃的条件下进行蒸汽加热烘干处理，同时上方有向下的温度为60℃的热风，去除干燥竹束上易脱落的薄壁组织后，分别得到含水率为3％的竹束A3和含水率为3％的竹束B3；
所述竹束A3相对于S1中所述竹青侧规格竹片A1的质量损失率为10％；所述竹束B3相对于S1中所述竹黄侧规格竹片B1的质量损失率为25％；
S3、膜溶液制备：
将正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、二氧化硅颗粒、硅烷偶联剂KH550和无水乙醇混合搅拌均匀后，调节pH值至8，然后在温度为50℃的条件下超声分散60min，停止加热，继续超声分散反应至室温后，放置老化24h后，得到硅溶胶；
所述正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、二氧化硅颗粒、硅烷偶联剂KH550和无水乙醇的质量比5:10:15:10:100；
将所述硅溶胶、聚乳酸乳液、木蜡油、环氧大豆油混合，加水稀释搅拌，得到膜溶液；
所述膜溶液中硅溶胶、聚乳酸乳液、木蜡油、环氧大豆油的质量比为10：5)：10：1；所述膜溶液中固体物质的含量为10％；
S4、竹束封闭处理：
将S2中得到的竹束A3和竹束B3分别放入至聚四氟乙烯内衬不锈钢反应釜中，然后倒入S3中得到的膜溶液，在温度为130℃的马弗炉中处理1.5h，反应结束后，抽滤并置于温度为60℃的真空干燥箱中烘干2h，分别得到膜封闭的竹丝束A4和膜封闭的竹丝束B4；
所述竹束A3和膜溶液的用量比为1吨：8升；所述竹束B3和膜溶液的用量比为1吨：16升；所述膜封闭的竹丝束A4和膜封闭的竹丝束B4的含水率均为9％；
S5、耐候型竹质结构材加工：将S4中得到膜封闭的竹丝束A4和膜封闭的竹丝束B4分别浸渍在含有ACQ防腐剂的水溶性酚醛树脂中，沥胶至上胶量为16％，在温度为60℃的条件下干燥后，分别得到上胶竹丝束A4和上胶竹丝束B4；所述上胶竹丝束A4和上胶竹丝束B4的含水率均为8％；
将所述上胶竹丝束A4和上胶竹丝束B4组坯后，在温度为155℃的条件下热压20min，拆除模具，取出板材，经修边、砂光工序，得到耐候型竹质结构用材；
在组坯铺装时将所述上胶竹丝束A4平铺为上胶竹丝束A4层，所述上胶竹丝束B4平铺为上胶竹丝束B4层；
组坯方式为自下至上依次为：质量比为1：1：1：1：1：1的上胶竹丝束A4层、上胶竹丝束B4层、上胶竹丝束B4层、上胶竹丝束B4层、上胶竹丝束B4层、上胶竹丝束A4层，相邻层交替铺装。
制备的耐候型竹质结构材参照标准LY/T 3194-2020《结构用重组竹》测试，其性能可以达到：18E-135f，抗弯强度140MPa，抗弯弹性模量20Pa，顺纹抗剪强度15MPa，顺纹抗拉强度120MPa，内结合强度2.5MPa，吸水厚度膨胀率1.5％。产品经防霉防腐测试后，产品的防霉性能达到1级，产品表面仅有少数变色斑点，内部颜色正常。防腐性能：耐腐等级达Ⅰ级强耐腐，产品经GB/T16259-2008《建筑材料人工气候加速老化试验方法》测试，其抗弯强度和弹性模量分别下降率在5％以内。
实施例3
本实施例的耐候型竹质结构材的制备方法，该方法为：
S1、规格化竹束加工：取壁厚大于6mm的新鲜竹材，锯截成原竹筒，用剖竹机将所述原竹筒加工成宽度为7cm的竹片，然后将所述竹片剖分成竹青侧规格竹片A1和竹黄侧规格竹片B1两种规格，分别经过碾压后，分别以15条为一个单元进行打捆，得到竹束A2和竹束B2；所述青侧规格竹片A1和竹黄侧规格竹片B1的厚度比为5:7；
所述竹束A2相对于所述竹青侧规格竹片A1的质量损失率为5％；所述竹束B2相对于所述竹黄侧规格竹片B1的质量损失率为10％；
S2、竹束酶热处理：用复合酶溶液对S1中得到的竹束A2和竹束B2进行酶解处理；
所述复合酶溶液中复合酶的质量分数为5％；所述复合酶为质量比为3:1的果胶酶和α-淀粉酶；
当进行碱酶解法时，所述果胶酶为碱性果胶酶；当进行酸酶解法时，所述果胶酶为酸性果胶酶；
所述竹束A2采用碱酶解法，碱酶解法主要对竹青侧竹束A2表面处理，具体的方法为：将所述竹束A2浸入至pH值为11的复合酶溶液中，在温度为65℃的条件下酶解90min，得到酶解后的竹束A2；
所述竹束B2采用酸酶解法，酸酶解法具有较好的渗透性，可以对竹黄侧竹束B2进行深度酶解，具体的方法为：具体的方法为：将所述竹束B2浸入至pH值为6的复合酶溶液中，在温度为50℃的条件下酶解60min，得到酶解后的竹束B2；
酶解处理后，将两种规格竹束放置同一漂洗池中漂洗，减少污水产生，将所述酶解后的竹束A2和酶解后的竹束B2分别漂洗后，放置在链网传送网上在温度为110℃的条件下进行蒸汽加热烘干处理，同时上方有向下的温度为60℃的热风，去除干燥竹束上易脱落的薄壁组织后，分别得到含水率为3％的竹束A3和含水率为3％的竹束B3；
所述竹束A3相对于S1中所述竹青侧规格竹片A1的质量损失率为15％；所述竹束B3相对于S1中所述竹黄侧规格竹片B1的质量损失率为35％；
S3、膜溶液制备：
将正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、二氧化硅颗粒、硅烷偶联剂KH550和无水乙醇混合搅拌均匀后，调节pH值至9，然后在温度为60℃的条件下超声分散30min，停止加热，继续超声分散反应至室温后，放置老化24h后，得到硅溶胶；
所述正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、二氧化硅颗粒、硅烷偶联剂KH550和无水乙醇的质量比10:5:20:5:100；
将所述硅溶胶、聚乳酸乳液、木蜡油、环氧大豆油混合，加水稀释搅拌，得到膜溶液；
所述膜溶液中硅溶胶、聚乳酸乳液、木蜡油、环氧大豆油的质量比为15：10：5：1；所述膜溶液中固体物质的含量为15％；
S4、竹束封闭处理：
将S2中得到的竹束A3和竹束B3分别放入至聚四氟乙烯内衬不锈钢反应釜中，然后倒入S3中得到的膜溶液，在温度为150℃的马弗炉中处理1.5h，反应结束后，抽滤并置于温度为80℃的真空干燥箱中烘干1h，分别得到膜封闭的竹丝束A4和膜封闭的竹丝束B4；
所述竹束A3和膜溶液的用量比为1吨：15升；所述竹束B3和膜溶液的用量比为1吨：20升；所述膜封闭的竹丝束A4和膜封闭的竹丝束B4的含水率均≤10％；
S5、耐候型竹质结构材加工：将S4中得到膜封闭的竹丝束A4和膜封闭的竹丝束B4分别浸渍在含有ACQ防腐剂的水溶性酚醛树脂中，沥胶至上胶量为18％，在温度为60℃的条件下干燥后，分别得到上胶竹丝束A4和上胶竹丝束B4；所述上胶竹丝束A4和上胶竹丝束B4的含水率均为10％；
将所述上胶竹丝束A4和上胶竹丝束B4组坯后，在温度为155℃的条件下热压20min，拆除模具，取出板材，经修边、砂光工序，得到耐候型竹质结构用材；
在组坯铺装时将所述上胶竹丝束A4平铺为上胶竹丝束A4层，所述上胶竹丝束B4平铺为上胶竹丝束B4层；
组坯方式为自下至上依次为：质量比为1：1：1：1：1：1的上胶竹丝束A4层、上胶竹丝束A4层、上胶竹丝束B4层、上胶竹丝束B4层、上胶竹丝束A4层、上胶竹丝束A4层，相邻层交替铺装。
制备的耐候型竹质结构材参照标准LY/T 3194-2020《结构用重组竹》测试，其性能可以达到：18E-135f，抗弯强度135MPa，抗弯弹性模量18GPa，顺纹抗剪强度16.5MPa，顺纹抗拉强度110MPa，内结合强度1.5MPa，吸水厚度膨胀率2.4％。产品经防霉防腐测试后，产品的防霉性能达到1级，产品表面仅有少数变色斑点，内部颜色正常。防腐性能：耐腐等级达Ⅰ级强耐腐，产品经GB/T16259-2008《建筑材料人工气候加速老化试验方法》测试，其抗弯强度和弹性模量分别下降率在4％以内。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (3)

1.一种耐候型竹质结构材的制备方法，其特征在于，该方法为：
S1、规格化竹束加工：取壁厚大于6mm的新鲜竹材，锯截成原竹筒，用剖竹机将所述原竹筒加工成宽度为5cm～6cm的竹片，然后将所述竹片剖分成竹青侧规格竹片A1和竹黄侧规格竹片B1两种规格，分别经过碾压后，分别以10条～15条为一个单元进行打捆，得到竹束A2和竹束B2；
S1中所述竹青侧规格竹片A1和竹黄侧规格竹片B1的厚度比为(4～5):(5～6)；
S1中所述竹束A2相对于所述竹青侧规格竹片A1的质量损失率为5％～10％；
所述竹束B2相对于所述竹黄侧规格竹片B1的质量损失率为10％～20％；
S2、竹束酶热处理：用复合酶溶液对S1中得到的竹束A2和竹束B2进行酶解处理；
所述复合酶溶液中复合酶的质量分数为2％～5％；所述复合酶为质量比为3:1的果胶酶和α-淀粉酶；
当进行碱酶解法时，所述果胶酶为碱性果胶酶；当进行酸酶解法时，所述果胶酶为酸性果胶酶；
所述竹束A2采用碱酶解法，具体的方法为：将所述竹束A2浸入至pH值为8～11的复合酶溶液中，在温度为50℃～65℃的条件下酶解90min～120min，得到酶解后的竹束A2；
所述竹束B2采用酸酶解法，具体的方法为：具体的方法为：将所述竹束B2浸入至pH值为5.5～6的复合酶溶液中，在温度为30℃～50℃的条件下酶解60min～90min，得到酶解后的竹束B2；
将所述酶解后的竹束A2和酶解后的竹束B2分别漂洗后，放置在链网传送网上进行蒸汽加热烘干处理，同时上方有向下的热风，去除干燥竹束上易脱落的薄壁组织后，分别得到竹束A3和竹束B3；
S2中所述蒸汽加热的温度为110℃，热风的温度为60℃；所述竹束A3和所述竹束B3的含水率均≤5％；
S2中所述竹束A3相对于S1中所述竹青侧规格竹片A1的质量损失率为10％～15％；所述竹束B3相对于S1中所述竹黄侧规格竹片B1的质量损失率为25％～35％；
S3、膜溶液制备：
将正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、二氧化硅颗粒、硅烷偶联剂KH550和无水乙醇混合搅拌均匀后，调节pH值至9，然后在温度为50℃～60℃的条件下超声分散30min～60min，停止加热，继续超声分散反应至室温后，放置老化24h后，得到硅溶胶；
将所述硅溶胶、聚乳酸乳液、木蜡油、环氧大豆油混合，加水稀释搅拌，得到膜溶液；
S3中所述正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、二氧化硅颗粒、硅烷偶联剂KH550和无水乙醇的质量比(5～10):(5～10):(15～20):(5～10):100；
所述膜溶液中硅溶胶、聚乳酸乳液、木蜡油、环氧大豆油的质量比为(10～15)：(5～10)：(5～10)：1；所述膜溶液中固体物质的含量为10％～15％；
S4、竹束封闭处理：
将S2中得到的竹束A3和竹束B3分别放入至聚四氟乙烯内衬不锈钢反应釜中，然后倒入S3中得到的膜溶液，在温度为130℃～150℃的马弗炉中处理1.5h，反应结束后，抽滤并置于温度为60℃～80℃的真空干燥箱中烘干1h～2h，分别得到膜封闭的竹丝束A4和膜封闭的竹丝束B4；
S4中所述竹束A3和膜溶液的用量比为1吨：(8～15)升；所述竹束B3和膜溶液的用量比为1吨：(16～20)升；
S5、耐候型竹质结构材加工：将S4中得到膜封闭的竹丝束A4和膜封闭的竹丝束B4分别浸渍在含有ACQ防腐剂的水溶性酚醛树脂中，沥胶至上胶量为16％～18％，在温度为60℃的条件下干燥后，分别得到上胶竹丝束A4和上胶竹丝束B4；
将所述上胶竹丝束A4和上胶竹丝束B4组坯后，在温度为155℃的条件下热压20min，拆除模具，取出板材，经修边、砂光工序，得到耐候型竹质结构用材；
组坯方式为自下至上依次为：上胶竹丝束A4层、上胶竹丝束A4层、上胶竹丝束B4层、上胶竹丝束B4层、上胶竹丝束A4层、上胶竹丝束A4层；
或者自下至上依次为：上胶竹丝束A4层、上胶竹丝束B4层、上胶竹丝束B4层、上胶竹丝束B4层、上胶竹丝束B4层、上胶竹丝束A4层。
2.根据权利要求1所述的一种耐候型竹质结构材的制备方法，其特征在于，S4中所述膜封闭的竹丝束A4和膜封闭的竹丝束B4的含水率均≤10％。
3.根据权利要求1所述的一种耐候型竹质结构材的制备方法，其特征在于，S5中所述上胶竹丝束A4和上胶竹丝束B4的含水率均为8％～10％。
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