本發(fā)明涉及竹膠板，具體涉及一種耐磨抗壓覆膜竹膠板及其制備方法。

背景技術：

1、竹膠板是以竹材為主要原料，經(jīng)截斷、剖片、蒸煮、干燥等工藝處理后，將竹片按紋理縱橫交錯排列，用膠粘劑（如酚醛樹脂、脲醛樹脂）粘合，經(jīng)熱壓而成的多層板材。竹膠板因其性價比高、材質(zhì)輕強度高、環(huán)保性較好、加工便利等優(yōu)點被廣泛應用在了家具制造、車箱箱體、大型機械包裝、礦用風門、冷藏車底板、舞臺地板等多個領域。

2、但在實際應用中竹膠板依然存在吸濕性強，長期暴露在潮濕環(huán)境中易發(fā)霉、開膠的問題；以及防火性差，易被引燃的問題。因此，現(xiàn)有噴鋁用原紙的防潮性、防霉性和阻燃能力依然有待提高。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種耐磨抗壓覆膜竹膠板及其制備方法，解決以下技術問題：

2、現(xiàn)有竹膠板依然存在防潮性、防霉性和阻燃能力比較差的問題。

3、本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案實現(xiàn)：

4、一種耐磨抗壓覆膜竹膠板的制備方法，包括以下步驟：

5、將改性竹片編織成竹席，之后先將1張竹席疊放在1張覆膜紙上，再在竹席上疊放1張覆膜紙，繼續(xù)依次疊放竹席和覆膜紙各2-4張后在120-130℃、2-3mpa下熱壓10-20min，再在50-60℃下保壓10-20min，降壓、降溫后砂光、整邊，得到耐磨抗壓覆膜竹膠板。

6、優(yōu)選的，所述改性竹片的制備方法如下：

7、a1：在去離子水中溶解氫氧化鈉、亞硫酸鈉，之后浸入厚度為0.1-0.5cm的竹片并在80-90℃下攪拌3-6h，過濾后用去離子水沖洗竹片8-10次，然后在65-70℃下干燥10-15h，得到預處理竹片；

8、a2：在無水乙醇中加入去離子水、硅烷偶聯(lián)劑kh-550并攪拌30-50min，調(diào)節(jié)ph至4.5-5.0后浸入預處理竹片并在45-50℃下以70-90次/min振蕩2-3h，取出竹片用去離子水進行3-5次每次3-5min的超聲清洗，最后在55-60℃下真空干燥10-15h，得到氨基化竹片；

9、a3：將磷酸氫二銨溶于去離子水并進行15-30min超聲分散，之后浸入氨基化竹片并進行真空浸漬處理，取出竹片后先垂直懸掛30-60min，再在45-50℃下干燥2-4h，得到阻燃竹片；

10、a4：將阻燃竹片浸入硅酸鈉水溶液中并進行真空浸漬處理，取出竹片后先垂直懸掛30-60min，再在45-50℃下干燥2-4h，得到礦化竹片；

11、a5：在去離子水中加入正硅酸乙酯、三甲基乙氧基硅烷、甲醇并攪拌1-2h，之后用質(zhì)量分數(shù)為25%-28%的氨水調(diào)節(jié)ph至11-12，然后180-220g/m2的涂覆量均勻旋涂在礦化竹片表面，固化處理后得到改性竹片。

12、優(yōu)選的，a1中所述去離子水、氫氧化鈉、亞硫酸鈉的質(zhì)量比為600-700：10-20：8-16；

13、a2中所述無水乙醇、去離子水、硅烷偶聯(lián)劑kh-550的質(zhì)量比為90-135：10-15：2-3。

14、優(yōu)選的，a3中所述磷酸氫二銨、去離子水的質(zhì)量比為22.8-34.2：400-600；

15、a3中所述真空浸漬處理為：在真空度為-0.09mpa條件下浸漬5-10min后脫氣，循環(huán)5-7次后在真空度為-0.09mpa條件下浸漬10-15h。

16、優(yōu)選的，a4中所述硅酸鈉水溶液的質(zhì)量分數(shù)為5%-10%；

17、a4中所述真空浸漬處理為：在真空度為-0.09mpa條件下浸漬5-10min后脫氣，循環(huán)5-7次后在真空度為-0.09mpa條件下浸漬4-12h。

18、優(yōu)選的，a5中所述去離子水、正硅酸乙酯、三甲基乙氧基硅烷、甲醇的質(zhì)量比為100-120：50-60：20-24：20-24；

19、a5中所述固化處理為：先在60-80℃下預固化2-4h，再在130-140℃、0.2-0.5mpa壓力下固化2-3h。

20、優(yōu)選的，所述覆膜紙的制備方法如下：

21、b1：將植酸溶于去離子水中，得到植酸分散液；

22、b2：將咪唑溶于去離子水中，之后滴入植酸分散液并攪拌8-10h，然后在55-65℃下減壓旋蒸70-90min，得到固化劑；

23、b3：在n，n-二甲基甲酰胺中加入衣康酸、碳酸鉀并攪拌30-40min，之后滴入烯丙基溴并在55-65℃下反應10-15h，然后加入5-15℃的去離子水并攪拌20-40min，用二氯甲烷萃取3-5次后用去離子水洗滌萃取液5-7次，最后加入無水硫酸鎂干燥有機相，攪拌10-30min后過濾，濾液先在38-42℃下旋蒸1-2h，再在55-60℃下真空干燥20-25h，得到改性衣康酸；

24、b4：將改性衣康酸溶于二氯甲烷，得到改性衣康酸分散液；

25、b5：將間氯過氧苯甲酸溶于二氯甲烷，之后滴入改性衣康酸分散液并在30-40℃下反應90-100h，過濾后先用質(zhì)量分數(shù)為5%的硫代硫酸鈉洗滌溶液3-5次，再分別用飽和碳酸氫鈉溶液、飽和氯化鈉溶液各洗滌3-5次，然后先加入無水硫酸鎂干燥有機相，攪拌10-30min后過濾，濾液先在35-40℃下減壓旋蒸2-3h，再在55-60℃下真空干燥4-8h，得到衣康酸基環(huán)氧樹脂；

26、b6：在衣康酸基環(huán)氧樹脂中加入固化劑并攪拌40-60min，之后在表壓-0.095mpa下脫氣泡20-30min，然后以180-220g/m2的涂覆量均勻旋涂在成膜板表面，梯度固化后脫膜，得到覆膜紙。

27、優(yōu)選的，b1中所述植酸、去離子水的質(zhì)量比為10-12：40-50；

28、b2中所述咪唑、去離子水、植酸分散液的質(zhì)量比為7.5-9：40-50：50-62。

29、優(yōu)選的，b3中所述n，n-二甲基甲酰胺、衣康酸、碳酸鉀、烯丙基溴、去離子水、無水硫酸鎂的質(zhì)量比為50-60：25-30：58.5-70.5：27-32：300-350：5-10；

30、b4中所述改性衣康酸、二氯甲烷的質(zhì)量比為23-30：200-250；

31、b5中所述間氯過氧苯甲酸、二氯甲烷、改性衣康酸分散液的質(zhì)量比為103-134：400-500：223-280；

32、b6中所述衣康酸基環(huán)氧樹脂、固化劑的質(zhì)量比為28-36：5-6；

33、b6中所述梯度固化為：先在60-70℃下預固1-2h，再在80-100℃下預固2-3h，然后在135-140℃下固化2-3h。

34、本發(fā)明的有益效果：

35、本發(fā)明提供了一種耐磨抗壓覆膜竹膠板及其制備方法，本發(fā)明通過以下方法有效提高了竹膠板的防潮性、防霉性和阻燃能力。

36、（1）本發(fā)明改性竹片制備過程中，預處理不僅溶解了竹片表面的蠟質(zhì)、半纖維素及部分木質(zhì)素，增加表面粗糙度，還破壞了竹片纖維間的氫鍵，使纖維結構更松散；這使得竹片比表面積擴大，膠合能力得到提高。氨基化處理會與竹片表面羥基形成共價鍵，使氨基暴露在竹片表面，顯著提升界面粘結強度；硅烷分子還會自組裝形成薄層，降低表面能，硅烷涂層的疏水性會減少水分滲透，抑制霉菌生長所需的潮濕環(huán)境；氨基還可對部分霉菌產(chǎn)生抑制作用；硅烷涂層還可以提升硬度、改善表面平整度，提升耐磨性。阻燃化浸漬會在竹片的空隙中滲入磷酸氫二銨，形成均勻分布的阻燃體系，使竹片點燃溫度升高，熱釋放速率降低；磷酸鹽填充孔隙還可以增強纖維間的結合力，提升整體抗壓剛度；磷酸鹽環(huán)境可抑制微生物酶活性。礦化處理會成硅膠網(wǎng)絡并填充在竹片微孔隙和表面，硅膠固化后會形成高硬度耐磨屏障，增強竹片的結構支撐力，顯著提升竹片耐磨性、防潮性、抗壓強度。硅烷復合涂層引入改性后，竹片表面會形成高硬度、高致密性、高疏水性的耐磨層；該耐磨層表面的甲基基團還可以使水接觸角增大，使水分難以滲透，顯著提供防潮性，進而提高防霉性；該耐磨層表面的涂層表面的羥基可與覆膜紙的環(huán)氧樹脂形成化學鍵，增強竹席與覆膜紙的層間結合力，顯著提高覆膜竹膠板的膠合強度；硅烷復合涂層作為硬質(zhì)“外殼”，還可以約束竹片內(nèi)部纖維的形變，尤其在熱壓成型后，涂層會與竹纖維協(xié)同承載，有效提升整體抗壓性能。

37、（2）本發(fā)明固化劑由植酸和咪唑反應生成，植酸中的磷酸基團在高溫下可形成磷酸酯類阻燃層，促進材料表面炭化，隔絕氧氣和熱量傳遞；咪唑的含氮結構在燃燒時釋放惰性氣體，稀釋氧氣濃度，并參與形成膨脹型炭層，抑制火焰蔓延；兩者協(xié)同作用可顯著降低材料的可燃性，提高防火性。固化劑可促進衣康酸基環(huán)氧樹脂形成高交聯(lián)密度網(wǎng)絡，減少分子鏈間空隙，降低水分滲透路徑；固化后的涂層致密性提高，吸水率降低，可增強木材表面的防水防潮能力。植酸通過螯合微生物生長必需的金屬離子，抑制霉菌代謝；咪唑及其衍生物具有廣譜抗菌活性，可直接破壞霉菌細胞膜或抑制酶活性；兩者協(xié)同作用可有效抑制霉菌生長；衣康酸基環(huán)氧樹脂固化后，咪唑結構還會嵌入到覆膜紙的環(huán)氧樹脂網(wǎng)絡中，使覆膜竹膠板的防霉性持久穩(wěn)定。植酸的多元酸結構與衣康酸基環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基團發(fā)生多元交聯(lián)反應，形成三維網(wǎng)狀結構，提升交聯(lián)密度；咪唑可加速反應進程，使體系固化更完全，顯著提升覆膜竹膠板表面硬度和耐磨性。

38、（3）本發(fā)明衣康酸基環(huán)氧樹脂會與竹片改性過程中引入的磷元素形成“磷-碳”協(xié)同阻燃體系，通過環(huán)氧樹脂固化形成的三維網(wǎng)絡結構增強磷元素促進形成的致密炭層的穩(wěn)定性，減少可燃氣體釋放，從而提升整體阻燃等級；衣康酸基環(huán)氧樹脂的固化產(chǎn)物還具有較高的熱分解溫度，可延緩材料在高溫下的降解速度，與竹片的阻燃預處理形成互補，使竹膠板在遇火時不易迅速燃燒或熔融滴落，從而進一步提高覆膜竹膠板防火性。環(huán)氧樹脂固化后形成的無孔隙致密覆膜紙，可阻隔水分、氧氣及微生物所需的營養(yǎng)物質(zhì)滲透，破壞霉菌的生存環(huán)境，降低霉變概率。烯丙基溴改性衣康酸時引入的烷基鏈可以增加分子鏈的疏水性；環(huán)氧化后的環(huán)氧樹脂結構中，羥基等親水基團會減少，且固化后形成的醚鍵和碳鏈結構具有低吸濕性，可降低覆膜紙的吸水率；覆膜紙還會緊密附著于竹片表面，填充竹材孔隙并形成防水層，阻止水分向竹膠板內(nèi)部滲透，尤其在層間界面處減少水滲透導致的分層風險，提升耐水、防霉性。環(huán)氧樹脂固化后具有高硬度和優(yōu)異的耐摩擦性能，作為表面覆膜可直接承受機械磨損；而衣康酸基環(huán)氧樹脂的分子鏈因引入雙鍵和環(huán)狀結構，固化后交聯(lián)密度更高，膜層抗刮擦能力更強；環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基團可與竹片表面的羥基發(fā)生化學反應，形成共價鍵，同時環(huán)氧基團還會與氨基進一步反應，增強膜層與竹材的界面結合力，避免耐磨過程中覆膜脫落。衣康酸基環(huán)氧樹脂固化后形成的剛性網(wǎng)絡可均勻傳遞壓應力，避免竹席層間因應力集中導致的變形或破裂；其高模量特性還可提升竹膠板的整體抗壓強度；覆膜紙作為竹席層間的膠粘劑，熱壓固化后會將竹席緊密粘結為整體，減少層間滑移，提高抗壓強度。環(huán)氧基團與竹材表面羥基發(fā)生開環(huán)加成反應，形成牢固的化學粘結；咪唑固化劑作為催化劑，會促進環(huán)氧基團與氨基、羥基的反應，提升界面交聯(lián)密度，使膠合強度進一步提高。

39、因此，本發(fā)明制備出的耐磨抗壓覆膜竹膠板具有優(yōu)異的耐磨性、抗壓能力、膠合強度、防潮能力、防霉能力和阻燃能力，以及更加廣泛的應用前景。