[发明专利]一种透明竹材及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种透明竹材及其制备方法和应用，属于新型竹材技术开发及改性技术领域。透明竹材的制备方法包括：竹材依次经脱木素、形态维持处理后在液体硅酸钠中浸渍，然后固化处理并经硅烷溶液浸渍后蒸干得到所述透明竹材。本发明制备得到的透明竹材透光率高、阻燃性能好、疏水效果好，为竹材的广泛应用提供了良好的基础。

技术领域

本发明涉及新型竹材技术开发及改性技术领域，特别是涉及一种透明竹材及其制备方法和应用。

背景技术

随着全球经济的发展，人们生活水平逐渐提高，对木材资源的需求量也越来越大。我国于2017年全面禁止对天然林商业性采伐，世界各国也因生态环境改善和经济发展需要，相继出台政策禁止或限制原木出口。因此，对木材的刚性需求与木材供应量减少之间的矛盾日益尖锐。而竹子作为一种可再生资源，具有生长快、生物量大、再生能力强、一次种植永续利用等特征，同时因为竹材制品和木制品的物理和使用性能相似，使其成为木材资源的首选替代品。竹产业的发展既缓解了木材供需矛盾，也符合国家产业政策调整的相关要求。

随着竹材加工技术的进步，竹水泥模板、竹胶拼地板、竹集装箱地板(底板)等多种竹产品不断涌现，广泛应用于建筑材料、家具制造等领域。但竹材作为一种高分子材料，其内部含有纤维素、半纤维素和木质素，致使竹材易燃烧，在使用过程中存在着火隐患，同时其在潮湿环境中极易发生霉变和菌腐，严重制约了竹材的开发利用。因此，如何对竹材进行改性，获得性能更好的竹材功能成为本领域技术人员亟待解决的难题。

现有技术中对竹材改性的方法主要包括：通过去除竹材中的木质素和一些发色基团，浸渍环氧树脂等有机聚合物获得透光率高的透明竹材，但利用环氧树脂浸渍得到的竹材存在阻燃性差，且不具有疏水性的问题，因此，限制了有机树脂透明竹材在诸多领域的应用。而如何克服使用环氧树脂改性竹材的缺陷，并制备得到一种透光率高、阻燃性能更好且具有疏水性能的竹材成为本领域技术人员亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种透明竹材及其制备方法和应用，以解决上述现有技术存在的问题，通过对竹材进行改性处理，使竹材具有优良的透光率、阻燃性能、疏水性能，为竹材的广泛应用提供了良好的基础。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明的技术方案之一：一种透明竹材的制备方法，包括以下步骤：竹材依次经脱木素、形态维持处理后在液体硅酸钠中浸渍，然后固化处理并经硅烷溶液浸渍后蒸干得到所述透明竹材。

进一步地，在形态维持处理后、液体硅酸钠中浸渍前还包括脱木素竹模板的制备，具体包括：在水中浸泡1min～3min，室温下干燥5min～10min。

进一步地，所述竹材的密度为0.6g/cm³～0.7g/cm³；所述竹材厚度为1mm～3mm。

进一步地，所述脱木素竹材模板的制备过程具体包括：将竹材浸入木质素改性溶液中，在温度为85℃～95℃的条件下蒸煮2h～4h；所述木质素改性溶液为亚氯酸钠和冰醋酸的混合水溶液。

进一步地，所述木质素改性溶液中亚氯酸钠的质量百分数为3.0％～5.0％；所述木质素改性溶液的pH值为4～5。

进一步地，所述形态维持具体包括：在无水乙醇溶液中浸渍，浸渍时间为12～24h。

进一步地，所述液体硅酸钠的模数为2.2～3.5；所述在液体硅酸钠中浸渍的时间为2h～10h；所述在液体硅酸钠中浸渍的条件为真空条件；所述固化处理的温度为25℃～30℃，时间为24h～36h；所述固化处理在密闭环境下进行。

进一步地，所述硅烷溶液为全氟辛基三氯硅烷和三甲基氯硅烷的混合溶液；所述全氟辛基三氯硅烷和三甲基氯硅烷的体积比为2:1～1:2。

本发明的技术方案之二：一种透明竹材的制备方法所制备的透明竹材。