本发明涉及建筑幕墙技术领域，尤其涉及一种竹质建筑幕墙板及其制备方法。
背景技术：
建筑幕墙是建筑物的外墙护围，不承担建筑物主体结构载荷。建筑幕墙通常由具有装饰性的面板(材质一般为玻璃、铝板、石板以及陶瓷板等)和后面的支承结构(基板的金属构件，以及与建筑主体连接的金属横梁立柱等)组成。
建筑幕墙与建筑的主体结构连接，一般采用螺栓、摇臂、弹簧机构等方式进行，可以在两者之间产生大的相对位移，甚至当主体结构侧移达到1/60时，幕墙也不会破坏。
近年来，随着建筑幕墙制造技术的不断进步，其材料和结构从笨重性向更轻型的方向发展。如用新型材料(包括生物质材料)、薄型材料替代笨重的天然石材等。然而，现有技术中的轻型幕墙板和薄型幕墙板的种类仍然比较少，亟待进一步的开拓。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种竹质建筑幕墙板及其制备方法，本发明以竹子为主要的生产原料，得到的竹质建筑幕墙板具有重量轻、可再生、低碳环保、制造能耗低、产品性价比高等优势。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种竹质建筑幕墙板，包含竹质基板、设置于竹质基板背面的可与建筑物主体连接的金属连接件和设置于竹质基板表面的耐候性外装饰涂层；
所述竹质基板包含外层和芯层，外层为木材单板或竹质材料，芯层为竹质材料；
所述竹质基板的厚度为8～15mm。
优选的，所述耐候性外装饰涂层的厚度为1～10mm。
优选的，所述耐候性外装饰涂层为氟碳漆层、丙烯酸漆层、聚氨酯漆层、真石漆层、花彩漆层、仿石材漆层、丙烯酸外墙涂料层或浮雕涂料层。
优选的，所述金属连接件包括：装饰性明铆钉、切口螺丝或背栓固定金属挂钩。
本发明还提供了所述竹质建筑幕墙板的制备方法，包含如下步骤：
(1)将芯层单元和外层单元在浸渍液中进行浸渍处理，得到浸渍芯层单元和浸渍外层单元；所述芯层单元为竹质材料单元，外层单元为竹质材料单元或木材单板单元；所述竹质材料单元包括：径向或弦向竹篾帘单元或展平竹单元；
(2)将所述浸渍芯层单元和浸渍外层单元按纤维纹理的正交向组坯；
(3)将组坯得到的坯料进行热压，得到竹质基板；
(4)在所述竹质基板表面涂覆耐候性外装饰涂层，在所述竹质基板的背面设置连接件，得到竹质建筑幕墙板。
优选的，所述步骤(1)中浸渍液为耐候胶黏剂和防腐剂的混合液，混合液中耐候胶黏剂和防腐剂的总质量浓度为30～40％；
所述耐候胶黏剂和防腐剂的质量比为(5～8):(2～5)；
所述浸渍处理的时间为10～20min。
优选的，所述步骤(1)中耐候胶黏剂为酚醛树脂胶黏剂、间苯二酚/甲醛胶黏剂和异氰酸酯胶黏剂中的一种或几种；
所述防腐剂为硼系防腐剂和/或氟系防腐剂。
优选的，所述步骤(1)中竹质材料单元的厚度为1～2.5mm；
所述木材单板单元为杨木单板、桉木单板或松木单板，厚度为1.2～2.5mm。
优选的，所述组坯之前还包括对所述浸渍芯层单元和浸渍外层单元进行干燥；
所述干燥的温度为70～90℃，时间为20～30min。
优选的，所述热压的板面压力为0.8～1.2mpa，温度为140～160℃。
本发明提供了一种竹质建筑幕墙板，包含竹质基板、设置于竹质基板背面的可与建筑物主体连接的金属连接件和设置于竹质基板表面的耐候性外装饰涂层；所述竹质基板包含外层和芯层，外层为木材单板或竹质材料，芯层为竹质材料；所述竹质基板的厚度为8～15mm。本发明以竹子为主要的生产原料，得到的竹质建筑幕墙板具有重量轻、可再生、低碳环保、产品性价比高等优势。由实施例结果可知，本发明提供的竹质建筑幕墙板的指标符合《jg/t260-2009建筑幕墙用高压热固化木纤维板》标准中关于幕墙板耐候性能指标的规定，强度性能达到建筑结构中木质承重围护板材的指标要求。
本发明还提供了所述竹质建筑幕墙板的制备方法，包含如下步骤：(1)将芯层单元和外层单元在浸渍液中进行浸渍处理，得到浸渍芯层单元和浸渍外层单元；所述芯层单元为竹质材料单元，外层单元为竹质材料单元或木材单板单元；所述竹质材料单元包括：径向或弦向竹篾帘单元或展平竹单元；(2)将所述浸渍芯层单元和浸渍外层单元按纤维纹理的正交向组坯；(3)将组坯得到的坯料进行热压，得到竹质基板；(4)在所述竹质基板表面涂覆耐候性外装饰涂层，在所述竹质基板的背面设置连接件，得到竹质建筑幕墙板。本发明提供的方法操作简便，制造能耗低，能够进行扩大生产。
具体实施方式
本发明提供了一种竹质建筑幕墙板，包含竹质基板、设置于竹质基板背面的可与建筑物主体连接的金属连接件和设置于竹质基板表面的耐候性外装饰涂层；
所述竹质基板包含外层和芯层，外层为木材单板或竹质材料，芯层为竹质材料；
所述竹质基板的厚度为8～15mm。
本发明提供的竹质建筑幕墙板包含竹质基板，所述竹质基板的厚度为8～15mm，优选为10～12mm。在本发明中，所述竹质基板的厚度可根据实际需求进行设定。
本发明提供的竹质建筑幕墙板包含设置于竹质基板背面的可与建筑物主体连接的金属连接件。在本发明中，所述金属连接件优选为铆钉、螺丝或挂钩，具体的，所述铆钉可以为装饰性明铆钉，螺丝可以为切口螺丝，挂钩可以为金属挂钩。
本发明提供的竹质建筑幕墙板还包含设置于竹质基板表面的耐候性外装饰涂层，所述耐候性外装饰涂层的厚度优选为1～10mm，更优选为2～5mm。所述耐候性外装饰涂层的厚度可根据涂层用料和涂覆工艺进行调整。
在本发明中，所述耐候性外装饰涂层优选为氟碳漆层、丙烯酸漆层、聚氨酯漆层、真石漆层、花彩漆层、仿石材漆层、丙烯酸外墙涂料层或浮雕涂料层。
本发明还提供了所述竹质建筑幕墙板的制备方法，包含如下步骤：
(1)将芯层单元和外层单元在浸渍液中进行浸渍处理，得到浸渍芯层单元和浸渍外层单元；所述芯层单元为竹质材料单元，外层单元为竹质材料单元或木材单板单元；所述竹质材料单元包括：径向或弦向竹篾帘单元或展平竹单元；
(2)将所述浸渍芯层单元和浸渍外层单元按纤维纹理的正交向组坯；
(3)将组坯得到的坯料进行热压，得到竹质基板；
(4)在所述竹质基板表面涂覆耐候性外装饰涂层，在所述竹质基板的背面设置连接件，得到竹质建筑幕墙板。
本发明将芯层单元和外层单元在浸渍液中进行浸渍处理，得到浸渍芯层单元和浸渍外层单元；所述芯层单元为竹质材料单元，外层单元为竹质材料单元或木材单板单元；所述竹质材料单元包括：径向或弦向竹篾帘单元或展平竹单元。本发明可分别对芯层单元和外层单元进行浸渍，也可以将二者一起进行浸渍。
在本发明中，所述步骤(1)中浸渍液优选为耐候胶黏剂和防腐剂的混合液，混合液中耐候胶黏剂和防腐剂的总质量浓度优选为30～40％，更优选为35～38％；所述耐候胶黏剂和防腐剂的质量比优选为(5～8):(2～5)，可具体为5:5或8:2；所述浸渍处理的时间优选为10～20min，更优选为15～18min。
本发明所述浸渍处理过程中，浸渍液能够将芯层单元和外层单元浸没即可，对其用量不作具体要求。
在本发明中，所述步骤(1)中耐候胶黏剂优选为酚醛树脂胶黏剂、间苯二酚/甲醛胶黏剂和异氰酸酯胶黏剂中的一种或几种；所述防腐剂优选为硼系防腐剂和/或氟系防腐剂。
在本发明中，所述步骤(1)中所述竹篾帘单元具体为使用竹篾编织的竹帘，所述竹帘可以为径向帘或弦向帘；所述竹质材料单元的厚度优选为1～2.5mm，更优选为1～1.2mm。
在本发明中，所述步骤(1)中木材单板单元优选为针叶树板或阔叶树板，更优选为杨木单板、桉木单板或松木单板；所述木材单板单元的厚度优选为1.2～2.5mm，更优选为1.2～1.7mm。
本发明所述竹篾帘单元、展平竹单元和木材单板单元的含水率独立地优选为6～8％，更优选为7％；该含水率的竹帘单元、展平竹单元和木材单板单元能够保证浸胶和热压达到最佳状态。
本发明所述竹帘单元、展平竹单元和木材单板单元的厚度设定能够增加施胶层数，提高板材的尺寸稳定性。
本发明优选在所述组坯之前对所述浸渍芯层单元和浸渍外层单元进行干燥；所述干燥的温度优选为70～90℃，更优选为80～85℃；所述干燥的时间优选为20～30min，更优选为25～28min。
本发明将所述浸渍芯层单元和浸渍外层单元按纤维纹理的正交向组坯，具体的，组坯得到的坯料的两外层独立的包含至少一个浸渍外层单元，优选独立地包含1个或者2个浸渍外层单元；坯料的芯层独立的包含至少一个浸渍芯层单元，优选包含6～7个浸渍芯层单元。
在本发明中，所述坯料中相邻两个浸渍单元优选正交叠加。本发明将各单元进行正交叠加设置能够保证竹质建筑幕墙板力学性能的均匀度，使得纵横向力学性能基本一致。
本发明所述浸渍芯层单元和浸渍外层单元的层数可根据最终产品的厚度和各单元厚度进行调整。
本发明将组坯得到的坯料进行热压，得到竹质基板。在本发明中，所述热压的压力(板面压力)优选为0.8～1.2mpa，更优选为1.0mpa；温度优选为140～160℃，更优选为150～155℃；所述热压的时间根据竹质建筑幕墙板成品的厚度来进行设置，具体的按照1～1.5min/mm来控制热压时间，优选为1.2～1.3min/mm。在本发明中，热压后的厚度与热压前的厚度之比优选为1:(1.1～1.3)。本发明具体的可以采用冷上冷下或者热上热下的方式进行。
所述热压结束后，本发明优选对热压产品进行砂光处理，若热压产品比较大，可按照技术要求进行剪裁，最后再进行封边。本发明所述封边具体为使用腻子将板材四边封堵，以防止水分或湿气进入基板内部。
本发明在所述竹质基板表面涂覆耐候性外装饰涂层，所述设置方法可具体为刷涂、滚涂、喷涂或3d打印。
本发明在所述竹质基板的背面设置金属连接件，得到竹质建筑幕墙板。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
竹材经过破竹、破蔑、编帘等过程制成径向竹篾帘。具体地，由于竹篾厚度无法保持完全一致，所以得到的竹蔑帘的厚度为1.0～1.2毫米。
将竹篾帘放入干燥窑中进行干燥处理，使竹篾帘的含水率达到6～8％。同时将厚度为1.2～1.5毫米的杨木单板的含水率也干燥到6～8％。
竹篾帘和木单板浸胶：将上步的竹篾帘和杨木单板放入装有酚醛和硼酸防腐剂混合液的胶池中浸胶。混合液质量浓度为30％，浸胶10分钟后，将竹篾帘和木材单板取出，沥干胶液。
将沥胶后的竹篾帘和木单板放入网带式干燥机中进行干燥处理。干燥温度70℃，干燥时间30分钟。
将干燥后的浸胶竹篾帘和木材单板按正交叠加方式组坯，形成板坯。坯料的最外两层为正交组坯的木材单板，芯层为6层正交组坯的竹篾帘。
将板坯推入热压机中压制成板。热压的压力为1.0mpa，热压温度140℃，热压时间按每毫米成板板厚1分钟设置，成板与板坯压缩比为1:1.1。热压工艺采用冷上冷下的方式进行。
将压制好的基板表面进行砂光处理，以利于表面的涂漆装饰。
将砂光好的基板板材按要求裁制成规定尺寸。
将裁制好的板材用耐候腻子将板材的四边封堵，以防止水分或湿气进入基板内部，得到竹质基板。
采用喷涂的方式涂覆具有耐候功能的氟碳漆，室温干燥。采用装饰性明铆钉作为连接件设置于竹质基板的一个表，得到竹质建筑幕墙板。
实施例2
除了将外层杨木单板的层数由两层更换为一层之外，其余方案均按照实施例1进行。
实施例3
除了将外层中的杨木单板更换为松木单板之外，其余方案均按照实施例1进行。
实施例4
除了将热压过程的温度更换为160℃，采用热上热下之外，其余方案均按照实施例1进行。
实施例5
除了将酚醛树脂胶黏剂替换为间苯二酚树脂/甲醛胶黏剂之外，其余方案均按照实施例1进行。
实施例6
除了将竹篾帘替换为展平竹之外，其余方案均按照实施例1进行。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。