本发明涉及木材技术领域，尤其是涉及一种科技木材材料。
背景技术：
装饰材料分为两大部分一部分为室外材料，一部分为室内材料。室内材料再分为实材，板材、片材、型材、线材五个类型。实材也就是原材，上要是指原木及原木制成。常用的原木有杉木、红松、榆木、水曲柳，香樟、椴木，比较贵重的有花梨木、榉木、橡木等。在装修中所用木方主要由杉木制成，其他木材主要用于配套家具和雕花配件。传统的装饰材料需要消耗大量的木材和金属材料，而且存在着怕水怕火、有放射性污染、甲醛含量超标、安装施工繁琐、装饰效果差、保养困难、寿命短、价格高等问题，已经逐渐被淘汰出市场。
木塑复合材料是由木质或其他纤维素材料和热塑性塑料统配温成型加工制成的复合材料，虽然其优点众多，但中国的木塑产品在应用方面仍存在一定的局限性和缺陷。木塑产品在使用过程中存在力学强度不够、耐热性能不佳，及热膨胀系数大等缺陷，作为地面铺板等用材时，材料的摩擦学性能尚不理想。为改善上述局限性并弥补缺陷，同时扩大替代木制产品的优势，研发高填充量植物纤维、高性能木塑复合材料产品将是企业和市场的主导方向。
目前，玻璃纤维在木塑复合材料中的研究和应用较少，有关其性能的研究报迫尚不多见，而结合材料的实际工况进行的相关研究报道更为鲜见。
科技木是以普通木材（速生材）为原料，利用仿生学原理，通过对普通木材、速生材进行各种改性物化处理生产的一种性能更加优越的全木质的新型装饰材料。与天然材相比，几乎不弯曲、不开裂、不扭曲。其密度可人为控制，产品稳定性能良好，在加工过程中，它不存在天然木材加工时的浪费和价值损失，可把木材综合利用率提高到86%以上。科技木不是实木，而是人工合成的复合类产品。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供一种采用玻璃纤维的科技木材材料，本发明具有硬度高、比重轻的特点，抗压、抗弯、耐冲击等性能优于天然木材，经久耐磨，不易受损，由于添加一定比例的纤维，比重更轻，使用更方便，具有环保、阻燃、防潮、防虫蛀、不变形、硬度高，不怕水浸、易保养，耐磨度高，使用寿命更长等优点，同时本发明还添加了复合植物染料，赋与了多种颜色，同时色泽更鲜亮，纹理立体感更强。
本发明的技术方案为一种科技木材材料，包括芯板，所述芯板的原料及各原料的重量份数为
轻木粉22-34份；
竹炭粉16-29份；
低浮纤无碱性短切玻璃纤维11-19份；
聚烯烃弹性体4-9份；
复合植物染料9-16份；
玄武岩纤维16-23份；
三聚氯氰17-21份；
甲基丙烯酸缩水甘油酯7-15份；
脂肪醇聚氧乙烯醚11-26份；
环氧硅烷交联剂13-25份；
所述轻木粉为轻木制造产品时的下脚料研磨成的粉末，颗粒度大小为100-150微米；
所述竹炭粉为竹子经预烧、研磨、酸洗、煅烧后得到的粉末，颗粒度大小为250-450微米；
所述玄武岩纤维的颗粒度大小为120-160微米；
进一步的，所述芯板的原料及各原料的重量份数为
轻木粉25-28份；
竹炭粉18-22份；
低浮纤无碱性短切玻璃纤维13-16份；
聚烯烃弹性体5-7份；
复合植物染料11-14份；
玄武岩纤维19-21份；
三聚氯氰17-20份；
甲基丙烯酸缩水甘油酯9-11份；
脂肪醇聚氧乙烯醚15-23份；
环氧硅烷交联剂16-21份；
所述轻木粉为轻木制造产品时的下脚料研磨成的粉末，颗粒度大小为120-140微米；
所述竹炭粉为竹子经预烧、研磨、酸洗、煅烧后得到的粉末，颗粒度大小为280-350微米；
所述玄武岩纤维的颗粒度大小为130-150微米；
进一步的，所述芯板的原料及各原料的重量份数为
轻木粉27份；
竹炭粉20份；
低浮纤无碱性短切玻璃纤维15份；
聚烯烃弹性体6份；
复合植物染料12份；
玄武岩纤维20份；
三聚氯氰19份；
甲基丙烯酸缩水甘油酯10份；
脂肪醇聚氧乙烯醚19份；
环氧硅烷交联剂18份；
所述轻木粉为轻木制造产品时的下脚料研磨成的粉末，颗粒度大小为130微米；
所述竹炭粉为竹子经预烧、研磨、酸洗、煅烧后得到的粉末，颗粒度大小为320微米；
所述玄武岩纤维的颗粒度大小为135微米；
本发明中，采用的三聚氯氰(c3n3cl3)，又称三聚氰酰氯、氰尿酰氯，外观为白色粉末，在空气中不稳定，有挥发性和刺激性，熔点145．5℃，相对密度1．32，溶于苯、热乙醚、丙酮、乙腈、二氧六环、乙醇、醋酸、氯仿、四氯化碳等有机溶剂，微溶于水，遇水及碱易分解成三聚氰酸，同时放出氯化氢气体。三聚氯氰是一种重要的精细化工产品，具有广泛的用途，它是农药工业的中间体，是制造活性染料的原料，可做有机工业生产的各种助剂，如荧光增白剂、纺织物防缩水剂、表面活性剂等，是橡胶促进剂和国防用于制造炸药的原料之一，也是医药农药工业用于合成药物的原料。本发明采用的甲基丙烯酸缩水甘油酯在聚合时，能够使聚合物改质。在涂料方面，由于gma的加入，可提高涂膜的硬度、光泽度、附着力及耐气候性等，可用于丙烯酸涂料、丙烯酸酯涂料、醇酸树脂涂料、氯乙烯树脂以及某些水性涂料。用于粘接剂及无纺布，用于丙烯酸乳剂时，可改善其对金属、玻璃、水泥、聚氟乙烯等的粘接力；用于合成胶乳的无纺布时，在不影响手感的情况下，提高其耐洗性。用于合成树脂材料加工时，可改善其喷射成型性、挤出成型性，并明显改善树脂与金属的粘接力。用于合成纤维，对染色较差的纤维，可改善其着色力，并提高着色牢度，提高防皱、防缩能力。本品可以提高感光树脂的感度、解像度、耐蚀性。本品与聚烯烃接枝，可改善拉伸强度、弯曲强度。此外，本品还可用作离子交换树脂、螯合树脂、医疗用选择性滤过膜、抗血凝剂、牙科用材料、免溶吸附剂等的原料。也用于橡胶改性。本发明的三聚氯氰与甲基丙烯酸缩水甘油酯能够协效复配，对本发明的产品进行改性，显著增强其力学性能。
本发明中，采用的聚烯烃弹性体（poe）分子结构与三元乙丙橡胶(epdm)相似，因此poe也会具有耐老化、耐臭氧、耐化学介质等优异性能，通过对poe进行交联，材料的耐热温度被提高，永久变形减小，拉伸强度、撕裂强度等主要力学性能都有很大程度的提高。多用途的poe弹性体能够超过pvc、eva、sbr、ema和epdm，今后poe可能取代传统的epdm。由于poe的优异性能使其在汽车行业、电线电缆护套、塑料增韧剂等方面里都获得了广泛应用。
进一步的，所述低浮纤无碱性短切玻璃纤维的长度为5-8mm，直径为13-18um。
进一步的，所述低浮纤无碱性短切玻璃纤维的制备方法为将无碱连续玻纤加热至140-150℃，投入温度为2-3℃的过氧化氢中，加入氯化钾，保温2-5min，干燥后获得所述低浮纤无碱性短切玻璃纤维。
进一步的，所述竹子的预烧温度为450-530℃，时间为1-1.5h；酸洗为采用醋酸浸泡；煅烧的温度为920-1050℃，时间为55-70min。
进一步的，所述芯板的表面设有木纹图案，所述木纹图案是通过特制的滚花机在经过表面处理的板材表面高温压制出一层由凹槽和凹坑组对称排布设置组成的木纹图案。
进一步的，所述复合植物染料是由以下重量份数组分组成菘蓝色素9-18份、茜草色素15-26份、大黄色素16-28份、槐花色素6-17份、苏木色素28-38份、姜黄色素33-51份、栀子色素11-19份。特别的，本发明中所述菘蓝色素、茜草色素、大黄色素、槐花色素、苏木色素、姜黄色素、栀子色素均为通过现有技术从植物中提取的天然色素。
本发明中，环氧交联剂可与纤维分子的交联反应主要发生在纤维的无定形区,再通过与脂肪醇聚氧乙烯醚的协效作用达到进一步的固色锁色作用，固色后对纤维的折皱回复角明显增大,从而使织物具有一定的抗皱效果。
本发明中添加了复合植物染料，赋与了多种颜色，同时色泽更鲜亮，纹理立体感更强，图案更具动感及活力。并通过脂肪醇聚氧乙烯醚以及环氧硅烷交联剂进一步的锁色固色，充分满足人们需求多样化的选择和个性化消费心理的实现。
在众多植物中，竹材的生长周期短且资源丰富，而四川地区的竹资源尤为丰富。竹材性能优异，但由于其特殊的生长结构，利用率不高。将竹材运用于木塑复合材料中，不仅可以替代木材并提高其利用率，高填充量的竹纤维连可以进一步地降低木塑复合材料的成本。
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，具有耐高温、机械强度高且硬度大等特点，选择玻璃纤维作为木塑复合材料的改性填料，一方面在于纤维材料对复合材料的增强效果比颗粒状无机填料的好；另一方面是希望能利用玻璃纤维的特性弥补木塑复合材料在应用过程中易于出现的缺陷，使复合材料在具有良好性能的同时，降低材料的生产成本。此外，根据纤维的增强原理，只有纤维长度在临界长度以上时才能充分发挥纤维的增强作用。在成型工艺允许的条件下，选择较长的玻璃纤维增强复合材料时，增强效果更为明显。
本发明中，所述芯板可采用本领域中冷压、热压、挤出等任一现有技术加工方式或其组合得到。本发明的另一显著特点在于，本发明中的复合植物染料可直接加入本发明的配方中进行混合染色，根据复合植物染料中不同成分与本发明中轻木粉及其它纤维之间的反应，达到一次染色成型的效果。本发明通过轻木粉、竹炭粉、低浮纤无碱性短切玻璃纤维的协效复配作用，形成高强度的空间排布结构以及规则层状结构，再通过三聚氯氰、甲基丙烯酸缩水甘油酯、环氧硅烷交联剂的作用增强其连接强度。通过对本发明断面形貌的观察，各组分的相界面模糊，存在包裹与被包裹的连接方式，同时还存在部分孔洞，说明三聚氯氰、甲基丙烯酸缩水甘油酯、环氧硅烷交联剂共同协效可有效改善轻木粉与竹炭粉、低浮纤无碱性短切玻璃纤维之间的界面结合，但粒径较大的纤维之间容易搭桥，使得纤维与纤维之间以及纤维与基体之间易产生孔隙，进而减弱了结合力的作用，因此本发明中通过采用不同粒径的纤维搭配，避免材料在受力时产生应力集中的现象。
本发明提供一种采用玻璃纤维的科技木材材料，本发明能够具备有良好的耐磨性能，而且还能具备有较高的强度，结构简单，使用寿命长。
本发明采用的轻木是木棉科、轻木属中唯一的一种常绿中等乔木。也是世界上最速生的树种之一，一年就可长到5—6米,直径5—13厘米。一株10年生的轻木可高达16米，直径50—60厘米。由于体内细胞组织更新很快，植株的各部分都异常轻软而富有弹性。其树干挺直高大、树皮栋褐色。叶宽心脏形，交互生长在枝条上。花大，色黄白，生于树冠上层。结长圆形蒴果，里面有绵状的簇毛，由五个果瓣构成。种子倒卵形，淡红色或咖啡色，外面密被绒毛，像棉花籽一样。轻木是世界上密度最低的木材，密度约为0.12g/cm3。该木材纹理直，结构细而均匀，十分轻软，因此强度及冲击韧性甚低，加工也很容易。但如果刨刀不锋利，板面容易发毛。正是由于其密度低、尺寸稳定性较好、材质均匀、导热系数低、易于加工等优点，轻木有着其它材料不能比拟的优越性，被广泛运用作绝缘材料、隔音设备、救生用品及飞机制造等领域。上个世纪60年代我国开始引种试种轻木，目前云南、广东、福建、海南、台湾等省区已大面积种植。本发明采用的是轻木制造工艺品时的下脚料，或者采用无法制备成工艺品的轻木树的外皮、枝干部分，使得原材料成本较低，有利于推广应用。
本发明采用煅烧后的竹炭粉末、三聚氯氰与轻木粉末配合，可以避开其易开裂、出油、易溶、受温度湿度影响大的缺点，更好的发挥轻木的性能优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种科技木材材料，包括芯板1，所述芯板1的原料及各原料的重量份数为
轻木粉27份；
竹炭粉20份；
低浮纤无碱性短切玻璃纤维15份；
聚烯烃弹性体6份；
复合植物染料12份；
玄武岩纤维20份；
三聚氯氰19份；
甲基丙烯酸缩水甘油酯10份；
脂肪醇聚氧乙烯醚19份；
环氧硅烷交联剂18份；
所述轻木粉为轻木制造产品时的下脚料研磨成的粉末，颗粒度大小为130微米；
所述竹炭粉为竹子经预烧、研磨、酸洗、煅烧后得到的粉末，颗粒度大小为320微米；
所述玄武岩纤维的颗粒度大小为135微米；
进一步的，所述低浮纤无碱性短切玻璃纤维的长度为6mm，直径为15um。
进一步的所述竹子的预烧温度为480℃，时间为1.2h；酸洗为采用醋酸浸泡；煅烧的温度为970℃，时间为62min。
进一步的，所述低浮纤无碱性短切玻璃纤维的制备方法为将无碱连续玻纤加热至145℃，投入温度为2.5℃的过氧化氢中，加入氯化钾，保温4min，干燥后获得所述低浮纤无碱性短切玻璃纤维。
进一步的，所述芯板的表面设有木纹图案2，所述木纹图案2是通过特制的滚花机在经过表面处理的板材表面高温压制出一层由凹槽和凹坑组对称排布设置组成的木纹图案2。
进一步的，所述芯板的表面设有水性聚氨酯丙烯酸酯/氧化石墨烯防腐涂层（未标注）。
进一步的，所述复合植物染料是由以下重量份数组分组成：菘蓝色素13份、茜草色素19份、大黄色素21份、槐花色素12份、苏木色素33份、姜黄色素41份、栀子色素14份。
本发明制备得到密度为1g/cm2、厚度为25mm的木材，其弹性模量为38880mpa，静曲强度170mpa、煮沸内结合强度0.30mpa。
实施例2
一种科技木材材料，包括芯板1，所述芯板1的原料及各原料的重量份数为
轻木粉22份；
竹炭粉29份；
低浮纤无碱性短切玻璃纤维11份；
聚烯烃弹性体9份；
复合植物染料9份；
玄武岩纤维16份；
三聚氯氰21份；
甲基丙烯酸缩水甘油酯7份；
脂肪醇聚氧乙烯醚11份；
环氧硅烷交联剂13份；
所述轻木粉为轻木制造产品时的下脚料研磨成的粉末，颗粒度大小为150微米；
所述竹炭粉为竹子经预烧、研磨、酸洗、煅烧后得到的粉末，颗粒度大小为450微米；
所述玄武岩纤维的颗粒度大小为160微米；
进一步的，所述低浮纤无碱性短切玻璃纤维的长度为8mm，直径为18um。
进一步的所述竹子的预烧温度为530℃，时间为1.5h；酸洗为采用醋酸浸泡；煅烧的温度为1050℃，时间为70min。
进一步的，所述低浮纤无碱性短切玻璃纤维的制备方法为将无碱连续玻纤加热至140℃，投入温度为2℃的过氧化氢中，加入氯化钾，保温5min，干燥后获得所述低浮纤无碱性短切玻璃纤维。
进一步的，所述芯板的表面设有木纹图案2，所述木纹图案2是通过特制的滚花机在经过表面处理的板材表面高温压制出一层由凹槽和凹坑组对称排布设置组成的木纹图案2。
进一步的，所述芯板的表面设有水性聚氨酯丙烯酸酯/氧化石墨烯防腐涂层（未标注）。
进一步的，所述复合植物染料是由以下重量份数组分组成：菘蓝色素9份、茜草色素15份、大黄色素16份、槐花色素6份、苏木色素28份、姜黄色素33份、栀子色素11份。
将本发明制备得到密度为1g/cm2、厚度为25mm的木材，弹性模量为26590mpa，静曲强度130mpa、煮沸内结合强度0.4mpa。
实施例3
一种科技木材材料，包括芯板1，所述芯板1的原料及各原料的重量份数为
轻木粉34份；
竹炭粉16份；
低浮纤无碱性短切玻璃纤维19份；
聚烯烃弹性体4份；
复合植物染料16份；
玄武岩纤维16份；
三聚氯氰21份；
甲基丙烯酸缩水甘油酯7份；
脂肪醇聚氧乙烯醚26份；
环氧硅烷交联剂25份；
所述轻木粉为轻木制造产品时的下脚料研磨成的粉末，颗粒度大小为100微米；
所述竹炭粉为竹子经预烧、研磨、酸洗、煅烧后得到的粉末，颗粒度大小为250微米；
所述玄武岩纤维的颗粒度大小为120微米；
进一步的，所述低浮纤无碱性短切玻璃纤维的长度为5mm，直径为13um。
进一步的所述竹子的预烧温度为450℃，时间为1h；酸洗为采用醋酸浸泡；煅烧的温度为920℃，时间为55min。
进一步的，所述低浮纤无碱性短切玻璃纤维的制备方法为将无碱连续玻纤加热至150℃，投入温度为3℃的过氧化氢中，加入氯化钾，保温2min，干燥后获得所述低浮纤无碱性短切玻璃纤维。
进一步的，所述芯板的表面设有木纹图案2，所述木纹图案2是通过特制的滚花机在经过表面处理的板材表面高温压制出一层由凹槽和凹坑组对称排布设置组成的木纹图案2。
进一步的，所述芯板的表面设有水性聚氨酯丙烯酸酯/氧化石墨烯防腐涂层（未标注）。
进一步的，所述复合植物染料是由以下重量份数组分组成：菘蓝色素18份、茜草色素26份、大黄色素28份、槐花色素17份、苏木色素38份、姜黄色素51份、栀子色素19份。
将本发明制备得到密度为1g/cm2、厚度为25mm的木材，弹性模量为28010mpa，静曲强度142mpa、煮沸内结合强度0.40mpa。
实施例4
一种科技木材材料，包括芯板1，所述芯板1的原料及各原料的重量份数为
轻木粉25份；
竹炭粉18份；
低浮纤无碱性短切玻璃纤维13份；
聚烯烃弹性体5份；
复合植物染料11份；
玄武岩纤维19份；
三聚氯氰17份；
甲基丙烯酸缩水甘油酯9份；
脂肪醇聚氧乙烯醚21份；
环氧硅烷交联剂17份；
所述轻木粉为轻木制造产品时的下脚料研磨成的粉末，颗粒度大小为140微米；
所述竹炭粉为竹子经预烧、研磨、酸洗、煅烧后得到的粉末，颗粒度大小为350微米；
所述玄武岩纤维的颗粒度大小为150微米；
进一步的，所述低浮纤无碱性短切玻璃纤维的长度为8mm，直径为18um。
进一步的所述竹子的预烧温度为490℃，时间为1.2h；酸洗为采用醋酸浸泡；煅烧的温度为1000℃，时间为68min。
进一步的，所述低浮纤无碱性短切玻璃纤维的制备方法为将无碱连续玻纤加热至148℃，投入温度为2.2℃的过氧化氢中，加入氯化钾，保温3.5min，干燥后获得所述低浮纤无碱性短切玻璃纤维。
进一步的，所述芯板的表面设有木纹图案2，所述木纹图案2是通过特制的滚花机在经过表面处理的板材表面高温压制出一层由凹槽和凹坑组对称排布设置组成的木纹图案2。
进一步的，所述芯板的表面设有水性聚氨酯丙烯酸酯/氧化石墨烯防腐涂层（未标注）。
进一步的，所述复合植物染料是由以下重量份数组分组成：菘蓝色素12份、茜草色素17份、大黄色素19份、槐花色素8份、苏木色素35份、姜黄色素48份、栀子色素12份。
将本发明制备得到密度为1g/cm2、厚度为25mm的木材，弹性模量为36180mpa，静曲强度218mpa、煮沸内结合强度0.25mpa。
实施例5
一种科技木材材料，包括芯板1，所述芯板1的原料及各原料的重量份数为
轻木粉28份；
竹炭粉22份；
低浮纤无碱性短切玻璃纤维16份；
聚烯烃弹性体7份；
复合植物染料14份；
玄武岩纤维21份；
三聚氯氰20份；
甲基丙烯酸缩水甘油酯11份；
脂肪醇聚氧乙烯醚16份；
环氧硅烷交联剂20份；
所述轻木粉为轻木制造产品时的下脚料研磨成的粉末，颗粒度大小为120微米；
所述竹炭粉为竹子经预烧、研磨、酸洗、煅烧后得到的粉末，颗粒度大小为280微米；
所述玄武岩纤维的颗粒度大小为130微米；
进一步的，所述低浮纤无碱性短切玻璃纤维的长度为5mm，直径为13um。
进一步的所述竹子的预烧温度为490℃，时间为1.2h；酸洗为采用醋酸浸泡；煅烧的温度为1000℃，时间为68min。
进一步的，所述低浮纤无碱性短切玻璃纤维的制备方法为将无碱连续玻纤加热至142℃，投入温度为2.7℃的过氧化氢中，加入氯化钾，保温4.5min，干燥后获得所述低浮纤无碱性短切玻璃纤维。
进一步的，所述芯板的表面设有木纹图案2，所述木纹图案2是通过特制的滚花机在经过表面处理的板材表面高温压制出一层由凹槽和凹坑组对称排布设置组成的木纹图案2。
进一步的，所述芯板的表面设有水性聚氨酯丙烯酸酯/氧化石墨烯防腐涂层（未标注）。
进一步的，所述复合植物染料是由以下重量份数组分组成：菘蓝色素17份、茜草色素26份、大黄色素17份、槐花色素14份、苏木色素30份、姜黄色素38份、栀子色素13份。
将本发明制备得到密度为1g/cm2、厚度为25mm的木材，弹性模量为34290mpa，静曲强度209mpa、煮沸内结合强度0.25mpa。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过任一现有技术实现。