本发明涉及建筑板材技术领域，尤其涉及一种高强度竹木复合墙板及其制备方法。
背景技术：
木质板材在木地板、门业、建材、包装、运输等许多行业中都被广泛应用，随着木质板材需求量的逐年增加，我国木质资源短缺的问题日渐凸显，每年都需要进口大量的木材来满足生产要求。而我国竹材资源丰富，分布广泛，另外竹材具有生长速度快、周期短的特点，开发竹木复合材料将能有效的缓解木质资源短缺的矛盾。但是由于竹材自身的结构特点，使竹木复合墙板的力学性能较差，限制了竹木复合墙板对木质板材的直接替代使用。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高强度竹木复合墙板及其制备方法，所述制备方法过程简单，得到的复合板强度高。
本发明提出的一种高强度竹木复合墙板，其原料按质量份包括：竹束30～50份，木束10～15份，水可分散型多异氰酸酯35～65份，改性水溶性酚醛树脂12～18份，水性聚氨酯乳液20～30份，纳米二氧化硅溶胶3～5份。
优选地，所述水可分散型多异氰酸酯是水可分散型1,6-己二异氰酸酯三聚体，水可分散型甲苯二异氰酸酯中的一种。
优选地，所述水性聚氨酯乳液的固形物质量含量为25～40％。
优选地，所述改性水溶性酚醛树脂其原料按质量份包括：水溶性酚醛树脂25～40份，纳米二氧化锆8～15份，碳酸钙晶须5～10份，偶联剂4～6份，硬脂酸2～3份，去离子水7～12份。
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或者两者的混合物。
优选地，所述改性水溶性酚醛树脂按照以下工艺进行制备：
s1、将纳米二氧化锆、碳酸钙晶须加入去离子水中混匀后，加入偶联剂、硬脂酸，以3000～5000r/min的速率搅拌3～5h，搅拌停止后进行抽滤，洗涤，烘干得到混合物料a；
s2、在60～80℃条件下，将s1中混合物料a加入到水溶性酚醛树脂中，搅拌1～2h得到改性水溶性酚醛树脂。
本发明还提出的一种所述高强度竹木复合墙板的制备方法，包括以下步骤：
s1、将竹束与木束浸于水可分散型多异氰酸酯中，在30～50℃和18～24mpa的条件下处理6～10h后，将竹束和木束取出沥干，得到预处理的竹束和预处理的木束；
s2、将改性水溶性酚醛树脂涂覆到预处理的竹束和预处理的木束表面，按照“竹束-木束-竹束”的组合方式进行组胚，热压后得到预制竹木复合墙板；
s3、将水性聚氨酯乳液与纳米二氧化硅溶胶混匀后，涂覆在预制竹木复合墙板表面，在35～55℃的条件下烘干即得高强度竹木复合墙板。
本发明提出的一种高强度竹木复合墙板，在高压条件下，竹束和木束中纤维发生部分溶胀，促使水可分散型多异氰酸酯进入竹、木纤维的细胞壁孔隙中，并停留在纤维的细胞腔内，通过异氰酸酯基与纤维表面的羟基发生反应。水可分散型多异氰酸酯除了可以与竹、木纤维发生接合，多余的异氰酸酯基还可以与水溶性酚醛树脂中的羟基反应，使亲水性的纤维与疏水性的树脂有效结合，解决竹、木纤维与改性水溶性酚醛树脂的界面相容性问题，提高竹木复合墙板的力学性能和耐水性能。另外，水溶性酚醛树脂具有分子量较小的特点，容易渗入竹、木纤维，提高胶粘性，本发明利用纳米二氧化锆和碳酸钙晶须对水溶性酚醛树脂进行改性，使竹束与木束粘合力增加的同时增强竹木复合墙板整体的力学强度。本发明将纳米二氧化硅以溶胶的方式加入到水性聚氨酯乳液中，涂覆在预制竹木复合墙板表面。利用纳米二氧化硅可以在竹、木纤维之间形成共价键联结，增强复合板的力学强度和水性聚氨酯乳液的附着力，同时使纳米二氧化硅与水性聚氨酯乳液均匀融合，防止涂覆时厚度不一情况的发生，提升竹木复合墙板的质量。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种高强度竹木复合墙板，其原料按质量份包括：竹束30份，木束10份，水可分散型1,6-己二异氰酸酯三聚体35份，改性水溶性酚醛树脂12份，水性聚氨酯乳液20份，纳米二氧化硅溶胶3份。
实施例2
本发明提出的一种高强度竹木复合墙板，其原料按质量份包括：竹束50份，木束15份，水可分散型甲苯二异氰酸酯65份，改性水溶性酚醛树脂18份，水性聚氨酯乳液30份，纳米二氧化硅溶胶5份。
实施例3
本发明提出的一种高强度竹木复合墙板，其原料按质量份包括：竹束35份，木束12份，水可分散型1,6-己二异氰酸酯三聚体39份，改性水溶性酚醛树脂13份，水性聚氨酯乳液23份，纳米二氧化硅溶胶4份。
其中，所述水性聚氨酯乳液的固形物质量含量为25％。
所述改性水溶性酚醛树脂其原料按质量份包括：水溶性酚醛树脂25份，纳米二氧化锆8份，碳酸钙晶须5份，偶联剂4份，硬脂酸2份，去离子水7份。
所述改性水溶性酚醛树脂按照以下工艺进行制备：
s1、将纳米二氧化锆、碳酸钙晶须加入去离子水中混匀后，加入硅烷偶联剂、硬脂酸，以3000r/min的速率搅拌5h，搅拌停止后进行抽滤，洗涤，烘干得到混合物料a；
s2、在60℃条件下，将s1中混合物料a加入到水溶性酚醛树脂中，搅拌2h得到改性水溶性酚醛树脂。
本发明还提出的一种所述高强度竹木复合墙板的制备方法，包括以下步骤：
s1、将竹束与木束浸于水可分散型多异氰酸酯中，在30℃和18mpa的条件下处理10h后，将竹束和木束取出沥干，得到预处理的竹束和预处理的木束；
s2、将改性水溶性酚醛树脂涂覆到预处理的竹束和预处理的木束表面，按照“竹束-木束-竹束”的组合方式进行组胚，热压后得到预制竹木复合墙板；
s3、将水性聚氨酯乳液与纳米二氧化硅溶胶混匀后，涂覆在预制竹木复合墙板表面，在35℃的条件下烘干即得高强度竹木复合墙板。
实施例4
本发明提出的一种高强度竹木复合墙板，其原料按质量份包括：竹束40份，木束13份，水可分散型甲苯二异氰酸酯45份，改性水溶性酚醛树脂14份，水性聚氨酯乳液26份，纳米二氧化硅溶胶3.5份。
其中，所述水性聚氨酯乳液的固形物质量含量为40％。
所述改性水溶性酚醛树脂其原料按质量份包括：水溶性酚醛树脂40份，纳米二氧化锆15份，碳酸钙晶须10份，偶联剂6份，硬脂酸3份，去离子水12份。
所述改性水溶性酚醛树脂按照以下工艺进行制备：
s1、将纳米二氧化锆、碳酸钙晶须加入去离子水中混匀后，加入钛酸酯偶联剂、硬脂酸，以5000r/min的速率搅拌3h，搅拌停止后进行抽滤，洗涤，烘干得到混合物料a；
s2、在80℃条件下，将s1中混合物料a加入到水溶性酚醛树脂中，搅拌1h得到改性水溶性酚醛树脂。
本发明还提出的一种所述高强度竹木复合墙板的制备方法，包括以下步骤：
s1、将竹束与木束浸于水可分散型多异氰酸酯中，在50℃和24mpa的条件下处理6h后，将竹束和木束取出沥干，得到预处理的竹束和预处理的木束；
s2、将改性水溶性酚醛树脂涂覆到预处理的竹束和预处理的木束表面，按照“竹束-木束-竹束”的组合方式进行组胚，热压后得到预制竹木复合墙板；
s3、将水性聚氨酯乳液与纳米二氧化硅溶胶混匀后，涂覆在预制竹木复合墙板表面，在55℃的条件下烘干即得高强度竹木复合墙板。
实施例5
本发明提出的一种高强度竹木复合墙板，其原料按质量份包括：竹束45份，木束14份，水可分散型甲苯二异氰酸酯55份，改性水溶性酚醛树脂16份，水性聚氨酯乳液28份，纳米二氧化硅溶胶4份。
其中，所述水性聚氨酯乳液的固形物质量含量为30％。
所述改性水溶性酚醛树脂其原料按质量份包括：水溶性酚醛树脂35份，纳米二氧化锆12份，碳酸钙晶须8份，偶联剂5份，硬脂酸2.5份，去离子水9份。
所述改性水溶性酚醛树脂按照以下工艺进行制备：
s1、将纳米二氧化锆、碳酸钙晶须加入去离子水中混匀后，加入硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的混合物、硬脂酸，以4000r/min的速率搅拌4h，搅拌停止后进行抽滤，洗涤，烘干得到混合物料a；
s2、在70℃条件下，将s1中混合物料a加入到水溶性酚醛树脂中，搅拌1.5h得到改性水溶性酚醛树脂。
本发明还提出的一种所述高强度竹木复合墙板的制备方法，包括以下步骤：
s1、将竹束与木束浸于水可分散型多异氰酸酯中，在40℃和20mpa的条件下处理8h后，将竹束和木束取出沥干，得到预处理的竹束和预处理的木束；
s2、将改性水溶性酚醛树脂涂覆到预处理的竹束和预处理的木束表面，按照“竹束-木束-竹束”的组合方式进行组胚，热压后得到预制竹木复合墙板；
s3、将水性聚氨酯乳液与纳米二氧化硅溶胶混匀后，涂覆在预制竹木复合墙板表面，在40℃的条件下烘干即得高强度竹木复合墙板。
检测实施例1-5得到的竹木复合墙板的弹性模量和静曲强度，得到结果如下表所示(对比例1是木质板材，对比例2是常规竹木复合墙板)：
根据检测结果可知，根据本发明得到的竹木复合墙板在保留竹材优良的韧性的同时具有比木质板材更高的力学强度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。