專利名稱：發(fā)泡復合改性防腐竹材的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種竹材改性防腐技術，特別是一種在原竹內腔經二次發(fā)泡復合填充微孔結構高分子發(fā)泡材料與碘代丙炔基氨基甲酸丁酯的共混物，在設定溫度和壓力環(huán)境下利用流體分子在微孔材料中吸附與擴散行為對竹材改性防腐的發(fā)泡復合改性防腐竹材。
背景技術：
全世界約有竹類植物70多屬，1200多種，我國的竹子種類和竹林面積約占全世界的三分之一，共有竹類植物40余屬、500余種，種植范圍遍及27個省區(qū)，總面積達720萬公頃，年產竹材超過2000萬噸，居世界首位，竹資源被譽為我國的第二森林資源。作為一種綠色環(huán)保、可持續(xù)的天然建筑材料，竹材的廣泛使用能大大節(jié)約資源、節(jié)能減排、改善環(huán)境。竹材是一種有機生物質材料，化學成分為纖維素40% 60%，半纖維素14% 25%，木質素化^ 洶^，此外還有蛋白1.5% 6(%，脂肪膠臘2(% 4(%，淀粉類2(% 6%，還原糖約2%，氮0. 21% 0. 2&%，灰分1% 3.5%。竹材由維管束和簿壁細胞構成，維管束由竹纖維束和導管組成。竹稈中維管束的形狀、大小及密度的變化在同一竹壁橫切面上表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性由外而內，維管束的體積由小到大，到近竹黃竹子的最內壁面時又略變小。而密度由密到疏，近竹黃面時又略變密。由表皮和皮下層構成硬度很強的竹稈表層系統(tǒng)-竹青-與由多層薄壁細胞構成的髓環(huán)-竹黃-形成了竹稈的內外夾壁，把維管束和基本組織緊密地夾在中間，對竹材的性質起到了很好的穩(wěn)定作用。分布在維管束之間的薄壁細胞組織起緩沖作用，以增強竹材的彈性和韌性。同時薄壁細胞的細胞腔可以被壓縮，竹材的這種微觀結構確定了其是一種多孔性生物質材料，并且是一種多孔性可壓縮材料。對竹材徑向壓縮蠕變行為的研究表明，勃格模型可比較準確地模擬竹材徑向壓縮的蠕變行為，其相關系數達到90% ；當維管束經過竹節(jié)時，纖維走向發(fā)生了變化，帶節(jié)竹材其蠕變黏性變形(即永久變形)量增大。竹材的干縮性是竹材結構因子造成的一種性能上的固有缺點，它對竹材的加工利用影響極大，竹材開裂的主要原因便是同一竹稈的不同部位干縮率不一致，同一竹稈基部到梢部的竹材氣干干縮率梯級第減。同時，因不同種類竹材密度不同，不同種類竹材的干縮率也有較大區(qū)別，研究表明竹材的氣干干縮率變化如下徑向干縮率1. 43%-2. 12%、弦向干縮率1. 13% -1. 60%、體積干縮率3. 28% -4. 61 %，其干縮率徑向大于弦向。竹材和竹制品在適宜人居的溫濕度條件下保存和使用時很容易產生腐朽、霉變和蟲蛀，使組織結構發(fā)生變化，導致硬度、強度等性能大大降低甚至喪失，因而研究竹材防腐特點及其防腐技術對合理、高效地利用竹材資源具有十分重要的意義。腐朽菌敗壞竹材必須具備養(yǎng)料、水分、溫度、濕度和空氣等要素，這幾項缺一不可， 否則腐朽菌的生長發(fā)育就會受到抑制，甚至于死亡。因此只要控制了這幾項因素就能有效地保護竹材。生產上防腐的原理是去除竹材中的營養(yǎng)源或轉化營養(yǎng)源為不可食用的物質，或隔斷腐朽菌生活所需的水分和空氣。目前普遍使用的竹材防腐處理方法多綜合采用了物理和化學防腐法，主要包括熏蒸法、常壓浸漬法、噴霧法、涂刷法、冷熱槽法、加(減)壓注入法、 樹液置換法和擴散法等。1.物理防腐方法
物理法例如水浸、烘烤、煙熏、高溫干燥等方法，其處理成本較低，操作簡單，一般對環(huán)境無污染，但沒有持久的保護性。2.化學防腐方法
以化學藥劑浸注或涂刷竹材，這是目前最常用的竹材防腐方法，以防腐劑阻礙真菌的基本代謝，如DNA、RNA、蛋白質、類脂、細胞壁的合成，有絲分裂等。化學防腐的優(yōu)點是防腐效果好、殘效時間較物理處理法長，但是化學防腐處理操作復雜、處理成本高、耐久性和固著率仍不理想。基于竹材與木材侵害菌的相似性，竹材使用的防腐劑大多借鑒自木材。一般分為氣體防腐劑、油類防腐劑、油載(溶)防腐劑和水載(溶)防腐劑。完全沿用傳統(tǒng)的木材防腐劑會帶來一系列的問題。首先是環(huán)境問題，防腐劑在生產和使用過程中的泄漏和滲出，以及防腐處理后竹木材的廢棄和燃燒都會對環(huán)境造成不利影響，并危害人類的健康。其次是藥劑的適應性問題，由于木材和竹材在解剖構造和化學組成上存在很大差異，竹材的可處理性遠小于木材，這對防腐劑的滲透性能提出了更高的要求，特別是以處理木材的工藝處理原竹整竹時，容易開裂，藥劑難以均勻分布。此外，考慮到竹材本身的價格相對較低，且以易獲取、快速生長、快速建造以及環(huán)境效益作為其重要技術和經濟特征，經防腐改性后的竹材不應破壞這些特點，故防腐藥劑成本以及對竹材處理的成本和環(huán)境成本必須控制在合理的范圍內。IPBC，化學名稱碘代丙炔基氨基甲酸丁酯、3_碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯、丁氨基甲酸3 —碘代一 2 —丙炔基酯；英文名稱3-iodo-2-propynyl-butyl-carbamate，分子式C8H1202NI，分子量281. 09，熔點65_68°C。是新型的粉狀防霉殺菌劑，具有極好的殺菌防霉效果，已被廣泛應用于化妝品、油漆、涂料、油墨、皮革、塑料、木材等。IPBC對人類和環(huán)境的低毒性已經得到廣泛證實，其良好的生物相容性使其在環(huán)境中能很快降解。IPBC中具有顯著殺菌效果的基團是1 一碘代一低炔烴的衍生物，分子式為
O H
R ,此分子式中R是一個取代或未被取代的烷基、環(huán)烷基、芳香烷基或
芳脂基基團，該基團有1一20個碳原子，并且含有m個鍵.m和η是1 3之間的整數。IPBC呈粉狀，水溶性很差，需要制備為溶劑型或者水分散型的流體狀IPBC產品使用。例如木材防腐中，可以在壓力大于7. 39MPa、溫度大于31. 06°C的環(huán)境下，采用超臨界 C02流體攜帶流體狀IPBC對木材進行侵徹式防腐處理。碳酸氫鈉(Sodium Bicarbonate)是一種無機發(fā)泡劑，比重2. 16;分子式 NaHC03 ；分子量84. 01 ；摩爾質量84. 007 g/mol ；外觀白色晶體(固)；密度2. 159 g/ cm ； 500C以上開始逐漸分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水，到270°C時失去全部C02。二氧化碳的動力學直徑是0. 33nm?；酋ｋ蓊惢瘜W發(fā)泡劑是一種塑料發(fā)泡劑，其中苯磺酰胼、對甲苯磺酰胼、4，4’ -氧化雙苯磺酰胼均是粉末狀的低溫發(fā)泡劑，其在塑料中的發(fā)泡溫度在80 160°C之間，使用碳酸氫鈉可使其活化，降低分解溫度。分子擴散是在濃度差或其他推動力的作用下，由于分子、原子等的熱運動所引起的物質在空間的遷移現(xiàn)象，是由分子運動、分子相互作用引起流體及其中含有物的隨機分散而趨于局部均化的過程，是質量傳遞的一種基本方式。流體在多孔介質中的擴散，根據孔道的大小、形狀以及流體的壓強不同分為容積擴散、克努森擴散和過渡區(qū)擴散三類情況，擴散的分子始終與多孔介質的孔道之間具有相互作用力，其在孔道中的運動不僅與溫度、分子的濃度有關，并且受孔道形狀和尺寸的影響非常大。常見具有多孔結構，并同時具備工業(yè)經濟價值和材料力學特征的高分子可發(fā)泡材料主要是發(fā)泡塑料和多孔混凝土。發(fā)泡塑料也叫多孔塑料，是以樹脂為主要原料制成的內部分布若干微孔的塑料。 質輕、絕熱、吸音、防震、耐腐蝕。幾乎所有的熱固性和熱塑性塑料都能制成發(fā)泡塑料，常用的樹脂有聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、脲甲醛、酚醛等。發(fā)泡塑料密度低，質輕，比強度高，可吸收沖擊載荷，有優(yōu)良的緩沖減震、隔音吸音、保溫隔熱和電絕緣性能，并耐腐蝕、耐霉菌。但是發(fā)泡塑料也具有不易降解，對環(huán)境不友好的缺點，特別是隨著家電、儀表、電子、食品等工業(yè)的迅速發(fā)展，作為抗震、保溫、包裝材料的EPS(聚苯乙烯泡沫)塑料的用量也迅速增長。
主要用作包裝材料的EPS大部分是一次性使用，用后即棄，數量極大。這些廢棄物相對密度小，體積大，不便于集中和運輸，而且本身具有耐老化、抗腐蝕等特點，不能自行降解， 難以銷毀，因而成為白色垃圾，嚴重污染環(huán)境。EPS是熱塑性塑料，普通EPS泡沫制品氧指數18. 1，具有易燃性，達不到防火要求， 其阻燃加工多采用添加阻燃劑。但阻燃劑添加是在EPS珠粒生產過程中進行，對回收的非阻燃型EPS再生加工時添加阻燃劑，其產品融著性差。靜電是在生產、生活中普遍存在的一種自然現(xiàn)象，在回收EPS的破碎過程中，會產生靜電，因此在一些EPS利廢工藝中需增加消除靜電工序。當一個帶有靜電的物體靠近另一個不帶靜電的物體時，由于靜電感應，沒有靜電的物體內部靠近帶靜電物體的一邊會產生與帶電物體所攜帶電荷相反極性的電荷，另一側產生相同數量的同極性電荷，由于異性電荷互相吸引，就會表現(xiàn)出“靜電吸附”現(xiàn)象。
多孔混凝土常用的有三種類型，即加氣混凝土、泡沫混凝土及無砂大孔混凝土。所謂加氣混凝土是指以鈣質材料(水泥、石灰)、硅質材料(石英砂、礦渣、粉煤灰等)和加氣劑 (鋁粉等)為原料經磨細、配料、澆注、發(fā)氣、切割和蒸壓養(yǎng)護等工序而成的多孔混凝土 ；
發(fā)泡混凝土是在水泥漿或水泥砂漿中引入適量微小氣泡，攪拌均勻后澆注硬化而成的一種內部含有大量氣孔的多孔性混凝土。發(fā)泡混凝土包括開孔型發(fā)泡混凝土 (可滲型發(fā)泡混凝土)和閉孔型發(fā)泡混凝土。由于多孔混凝土內部含有大量氣泡，因此與普通混凝土相比，多孔混凝土具有輕質、保溫、隔熱、隔音等特殊優(yōu)越性能，而且具有低的彈性模量，從而具有良好的應力分散和吸震性能。水泥是構成混凝土材料的主要膠凝材料，普通硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥、氯氧鎂水泥、火山灰質復合膠凝材料等均可作為多孔混凝土的膠凝材料。多孔混凝土是一種大水灰比的流態(tài)混凝土，采用普通硅酸鹽水泥制作多孔混凝土，水泥完成水化的理論水灰比為0. 227左右，剩余的自由水量大，干縮大。采用硫鋁酸鹽和鐵鋁酸鹽水泥時，水泥完成水化的理論水灰比為0. 447左右，剩余自由水少，干縮小，這兩類水泥還有微膨脹的特點，可以進一步彌補多孔混凝土干縮大的缺點，但硫鋁酸鹽和鐵鋁酸鹽水泥作為特種水泥，其價格昂貴、產量小、分布不廣，難以普及使用。微波是指頻率為300MHz-300GHz的電磁波，微波對生物體的熱效應是指由微波引起的生物組織或系統(tǒng)受熱而對生物體產生的生理影響。微波的非熱效應是指除熱效應以外的其他效應，如電效應、磁效應及化學效應等，在微波電磁場的作用下，生物體內的一些分子將會產生變形和振動，使細胞膜功能受到影響，使細胞膜內外液體的電狀況發(fā)生變化。因此，微波常用于生物質材質的干燥和殺菌。微波加熱效率高低主要取決于體系中物質吸收微波的能力大小，而不同介質材料的介質常數er和介質損耗角正切值tg δ是不同的，故微波電磁場作用下的熱效應也不一樣。石墨是一種優(yōu)秀的微波吸收介質。而塑料則是優(yōu)秀的微波良介質，微波大部分透過，小部分反射，因此目前未有利用微波加熱制得發(fā)泡塑料的方法。

發(fā)明內容
為了提供一種具有工業(yè)經濟價值，可作為結構性建筑材料使用的防腐改性竹材，本發(fā)明公開了一種在原竹內腔經過二次發(fā)泡復合填充微孔結構高分子發(fā)泡材料與碘代丙炔基氨基甲酸丁酯的共混物，在設定溫度和壓力環(huán)境下利用流體分子在微孔材料中吸附與擴散行為對竹材改性防腐的發(fā)泡復合改性防腐竹材。本發(fā)明解決問題所采用的技術方案是這樣的
一種發(fā)泡復合改性防腐竹材，其特征在于，所述竹材的制造工藝是
(1)將收割后的原竹按設定規(guī)格去除末梢或者取胸徑的2/5為用材小頭直徑，在該直徑去除末梢，清洗并貫通竹節(jié)后置流水浸泡1-3D ；
上述貫通竹節(jié)工藝是采用鉆頭往復式機械貫通，或者是采用高速流體攜帶砂?；蛘邍娚鋸楊^的方式單向式機械貫通；
上述的高速流體是高速水流或者高速氣流；
(2)對原竹進行表面處理；
所述的表面處理是表面物理防腐處理、表面保綠處理或者表面著色處理；
(3)將回收的聚苯乙烯泡沫經清洗、破碎、篩分制成粒徑為2.5-5mm、堆積密度 10-15kg/m3 的 EPS 顆粒；
采用摩擦起電法或者感應起電法使上述EPS顆粒電荷面密度> 120微庫/平米；
(4)將IPBC、碳酸氫鈉、粉末狀低溫磺酰胼類化學發(fā)泡劑、芳香族溴化物M、石墨粉碎篩分制成200目通過的粉末，在氣密容器內按照EPS顆粒IPBC 碳酸氫鈉低溫磺酰胼類化學發(fā)泡劑芳香族溴化物M 石墨=1 0. 05 0. 05 0. 02 :0. 01 :0. 03的比例，鼓入干燥空氣混合均勻，使IPBC、碳酸氫鈉、低溫磺酰胼類化學發(fā)泡劑、芳香族溴化物M、石墨粉末靜電吸附在EPS顆粒表面；
所述的粉末狀低溫磺酰胼類化學發(fā)泡劑是苯磺酰胼、對甲苯磺酰胼或者4，4’ -氧化雙苯磺酰胼；
(5)將硅酸鹽水泥、石灰、粉煤灰、石膏、膨脹劑、早強劑、穩(wěn)泡劑、憎水劑、IPBC、 碳酸氫鈉、石墨粉末按一定比例混合均勻，加水攪拌5min，以壓縮空氣發(fā)泡法制成容重 500kg-800kg/m3的開孔型泡沫混凝土，其中IPBC占總比重的0. 5%- 、碳酸氫鈉占總比重的0. 5%-1%、石墨粉末占總比重的2%-5%
(6)將步驟4制成的EPS顆?；旌系讲襟E5制成的泡沫混凝土中，攪拌均勻，制成容重150kg-300kg/m3的流體狀開孔型EPS泡沫混凝土 ；
(7)將步驟6制成的開孔型EPS泡沫混凝土澆注填充到步驟1制成的原竹內腔，在原竹兩端設置封口蓋、堵頭或者涂覆氣密膠；
所述的氣密膠是熱熔膠、浙青、硅膠或者玻璃膠；
在上述澆注填充過程中設置原竹與水平面成30-60°角，且沿原竹中軸線緩慢旋轉；
(8)在步驟7所述的泡沫混凝土初凝開始、終凝完成期間，在800-900hI^的環(huán)境中， 采用波長103-105 μ m的微波將步驟7制成的復合發(fā)泡竹材微波加熱20 min-120 min ；
降低溫度至常溫，在通風環(huán)境平放靜置養(yǎng)護^D。通過上述步驟，本發(fā)明公開了一種應用靜電吸附法添加石墨粉末作為微波吸收介質的微波二次發(fā)泡殺菌干燥法制造的改性防腐竹材。上述微波二次發(fā)泡殺菌干燥法通過改變微波加熱時間和外部環(huán)境大氣壓力以控制發(fā)泡的泡孔結構，改變碳酸氫鈉、低溫磺酰胼類化學發(fā)泡劑粉末直徑以控制發(fā)泡的泡孔孔徑，改變碳酸氫鈉、低溫磺酰胼類化學發(fā)泡劑劑量以控制發(fā)泡的泡孔密度。本發(fā)明的有益效果是，提供了一種具有工業(yè)經濟價值，可作為結構性建筑材料使用的防腐改性竹材，具有良好的耐腐蝕、耐霉菌和耐候性，顯著提高了竹材的物理性能和可加工、可連接性，降低了竹材的干縮率和可燃性，加工工藝設備簡單、原料獲取容易、生產成本低，且利廢、環(huán)保、節(jié)能、輕質，是一種易于推廣的綠色生態(tài)建材。
下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明
具體實施例方式一種發(fā)泡復合改性防腐竹材，其特征在于，所述竹材的制造工藝是 (1) 將收割后的原竹按設定規(guī)格去除末梢或者取胸徑的2/5為用材小頭直徑，在該直徑去除末梢、清洗并貫通竹節(jié)后置流水浸泡1-3D ；
在實施例中，所述的流水是清水或者石灰水，其目的在于溶出部分水溶性營養(yǎng)物質，并使細胞充滿自由水造成缺氧環(huán)境；
上述貫通竹節(jié)工藝是采用鉆頭往復式機械貫通，或者是采用高速流體攜帶砂?；蛘邍娚鋸楊^的方式單向式機械貫通；
上述的高速流體是高速水流或者高速氣流；
在實施例中，小規(guī)模的竹材防腐可采用人工鉆頭往復式機械貫通，設備簡單，施工方
便；
實施例中，大規(guī)模的竹材防腐可采用流水線的高速流體攜帶砂?；蛘邍娚鋸楊^的方式單向式機械貫通，以快速高效的貫通竹節(jié)，采用攜帶砂粒的高速流體方式貫通竹節(jié)還可以輕微破壞竹材內腔竹黃表皮，有利下一步防腐劑侵徹作業(yè)；
(2)對原竹進行表面處理；
所述的表面處理是表面物理防腐處理、表面保綠處理或者表面著色處理；
實施例中，所述的竹材表面物理防腐處理是對竹材表面作烘烤、浸漬、噴霧或者涂刷處
理；
實施例中，所述的竹材表面保綠處理是鎂離子置換法保綠或者納米Ti02溶膠-凝膠法保綠；
實施例中，所述的竹材表面著色處理是熱油著色、不燃氣體加壓加溫著色、炭化著色合酸處理著色、酸處理著色或者染色著色；
(3)將回收的聚苯乙烯泡沫經清洗、破碎、篩分制成粒徑為2. 5-5mm、堆積密度 10-15kg/m3 的 EPS 顆粒；
上述技術方案公開了利用回收的聚苯乙烯泡沫制作的發(fā)泡復合改性防腐竹材，在實施例中，熱固性或者熱塑性發(fā)泡塑料均可按本發(fā)明方法制得發(fā)泡復合改性防腐竹材；
采用摩擦起電法或者感應起電法使上述EPS顆粒電荷面密度> 120微庫/平米；
在實施例中，EPS顆粒在機械破碎過程中，已經摩擦起電，故步驟3所述的破碎和起電工序是分步完成或者同步完成的；
(4)將IPBC、碳酸氫鈉、低溫磺酰胼類化學發(fā)泡劑、芳香族溴化物M、石墨粉碎篩分制成200目通過的粉末，在氣密容器內按照EPS顆粒IPBC 碳酸氫鈉低溫磺酰胼類化學發(fā)泡劑芳香族溴化物M 石墨=1 0. 05 0. 05 0. 02 :0.01 :0. 03的比例，鼓入干燥空氣混合均勻，使IPBC、碳酸氫鈉、低溫磺酰胼類化學發(fā)泡劑、芳香族溴化物M、石墨粉末靜電吸附在 EPS顆粒表面；
(5)將硅酸鹽水泥、石灰、粉煤灰、石膏、膨脹劑、早強劑、穩(wěn)泡劑、憎水劑、IPBC、 碳酸氫鈉、石墨粉末按一定比例混合均勻，加水攪拌5min，以壓縮空氣發(fā)泡法制成容重 500kg-800kg/m3的開孔型泡沫混凝土，其中IPBC占總比重的0. 5%- 、碳酸氫鈉占總比重的0. 5%-1%、石墨粉末占總比重的2%-5%
(6)將步驟4制成的EPS顆?；旌系讲襟E5制成的泡沫混凝土中，攪拌均勻，制成容重150kg-300kg/m3的流體狀開孔型EPS泡沫混凝土 ；
(7)將步驟6制成的開孔型EPS泡沫混凝土澆注填充到步驟1制成的原竹內腔，在原竹兩端設置封口蓋、堵頭或者涂覆氣密膠；
所述的氣密膠是熱熔膠、浙青、硅膠或者玻璃膠；
在實施例中，澆注填充過程中設置原竹與水平面成30-60°角，可減小堆積高度對底層泡沫的影響；
在實施例中，澆注填充過程中竹材沿其中軸線緩慢旋轉；
在實施例中，EPS泡沫混凝土的澆注填充是利用重力澆注或者利用壓縮空氣填充；
(8)在步驟7所述的泡沫混凝土初凝開始終凝完成期間，在800-900hI^的環(huán)境中，采用波長103-105 μ m的微波將步驟7制成的復合發(fā)泡竹材微波加熱20 min-120 min ；
降低溫度至常溫，在通風環(huán)境平放靜置養(yǎng)護^D ；
通過上述步驟，本發(fā)明公開了一種應用靜電吸附法添加石墨粉末作為微波吸收介質的微波二次發(fā)泡殺菌干燥法制造的改性防腐竹材。所述改性防腐竹材是綜合采用物理和化學防腐法，以微孔結構高分子發(fā)泡材料隔絕竹材內腔的水分和空氣，同時利用分子在微孔結構材料內的擴散和吸附原理，提高防腐劑的耐久性和固著率。內腔填充微孔結構高分子發(fā)泡材料的竹材，可以降低竹材的干縮率，并在原竹干縮過程中，竹材收縮蠕變，其管壁表面產生壓應力，微孔結構高分子發(fā)泡材料內部產生張應力，從而提高竹材的物理強度。在實施例中，微波加熱30 min-60 min后，在步驟4、步驟5添加的將IPBC、碳酸氫鈉、低溫磺酰胼類化學發(fā)泡劑、芳香族溴化物M均達到分解溫度。在此過程中，粉末作為微波吸收介質，在電磁場作用下，分子從原來的隨機分布狀態(tài)轉向依照電場的極性排列取向， 并摩擦產生熱量，碳酸氫鈉、低溫磺酰胼類化學發(fā)泡劑分解產生氣體，使EPS泡沫混凝土二次發(fā)泡；
與此同時，上述氣體攜帶IPBC和芳香族溴化物M的分解物，在800-90( ! 的低壓環(huán)境中，通過分子擴散運動，進入微孔結構的竹材纖維束間，產生化學反應和物理吸附，在實施例中，通過處理的竹材內可觀察到顯色現(xiàn)象，可說明IPBC分解產生的碘與竹材內的淀粉產生了化學反應；在實施例中，采用傅立葉紅外光譜法(FTIR)分析處理后的竹材，其紅外光譜在^50cm-l、1500cm-l、900cm-l附近的吸收峰發(fā)生了變化，而淋洗之后的防腐處理材的紅外光譜與未處理前竹材的紅外光譜圖基本相同，沒有新的吸收峰出現(xiàn)。這表明了竹材和IPBC防腐劑是靠物理吸附作用留著在竹材中，保持了和IPBC防腐劑結構完整性及防腐性能；
在實施例中，參照ASTMD1413-76《實驗室方法評價木材防腐劑效果》對以毛竹、油筋竹、車筒竹、越南巨竹和麻竹5種大徑叢生竹制成的發(fā)泡復合改性防腐竹材，每種竹材選取根部、中段和梢部3組試樣進行測試，處理材都達到了強耐腐等級(失重率<10%)；
在實施例中，按照GB / T15780. 1995《竹材物理力學性質試驗方法》，以原竹替代《竹材物理力學性質試驗方法》中設定的試件進行測定，處理后的發(fā)泡復合改性防腐竹材原竹的弦向抗彎強度、弦向抗彎彈性模量、順紋抗壓強度、順紋抗拉強度、順紋抗剪強度五項力學性能均有顯著提高；
在實施例中，經保綠處理的竹材通過微波加熱20 min-30 min可保持竹材原色；在實施例中，改變微波加熱時間和外部環(huán)境大氣壓力可以控制發(fā)泡的泡孔結構，改變碳酸氫鈉、低溫磺酰胼類化學發(fā)泡劑粉末直徑可以控制發(fā)泡的泡孔孔徑，改變碳酸氫鈉、低溫磺酰胼類化學發(fā)泡劑劑量可以控制發(fā)泡的泡孔密度。在實施例中，微波加熱還起到殺菌、干燥的作用，并有利于泡沫混凝土的水化反應；
以上實施例僅用以說明本發(fā)明而非限制本發(fā)明所描述的技術方案；因此，雖然本說明書參照上述實施例對本發(fā)明已經做了詳細說明，但本領域的一般技術人員可以理解，仍然可以對本發(fā)明進行修改或等同替換；而一切不脫離本發(fā)明精神和范圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍之中。
權利要求
1.一種發(fā)泡復合改性防腐竹材，其特征在于，所述竹材的制造工藝是(1)將收割后的原竹去除末梢清洗并貫通竹節(jié)后置流水浸泡1-3D；(2)對原竹進行表面處理；所述的表面處理是表面物理防腐處理、表面保綠處理或者表面著色處理；(3)將回收的聚苯乙烯泡沫經清洗、破碎、篩分制成粒徑為2.5-5mm、堆積密度 10-15kg/m3 的 EPS 顆粒；采用摩擦起電法或者感應起電法使上述EPS顆粒電荷面密度> 120微庫/平米；(4)將IPBC、碳酸氫鈉、粉末狀低溫磺酰胼類化學發(fā)泡劑、芳香族溴化物M、石墨粉碎篩分制成200目通過的粉末，在氣密容器內按照EPS顆粒IPBC 碳酸氫鈉低溫磺酰胼類化學發(fā)泡劑芳香族溴化物M 石墨=1 0. 05 0. 05 0. 02 :0. 01 :0. 03的比例，鼓入干燥空氣混合均勻，使IPBC、碳酸氫鈉、低溫磺酰胼類化學發(fā)泡劑、芳香族溴化物M、石墨粉末靜電吸附在EPS顆粒表面；(5)將硅酸鹽水泥、石灰、粉煤灰、石膏、膨脹劑、早強劑、穩(wěn)泡劑、憎水劑、IPBC、碳酸氫鈉、石墨粉末按一定比例混合均勻，加水攪拌5min，以壓縮空氣發(fā)泡法制成容重 500kg-800kg/m3的開孔型泡沫混凝土，其中IPBC占總比重的0. 5%- 、碳酸氫鈉占總比重的0. 5%-1%、石墨粉末占總比重的2%-5% ；(6)將步驟(4)制成的EPS顆?；旌系讲襟E(5)制成的泡沫混凝土中，攪拌均勻，制成容重150kg-300kg/m3的流體狀開孔型EPS泡沫混凝土 ；(7)將步驟(6)制成的開孔型EPS泡沫混凝土澆注填充到步驟(1)制成的原竹內腔，在原竹兩端設置封口蓋、堵頭或者涂覆氣密膠；(8)在步驟(7)所述的泡沫混凝土初凝開始終凝完成期間，在800-900hI^的環(huán)境中，采用微波將步驟(7)制成的復合發(fā)泡竹材微波加熱20 min-120 min ；降低溫度至常溫，在通風環(huán)境平放靜置養(yǎng)護^D。
2.根據權利要求1所述的一種發(fā)泡復合改性防腐竹材，其特征在于，所述發(fā)泡復合改性防腐竹材是應用靜電吸附法添加石墨粉末作為微波吸收介質的微波二次發(fā)泡殺菌干燥法制造的。
3.根據權利要求1所述的一種發(fā)泡復合改性防腐竹材，其特征在于，改變微波加熱時間和外部環(huán)境大氣壓力以控制發(fā)泡的泡孔結構，改變碳酸氫鈉、低溫磺酰胼類化學發(fā)泡劑粉末直徑以控制發(fā)泡的泡孔孔徑，改變碳酸氫鈉、低溫磺酰胼類化學發(fā)泡劑劑量以控制發(fā)泡的泡孔密度。
4.根據權利要求1所述的一種發(fā)泡復合改性防腐竹材，其特征在于，所述的粉末狀低溫磺酰胼類化學發(fā)泡劑是苯磺酰胼、對甲苯磺酰胼或者4，4 ’ -氧化雙苯磺酰胼。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應用靜電吸附法添加石墨粉末作為微波吸收介質的微波二次發(fā)泡殺菌干燥法制造的改性防腐竹材。其特征在于在原竹內腔經過二次發(fā)泡復合填充微孔結構高分子發(fā)泡材料與碘代丙炔基氨基甲酸丁酯的共混物，在設定溫度和壓力環(huán)境下利用流體分子在微孔材料中吸附與擴散行為對竹材改性防腐。本發(fā)明的有益效果是，提供了一種具有工業(yè)經濟價值，可作為結構性建筑材料使用的防腐改性竹材，具有良好的耐腐蝕、耐霉菌和耐候性，顯著提高了竹材的物理性能和可加工、可連接性，降低了竹材的干縮率和可燃性，加工工藝設備簡單、原料獲取容易、生產成本低，且利廢、環(huán)保、節(jié)能、輕質，是一種易于推廣的綠色生態(tài)建材。
文檔編號B27K5/00GK102189580SQ20111007669
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權日2011年3月29日
發(fā)明者何仁軍, 劉洋, 李世杰, 楊隼, 羅軼, 龍玉書 申請人:羅軼