本发明涉及竹材加工，尤其涉及一种基于无机纤维增强的阻燃重组竹及其制备方法。
背景技术：
1、重组竹是由竹材通过疏解、定向重组而成的新型竹基复合材料，由于物理力学性能优异，目前已广泛应用于室内外地板、家具、结构建筑、外墙挂板等领域。而重组竹在外界热源或火源的影响下易引发火灾，无法满足b1级阻燃标准要求，极大地限制了重组竹在建筑领域的推广。
2、竹材经疏解制备成重组竹单元，再经过浸渍酚醛树脂、热压之后制得重组竹。重组竹的阻燃处理主要是在制备过程中施加阻燃剂的方式来实现。现有技术基本是在浸胶之前将阻燃剂溶液或悬浮液通过常压或负压浸渍至重组竹单元中，进而制备阻燃重组竹。
3、以往研究发现，多种阻燃元素复合是提升阻燃剂效率的有效途径。比如，磷系阻燃剂与碱性硼类化合物及含硅类无机矿物均具有优异的协同阻燃效果。例如cn102152348a公开了一种阻燃型重组竹胶板生产方法，该方法利用含磷/硼/硅/过渡金属螯合物的阻燃剂溶液浸渍竹丝条，再施加三聚氰胺改性酚醛或脲醛防火胶，制备阻燃重组竹胶板。
4、然而传统的阻燃处理方法和阻燃剂体系效率低，所需要的施加量大。同时，无机盐类阻燃剂如聚磷酸铵与重组竹单元、酚醛树脂之间主要呈现层积、共混和填充效应，影响高质量胶层的形成，导致重组竹的物理力学性能劣化，这严重影响重组竹在建筑领域的应用。
5、因此，如何提供一种阻燃效率高、阻燃剂添加量少且力学性能优异的阻燃重组竹，成为本领域亟需解决的技术难题。
技术实现思路
1、为了解决上述技术难题，本发明提供了一种阻燃重组竹的制备方法，包括：
2、将接枝硅烷的无机纤维与酚醛树脂混合，制得无机纤维改性酚醛树脂；
3、将浸泡过阻燃剂溶液的重组竹单元浸渍于所述无机纤维改性酚醛树脂中，取出干燥后经过组坯热压成型，制得所述阻燃重组竹。
4、本发明通过分别向重组竹单元中引入阻燃剂以及向酚醛树脂网络中引入无机纤维，两种不同功能的阻燃成分发挥协同阻燃作用。其中无机纤维在提升酚醛树脂耐热性和成炭稳定性的同时可以起到纤维增强作用，提高重组竹力学性能，复合阻燃体系则催化内层重组竹单元的脱水成炭，减少可燃气体的产生。通过二者协同作用，在提升重组竹阻燃性能的同时实现力学强度的提高。而且无机纤维的引入可以代替部分阻燃剂的使用，降低阻燃剂添加量。
5、优选地，所述接枝硅烷的无机纤维是将无机纤维与氨基有机硅烷在溶剂中混合后加热制得。
6、优选地，将无机纤维置于含有20-80份水、2-20份氨基有机硅烷、20-80份无水乙醇的混合溶液中，置于60℃-90℃水浴下搅拌加热1-6小时，采用乙醇洗涤过滤干燥，制得所述接枝硅烷的无机纤维。
7、优选地，所述浸渍的时间为5-20分钟。
8、优选地，所述无机纤维包括但不限于人造无机纤维、天然矿物纤维等。
9、优选地，所述无机纤维为玻璃纤维、硅酸铝纤维、海泡石纤维、玄武岩纤维中的至少一种。
10、优选地，所述氨基有机硅烷为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
11、优选地，所述溶剂为醇溶液，优选为乙醇水溶液。
12、优选地，接枝硅烷的无机纤维占酚醛树脂中固体质量的1%-15%（例如为1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%）。
13、优选地，所述阻燃剂溶液中含有含磷无机阻燃剂与硼砂。
14、优选地，含磷无机阻燃剂与硼砂的重量比为（5-40）：（3-25）。
15、更优选地，含磷无机阻燃剂与硼砂的重量比为（15-30）：（5-10）。
16、优选地，所述含磷无机阻燃剂为磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、聚磷酸铵中的至少一种。
17、优选地，采用5-40份的含磷无机阻燃剂、3-25份的硼砂、80-120份的水配制成阻燃剂溶液，将重组竹单元浸泡至阻燃剂溶液中进行阻燃处理。
18、优选地，所述重组竹单元为竹丝、竹束、纤维化竹单板中的至少一种。
19、优选地，所述干燥至含水率为8%-15%。
20、最优选地，所述制备方法包括：
21、将15-30份的聚磷酸铵、5-10份的硼砂、110-130份的水配置成阻燃剂溶液，将重组竹单元浸渍于阻燃剂溶液中，晾干备用。
22、将25-35份的玄武岩纤维置于45-55份水、3-8份γ-氨丙基三甲氧基硅烷、45-55份无水乙醇的混合溶液中，置于55℃-65℃水浴下搅拌加热，洗涤过滤干燥后制得γ-氨丙基三甲氧基硅烷改性玄武岩纤维。将γ-氨丙基三甲氧基硅烷改性玄武岩纤维加入固含量为20%-30%的酚醛树脂中搅拌均匀，γ-氨丙基三甲氧基硅烷改性玄武岩纤维的质量占酚醛树脂固体质量的4%-6%。
23、将晾干备用的重组竹单元浸泡至含有γ-氨丙基三甲氧基硅烷改性玄武岩纤维的酚醛树脂中，干燥至含水率8%-15%。堆叠于模具中，在热压温度140℃-160℃，热压时间0.8-1.2min/mm，热压压力20-30mpa的工艺下制备成阻燃重组竹。
24、进一步，本发明提供了上述任一实施方案的制备方法制得的阻燃重组竹。
25、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
26、本发明提供了一种阻燃效率高、阻燃剂添加量少且力学性能优异的阻燃重组竹，分别利用磷硼复合体系和无机纤维提升内层重组竹单元的阻燃性以及胶层的耐热成炭性，可使阻燃重组竹的点燃时间延长，热释放速率峰值明显降低。同时，无机纤维分散于酚醛树脂中，达到增强阻燃重组竹力学性能的效果。与普通阻燃重组竹相比，本发明的阻燃重组竹剪切强度和抗弯性能均显著提高。此外，该阻燃重组竹的制备方法实施简便，成本低廉，效果显著，具有极大的推广价值。
1.一种阻燃重组竹的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述接枝硅烷的无机纤维是将无机纤维与氨基有机硅烷在溶剂中混合后加热制得。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述无机纤维为玻璃纤维、硅酸铝纤维、海泡石纤维、玄武岩纤维中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氨基有机硅烷为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为醇溶液，优选为乙醇水溶液。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，接枝硅烷的无机纤维占酚醛树脂中固体质量的1%-15%。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述阻燃剂溶液中含有含磷无机阻燃剂与硼砂；优选地，含磷无机阻燃剂与硼砂的重量比为（5-40）：（3-25）。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述含磷无机阻燃剂为磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、聚磷酸铵中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述重组竹单元为竹丝、竹束、纤维化竹单板中的至少一种；和/或，所述干燥至含水率为8%-15%。
10.权利要求1~9中任一项所述制备方法制得的阻燃重组竹。
