本發(fā)明屬于竹材，尤其是涉及一種多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法。

背景技術(shù)：

1、我國竹材資源豐富，素有“竹子王國”的美譽(yù)。相比于木材，竹子具有成材期短，力學(xué)性能好，防霉抑菌等優(yōu)勢。“以竹代木”及“以竹勝木”是我國竹材加工和利用的主要目標(biāo)。我國竹材人造板行業(yè)已成規(guī)模，包括竹地板、竹墻板、竹家具及竹裝飾材料等多種產(chǎn)品已市場化，創(chuàng)造了大量的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。竹材是一種各向異性的天然高分子材料，主要由纖維素、半纖維素和木素組成。竹材中的木質(zhì)素使竹材呈現(xiàn)棕黃色，且內(nèi)部組分不完全一致，導(dǎo)致竹材顏色產(chǎn)生差異。此外，木質(zhì)素的存在使得竹材在使用過程中容易變色，同時限制了竹材在光管理領(lǐng)域的應(yīng)用。

2、現(xiàn)有技術(shù)中對竹材進(jìn)行脫色處理制備白色竹材的方法主要包括：去除木質(zhì)素，原位木質(zhì)素改性等兩種策略。專利cn110978183a和cn113386223a利用亞氯酸鈉/冰醋酸混合溶液去除竹材中的木質(zhì)素，制備白色竹材；專利cn106243391a采用雙氧水和氨水將木材木質(zhì)素全部脫除掉。這些方法完全去除了竹材中起粘接作用的木質(zhì)素，并且采用竹材長時間在溶液中浸泡的方式，容易打破竹材纖維素的氫鍵連接，導(dǎo)致竹材很容易吸水膨脹，使得漂白處理后的竹材結(jié)構(gòu)變得非常松散，非常容易開裂破碎，力學(xué)性能差。因此，亟需開發(fā)一種既能實現(xiàn)竹材的高效漂白，又能確保竹材漂白后維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，保持較高的力學(xué)性能的制備方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種工藝簡單、不受原材料尺寸限制，既可制備整體白色竹材，又可制備局部圖案化白色竹材的多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法，在實現(xiàn)較高白度(≥90％)的同時，能保持竹材的結(jié)構(gòu)完整性，制備的白色竹材力學(xué)強(qiáng)度高。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

3、一種多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法，包括如下步驟：

4、s1、竹材的選取和預(yù)處理：選擇外觀完好的成熟竹材，切成所需尺寸，打磨掉表面的蠟質(zhì)層和內(nèi)部的薄膜；

5、s2、竹材的干燥：將s1得到的竹材于80～110℃下進(jìn)行干燥處理，干燥時間為24～72h；

6、s3、漂白液處理：將s2得到的竹材置于堿性溶液中，常溫浸泡10～20min后，取出晾干，再于竹材表面涂覆漂白液；

7、s4、光照處理：將s3得到的竹材置于光源下光照，進(jìn)行光催化氧化，直到竹材整體顏色或局部顏色變成白色；

8、s5、清洗：將s4得到的竹材置于有機(jī)溶劑中，超聲清洗5～10min后，自然干燥，得到所述白色竹材。

9、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法的實施方式中，所述s1中，竹材選自毛竹、慈竹、斑竹或天然木材。

10、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法的實施方式中，所述s1中，竹材切成所需尺寸的竹筒、竹片、竹塊或竹條。

11、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法的實施方式中，所述s3中，堿性溶液為質(zhì)量濃度為5～15％的氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、氫氧化鈣溶液或氨水溶液。

12、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法的實施方式中，所述s3中，竹材表面涂覆漂白液具體為在竹材表面進(jìn)行整體涂覆制備整體白色竹材或在竹材表面進(jìn)行局部涂覆制備圖案化白色竹材。

13、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法的實施方式中，所述s3中，漂白液為2～10mol/l的過氧化氫溶液。

14、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法的實施方式中，所述s4中，光源為自然太陽光、太陽光模擬器或36w的紫外燈。

15、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法的實施方式中，所述s5中的有機(jī)溶劑為乙醇或丙酮。

16、本發(fā)明另一方面提供了一種多尺寸、可圖案化白色竹材，其由所述的制備方法制備得到，其白度(反射率)≥90％。

17、本發(fā)明再一方面提供了多尺寸、可圖案化白色竹材在人造板、光管理領(lǐng)域

18、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法具有以下優(yōu)勢：

19、(1)本發(fā)明所述的多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法對原材料尺寸要求低，無需將竹材加工成竹片，可直接使用竹筒為原材料，保留了竹材的天然結(jié)構(gòu)特征，可制備大尺寸產(chǎn)品，解決了當(dāng)前以切割的部分竹片為原材料，采用溶液漂白的方式，只能得到小尺寸白色竹材樣品的問題，本制備方法適用范圍廣，可直接制備多種不同尺寸的產(chǎn)品；

20、(2)本發(fā)明所述的多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法中竹材漂白采用的技術(shù)手段是光催化木質(zhì)素原位氧化，利用木質(zhì)素單元對紫外線吸收能力強(qiáng)這一特點，使得竹材捕獲更多的紫外光；同時，利用竹材自身的多級孔道結(jié)構(gòu)，確保過氧化氫溶液在竹材骨架上的高效滲透，也為紫外線傳播提供了路徑；引入少量低濃度的堿性溶液，比如10％的氫氧化鈉溶液增強(qiáng)過氧化氫的氧化能力；當(dāng)紫外光通過竹材通道時，木質(zhì)素的發(fā)色團(tuán)被光催化生成木質(zhì)素自由基，木質(zhì)素自由基被過氧化氫進(jìn)一步氧化，從而得到白色竹材；這種方法只需要在竹筒表面涂覆一層過氧化氫溶液，而不需要將整個竹筒置于溶液中，極大程度減少了化合物的消耗，同時直接利用自然界豐富的太陽能，整個制備工藝簡單、環(huán)保、能耗低、效率高、成本低；

21、(3)本發(fā)明所述的多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法更加靈活，可對竹材進(jìn)行選擇性氧化，得到表面具有不同圖案的白色竹材；在竹筒表面限定的區(qū)域涂覆過氧化氫溶液，然后在太陽光下照射即可得到圖案化的白色竹材；破解了利用溶液漂白只能對竹筒整體進(jìn)行漂白，無法進(jìn)行局部圖案化漂白的難題，為新型竹材的智能化加工提供了更多的可能；

22、(4)本發(fā)明所述的多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法制備的白色竹材具有較高的白度(≥90％)，同時能保持竹材的結(jié)構(gòu)完整性，制備的白色竹材力學(xué)強(qiáng)度高；規(guī)避了傳統(tǒng)溶液漂白由長時間浸泡在化學(xué)藥劑中，導(dǎo)致竹材的結(jié)構(gòu)松散，容易裂開甚至直接破碎，并且最終得到的樣品白度低的缺點。

技術(shù)特征：

1.一種多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法，其特征在于：所述s1中，竹材選自毛竹、慈竹、斑竹或天然木材。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法，其特征在于：所述s1中，竹材切成所需尺寸的竹筒、竹片、竹塊或竹條。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法，其特征在于：所述s3中，堿性溶液為質(zhì)量濃度為5～15％的氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、氫氧化鈣溶液或氨水溶液。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法，其特征在于：所述s3中，竹材表面涂覆漂白液具體為在竹材表面進(jìn)行整體涂覆制備整體白色竹材或在竹材表面進(jìn)行局部涂覆制備圖案化白色竹材。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法，其特征在于：所述s3中，漂白液為2～10mol/l的過氧化氫溶液。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法，其特征在于：所述s4中，光源為自然太陽光、太陽光模擬器或36w的紫外燈。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法，其特征在于：所述s5中的有機(jī)溶劑為乙醇或丙酮。

9.權(quán)利要求1到8任一項所述的制備方法制備的多尺寸、可圖案化白色竹材，其特征在于：其白度≥90％。

10.權(quán)利要求9所述的多尺寸、可圖案化白色竹材的用途，其特征在于：人造板、光管理領(lǐng)域的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法，步驟如下：選擇外觀完好的成熟竹材，切成所需尺寸，打磨掉表面的蠟質(zhì)層和內(nèi)部的薄膜；再于80～110℃下進(jìn)行干燥處理，干燥時間為24～72h；再置于堿性溶液中，常溫浸泡10～20min后，取出晾干，再于竹材表面涂覆漂白液；再置于光源下光照，進(jìn)行光催化氧化，直到竹材整體顏色或局部顏色變成白色；再置于有機(jī)溶劑中，超聲清洗5～10min后，自然干燥，得到所述白色竹材。本發(fā)明所述的多尺寸、可圖案化白色竹材的制備方法工藝簡單、不受原材料尺寸限制，既可制備整體白色竹材，又可制備局部圖案化白色竹材，且在實現(xiàn)較高白度(≥90％)的同時，能保持竹材的結(jié)構(gòu)完整性，制備的白色竹材力學(xué)強(qiáng)度高。

技術(shù)研發(fā)人員：王友勇,周方珂,王雷鳴,王志偉,葉紅延,馬顏斌,耿國璽
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖北汽車工業(yè)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9