1.本发明属于竹制品防护技术领域，具体地，涉及一种竹制品保护膜及其制备方法。
背景技术：
2.以竹子为加工原料制造的产品目前备受欢迎，如近年来比较流行的竹地板和竹家具等。但是由于竹子中富含纤维素、半纤维素、木质素及糖、脂肪、蜡质、蛋白质、矿物质等，能给蛀虫和白蚁等提供充足的营养物质，提供它们生存的条件，因此竹制品在使用过程中，极易发生虫蛀，同时，竹制品在使用时，表面易老化，现有方法中对竹制品的处理，通过对竹制品表面涂覆涂料来提供竹制品的防护措施，但是现有的涂料防腐性一般，并且抗菌性差，容易老化，从而使得涂料的使用寿命无法得到良好的保障，进而无法有效保护竹制品的品质完好。
3.因此，提供一种抗虫、防腐竹制品保护膜是目前需要解决的技术问题。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于提供一种竹制品保护膜及其制备方法，以解决背景技术中所提出的技术问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种竹制品保护膜，包括以下重量份原料：水性环氧树脂30-35份、驱虫微胶囊1-3份、抗菌粒子1份、水性聚氨酯1-5份、成膜助剂7-12份、消泡剂1-2份、流平剂0.1-1份、固化剂2-4份、二甲基乙醇胺1-5份、去离子水15-30份；
7.该竹制品保护膜由以下步骤制成：
8.第一步、将水性环氧树脂、水性聚氨酯和去离子水混合均匀得到混合物a，将成膜助剂、消泡剂、流平剂、固化剂和二甲基乙醇胺混合均匀得到混合物b；
9.第二步、将混合物a和混合物b加入搅拌罐中，转速100-200r/min条件下搅拌混合30-60min，然后加入驱虫微胶囊和抗菌粒子，搅拌混合1h后，得到混合浆料；
10.第三步、将混合浆料在竹制品上涂覆成厚度为1-2um的涂膜，室温下干燥24h，得到竹制品保护膜。
11.进一步地，驱虫微胶囊由以下步骤制成：
12.步骤a1、将干辣椒粉按照料液比1g：20ml加入质量分数95％的乙醇溶液中，升温至55℃，频率50-55khz下超声提取45-60min，然后离心15min，减压抽滤，滤液旋蒸去除乙醇溶液，得到辣椒素；
13.步骤a2、将干燥的艾叶加入去离子水中，然后用柠檬酸调节ph值至4.0，浸泡24h后，功率200w下超声提取30min，80℃水浴加热2h，趁热用纱布过滤，滤液再抽滤取清液，真空冷冻干燥，得到艾叶提取物；
14.步骤a3、将明胶加入75-80℃去离子水中得到明胶溶液，将辣椒素和艾叶提取物加入乙酸乙酯中搅拌均匀，得到混合物a，向混合物a中加入明胶溶液后，加入醋酸调节ph值为
4.0，搅拌20-40min后，加入阿拉伯胶溶液，继续搅拌20min后，加入戊二醛，搅拌1-2h后，抽滤，滤饼于65℃下干燥至恒重，得到驱虫微胶囊。
15.进一步地，步骤a2中艾叶和去离子水用量比为20g：400-600ml。
16.进一步地，步骤a3中明胶溶液由明胶和去离子水按照1g：10ml混合而成，阿拉伯胶溶液由阿拉伯胶和去离子水按照0.5-1g：10ml混合而成，辣椒素、艾叶提取物、乙酸乙酯、明胶溶液和阿拉伯胶溶液的用量比为0.2g：0.3-0.5g：2.8-3.6ml：5-8ml：3.6-4.1ml，戊二醛用量为明胶和阿拉伯胶总质量的2-4％。
17.进一步地，抗菌粒子由以下步骤制成：
18.步骤s1、室温下，将十六烷基三甲基溴化铵加入去离子水中，磁力搅拌5min后，加入浓度0.05mol/l的硼氢化钠溶液，转速60-100r/min下搅拌20min后，滴加浓度0.1mol/l的硝酸银溶液，控制滴加速度1滴/秒，滴加结束后，持续反应10-20min，得到纳米银胶体，向纳米银胶体中加入无水乙醇，用冰醋酸调节ph值4，然后加入钛酸四丁酯，转速100-150r/min搅拌2h，然后转速3000r/min离心15-20min，沉淀用去离子水洗涤3-5次，最后置于25℃烘箱中干燥20min，500-550℃下煅烧1-2h，冷却，得到杂化颗粒；
19.步骤s2、将杂化颗粒、无水乙醇和去离子水超声分散20min，然后加入kh-550，搅拌反应2-4h，反应结束后，转速1000-2000r/min条件下离心，沉淀用蒸馏水洗涤3-5次，再于60℃烘箱中干燥至恒重，得到抗菌粒子。
20.进一步地，步骤s1中十六烷基三甲基溴化铵、去离子水、硼氢化钠溶液、硝酸银溶液、无水乙醇和钛酸四丁酯的用量比为65.4-72.1mg：200ml：5ml：2.1-2.5ml：50ml：0.32-0.5ml。
21.进一步地，步骤s2中杂化颗粒、无水乙醇、去离子水和kh-550的用量比为0.3-0.5g：15-20ml：40ml：1-3ml。
22.进一步地，成膜助剂为丙二醇丁醚或丙二醇甲醚醋酸酯。
23.进一步地，固化剂为二乙烯三胺和三乙烯四胺中的一种或两种按照任意比例混合而成。
24.本发明的有益效果：
25.本发明提供一种竹制品保护膜，采用水性环氧树脂和水性聚氨酯为主料，利用去离子水为溶剂，避免传统涂料有机溶剂挥发，产生污染问题，并且环氧树脂结构中含有极性较高的脂肪羟基和醚键，具有耐化学稳定性、附着力优异的特性，但是环氧树脂固化后脆性较大，聚氨酯中既含柔性的c-c链和c-o-c链，又含有活性酰胺基团，与环氧树脂相容好，两者能够交联形成互穿网络，因此本发明通过加入水性聚氨酯，提高环氧树脂的韧性，本发明以硼氢化钠为还原剂，钛酸四丁酯为钛源，制备了纳米银杂化二氧化钛粒子，进而通过偶联剂kh-550改性处理，得到抗菌粒子，纳米银作为银的一种特殊形态，粒径在1-100nm，颗粒极其微小，具有超强的活性及渗透性，杀菌效果远高于普通的金属银，纳米tio2既能吸收紫外线，又能反射、散射紫外线，还能透过可见光，并且具有光催化效应，将抗菌粒子加入保护膜材料中，能够有效提高保护膜的抗菌和耐老化性能，以辣椒素和艾叶提取物为芯材，明胶和阿拉伯胶为壁材，制备了驱虫微胶囊，其中辣椒素具有强烈的刺激性气味，艾叶提取物含有挥发油、桉叶烷等元素，具有良好的趋避活性，将二者微胶囊化可以掩盖其气味，达到缓释效果，长久地发挥趋避作用。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
27.实施例1
28.驱虫微胶囊由以下步骤制成：
29.步骤a1、将干辣椒粉按照料液比1g：20ml加入质量分数95％的乙醇溶液中，升温至55℃，频率50khz下超声提取45min，然后离心15min，减压抽滤，滤液旋蒸去除乙醇溶液，得到辣椒素；
30.步骤a2、将20g干燥的艾叶加入400ml去离子水中，然后用柠檬酸调节ph值至4.0，浸泡24h后，功率200w下超声提取30min，80℃水浴加热2h，趁热用纱布过滤，滤液再抽滤取清液，真空冷冻干燥，得到艾叶提取物；
31.步骤a3、将1g明胶加入10ml 75℃去离子水中得到明胶溶液，将0.2g辣椒素和0.3g艾叶提取物加入2.8ml乙酸乙酯中搅拌均匀，得到混合物a，向混合物a中加入5ml明胶溶液中，加入醋酸调节ph值为4.0，搅拌20min后，加入3.6ml阿拉伯胶溶液，继续搅拌20min后，加入戊二醛，搅拌1h后，抽滤，滤饼于65℃下干燥至恒重，得到驱虫微胶囊。
32.其中，阿拉伯胶溶液由阿拉伯胶和去离子水按照0.5g：10ml混合而成，戊二醛用量为明胶和阿拉伯胶总质量的2％。
33.实施例2
34.抗菌粒子由以下步骤制成：
35.步骤s1、室温下，将65.4mg十六烷基三甲基溴化铵加入200ml去离子水中，磁力搅拌5min后，加入5ml浓度0.05mol/l的硼氢化钠溶液，转速60r/min下搅拌20min后，滴加2.1ml浓度0.1mol/l的硝酸银溶液，控制滴加速度1滴/秒，滴加结束后，持续反应10min，得到纳米银胶体，向纳米银胶体中加入50ml无水乙醇，用冰醋酸调节ph值4，然后加入0.32ml钛酸四丁酯，转速100r/min搅拌2h，然后转速3000r/min离心15min，沉淀用去离子水洗涤3次，最后置于25℃烘箱中干燥20min，500℃下煅烧1h，冷却，得到杂化颗粒；
36.步骤s2、将0.3g杂化颗粒、15ml无水乙醇和40ml去离子水超声分散20min，然后加入1ml kh-550，搅拌反应2h，反应结束后，转速1000r/min条件下离心，沉淀用蒸馏水洗涤3次，再于60℃烘箱中干燥至恒重，得到抗菌粒子。
37.实施例3
38.驱虫微胶囊由以下步骤制成：
39.步骤a1、将干辣椒粉按照料液比1g：20ml加入质量分数95％的乙醇溶液中，升温至55℃，频率55khz下超声提取60min，然后离心15min，减压抽滤，滤液旋蒸去除乙醇溶液，得到辣椒素；
40.步骤a2、将20g干燥的艾叶加入600ml去离子水中，然后用柠檬酸调节ph值至4.0，浸泡24h后，功率200w下超声提取30min，80℃水浴加热2h，趁热用纱布过滤，滤液再抽滤取清液，真空冷冻干燥，得到艾叶提取物；
41.步骤a3、将1g明胶加入10ml 80℃去离子水中得到明胶溶液，将阿拉伯胶加入去离
子水中得到阿拉伯胶溶液，将0.2g辣椒素和0.5g艾叶提取物加入3.6ml乙酸乙酯中搅拌均匀，得到混合物a，向混合物a中加入8ml明胶溶液中，加入醋酸调节ph值为4.0，搅拌40min后，加入4.1ml阿拉伯胶溶液，继续搅拌20min后，加入戊二醛，搅拌2h后，抽滤，滤饼于65℃下干燥至恒重，得到驱虫微胶囊。
42.其中，阿拉伯胶溶液由阿拉伯胶和去离子水按照1g：10ml混合而成，戊二醛用量为明胶和阿拉伯胶总质量的4％。
43.实施例4
44.抗菌粒子由以下步骤制成：
45.步骤s1、室温下，将72.1mg十六烷基三甲基溴化铵加入200ml去离子水中，磁力搅拌5min后，加入5ml浓度0.05mol/l的硼氢化钠溶液，转速100r/min下搅拌20min后，滴加2.5ml浓度0.1mol/l的硝酸银溶液，控制滴加速度1滴/秒，滴加结束后，持续反应20min，得到纳米银胶体，向纳米银胶体中加入50ml无水乙醇，用冰醋酸调节ph值4，然后加入0.5ml钛酸四丁酯，转速150r/min搅拌2h，然后转速3000r/min离心20min，沉淀用去离子水洗涤5次，最后置于25℃烘箱中干燥20min，550℃下煅烧2h，冷却，得到杂化颗粒；
46.步骤s2、将0.5g杂化颗粒、20ml无水乙醇和40ml去离子水超声分散20min，然后加入3ml kh-550，搅拌反应4h，反应结束后，转速2000r/min条件下离心，沉淀用蒸馏水洗涤5次，再于60℃烘箱中干燥至恒重，得到抗菌粒子。
47.实施例5
48.一种竹制品保护膜，包括以下重量份原料：水性环氧树脂30份、实施例1的驱虫微胶囊1份、实施例2的抗菌粒子1份、水性聚氨酯1份、成膜助剂7份、消泡剂1份、流平剂0.1份、固化剂2份、二甲基乙醇胺1份、去离子水15份；
49.该竹制品保护膜由以下步骤制成：
50.第一步、将水性环氧树脂、水性聚氨酯和去离子水混合均匀得到混合物a，将成膜助剂、消泡剂、流平剂、固化剂和二甲基乙醇胺混合均匀得到混合物b；
51.第二步、将混合物a和混合物b加入搅拌罐中，转速100r/min条件下搅拌混合30min，然后加入驱虫微胶囊和抗菌粒子，搅拌混合1h后，得到混合浆料；
52.第三步、将混合浆料在竹制品上涂覆成厚度为1um的涂膜，室温下干燥24h，得到竹制品保护膜。
53.其中，成膜助剂为丙二醇丁醚，固化剂为二乙烯三胺。
54.实施例6
55.一种竹制品保护膜，包括以下重量份原料：水性环氧树脂32份、实施例3的驱虫微胶囊2份、实施例4的抗菌粒子1份、水性聚氨酯2份、成膜助剂9份、消泡剂1.5份、流平剂0.6份、固化剂3份、二甲基乙醇胺2份、去离子水18份；
56.该竹制品保护膜由以下步骤制成：
57.第一步、将水性环氧树脂、水性聚氨酯和去离子水混合均匀得到混合物a，将成膜助剂、消泡剂、流平剂、固化剂和二甲基乙醇胺混合均匀得到混合物b；
58.第二步、将混合物a和混合物b加入搅拌罐中，转速150r/min条件下搅拌混合40min，然后加入驱虫微胶囊和抗菌粒子，搅拌混合1h后，得到混合浆料；
59.第三步、将混合浆料在竹制品上涂覆成厚度为1.5um的涂膜，室温下干燥24h，得到
竹制品保护膜。
60.其中，成膜助剂为丙二醇丁醚，固化剂为二乙烯三胺。
61.实施例7
62.一种竹制品保护膜，包括以下重量份原料：水性环氧树脂35份、实施例2的驱虫微胶囊3份、实施例4的抗菌粒子1份、水性聚氨酯5份、成膜助剂12份、消泡剂2份、流平剂1份、固化剂4份、二甲基乙醇胺5份、去离子水30份；
63.该竹制品保护膜由以下步骤制成：
64.第一步、将水性环氧树脂、水性聚氨酯和去离子水混合均匀得到混合物a，将成膜助剂、消泡剂、流平剂、固化剂和二甲基乙醇胺混合均匀得到混合物b；
65.第二步、将混合物a和混合物b加入搅拌罐中，转速200r/min条件下搅拌混合60min，然后加入驱虫微胶囊和抗菌粒子，搅拌混合1h后，得到混合浆料；
66.第三步、将混合浆料在竹制品上涂覆成厚度为2um的涂膜，室温下干燥24h，得到竹制品保护膜。
67.其中，成膜助剂为丙二醇丁醚，固化剂为二乙烯三胺。
68.对比例1
69.将实施例5中的驱虫微胶囊去除，其余原料及制备过程不变。
70.对比例2
71.将实施例6中的抗菌粒子去除，其余原料及制备过程不变。
72.对比例3
73.本对比例为三裕化工(深圳)有限公司出售的木材防腐涂料，将该木材防腐涂料在竹制品上涂覆成厚度为2um的涂膜，干燥后，得到保护膜。
74.将实施例4-6和对比例1-3的保护膜进行性能测试，测试标准如下：
75.耐水性：参照标准gb/t1733-1993测试，将各组试材置于水中浸泡，观察15d后有无起泡、脱落现象；
76.附着力：参照标准gb/t9286-1998测试；
77.柔韧性：参照标准gb/t1731-1993测试；
78.抗白蚁性能试验：参照美国木板保护者协会标准awpae1-09进行，试验用白蚁为家白蚁，试验持续时间为3个月，测试防蛀等级(0-10)；
79.抗菌性：参照标准hg/t3950-2007《抗菌涂料》测试，测试菌种为大肠杆菌；
80.抗菌持久性：取各组保护膜片材，室温放置6天，向保护膜片材上滴加等量的大肠杆菌培养液，然后将保护膜片材放置恒温培养箱中培养一天，测试保护膜片材上细菌的扩增率，扩增率＝(培养后的细菌数量-培养前细菌的数量)/培养前细菌的数量
×
100％；；
81.测试结果如表1所示：
82.表1
83.[0084][0085]
由表1可以看出，实施例5-7的保护膜在耐水性、附着力、柔韧性、抗菌性和抗菌持久性测试过程中表现均优于对比例1-3，具有良好抗菌效果，说明驱虫微胶囊和抗菌粒子共同作用减少了小动物的啃食和细菌的滋生，使保护膜的使用寿命更长。
[0086]
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0087]
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。