[發明專利]納米碳酸鈣改性人工林木材的方法

無效

• 申請號: 201310014472.8
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN103112067A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 袁光明;宮飛飛;張南南;陳超
• 申請（專利權）人: 中南林業科技大學
• 主分類號: B27K3/16
• 分類號: B27K3/16;B27K3/08
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 謝德珍

技術領域

本發明涉及木材處理工藝，尤其涉及采用無機粉體納米材料納米碳酸鈣改性人工林木材的方法。?

背景技術

隨著科學技術的不斷發展和人們生活水平的不斷進步，木材基于健康、綠色、無污染、可再生等特點，受到人們的青睞；但是，人們對森林資源的掠奪性開發使得森林面積的大幅度逐年縮小，木材資源、尤其是優質木材資源日益緊缺，木材加工工業原料結構已經從原有的以天然林為主轉為以人工林、次生林、小徑材等為主。但是人工林等的材性較差；且如沿用原有加工工藝加工時，效果也并不好。研究發現，利用材料之間的復合效應和協同效應，來進行以木材為基體材料的復合改性，將是重點發展的方向。?

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種納米碳酸鈣改性人工林木材的方法，以解決上述背景技術中的缺點。?

本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：?

納米碳酸鈣改性人工林木材的方法，是將納米碳酸鈣于水中分散及表面改性后，形成懸浮液，對人工林木材進行浸泡處理的工藝，具體而言，可以通過以下步驟來實現。

①預處理：選用杉木、楊木等人工林木材，制成一定尺寸的板材或方材，進行干燥處理，含水量控制為當地平衡含水量；?

②改性液配備：將經干燥的納米碳酸鈣投入水中，再添加納米碳酸鈣重量3~5%的表面改性劑進行表面改性，最終形成納米碳酸鈣重量百分比濃度為3~5%的懸浮液，其中，按照重量，納米碳酸鈣與表面改性劑的比例為100:3-5，納米碳酸鈣+表面改性劑與水的比例為100:3-5；

③改性液分散：將配備好的改性液高速剪切分散30min左右，轉速為16,000r/m，再超聲分散20?min左右，分散處理時保持納米碳酸鈣水懸浮液溫度為75℃；

④木材改性處理：將經過預處理的木材放入改性機組，將分散處理好的改性液注入改性機組，使木材直接浸漬的改性液中，封閉改性機組，先抽成真空，保持30min左右，加壓至0.7MPa，保持24小時，同時保證溫度為70~80℃，其中，按照重量，納米碳酸鈣與木材的比例為100:3~5；

⑤后處理：將改性機組的壓力和溫度降低至常溫常壓，打開改性機組，排出改性液，取出木材水洗，風干至表面無明顯水跡殘留，移至干燥室干燥，含水量控制為當地平衡含水量為宜。

在本發明中，所述納米碳酸鈣為平均粒度100nm的微粒，使納米碳酸鈣微粒能夠通過浸漬而進入到木材內。?

在本發明中，所述整個流程中所采用的水均為去離子水，避免水中電荷對改性過程產生影響。?

有益效果：?

本發明克服了傳統的木材改性劑難以深入木材內部，尤其是不能與木材組分形成牢固結合、改性過程環境污染、改性后的產品性能提高不顯著、產品使用范圍受到限制、使用過程影響環境等問題，經過處理后的木材，其木材纖維等組織及外觀均無明顯變化，但其表面硬度、耐磨性、沖擊韌性、防水等性能得到顯著提高。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面舉實例對本發明進行詳細描述。?

選材：樹種為杉木，含水率13%，規格長1200mm，寬50mm，厚50mm的方材選取250根，合計0.75m³，干燥密度為0.371g/cm³；?

改性液：經分散與改性處理的納米碳酸鈣水基懸浮液，納米碳酸鈣與木材重量比例為100：5，含量為5%的改性浸漬液重量為556.5kg，利用率按照50%計，平均有效浸漬深度≥11mm；

浸漬機組真空度：-0.08MPa，抽真空時間30min；

浸漬機組壓力：0.7MPa，保持壓力時間12h；

改性后坯料表面水洗后，氣干然后進入干燥室，在110±3℃下干燥192h。

由于納米碳酸鈣粒子的表面活性，它們與細胞壁及胞間層木材組分中的羥基等活性基團形成牢固的結合；因此經復合改性處理后的杉木方材的力學指標，相對于其改性前的素材提高如下：?

測試件的表面磨耗量平均減少20.85%，弦面平均硬度平均增加42.58%，而其徑面硬度平均增加36.83%。

以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。?