[發明專利]一種含磷苯并咪唑衍生物改性劑在木材中的原位生成方法

有效

• 申請號: 201310299782.9
• 申請日: 2013-07-17
• 公開（公告）號: CN103358372A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 袁利萍;胡云楚;伍國云;陳旬;田梁材;王潔;徐晨浩;吳義強
• 申請（專利權）人: 中南林業科技大學
• 主分類號: B27K3/08
• 分類號: B27K3/08;B27K3/50
• 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

本發明涉及木材材性改良技術領域，具體為一種含磷苯并咪唑衍生物改性劑在木材中的原位生成方法。

背景技術

木材是傳統的建筑和家具裝飾材料，對木材進行改性，賦予木材更好的防水、尺寸穩定、耐磨、耐腐蝕、阻燃等性能一直是木材加工領域的熱點課題。目前，很多有機阻燃劑的合成條件苛刻，且對環境不友好，成本較高，抗流失性差，能同時起到防水、防蟲、阻燃的改性劑更是少之又少。

傳統的木材改性處理中，所使用的改性劑要么分子量較大、要么顆粒大，難以浸入木材中；或者為了提高浸注效率，不得不采用易溶于水的改性劑或阻燃劑，易導致不耐淋洗、容易吸潮返霜，如：CN201010214843.3“合成樹脂浸漬木材改性的工藝方法”的主要成分是酚醛樹脂；CN201210123456.8“一種速生木材阻燃增硬耐磨一體化處理方法”所采用改性劑是納米氫氧化鋁和硅烷偶聯劑的懸浮水溶液；CN200910076762.9“木材改性用組合物及其制備方法和應用”主要組份為磷酸、含氮有機物、硼酸鹽、磷酸氫二銨、氯化銨；CN94111437.6“木材阻燃技術”阻燃劑為含磷酸氫二銨、硼酸、明礬的飽和水溶液或磷酸加氨水、磷酸銨、磷酸二氫銨、磷酸氫銨的飽和水溶液；在CN201210194615.3“一種基于原位聚合法改性速生木材的方法”中，首先合成尿醛樹脂改性液，然后再將尿醛樹脂改性液浸入木材中聚合固化。

上述針對木材改性所使用的改性劑，易溶于水侵入木材中對木材進行改良，但是改性劑在對木材改良后也容易流出，不能在木材中固化，導致木材的吸濕性降低尺寸不穩定性，不耐淋洗、容易吸潮返霜，影響木材的阻燃性。因此，如何提高木材的密實性、疏水性、耐水性、抗壓強度和耐磨性，并使木材具有良好的尺寸穩定性和阻燃防火特性；在木材中添加的改性劑同時既不溶于水，也不溶于有機溶劑，具有易進難出的特點是本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種含磷苯并咪唑衍生物改性劑在木材中的原位生成方法，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：

一種含磷苯并咪唑衍生物改性劑在木材中的原位生成方法，首先將鄰苯二胺酸化，其次將酸化后的鄰苯二胺與膦酰基羥基乙酸（HPAA）溶液混合得改性處理液，然后將改性處理液充分浸漬木質材料，同時在密閉條件下通過加熱保溫使在酸化后的鄰苯二胺與HPAA在木材中原位反應生成含磷苯并咪唑衍生物，而后保持密閉條件，冷卻，陳化；最后取出反應后的木質材料，洗滌，干燥，即得在木材原位生成含磷苯并咪唑衍生物改性劑。在木材改性劑生成反應過程中，利用化學反應scheme?1，在木材孔道中或表面原位生成一種難溶于水、也難溶于有機溶劑的含磷苯并咪唑衍生物，含磷苯并咪唑衍生物中極性的羥基與木材中的羥基形成氫鍵或其他化學鍵合后緊密附著在木材表面，非極性的苯環具有疏水性有效提高木材的吸濕性降低尺寸穩定性，且含磷苯并咪唑衍生物是一種含N、P阻燃元素的化合物，同時賦予木材良好的阻燃性；其反應式如下：

包括如下步驟：

????(1)首先將鄰苯二胺酸化，其次將酸化后的鄰苯二胺與HPAA溶液按照摩爾比為0.8:1～1.5:1混合得改性處理液；

????(2)將步驟?(1)所得改性處理液，充分浸漬木質材料；

????(3)在密閉條件下通過加熱保溫促進酸化后的鄰苯二胺與HPAA在木材中原位反應生成含磷苯并咪唑衍生物；

????(4)待步驟?(3)反應結束后，保持密閉條件，冷卻，陳化；

????(5)取出經過步驟(4)反應后的木質材料，洗滌，干燥。

在本發明中，步驟?(1)中所述鄰苯二胺酸化溶液酸度為0.8～1.0mol/L的磷酸溶液或1.0～4.0mol/L的鹽酸溶液；HPAA溶液為HPAA的水溶液，濃度為30～50%。???

????在本發明中，步驟(2)中所述木質材料為原木、薄板、木屑、木粉、纖維板、造紙原料。

在本發明中，步驟(2)中所述浸漬為常壓浸漬或真空-加壓浸漬。

在本發明中，步驟(3)中所述反應溫度為120℃～150℃，保溫反應時間0.5～4小時。

在本發明中，步驟(4)中所述步驟?(3)反應結束后，冷卻陳化時間大于24小時。

在本發明中，步驟(5)中所述洗滌為去離子水或純水洗滌。

在本發明中，步驟(5)中所述干燥：實木試樣根據干燥基準，放入干燥窯中進行通風干燥；木粉試樣在105～120℃烘箱中干燥6～12小時。