[發明專利]一種用于木材乙酰化生產的裝置系統及工藝

有效

• 申請號: 201310450977.9
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN103522377A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 周志宏;顧衛忠;李俊嶺;崔偉;高貴林;王培新;劉文艷
• 申請（專利權）人: 上海焦化有限公司
• 主分類號: B27K3/10
• 分類號: B27K3/10;B27K3/36
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 許亦琳;余明偉

技術領域

本發明涉及一種用于木材乙酰化生產的裝置系統及工藝，尤其涉及一種生產尺寸穩定性好、環境友好型的木材乙酰化處理以及除味干燥的裝置系統及工藝。

背景技術

木材的化學改性可定義為將一種簡單活性物質接合到木材細胞壁聚合物上，有或沒有催化劑的條件下，在兩者間形成共價鍵，從而改進木材性能的過程。已有許多與木材化學改性有關的化學反應發表，但除了木材乙酰化，其他木材化學改性技術都尚未完成其研究階段。

實木化學改性的效率以反應物深入細胞壁的程度衡量。液態醋酸酐與木材反應在乙酰增重(WPG)4%左右時，乙酰基較多地分布在S2層；WPG在10%左右時，分布在S2層和胞間層的比率接近；WPG在20%左右時，分布在胞間層的略多。乙酰基在木材中能否長期穩定曾被質疑過，為此，國外的學者以3個月為周期在30%和90%相對濕度下交替放置的實驗進行了20余年，未見變化或變化很小。

乙酰化木材具有優良的性能，乙酰化使木材的吸濕性顯著降低，從而影響木材的力學性能，并能顯著提高木材的耐腐性和尺寸穩定性。乙酰化木材主要應用于車輛、運動器械、軍事裝備和建筑等領域中對穩定性和耐久性要求較高的產品。比如，乙酰化木材可用于室外門窗、潮濕房間中的制品和護墻板、室外用門皮和窗戶元件、輕型體育運動用品、汽車零件和室外用家具等。

用醋酸酐對木材乙酰化可以通過氣相法，也可以通過液相法來完成，研究結果發現，氣相法的乙酰化木材，很難達到乙酰化均勻，且改性木材的性能較差。采用氣相處理時，長時間強酸介質中高溫處理使木材發生降解，導致木材本身強度降低，同時，藥品擴散速率與試件厚度平方成反比，因此氣相處理只適合于薄單板。另外，很多酸、堿、鹽和其他化合物曾被用來催化木材的乙酰化，雖都有不同的效果，但也被指摘對木材的性能有不良影響，反應液的回收更困難等。

在文獻和早期的專利文件中出現的許多著作僅僅涉及小木材規格的、實驗室制備的木材樣品的耐久性和尺寸穩定性。這些研究對于當對較大木材規格、如通常用于建筑業和商業的木材規格進行乙酰化時這些所期望的性能的引入、實現，基本沒有進行記載。

而現有的實驗室用醋酸酐酯化木材處理工藝，多采用二甲苯或氯化烴等溶劑作稀釋劑，以吡啶、硫酸或無水高氯酸鎂等為催化劑，將木材與醋酸酐接觸進行酯化反應來實現。

雖然催化劑的加入提高了酯化反應的速度，但同時也給后續的分離、回收再利用造成了很大困難，并且現有技術的酯化木材處理工藝后期干燥周期長，且易發生木材翹曲、內裂等干燥缺陷，導致成品合格率過低。

因此，在現有技術的基礎上開發出一種工藝簡單、反應液易分離，且能夠使得到的酯化材料具有優異性質的木材的酯化處理工藝，將具有很大的工業應用價值。

更進一步地，要通過木材乙酰化的生產過程工藝開發來提高乙酰化技術在木材工業上的應用。

采用乙酰化技術生產的木材無毒環保，可用性高，具有無毒、尺寸穩定、防蟲耐腐、抗紫外線等優點，適宜戶外用材。它杰出的耐久性意味著沒必要再進行化學防腐處理，用于戶外時，不會在土壤中留存有害物質。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種用于木材乙酰化生產的裝置系統以及利用所述的裝置系統的木材乙酰化生產工藝，不使用催化劑，處理液可以回收利用，具有反應時間較短、反應過程易控制以及結果重現性好的特點。

一種用于木材乙酰化生產的裝置系統，包括配料儲罐、液體輸送泵、換熱器Ⅰ、高壓乙酰化罐、冷凝器、氣液分離罐、真空泵和母液收集罐。