[發明專利]一種高滲透性樹脂型木材增強改性劑及高效浸漬處理控制方法

在審

• 申請號: 201510979285.2
• 申請日: 2015-12-23
• 公開（公告）號: CN105563579A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 呂文華;劉君良;柴宇博;鄭雅嫻;許茂松;王雪玉
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院木材工業研究所
• 主分類號: B27K3/08
• 分類號: B27K3/08;B27K3/50;B27K3/52
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 閆立德

技術領域

本發明屬于一種可對難浸注木材進行有效滲透的高活性高滲透樹脂型木材增強改性劑及高效浸漬處理控制方法。

背景技術

我國人工林面積居世界第一，由于人工林木材存在密度小、材質軟、強度低等缺陷，需要進行增強改性處理，才能實現其高附加值利用，從而促進我國人工林資源優勢向經濟優勢轉化。但有些木材（如杉木）浸注難一直以來是木材改性專家力圖攻克的難題。由于杉木木材紋孔通常被無定形物質沉積和形成完全結殼的紋孔膜等原因，滲透性差，國內外研究人員曾分別提出機械處理、溶劑置換處理、蒸汽爆破、水熱處理、微生物處理和冷凍干燥等多種改善木材滲透性的方法，但從沒有用于杉木的成功報道。所以，提高改性藥液滲透性、改良浸漬處理工藝，從而實現對難浸注木材的有效滲透是解決難浸注人工林木材改性的關鍵。

國內外學者對樹脂浸漬改性進行了大量研究，多致力于提高低質木材的密度、尺寸穩定性及力學性能。樹脂浸漬改性存在的問題：改性液分子量偏大、粘度較高，難以實現對大規格板材的均勻、有效滲透；改性液的制備過程中，游離甲醛含量超標，對人體和環境有害；藥劑儲存期較短，短期內易渾濁，不能重復利用；改性木材表面吸潮，影響油漆和膠合性能；樹脂浸漬增強處理在提高木材強度的同時常會引起韌性降低；改性處理綜合成本較高。因此，低成本、低甲醛、保韌、增強、可重復利用、高滲透、低分子量有機樹脂的研制是樹脂浸漬改性要解決的重要問題。

發明內容

本發明的目的是設計一種高滲透性樹脂型木材增強改性劑及高效浸漬處理控制方法,可對難浸注的木材進行充分滲透，顯著改善木材性能，經該方法改性的人工林軟質木材，具有密度大，強度高，韌性好，尺寸穩定，阻燃，防霉防腐，加工性能好，生產環保，使用效果好,附加值高等優點。

為此,本發明的方法有如下步驟：

(1)按照三聚氰胺、甲醛、甲醇、尿素摩爾比為1:2～2.5:0.5～1.0:0.2～1.0的配比備料，增韌劑加入量為三聚氰胺的10%～30%；

(2)將占三聚氰胺重量份30%～35%的三聚氰胺和占三聚氰胺重量份10%～30%的增韌劑加入反應釜中，升溫攪拌，用乙酸調節溶液pH值為4.5～6.0，升溫至80～90℃，反應60～90分鐘，得到三聚氰胺和增韌劑混合液；

(3）將反應釜降低溫度至60℃，加入甲醛和剩余的三聚氰胺，用濃度20%氫氧化鈉溶液調節溶液pH值為8.0～9.0，溫度控制在70～80℃，反應40～60分鐘，得到醚化增韌的三聚氰胺甲醛樹脂混合液；

(4)在醚化增韌的三聚氰胺甲醛樹脂混合液中加入占尿素重量份80%～85%的尿素和全部甲醇，用濃度40%氫氧化鈉溶液調節溶液pH值為11.5～12.5，升溫至65～75℃，反應60分鐘，降低溫度至60～62℃，加入剩余尿素，用濃度10%鹽酸溶液調節溶液PH值為7.0～8.0，繼續反應，得到醚化增韌的三聚氰胺甲醛樹脂以及脲醛樹脂的混合液。

(5）當反應液與水的混合倍數為1：5～10時，降溫至30～60℃，加入占醚化增韌的三聚氰胺甲醛樹脂以及脲醛樹脂的混合液體積5%～7%的阻聚劑，降低溫度至40℃以下，得到增強保韌改性劑；

(6）將增強保韌改性劑加水，調配成質量百分數為10%～30%的水溶液，加入占水溶液體積1%～10%的阻燃劑和占水溶液體積0.05%～5%的防霉防腐劑，混合均勻，得到高滲透性樹脂型木材增強改性劑；

(7）將含水率為10%或以下的人工林木材置入密閉的浸漬處理罐中，抽真空使罐內負壓為-0.08～-0.10MPa，保持30～60分鐘；利用浸漬處理罐內的負壓作用將高滲透高活性樹脂型木材增強保韌改性劑注入處理罐并充分淹沒木材，解除真空，向罐體內施加0.4～1.2MPa的氣壓，保持1～4小時；

(8）解除浸漬處理罐壓力，抽真空使罐內負壓為-0.08～-0.10MPa，保持30～60分鐘；解除真空，向罐體內施加0.4～1.2MPa的氣壓，保持1～4小時；以相同或在范圍內不同的壓力和時間交替進行抽真空、卸壓、加壓、保壓、卸壓過程，共計2～5次；

(9）解除浸漬處理罐的壓力，將剩余的高滲透性樹脂型木材增強改性劑排出、收集并重復使用，取出經過浸漬處理的木材，碼垛，氣干至含水率50%以下，再進行窯干，干燥溫度40～160℃，干燥時間7～17天，最終得到含水率為8%～12%的改性木材。

所述的增韌劑為聚乙二醇、聚硅氧烷、聚乙烯醇、二甘醇、聚丙二醇縮水甘油醚中的一種,或多種的組合。