[發明專利]一種硅酸鹽阻燃致密木材的制備方法

有效

• 申請號: 201911424871.5
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111037686B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 王飛
• 申請（專利權）人: 河南農業大學
• 主分類號: B27K3/02
• 分類號: B27K3/02;B27K3/08;B27K5/00
• 代理公司: 焦作加貝專利代理事務所(普通合伙) 41182
• 代理人: 馮新志

本發明公開了一種硅酸鹽阻燃致密木材的制備方法，屬于阻燃致密木材的制備方法技術領域。本發明通過木材成分脫除、硅酸鹽滲透和高溫熱壓過程等步驟形成致密的層壓木材結構，在提高阻燃成分抗流失性的同時，徹底解決游離甲醛釋放和浸漬改性材脆性大、成本高等問題，顯著改善木材的力學強度和阻燃性能。且本發明成本低，工藝簡單，不需要昂貴樹脂合成裝置，浸漬壓力低，易控制，干燥周期短；綠色環保，無甲醛釋放，減少環境污染；并且同時提高了木材的強度、韌性和阻燃性能。本發明對于人工林低質木材增強?阻燃改性具有較高的參考價值，適于推廣應用。

技術領域

本發明屬于阻燃致密木材的制備方法技術領域，具體涉及一種硅酸鹽阻燃致密木材的制備方法。

背景技術

在天然林全面禁伐導致木材供需矛盾緊張的背景下，改善低質人工林木材品質，實現其功能化高效利用，是我國林業可持續發展的一項重要戰略決策。針對人工林木材密度小、強度低、易燃燒等缺陷，現階段主要采用樹脂浸漬改性與阻燃處理聯合的一體化技術(有機樹脂復配無機阻燃劑)，全面改善木材性能的同時提高無機阻燃成分的抗流失性，實現木材的高效高附加值利用。

然而傳統樹脂復配阻燃劑聯合改性木材的沖擊韌性大幅下降，在生產和使用過程中釋放游離甲醛和揮發性有機化合物，且浸漬材干燥成本較高，因此有必要制備一種環境友好、低成本的兼具優異機械強度和阻燃性能的改性木材。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術的不足，而提供一種硅酸鹽阻燃致密木材的制備方法，本發明通過木材成分脫除、硅酸鹽滲透和高溫熱壓過程形成致密的層壓木材結構，在提高阻燃成分抗流失性的同時，徹底解決游離甲醛釋放和浸漬改性材脆性大、成本高等問題，顯著改善木材的力學強度和阻燃性能。

本發明采用如下技術方案：

一種硅酸鹽阻燃致密木材的制備方法，包括如下步驟：

步驟一，木材成分的脫除：將木材進行干燥，備用；然后配制酸性亞氯酸鈉溶液；將干燥后的木材放入酸性亞氯酸鈉溶液中，升溫，保持液面始終高于木材樣品，煮沸，以脫除木材中部分半纖維素和木質素；最后用蒸餾水多次沖洗木材以除去殘留的化學物質；

步驟二，改性硅酸鹽阻燃劑的制備：選取一定模數的硅酸鈉，配制一定質量分數的硅酸鈉溶液，在此基礎上緩慢滴加3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550，純度97％)，恒溫勻速攪拌，制得無色透明的改性硅酸鹽阻燃劑；

步驟三，改性硅酸鹽阻燃劑浸漬處理：將步驟一所得脫除部分成分的木材放入密封的浸漬容器中，先進行抽真空處理，然后在真空條件下將改性硅酸鹽阻燃劑加入到浸漬容器內，直到改性硅酸鹽阻燃劑完全淹沒容器內的木材，再將真空釋放，抽真空和真空釋放過程重復數次，最后將浸漬材取出；

步驟四，浸漬材高溫熱壓處理：將浸漬材放入熱壓機中，在一定壓力下，升至一定溫度，保持一定時間，制得所述硅酸鹽阻燃致密木材。

其中一些實施例中，步驟一中所述木材在103±5℃的條件下干燥24h。

其中一些實施例中，步驟一中所述配制酸性亞氯酸鈉溶液具體為：用蒸餾水配制質量分數2％～3％的亞氯酸鈉溶液，加入冰醋酸(98％)調節溶液pH值為4～6，即得所述酸性亞氯酸鈉溶液；

其中一些實施例中，步驟一中所述升溫至溫度為100℃，所述煮沸時間為6～24h；

其中一些實施例中，步驟二中所述硅酸鈉的模數為2.3～3.3，所述硅酸鈉溶液的質量分數為30％～40％。

其中一些實施例中，步驟二中所述恒溫勻速攪拌具體為：在50℃恒溫條件下均速攪拌30min，所述攪拌速度為500～1000r/min，加入的所述3-氨基丙基三乙氧基硅烷的質量為所述硅酸鈉溶液質量的1％～3％；