[發明專利]一種用納米纖維素對木材進行防腐和加固的方法

有效

• 申請號: 202010524023.8
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111702900B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 盧蕓;王慧慶;馬星霞;劉波
• 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;B27K3/34;B27K3/52;B27K3/16;B27K3/18
• 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

本發明屬于一種用納米纖維素對木材進行防腐和加固的方法，方法是木材界面經過納米纖維素的修飾，使用納米級無機物對修飾后的木材進行防腐處理，再使用加壓浸漬法將納米二氧化硅、納米碳酸鈣具有增強作用的無機納米粒子對木材細胞壁進行加固，得到防腐性能穩定且不易受力破壞的防腐加固木材。本發明能用較為簡單的工藝得到防腐性能穩定、抗流失性強且持久、耐磨性好、不易受力破壞的防腐加固木材。

技術領域

本發明屬于一種用納米纖維素對木材進行防腐和加固的方法。

背景技術

木材如今廣泛進入室內使用，但由于木材易受到霉菌或腐朽菌的侵蝕、且耐磨、性差導至其性能會大大的降低，其外表的美觀程度也會受損。因此迫切需要具有防腐、耐磨特性的木材，因為其可延長木材的貯存期，使木材的使用性能保持長期穩定，使木材的外觀不發生較大變化，減少不必要耗損，據有極高的經濟價值。

現有專利中的木材防腐劑可分為以下幾大類：無機硼類木材防腐劑、、有機殺菌消毒劑類、植物源木材防腐劑及最近的納米木材防腐劑等，但這些木材防腐劑都存在著一定的問題，如耐腐效果差、抗流失性差、抗菌時間短、污染環境、抑制的菌類較少、毒性較大及防腐效果不穩定等。

近年來，對于木材表面封護劑的相關研究有很多，主要采用非天然高分子聚合物如聚丙烯、聚四氟乙烯等，這些材料具有高的接觸角、高透明度或多功能化特點。但仍存在微細結構強度低、耐磨性差、易老化、制備過程繁瑣、環保性能差等不足。

當前，納米纖維素基材料在超疏水研究方面有了一定進展，如已成功制備納米纖維素超疏水膜等，如專利公開號CN108032393A介紹了一種基于納米二氧化硅和乳化蠟改性防腐處理方法，用上述材料的防腐改性劑對木材進行處理，以提高木材改性防腐性能。但經這些材料處理的木材仍存在微細結構強度低、抗流失性差、耐磨性差、易老化、制備過程繁瑣、環保性能差等不足。

發明內容

本發明的目的是提供一種用納米纖維素對木材進行防腐和加固的方法，用較為簡單的工藝得到防腐性能穩定、抗流失性強且持久、耐磨性好、不易受力破壞的防腐加固木材。

為此，本發明的方法是木材界面經過納米纖維素的修飾，使用納米級無機物對修飾后的木材進行防腐處理，再使用加壓浸漬法將納米二氧化硅、納米碳酸鈣具有增強作用的無機納米粒子對木材細胞壁進行加固，得到防腐性能穩定且不易受力破壞的防腐加固木材，包括如下步驟：

(1)將木材浸泡在裝有納米纖維素水懸浮液的反應釜中，25～30℃室溫下，抽真空浸泡30～60min，獲得納米纖維素修飾的木材。

（2）取硫酸銅、檸檬酸、去離子水倒入容器中，攪拌至完全溶解，獲得Cu²⁺溶液。

（3）將納米纖維素修飾木材，浸泡在步驟（2）中的Cu²⁺ 溶液中，攪拌6～8min。再將容器放入預熱的恒溫槽中，加入過量的次磷酸鈉，攪拌反應1～4小時，取出納米纖維素修飾后的防腐處理木材。

（4）將納米纖維素修飾后的防腐處理木材用去離子水清洗2～3次，并水浸8～15h，最后在室溫下干燥，獲得納米氧化銅納米纖維素修飾木材。

（5）取1～4質量份納米二氧化硅或納米碳酸鈣、300～400質量份去離子水，攪拌，再使用均質儀進行均質，經過4～7次均質，得到納米二氧化硅膠體，或納米碳酸鈣膠體，將步驟（3）中獲得的納米氧化銅納米纖維素修飾木材浸泡在裝有納米二氧化硅膠體，或納米碳酸鈣膠體的浸漬處理罐中，室溫下抽真空，罐內真空度為0.05MPa～0.09MPa，保真空時間為30～60min，最后在室溫下干燥，獲得具有防腐增強性能的木材。

所述的納米纖維素的種類包括纖維素微纖絲、納米纖維素晶體、細菌納米纖維素及改性納米纖維素，以及上述纖維素的任意混合物。

所述的納米纖維素水懸浮液濃度為0.1～0.45%。