[發明專利]一種多功能微納米結構改性木材的制備方法

在審

• 申請號: 202011276433.1
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN114505935A
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 黃文飛
• 申請（專利權）人: 深圳碳十四科技創新有限公司
• 主分類號: B27K3/08
• 分類號: B27K3/08;B27K5/00;B27K5/04;B27K3/52;B27K3/32;B27K3/20;B27K3/18;B27K3/02
• 代理公司: 北京化育知識產權代理有限公司 11833
• 代理人: 尹均利

本發明公開了一種多功能微納米結構改性木材的制備方法，其中改性溶液A包括以下重量份組成：硅烷偶聯劑0.1?5份、硅酸鈉1?20份、糠醇1?50份、催化劑0.1?5份，以及去離子水100份，木板在浸泡罐內浸泡一段時間后，改性溶液A被木板吸收，通過向浸泡罐內加入適量的改性溶液B，并通過后期的高溫干燥，促使已吸收至木材細胞壁及細胞空隙的改性溶液與木材的木質纖維素表面的羥基、羧基發生交聯反應，生成微納米網狀結構，使得木材的力學結構得到改變，使得本改性木材的硬度、彈性模量和抗彎強度得到顯著提高。

技術領域

本發明涉及木材改性技術領域，具體為一種多功能微納米結構改性木材的制備方法。

背景技術

隨著天然林保護不斷加強，天然商品林被禁伐以及國際木材進口渠道的緊縮，森林采伐由天然林向人工林快速轉變，人工林已經逐步成為我國木材工業的主要原材料。然而，人工速生長木材，如楊木、桉木、杉木、松木、柳木和桃花心等，由于其材質軟、強度低、易變形，難以滿足高端木材制品的需求，沒有得到高效利用。為實現人工林木材資源的有效配置，人工林木材的改性越來越重要。未來我國木材改性的重點仍是抵擋木材的高檔化，從提高木材的密度、強度，改善木材的尺寸穩定性等方面提高木材的利用率，延長木材的使用壽命。

木質資源材料含有豐富的極性羥基基團，在水分進入或析出時會出現體積的濕脹或干縮。這種脹縮是各向異性的，從而會造成木質資源材料幾何形狀的不穩定性；有時因脹縮的各向不均勻性，還會導致木質資源材料發生開裂、翹曲等弊病。為了克服濕脹、干縮給木質資源材料使用帶來的障礙，可以通過各種物理、化學手段進行處理，從而使木材具備更優的性能，如耐磨性、高彈性和抗彎強度等，從而延長木材的使用壽命。

改性木材是通過采用改性劑在木材細胞壁內與其組成成分發生反應形成牢固的化學鍵結合型界面，定向對木材細胞壁增厚，使木材的物理力學性能顯著改善，得到性能優良的改性材，是木材改性技術的發展趨勢。改性木材的力學性能是根據改性溶液的配方以及處理工藝的變化而不同的。申請號為CN201811252454.2公開的木材改性方法中，其改性劑的主要成分為糠醇、聚乙烯作為有機改性劑，改善了糠醇改性木材脆性較大的問題。申請號為201911293129.5提出了一種無機改性劑，分別引入硅溶膠、硅酸鈉、硅酸鉀溶液中的一種或幾種作改性劑組份A，Ca(OH)₂溶液，飽和CaCl2溶液和飽和Ca(NO3)2溶液中的一種或幾種作為改性劑組份B，通過A混合液與B混合液的反應，改善木材性能。申請號為201811069590.8提出采用有機與無機材料混的的改性劑，主要由聚乙烯醇、硅酸鈉、二氧化硅、氧化鎂、三氧化二鋁、氧化鋅、硅酸鋁水配置而成，所得改性木材的力學性能有所提高。

然而，雖讓經過改性處理的木材的力學性能及耐久性相比原木有所提高，但是長期暴露在高溫高濕的環境下，仍然會發生一定的膨脹及變形，影響其使用壽命。目前，該問題的普遍解決方法為在改性木材表面涂上一層防水涂層。

針對上述問題，本發明提供了一種多功能微納米結構改性木材的制備方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多功能微納米結構改性木材的制備方法，在浸泡過程中，對浸泡罐內進行加壓或改變壓力處理，并設置不同重量份組成的改性溶液，使得改性木材的性能更好，從而解決了背景技術中的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種多功能微納米結構改性木材的制備方法，包括以下步驟：

S01：配制改性溶液A及B；

S02：木板放置改性溶液A中加溫加壓在超聲條件下浸泡；

S03：清空S02浸泡液，加入適量改性溶液B；

S04：將浸泡過的原木進行加壓、干燥和成型處理。

進一步地，步驟S01中改性溶液A包括以下重量份組成：硅烷偶聯劑0.1-5份、硅酸鈉1-20份、糠醇1-50份、催化劑0.1-5份，以及去離子水100份。