CN101954663A - 环保型塑合木的制备方法 - Google Patents
环保型塑合木的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101954663A CN101954663A CN 201010281962 CN201010281962A CN101954663A CN 101954663 A CN101954663 A CN 101954663A CN 201010281962 CN201010281962 CN 201010281962 CN 201010281962 A CN201010281962 A CN 201010281962A CN 101954663 A CN101954663 A CN 101954663A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- retort
- timber
- wood plastic
- plastic composite
- keep
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Abstract
环保型塑合木的制备方法，它涉及塑合木的制备方法。本发明解决了现有的塑合木的制备方法中单体挥发严重及单体转化率低的问题。本方法：一、将有机单体、引发剂和聚合促进剂混合均匀，得到浸渍液；二、将木材和浸渍液加入到反应罐中，抽真空处理；三、充入空气加压处理；四、将木材用铝箔包裹，先常温常压下放置，然后加热处理，得到环保型塑合木。本发明单体的转化率高达75％～88％，塑合木在后期应用过程中无挥发、无异味，塑合木的顺纹抗压强度为90MPa～120MPa，连续浸水200h后的抗胀率为40％～52％，尺寸稳定性好，真菌侵蚀12周后塑合木的失重率为7％～14％，防腐性能强。可用作建筑和室内装饰材料。
Description
技术领域
本发明涉及塑合木的制备方法。
背景技术
木材在生产生活的各个领域都有广泛的应用，但由于木材易于腐朽降解、易于干缩湿胀而变形开裂等缺陷，以及速生树种的木材性能低劣等都限制了木材的应用。对这些木材的改性通常通过在木材多孔结构中原位生成聚合物，制得塑合木的方式实现。现有的塑合木的制备方法是用乙烯类和/或丙烯酸类单体作为主反应单体浸注到木材中，经过聚合反应得到塑合木，但这些单体的沸点低、蒸气压高、毒性大、生产过程中挥发严重致使环境受到污染且操作危险；同时该类单体反应不完全，单体的转化率低，仅为40％～50％，使残留单体留存于木材中难以除去，导致塑合木常带有难闻气味，及应用后期缓慢释放毒性单体，污染环境等。
发明内容
本发明是为了解决现有的塑合木的制备方法中单体挥发严重及单体转化率低的问题，而提供的环保型塑合木的制备方法。
本发明的环保型塑合木的制备方法按以下步骤进行：一、按质量百分比称取89％～93.5％的有机单体、0.5％～1％的引发剂和6％～10％的聚合促进剂，并混合均匀，得到浸渍液；二、将木材和经步骤一得到的浸渍液加入到反应罐中，并使木材浸没于浸渍液中，将反应罐密闭后抽真空至-0.08MPa～-0.095MPa，并保持15min～25min；三、解除真空恢复至常压，然后再向反应罐中通入空气，使反应罐中的压力达到0.8MPa～1MPa，并保持20min～30min；四、将反应罐的压力降至常压，取出木材，再用铝箔纸将浸渍后的木材包裹起来，先在室温常压状态下放置12h～24h，然后加热至温度为75℃～85℃并保持8h～10h，拆除铝箔纸，再继续加热至温度为105℃～115℃并保持8h～10h，即得环保型塑合木；其中步骤一中所述的有机单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、烯丙基缩水甘油醚(AGE)，或者是乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、二乙二醇二甲基丙烯酸酯(DEGDMA)、三乙二醇二甲基丙烯酸酯(TEGDMA)、聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯(PEG-200DMA)和聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯(PEG-400DMA)中的一种或其中几种与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的组合；或者是乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、二乙二醇二甲基丙烯酸酯(DEGDMA)、三乙二醇二甲基丙烯酸酯(TEGDMA)、聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯(PEG-200DMA)和聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯(PEG-400DMA)中一种或其中几种与烯丙基缩水甘油醚(AGE)的组合；步骤一中的引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)或过氧化苯甲酰(BPO)；步骤一中所述的聚合促进剂为环烷酸钴和氯化锌的一种或其中两种的组合。
本发明的环保型塑合木的制备方法还可以按以下步骤进行：一、按质量百分比称取89％～93.5％的有机单体、0.5％～1％的引发剂和6％～10％的促进剂，并混合均匀，得到浸渍液；二、将木材和经步骤一得到的浸渍液加入到反应罐中，并使木材浸没于浸渍液中，将反应罐密闭后抽真空至-0.08MPa～-0.095MPa，并保持15min～25min；三、解除真空恢复至常压，然后再向反应罐中通入空气，使反应罐中的压力达到0.8MPa～1MPa，并保持20min～30min；四、将反应罐的压力降至常压，取出木材，再用铝箔纸将浸渍后的木材包裹起来，先在室温常压状态下放置12h～24h，然后加热至温度为75℃～85℃并保持8h～10h，拆除铝箔纸，即得环保型塑合木；步骤一中所述的有机单体为乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、二乙二醇二甲基丙烯酸酯(DEGDMA)、三乙二醇二甲基丙烯酸酯(TEGDMA)、聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯(PEG-200DMA)或聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯(PEG-400DMA)；步骤一中的引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)或过氧化苯甲酰(BPO)；步骤一中所述的聚合促进剂为环烷酸钴和氯化锌的一种或其中两种的组合。
本发明的方法先将木材抽真空，使木材多孔结构中的空气抽出，单体混合液顺势进入木材多孔结构中，再通过加压手段使液体均匀充满木材细胞腔，然后在加热的条件下，使单体聚合，得到有机聚合物与木材复合的塑合木。本发明采用的有机单体密度＞1.0g/cm3，粘度都属于mpa·s(25℃)级，能保证单体溶液对木材的顺利浸注，单体为高沸点和低蒸气压的有机物，本身具有不易挥发的特性，而且在木材浸注后，采用铝箔纸包覆，使单体难以挥发，同时在温度及聚合促进剂辅助作用下迅速聚合，单体的转化率高达75％～88％，使制备的塑合木在后期应用过程中无挥发、无异味。有机单体具有较高的极性，可与木材基质发生化学反应或形成氢键，使聚合后形成的聚合物与木材基质间存在较强的界面相互作用力，得到的塑合木的顺纹抗压强度为90MPa～120MPa，连续浸水200h后的抗胀率为40％～52％，尺寸稳定性好，真菌侵蚀12周后塑合木的失重率为7％～14％，防腐性能强。此外本发明的方法操作过程简便，仅靠中低温加热引发单体聚合，不采用电磁辐照、氮气保护等复杂、昂贵的手段，保留木材本色，制备的塑合木属绿色环保型木质复合材料，可广泛用作各种建筑和室内装饰材料。
附图说明
图1是具体实施方式十二制备的以苯乙烯为单体的塑合木的扫描电镜照片；图2是具体实施方式十二制备的以甲基丙烯酸甲酯为单体的塑合木的扫描电镜照片；图3是具体实施方式十二制备的环保型塑合木的扫描电镜照片；图4是具体实施方式二十三制备的环保型塑合木的扫描电镜照片；图5是具体实施方式二十四制备的环保型塑合木的扫描电镜照片。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的环保型塑合木的制备方法按以下步骤进行：一、按质量百分比称取89％～93.5％的有机单体、0.5％～1％的引发剂和6％～10％的聚合促进剂，并混合均匀，得到浸渍液；二、将木材和经步骤一得到的浸渍液加入到反应罐中，并使木材浸没于浸渍液中，将反应罐密闭后抽真空至-0.08MPa～-0.095MPa，并保持15min～25min；三、解除真空恢复至常压，然后再向反应罐中通入空气，使反应罐中的压力达到0.8MPa～1MPa，并保持20min～30min；四、将反应罐的压力降至常压，取出木材，再用铝箔纸将浸渍后的木材包裹起来，先在室温常压状态下放置12h～24h，然后加热至温度为75℃～85℃并保持8h～10h，拆除铝箔纸，再继续加热至温度为105℃～115℃并保持8h～10h，即得环保型塑合木；其中步骤一中所述的有机单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、烯丙基缩水甘油醚(AGE)，或者是乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、二乙二醇二甲基丙烯酸酯(DEGDMA)、三乙二醇二甲基丙烯酸酯(TEGDMA)、聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯(PEG-200DMA)和聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯(PEG-400DMA)中的一种或其中几种与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的组合；或者是乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、二乙二醇二甲基丙烯酸酯(DEGDMA)、三乙二醇二甲基丙烯酸酯(TEGDMA)、聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯(PEG-200DMA)和聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯(PEG-400DMA)中一种或其中几种与烯丙基缩水甘油醚(AGE)的组合；步骤一中的引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)或过氧化苯甲酰(BPO)；步骤一中所述的聚合促进剂为环烷酸钴和氯化锌的一种或其中两种的组合。
本实施方式中有机单体为组合物时，各组合物按任意比组合。
本实施方式的聚合促进剂为组合物时，各聚合促进剂按任意比组合。
本实施方式的方法先将木材抽真空，使木材多孔结构中的空气抽出，单体混合液顺势进入木材多孔结构中，再通过加压手段使液体均匀充满木材细胞腔，然后在加热的条件下，使单体聚合，得到有机聚合物与木材复合的塑合木。本实施方式采用的有机单体密度＞1.0g/cm3，粘度都属于mpa·s(25℃)级，能保证单体溶液对木材的顺利浸注，单体为高沸点和低蒸气压的有机物，而且在木材浸注后，采用铝箔纸包覆，使单体难以挥发损失，同时在温度及聚合促进剂辅助作用下迅速聚合，单体的转化率高达75％～88％，使制备塑合木在应用过程中无挥发、无异味。有机单体具有较高的极性，可与木材基质发生化学反应或形成氢键，使聚合后形成的聚合物与木材基质间存在较强的界面相互作用力，得到的塑合木的顺纹抗压强度为90MPa～120MPa，连续浸水200h后的抗胀率为40％～52％，尺寸稳定性好，真菌侵蚀12周后塑合木的失重率为7％～14％，防腐性能强。此外本实施方式的操作过程简便，仅靠中低温加热引发单体聚合，不采用电磁辐照、氮气保护等复杂、昂贵的手段，保留木材本色，制备的塑合木属绿色环保型木质复合材料，
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中按质量百分比称取90.1％～92.4％的有机单体、0.6％～0.9％的引发剂和7％～9％的聚合促进剂。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中按质量百分比称取91.2％的有机单体、0.8％的引发剂和8％的聚合促进剂。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤二中反应罐密闭后抽真空至-0.082MPa～-0.092MPa，并保持17min～23min。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤二中反应罐密闭后抽真空至-0.087MPa，并保持20min。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤三中反应罐中的压力达到0.82MPa～0.95MPa，并保持21min～28min。其它与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤三中反应罐中的压力达到0.85MPa，并保持25min。其它与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤四中木材先在室温常压状态下放置13h～22h，然后加热至温度为77℃～83℃并保持8.5h～9.5h。其它与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤四中木材先在室温常压状态下放置18h，然后加热至温度为80℃并保持9h。其它与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤四中木材拆除铝箔纸后，再继续加热至温度为107℃～113℃并保持8.5h～9.5h。其它与具体实施方式一至九之一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤四中木材拆除铝箔纸后，再继续加热至温度为110℃并保持9h。其它与具体实施方式一至九之一相同。
具体实施方式十二：本实施方式的环保型塑合木的制备方法按以下步骤进行：一、按质量百分比称取91.2％的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、0.8％的偶氮二异丁腈(AIBN)、2％的环烷酸钴和6％的氯化锌，并混合均匀，得到浸渍液；二、将木材和经步骤一得到的浸渍液加入到反应罐中，并使木材浸没于浸渍液中，将反应罐密闭后抽真空至-0.08MPa，并保持20min；三、解除真空恢复至常压，然后再向反应罐中通入空气，使反应罐中的压力达到0.8MPa，并保持25min；四、将反应罐的压力降至常压，取出木材，再用铝箔纸将浸渍后的木材包裹起来，先在室温常压状态下放置24h，然后加热至温度为80℃并保持9h，拆除铝箔纸，再继续加热至温度为110℃并保持10h，即得环保型塑合木。
作为对比，以苯乙烯为聚合单体的塑合木的制备方法按以下步骤制进行：a、称取苯乙烯及偶氮二异丁腈(AIBN)，其中偶氮二异丁腈(AIBN)的质量为苯乙烯质量的0.8％，并将偶氮二异丁腈(AIBN)加入到苯乙烯中搅拌均匀，得到苯乙烯单体混合液；b、将木材和经步骤a得到的单体混合液加入到反应罐中，密闭后抽真空至-0.08MPa，并保持20min；c、解除真空恢复至常压，然后再空气加压，使反应罐中的压力达到0.8MPa，并保持20min；d、将反应罐的压力降至常压，然后取出木材，再用铝箔纸将浸渍后的木材包裹起来，先在室温常压状态下放置18h，然后加热至温度为80℃并保持9h，拆除铝箔纸，最后抽真空至恒重，即得以苯乙烯为聚合单体的塑合木。
作为对比，以甲基丙烯酸甲酯为聚合单体的塑合木的制备方法按以下步骤制进行：a、称取甲基丙烯酸甲酯及偶氮二异丁腈(AIBN)，其中偶氮二异丁腈(AIBN)的质量为甲基丙烯酸甲酯质量的0.8％，并将偶氮二异丁腈(AIBN)加入到甲基丙烯酸甲酯中搅拌均匀，得到甲基丙烯酸甲酯单体混合液；b、将木材和经步骤a得到的单体混合液加入到反应罐中，密闭后抽真空至-0.08MPa，并保持20min；c、解除真空恢复至常压，然后再空气加压，使反应罐中的压力达到0.8MPa，并保持20min；d、将反应罐的压力降至常压，然后取出木材，再用铝箔纸将浸渍后的木材包裹起来，先在室温常压状态下放置18h，然后加热至温度为80℃并保持9h，拆除铝箔纸，最后抽真空至恒重，即得以甲基丙烯酸甲酯为聚合单体的塑合木。
本实施方式作为对比的以苯乙烯为单体的塑合木的扫描电镜照片如图1所示，从图1可以看出，木材较大的导管腔没有充入聚合物，或者是仅仅部分被聚合物填充，较小的木纤维腔也有部分未充满聚合物，这是因为苯乙烯沸点低、蒸气压高，且与木材基质的结合力弱，在聚合温度下易于挥发使部分单体未充分聚合转化为聚合物所致。
本实施方式作为对比的以甲基丙烯酸甲酯为单体制备的塑合木的扫描电镜照片如图2所示，从图2可以看出，木材较大的导管腔没有充入聚合物，或者是仅仅部分被聚合物填充，这是因为甲基丙烯酸甲酯沸点低、蒸气压高，且与木材基质的结合力弱，在聚合温度下易于挥发使部分单体未充分聚合转化为聚合物所致。
而本实施方式的环保型塑合木是以甲基丙烯酸缩水甘油酯为单体制备的，本实施方式制备的环保型塑合木的扫描电镜照片如图3所示，从图3可以看出，聚合物填充满了整个木材端面细胞腔，该塑合木采用的有机单体密度1.042g/cm3，粘度为2.0mPa·s(25℃)，沸点为189℃，蒸气压为0.5kPa(20℃)，而且无色、无味，单体溶液顺利浸注木材后，采用铝箔纸包覆，使单体难以挥发，同时在温度及聚合促进剂辅助作用下迅速聚合，单体的转化率高达80.5％，使制备的塑合木保持了木材本色，且在应用过程中无挥发、无异味。该极性有机单体与木材基质发生化学反应，使聚合后形成的聚合物与木材基质间存在较强的界面相互作用力，得到的塑合木的顺纹抗压强度为101.19MP，连续浸水200h后的抗胀率为52％，尺寸稳定性好。
塑合木的防腐性能按以下步骤进行测试：将已称重的待测试件于0.1MPa下蒸汽消毒30min后，置于装有事先培养好的真菌的培养瓶中，用医用脱脂棉封口；然后将装有试件和真菌的培养瓶放入温度为28℃，湿度为80％的恒温恒湿箱中，保存12周；最后取出试件，干燥至恒重，擦除木材表面的污渍后称重，计算真菌侵蚀前后试件的失重率。本实施方式制备的塑合木真菌侵蚀12周后的失重率为7.66％，防腐性能强。
本实施方式操作过程简便，仅靠中低温加热引发单体聚合，不采用电磁辐照、氮气保护等复杂、昂贵的手段，保留木材本色，制备的塑合木属绿色环保型木质复合材料，可广泛用作各种建筑和室内装饰材料。
具体实施方式十三：本实施方式的环保型塑合木的制备方法按以下步骤进行：一、按质量百分比称取70％的烯丙基缩水甘油醚(AGE)、20％聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯(PEG-400DMA)、1％的偶氮二异丁腈(AIBN)、2％的环烷酸钴和7％的氯化锌，并混合均匀，得到浸渍液；二、将杨木材和经步骤一得到的浸渍液加入到反应罐中，并使木材浸没于浸渍液中，将反应罐密闭后抽真空至-0.085MPa，并保持22min；三、解除真空恢复至常压，然后再向反应罐中通入空气，使反应罐中的压力达到0.9MPa，并保持25min；四、将反应罐的压力降至常压，取出木材，用铝箔纸将浸渍后的木材包裹起来，先在室温常压状态下放置18h，然后加热至温度为85℃并保持10h，拆除铝箔纸，将木材再加热至温度为105℃并保持8h，即得到环保型塑合木。
本实施方式以烯丙基缩水甘油醚(AGE)和聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯(PEG-400DMA)为单体制备的塑合木，其聚合物填充满了整个木材端面细胞腔，该塑合木采用的有机单体密度较大，粘度低适合浸注，沸点高，蒸气压低，而且无色、无难闻气味，单体溶液顺利浸注木材后，采用铝箔纸包覆，使单体难以挥发，同时在温度及聚合促进剂辅助作用下迅速聚合，单体的转化率高达86.2％，使制备塑合木保持了木材本色，且在应用过程中无挥发、无异味。该极性有机混合单体与木材基质发生化学反应或形成氢键，使聚合后形成的聚合物与木材基质间存在较强的界面相互作用力，得到的塑合木的顺纹抗压强度为110.2MP，连续浸水200h后的抗胀率为48％，尺寸稳定性好，真菌侵蚀12周后塑合木的失重率为8.5％，防腐性能强。此外本实施方式操作过程简便，仅靠中低温加热引发单体聚合，不采用电磁辐照、氮气保护等复杂、昂贵的手段，保留木材本色，制备的塑合木属绿色环保型木质复合材料，可广泛用作各种建筑和室内装饰材料。
具体实施方式十四：本实施方式的环保型塑合木的制备方法按以下步骤进行：一、按质量百分比称取89％～93.5％的有机单体、0.5％～1％的引发剂和6％～10％的促进剂，并混合均匀，得到浸渍液；二、将木材和经步骤一得到的浸渍液加入到反应罐中，并使木材浸没于浸渍液中，将反应罐密闭后抽真空至-0.08MPa～-0.095MPa，并保持15min～25min；三、解除真空恢复至常压，然后再向反应罐中通入空气，使反应罐中的压力达到0.8MPa～1MPa，并保持20min～30min；四、将反应罐的压力降至常压，取出木材，再用铝箔纸将浸渍后的木材包裹起来，先在室温常压状态下放置12h～24h，然后加热至温度为75℃～85℃并保持8h～10h，拆除铝箔纸，即得环保型塑合木；步骤一中所述的有机单体为乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、二乙二醇二甲基丙烯酸酯(DEGDMA)、三乙二醇二甲基丙烯酸酯(TEGDMA)、聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯(PEG-200DMA)或聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯(PEG-400DMA)；步骤一中的引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)或过氧化苯甲酰(BPO)；步骤一中所述的聚合促进剂为环烷酸钴和氯化锌的一种或其中两种的组合。
本实施方式的方法先将木材抽真空，使木材多孔结构中的空气抽出，单体混合液顺势进入木材多孔结构中，再通过加压手段使液体均匀充满木材细胞腔，然后在加热的条件下，使单体聚合，得到有机聚合物与木材复合的塑合木。本实施方式采用的有机单体密度＞1.0g/cm3，粘度都属于mpa·s(25℃)级，能保证单体溶液对木材的顺利浸注，单体为高沸点和低蒸气压的有机物，而且在木材浸注后，采用铝箔纸包覆，使单体难以挥发损失，同时在温度及聚合促进剂辅助作用下迅速聚合，单体的转化率高达75％～88％，使制备塑合木在应用过程中无挥发、无异味。有机单体具有较高的极性，可与木材基质发生化学反应或形成氢键，使聚合后形成的聚合物与木材基质间存在较强的界面相互作用力，得到的塑合木的顺纹抗压强度为90MPa～120MPa，连续浸水200h后的抗胀率为40％～52％，尺寸稳定性好，真菌侵蚀12周后塑合木的失重率为7％～14％，防腐性能强。此外本实施方式操作过程简便，仅靠中低温加热引发单体聚合，不采用电磁辐照、氮气保护等复杂、昂贵的手段，保留木材本色，制备的塑合木属绿色环保型木质复合材料，可广泛用作各种建筑和室内装饰材料。
具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式十四不同的是：步骤一中按质量百分比称取90.1％～92.4％的有机单体、0.6％～0.9％的引发剂和7％～9％的聚合促进剂。其它与具体实施方式十四相同。
具体实施方式十六：本实施方式与具体实施方式十四不同的是：步骤一中按质量百分比称取91.2％的有机单体、0.8％的引发剂和8％的聚合促进剂。其它与具体实施方式十四相同。
具体实施方式十七：本实施方式与具体实施方式十四至十六之一不同的是：步骤二中反应罐密闭后抽真空至-0.082MPa～-0.092MPa，并保持17min～23min。其它与具体实施方式十四至十六之一相同。
具体实施方式十八：本实施方式与具体实施方式十四至十六之一不同的是：步骤二中反应罐密闭后抽真空至-0.087MPa，并保持20min。其它与具体实施方式十四至十六之一相同。
具体实施方式十九：本实施方式与具体实施方式十四至十八之一不同的是：步骤三中反应罐中的压力达到0.82MPa～0.95MPa，并保持21min～28min。其它与具体实施方式十四至十八之一相同。
具体实施方式二十：本实施方式与具体实施方式十四至十八之一不同的是：步骤三中反应罐中的压力达到0.85MPa，并保持25min。其它与具体实施方式十四至十八之一相同。
具体实施方式二十一：本实施方式与具体实施方式十四至二十之一不同的是：步骤四中木材先在室温常压状态下放置13h～22h，然后加热至温度为77℃～83℃并保持8.5h～9.5h。其它与具体实施方式十四至二十之一相同。
具体实施方式二十二：本实施方式与具体实施方式十四至二十之一不同的是：步骤四中木材先在室温常压状态下放置18h，然后加热至温度为80℃并保持9h。其它与具体实施方式十四至二十之一相同。
具体实施方式二十三：本实施方式的环保型塑合木的制备方法按以下步骤进行：一、按质量百分比称取92.4％的乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、0.6％的偶氮二异丁腈(AIBN)、1％的环烷酸钴和6％的氯化锌，并混合均匀，得到浸渍液；二、将木材和经步骤一得到的浸渍液加入到反应罐中，并使木材浸没于浸渍液中，将反应罐密闭后抽真空至-0.090MPa，并保持25min；三、解除真空恢复至常压，然后再向反应罐中通入空气，使反应罐中的压力达到0.8MPa，并保持22min；四、将反应罐的压力降至常压，取出木材，再用铝箔纸将浸渍后的木材包裹起来，先在室温常压状态下放置15h，然后加热至温度为82℃并保持10h，拆除铝箔纸，即得环保型塑合木；
本实施方式以乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为单体制备的环保型塑合木的扫描电镜照片如图4所示，从图4可以看出，聚合物填充满了整个木材端面细胞腔，该塑合木采用的有机单体密度1.054g/cm3，粘度为6.0mPa·s(25℃)，沸点为100℃，蒸气压＜0.1mmHg(21.1℃)，而且无色、无味，单体溶液顺利浸注木材后，采用铝箔纸包覆，使单体难以挥发，同时在温度及聚合促进剂辅助作用下迅速聚合，单体的转化率高达75.0％，使制备塑合木保持了木材本色，且在应用过程中无挥发、无异味。该有机单体具有较高的极性，可与木材基质形成氢键，使聚合后形成的聚合物与木材基质间存在较强的界面相互作用力，得到的塑合木的顺纹抗压强度为90.8MP，连续浸水200h后的抗胀率为43.8％，尺寸稳定性好，真菌侵蚀12周后塑合木的失重率为13.6％，防腐性能强。此外本实施方式操作过程简便，仅靠中低温加热引发单体聚合，不采用电磁辐照、氮气保护等复杂、昂贵的手段，保留木材本色，制备的塑合木属绿色环保型木质复合材料，可广泛用作各种建筑和室内装饰材料。
具体实施方式二十四：本实施方式的环保型塑合木的制备方法按以下步骤进行：一、按质量百分比称取93％的聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯(PEG-200DMA)、1％的过氧化苯甲酰(BPO)和6％的环烷酸钴，并混合均匀，得到浸渍液；二、将木材和经步骤一得到的浸渍液加入到反应罐中，并使木材浸没于浸渍液中，将反应罐密闭后抽真空至-0.08MPa，并保持25min；三、解除真空恢复至常压，然后再向反应罐中通入空气，使反应罐中的压力达到0.9MPa，并保持25min；四、将反应罐的压力降至常压，取出木材，再用铝箔纸将浸渍后的木材包裹起来，先在室温常压状态下放置24h，然后加热至温度为85℃并保持9h，拆除铝箔纸，即得环保型塑合木。
本实施方式以聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯(PEG-200DMA)为单体制备的环保型塑合木的扫描电镜照片如图5所示，从图5可以看出，聚合物填充满了整个木材端面细胞腔，该塑合木采用的有机单体密度1.122g/cm3，粘度为25mPa·s(25℃)，沸点＞200℃，蒸气压＜0.1mmHg(25℃)，而且无色、无味，单体溶液顺利浸注木材后，采用铝箔纸包覆，使单体难以挥发，同时在温度及聚合促进剂辅助作用下迅速聚合，单体的转化率高达83.05％，使制备的塑合木保持了木材本色，且在应用过程中无挥发，无异味。该有机单体具有较高的极性，可与木材基质形成氢键作用，使聚合后形成的聚合物与木材基质间存在较强的界面相互作用力，得到的塑合木的顺纹抗压强度为113.34MP，连续浸水200h后的抗胀率为50.19％，尺寸稳定性好，真菌侵蚀12周后塑合木的失重率为11.01％，防腐性能强。此外本实施方式操作过程简便，仅靠中低温加热引发单体聚合，不采用电磁辐照、氮气保护等复杂、昂贵的手段，保留木材本色，制备的塑合木属绿色环保型木质复合材料，可广泛用作各种建筑和室内装饰材料。
Claims (10)
1.环保型塑合木的制备方法，其特征在于环保型塑合木的制备方法按以下步骤进行：一、按质量百分比称取89％～93.5％的有机单体、0.5％～1％的引发剂和6％～10％的聚合促进剂，并混合均匀，得到浸渍液；二、将木材和经步骤一得到的浸渍液加入到反应罐中，并使木材浸没于浸渍液中，将反应罐密闭后抽真空至-0.08MPa～-0.095MPa，并保持15min～25min；三、解除真空恢复至常压，然后再向反应罐中通入空气，使反应罐中的压力达到0.8MPa～1MPa，并保持20min～30min；四、将反应罐的压力降至常压，取出木材，再用铝箔纸将浸渍后的木材包裹起来，先在室温常压状态下放置12h～24h，然后加热至温度为75℃～85℃并保持8h～10h，拆除铝箔纸，再继续加热至温度为105℃～115℃并保持8h～10h，即得环保型塑合木；其中步骤一中所述的有机单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚，或者是乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯和聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯中的一种或其中几种与甲基丙烯酸缩水甘油酯的组合；或者是乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯和聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯中一种或其中几种与烯丙基缩水甘油醚的组合；步骤一中的引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰；步骤一中所述的聚合促进剂为环烷酸钴和氯化锌的一种或其中两种的组合。
2.根据权利要求1所述的环保型塑合木的制备方法，其特征在于步骤一中按质量百分比称取90.1％～92.4％的有机单体、0.6％～0.9％的引发剂和7％～9％的聚合促进剂。
3.根据权利要求1或2所述的环保型塑合木的制备方法，其特征在于步骤二中反应罐密闭后抽真空至-0.082MPa～-0.092MPa，并保持17min～23min。
4.根据权利要求3所述的环保型塑合木的制备方法，其特征在于步骤三中反应罐中的压力达到0.82MPa～0.95MPa，并保持21min～28min。
5.根据权利要求1、2或4所述的环保型塑合木的制备方法，其特征在于步骤四中木材先在室温常压状态下放置13h～22h，然后加热至温度为77℃～83℃并保持8.5h～9.5h。
6.根据权利要求5所述的环保型塑合木的制备方法，其特征在于步骤四中木材拆除铝箔纸后，再继续加热至温度为107℃～113℃并保持8.5h～9.5h。
7.环保型塑合木的制备方法，其特征在于环保型塑合木的制备方法还可以按以下步骤进行：一、按质量百分比称取89％～93.5％的有机单体、0.5％～1％的引发剂和6％～10％的促进剂，并混合均匀，得到浸渍液；二、将木材和经步骤一得到的浸渍液加入到反应罐中，并使木材浸没于浸渍液中，将反应罐密闭后抽真空至-0.08MPa～-0.095MPa，并保持15min～25min；三、解除真空恢复至常压，然后再向反应罐中通入空气，使反应罐中的压力达到0.8MPa～1MPa，并保持20min～30min；四、将反应罐的压力降至常压，取出木材，再用铝箔纸将浸渍后的木材包裹起来，先在室温常压状态下放置12h～24h，然后加热至温度为75℃～85℃并保持8h～10h，拆除铝箔纸，即得环保型塑合木；步骤一中所述的有机单体为乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯或聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯；步骤一中的引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰；步骤一中所述的聚合促进剂为环烷酸钴和氯化锌的一种或其中两种的组合。
8.根据权利要求7所述的环保型塑合木的制备方法，其特征在于步骤一中按质量百分比称取90.1％～92.4％的有机单体、0.6％～0.9％的引发剂和7％～9％的聚合促进剂。
9.根据权利要求7或8所述的环保型塑合木的制备方法，其特征在于步骤三中反应罐中的压力达到0.82MPa～0.95MPa，并保持21min～28min。
10.根据权利要求9所述的环保型塑合木的制备方法，其特征在于步骤四中木材先在室温常压状态下放置13h～22h，然后加热至温度为77℃～83℃并保持8.5h～9.5h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102819620A CN101954663B (zh) | 2010-09-15 | 2010-09-15 | 环保型塑合木的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102819620A CN101954663B (zh) | 2010-09-15 | 2010-09-15 | 环保型塑合木的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101954663A true CN101954663A (zh) | 2011-01-26 |
| CN101954663B CN101954663B (zh) | 2012-05-23 |
Family
ID=43482377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010102819620A Expired - Fee Related CN101954663B (zh) | 2010-09-15 | 2010-09-15 | 环保型塑合木的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101954663B (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107030822A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-08-11 | 广西大学 | 一种多功能木材的改性剂及改性方法 |
| CN107538586A (zh) * | 2016-06-24 | 2018-01-05 | 安徽大家建筑装饰工程有限公司 | 一种家具板材的处理工艺 |
| CN108422514A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-08-21 | 南京林业大学 | 防水竹/木材的改性方法 |
| CN108582349A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-09-28 | 苏州凌科特新材料有限公司 | 一种耐热木质复合材料的制备方法 |
| CN109705261A (zh) * | 2017-10-26 | 2019-05-03 | 中国林业科学研究院木材工业研究所 | 一种环保型木材改性剂及其应用和木材改性处理方法 |
| CN112895048A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-06-04 | 浙江农林大学 | 一种霉腐竹木材再利用的方法 |
| CN117086967A (zh) * | 2023-09-04 | 2023-11-21 | 华南农业大学 | 一种增强增韧可塑性木材的制造方法及其应用 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3539386A (en) * | 1968-10-31 | 1970-11-10 | Gen Mills Inc | Wood treating process and product |
| US4276329A (en) * | 1979-05-16 | 1981-06-30 | Envirosol Systems International, Ltd. | Wood treatment process and product thereof |
| JPH01136704A (ja) * | 1987-11-25 | 1989-05-30 | Matsushita Electric Works Ltd | 木材の寸法安定化処理法 |
| US5133834A (en) * | 1988-11-08 | 1992-07-28 | Biofoam Industries, Inc. | Process of forming an expanded lightweight foamed product from rice hulls |
| CN101011834A (zh) * | 2007-02-08 | 2007-08-08 | 赵永生 | 高密度耐水复合木质材料及制作方法 |
| CN101049709A (zh) * | 2007-03-01 | 2007-10-10 | 赵永生 | 纳米复合木质材料及制备方法 |
| CN101100079A (zh) * | 2007-07-13 | 2008-01-09 | 北京工业大学 | 核壳型多功能复合木材前驱液及其制备方法 |
-
2010
- 2010-09-15 CN CN2010102819620A patent/CN101954663B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3539386A (en) * | 1968-10-31 | 1970-11-10 | Gen Mills Inc | Wood treating process and product |
| US4276329A (en) * | 1979-05-16 | 1981-06-30 | Envirosol Systems International, Ltd. | Wood treatment process and product thereof |
| US4276329B1 (zh) * | 1979-05-16 | 1985-05-14 | ||
| JPH01136704A (ja) * | 1987-11-25 | 1989-05-30 | Matsushita Electric Works Ltd | 木材の寸法安定化処理法 |
| US5133834A (en) * | 1988-11-08 | 1992-07-28 | Biofoam Industries, Inc. | Process of forming an expanded lightweight foamed product from rice hulls |
| CN101011834A (zh) * | 2007-02-08 | 2007-08-08 | 赵永生 | 高密度耐水复合木质材料及制作方法 |
| CN101049709A (zh) * | 2007-03-01 | 2007-10-10 | 赵永生 | 纳米复合木质材料及制备方法 |
| CN101100079A (zh) * | 2007-07-13 | 2008-01-09 | 北京工业大学 | 核壳型多功能复合木材前驱液及其制备方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107538586A (zh) * | 2016-06-24 | 2018-01-05 | 安徽大家建筑装饰工程有限公司 | 一种家具板材的处理工艺 |
| CN107030822A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-08-11 | 广西大学 | 一种多功能木材的改性剂及改性方法 |
| CN109705261A (zh) * | 2017-10-26 | 2019-05-03 | 中国林业科学研究院木材工业研究所 | 一种环保型木材改性剂及其应用和木材改性处理方法 |
| CN108422514A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-08-21 | 南京林业大学 | 防水竹/木材的改性方法 |
| CN108582349A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-09-28 | 苏州凌科特新材料有限公司 | 一种耐热木质复合材料的制备方法 |
| CN112895048A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-06-04 | 浙江农林大学 | 一种霉腐竹木材再利用的方法 |
| CN117086967A (zh) * | 2023-09-04 | 2023-11-21 | 华南农业大学 | 一种增强增韧可塑性木材的制造方法及其应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101954663B (zh) | 2012-05-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101954663B (zh) | 环保型塑合木的制备方法 | |
| CN101905471B (zh) | 木材-有机-无机杂化复合材料的制备方法 | |
| CN102001117A (zh) | 疏水性木材的制备方法 | |
| CN103568088B (zh) | 甲基丙烯酸甲酯在木材中本体聚合制备玻璃化木材的方法 | |
| CN101966716A (zh) | 具有良好界面相容性的塑合木的制备方法 | |
| US11820041B2 (en) | Process for supercritical or subcritical partial delignification and filling of a lignocellulosic material | |
| CN109705261A (zh) | 一种环保型木材改性剂及其应用和木材改性处理方法 | |
| CN102001116B (zh) | 利用含硅化合物处理细胞壁与聚合物填充细胞腔联合改性木材的方法 | |
| CN101602214A (zh) | 一种阻燃改性木的制备方法 | |
| CN101549508B (zh) | 一种木材功能性改良的技术方法 | |
| CN103991116A (zh) | 速生木材通过多效复合改性处理制备强化实木板材的方法 | |
| CN101954662A (zh) | 利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法 | |
| CN101381244A (zh) | 一种增强柔性石墨板的制备方法 | |
| CN107486906A (zh) | 一种改进木制品防腐阻燃性的方法 | |
| CN106426451A (zh) | 一种人工速生林木材多功能化处理的方法 | |
| CN102773892B (zh) | 基于纳米poss掺杂的木材-有机-无机杂化纳米复合材料的制备方法 | |
| CN107599086A (zh) | 一种基于环保树脂增强、阻燃改性木材的制备方法 | |
| CN110181641A (zh) | 一种无醛环保实木地板 | |
| US20140154515A1 (en) | Polymer impregnated bamboo | |
| CN106378843A (zh) | 糠醇聚合物浸渍的木材及其制备方法 | |
| CN112536874B (zh) | 一种超疏水自清洁特性木材的制备方法 | |
| CN102321266B (zh) | 燃料电池用质子交换膜的制备方法 | |
| CN114407150A (zh) | 一种环保功能木材的节能制备方法 | |
| CN108214725A (zh) | 一种高强度竹笋壳包装材料的制备方法 | |
| CN105666610A (zh) | 一种高疏水自清洁特性木材的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120523 Termination date: 20150915 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |