CN102179849A - 一种杨木改性剂及应用其进行杨木改性的方法及一种改性杨木 - Google Patents

一种杨木改性剂及应用其进行杨木改性的方法及一种改性杨木 Download PDF

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Abstract

本发明尤其涉及一种杨木改性剂。一种杨木改性剂，以麦芽糖精为主要原料，并添加一定比例的添加剂和水混合搅拌制成，所述添加剂包括糊化剂，氧化剂，络合剂，催化剂，还原剂，改性剂，填料，所述添加剂的总量为麦芽糖精重量的2～6％，水的总量为麦芽糖精重量的10～30％。本发明还涉及一种应用上述杨木改性剂进行杨木改性的方法。本发明具有以下优点：1)用于杨木改性能够有效提高杨木板材的密度、表面硬度和尺寸稳定性。2)本发明在用于杨木改性时不需要复杂的设备，处理过程环保，在不造成环境污染的前提下，提高了杨木的使用价值。

Description

一种杨木改性剂及应用其进行杨木改性的方法及一种改性杨木
技术领域
本发明涉及木材加工领域，尤其涉及一种杨木改性剂及应用其进行杨木改性的方法。
背景技术
在木材日益紧张的今天，如何有效利用人工速生林所产木材，使其具有更加广泛的应用范围，是缓解木材资源紧张的有效方法，也是保护天然林木的有效手段。但速生林所产木材大多存在着密度小、硬度低的缺陷，限制了其应用范围。目前常用的对速生林所产木材进行改性的手段是采用浸渍处理，但现有的用于杨木改性的浸渍液的改性效果均不是很好。
发明内容
本发明提供一种杨木改性剂，其能够有效地提高杨木的密度、表面硬度和尺寸稳定性。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种杨木改性剂，其特征在于：以麦芽糖精为主要原料，并添加一定比例的添加剂和水混合搅拌制成，所述添加剂包括糊化剂，氧化剂，络合剂，催化剂，还原剂，改性剂，填料，所述添加剂的总量为麦芽糖精重量的2～6％，水的总量为麦芽糖精重量的10～30％。
上述所述的糊化剂为氢氧化纳，所述的氧化剂为次氯酸钠，所述的络合剂为硼砂，所述的催化剂为铜、钴、镍氧化物的一种或几种，所述的还原剂为硫代硫酸钠，所述的改性剂为脲醛树脂，所述的填料为轻质碳酸钙。
上述所述氢氧化钠的用量控制在使溶液的PH值为10～11。
上述所述添加剂中还包括防腐剂，所述防腐剂用量为麦芽糖精重量的0.3～3％。
上述所述防腐剂为苯酚。加入一定量的防腐剂提高防腐、抗霉效果。
本发明所使用的上述各种原料均可从化工商店购买得到，规格符合行业标准。
本发明的反应机理：
a)用氢氧化钠调节氧化时反应体系的PH值，保证反应体系PH值呈碱性(PH＝10～11)，另外，在碱性条件下，氢氧根可破坏麦芽糖精分子中部分氢键，减弱大分子间的作用力，从而降低糊化温度。并用铜、钴、镍氧化物作催化剂。
b)麦芽糖精的氧化是淀粉分子在氧化剂的作用下，分子中的α-1，4苷键和支链的α-1，6苷键部分断裂，同时C6上的羟基被氧化成羧基，使氧化后的淀粉分子变成含有羧基的淀粉小分子，以增加湿润性和渗透性，从而有利于更好的粘接，同时亦留下一部分分子量较大的分子，以增加粘接强度。此种胶黏剂粘接力强，质轻，不返潮，不泛碱，性能优良。
c)加入脲醛树脂，发生接枝反应，可把麦芽糖精分子中的亲水性羟基掩蔽起来，使水分子挥发，干燥速度快。在干燥过程中，这些高分子乳液可与麦芽糖精分子相互交织，组成网络，增加粘接强度，形成一层密实的网，同时这些高分子乳液的憎水剂团也阻挡了水份的进入。
d)填料为轻质碳酸钙，以增加固含量减少水分，固化后增加了木材的密度、硬度，同时这些填料还可以有效的堵塞木材细胞间的孔隙，阻止水份进入，提高了木材的稳定性。
本发明还提供一种改性杨木，所述改性杨木木材的细胞腔及细胞间隙填充有如上所述的杨木改性剂。
本发明还提供一种应用上述杨木改性剂进行杨木改性的方法，
一种应用上述杨木改性剂进行杨木改性的方法，其特征在于包括如下步骤：
1、根据木材的最终使用用途对杨木进行合理切割，形成批量的同规格的板材；
2、将上述切割好板材放入木材干燥窑内进行烘干处理，使木材的平均含水率降低至12～18％，出窑备用；
3、将板材放入处理罐内，对处理罐抽真空，在真空度为-0.08～-0.09MPa时吸入杨木改性剂，保持20～30分钟；
4、达到保持时间后使罐内恢复常压平衡状态；
5、对处理罐加压，达到1.6～1.8MPa时，保持3～5小时；
6、达到保持时间后卸压，然后取出木材；
7、将改性后的板材再次放入木材干燥窑内进行烘干处理，使改性剂固化，木材的平均含水率降低至8～12％，出窑备用。
本发明还提供一种改性杨木，所述改性杨木木材通过上述的杨木改性方法制得。
本发明具有以下优点：
1)用于杨木改性能够有效提高杨木板材的密度、表面硬度和尺寸稳定性。
2)本发明在用于杨木改性时不需要复杂的设备，处理过程环保，在不造成环境污染的前提下，提高了杨木的使用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明的技术方案的细节和形式进行替换和修改，但这些替换和修改均落入本发明的保护范围。
本发明所使用的下述各种原料均可从化工商店购买得到，规格符合行业标准。
实施例1：
一、杨木改性剂的制备：
按以下重量称取各组分：麦芽糖精70kg，氢氧化纳0.2kg，次氯酸钠0.1kg，硼砂0.1kg，氧化铜0.1kg，硫代硫酸钠0.1kg，脲醛树脂0.4kg，轻质碳酸钙0.4kg，防腐剂0.7kg，水14kg。
二、杨木改性剂的应用：
1、根据木材的最终使用用途对杨木进行合理切割，形成批量的同规格的板材；
2、将上述切割好板材放入木材干燥窑内进行烘干处理，使木材的平均含水率降低至12～18％，出窑备用；
3、将板材放入处理罐内，对处理罐抽真空，在真空度为-0.08～-0.09MPa时吸入本实施例制备的杨木改性剂，保持20～30分钟；
4、达到保持时间后使罐内恢复常压平衡状态；
5、对处理罐加压，达到1.6～1.8MPa时，保持3～5小时；
6、达到保持时间后卸压，然后取出木材。
7、将改性后的板材再次放入木材干燥窑内进行烘干处理，使改性剂固化，木材的平均含水率降低至8～12％，出窑备用。
经检测，经过本发明杨木改性剂改性的板材的性能如表1：
表1
  改性前   改性后
  木材密度(g/cm2)   0.32   0.58
  表面硬度(N)   1200   3500
实施例2：
一、杨木改性剂的制备：
按以下重量称取各组分：麦芽糖精70kg，氢氧化纳0.4kg，次氯酸钠0.2kg，硼砂0.2kg，氧化铜0.2kg，硫代硫酸钠0.2kg，脲醛树脂1.0kg，轻质碳酸钙1.0kg，防腐剂1.6kg，水18kg。
二、杨木改性剂的应用：
1、根据木材的最终使用用途对杨木进行合理切割，形成批量的同规格的板材；
2、将上述切割好板材放入木材干燥窑内进行烘干处理，使木材的平均含水率降低至12～18％，出窑备用；
3、将板材放入处理罐内，对处理罐抽真空，在真空度为-0.08～-0.09MPa时吸入本实施例制备的杨木改性剂，保持20～30分钟；
4、达到保持时间后使罐内恢复常压平衡状态；
5、对处理罐加压，达到1.6～1.8MPa时，保持3～5小时；
6、达到保持时间后卸压，然后取出木材。
7、将改性后的板材再次放入木材干燥窑内进行烘干处理，使改性剂固化，木材的平均含水率降低至8～12％，出窑备用。
经检测，经过本发明杨木改性剂改性的板材的性能如表2：
表2
  改性前   改性后
  木材密度(g/cm2)   0.38   0.72
  表面硬度(N)   1200   3800
实施例3：
一、杨木改性剂的制备：
按以下重量称取各组分：麦芽糖精70kg，氢氧化纳0.5kg，次氯酸钠0.3kg，硼砂0.2kg，氧化铜0.3kg，硫代硫酸钠0.2kg，脲醛树脂1.2kg，轻质碳酸钙1.2kg，防腐剂2.5kg，水20kg。
二、杨木改性剂的应用：
1、根据木材的最终使用用途对杨木进行合理切割，形成批量的同规格的板材；
2、将上述切割好板材放入木材干燥窑内进行烘干处理，使木材的平均含水率降低至12～18％，出窑备用；
3、将板材放入处理罐内，对处理罐抽真空，在真空度为-0.08～-0.09MPa时吸入本实施例制备的杨木改性剂，保持20～30分钟；
4、达到保持时间后使罐内恢复常压平衡状态；
5、对处理罐加压，达到1.6～1.8MPa时，保持3～5小时；
6、达到保持时间后卸压，然后取出木材。
7、将改性后的板材再次放入木材干燥窑内进行烘干处理，使改性剂固化，木材的平均含水率降低至8～12％，出窑备用。
经检测，经过本发明杨木改性剂改性的板材的性能如表3：
表3
  改性前   改性后
  木材密度(g/cm2)   0.40   0.85
  表面硬度(N)   1300   4200

Claims (8)

1.一种杨木改性剂，其特征在于：以麦芽糖精为主要原料，并添加一定比例的添加剂和水混合搅拌制成，所述添加剂包括糊化剂，氧化剂，络合剂，催化剂，还原剂，改性剂，填料，所述添加剂的总量为麦芽糖精重量的2～6％，水的总量为麦芽糖精重量的10～30％。
2.根据权利要求1所述的一种杨木改性剂，其特征在于：所述的糊化剂为氢氧化纳，所述的氧化剂为次氯酸钠，所述的络合剂为硼砂，所述的催化剂为铜、钴、镍氧化物的一种或几种，所述的还原剂为硫代硫酸钠，所述的改性剂为脲醛树脂，所述的填料为轻质碳酸钙。
3.根据权利要求2所述的一种杨木改性剂，其特征在于：所述氢氧化钠的用量控制在使溶液的PH值为10～11。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种杨木改性剂，其特征在于：所述添加剂中还包括防腐剂，所述防腐剂用量为麦芽糖精重量的0.3～3％。
5.根据权利要求4所述的一种杨木改性剂，其特征在于：所述防腐剂为苯酚。
6.一种改性杨木，其特征在于：所述杨木木材的细胞腔及细胞间隙填充有如权利要求1至5任一所述的杨木改性剂。
7.一种应用上述权利要求1-5任一所述的杨木改性剂进行杨木改性的方法，其特征在于包括如下步骤：
1)根据木材的最终使用用途对杨木进行合理切割，形成批量的同规格的板材；
2)将上述切割好板材放入木材干燥窑内进行烘干处理，使木材的平均含水率降低至12～18％，出窑备用；
3)将板材放入处理罐内，对处理罐抽真空，在真空度为-0.08～-0.09MPa时吸入杨木改性剂，保持20～30分钟；
4)达到保持时间后使罐内恢复常压平衡状态；
5)对处理罐加压，达到1.6～1.8MPa时，保持3～5小时；
6)达到保持时间后卸压，然后取出木材；
7)将改性后的板材再次放入木材干燥窑内进行烘干处理，使改性剂固化，木材的平均含水率降低至8～12％，出窑备用。
8.一种改性杨木，其特征在于：所述杨木木材通过权利要求7所述的杨木改性方法制得。
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