CN104284905A - 木材乙酰化的方法和乙酰化木材 - Google Patents

木材乙酰化的方法和乙酰化木材 Download PDF

Info

Publication number
CN104284905A
CN104284905A CN201380013482.8A CN201380013482A CN104284905A CN 104284905 A CN104284905 A CN 104284905A CN 201380013482 A CN201380013482 A CN 201380013482A CN 104284905 A CN104284905 A CN 104284905A
Authority
CN
China
Prior art keywords
timber
wood
fluid
weight
centimetres
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
Application number
CN201380013482.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104284905B (zh
Inventor
贝纳杜斯·约瑟夫·马里亚·波尔
佐纳唐·飞利浦·阿里山大
亨德里克斯·彼特勒斯·玛丽亚·邦格尔斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Titan Wood Ltd
Original Assignee
Titan Wood Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Titan Wood Ltd filed Critical Titan Wood Ltd
Publication of CN104284905A publication Critical patent/CN104284905A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104284905B publication Critical patent/CN104284905B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/34—Organic impregnating agents
    • B27K3/36—Aliphatic compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K5/00—Treating of wood not provided for in groups B27K1/00, B27K3/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/02—Processes; Apparatus
    • B27K3/08—Impregnating by pressure, e.g. vacuum impregnation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B3/00—Preparation of cellulose esters of organic acids
    • C08B3/06—Cellulose acetate, e.g. mono-acetate, di-acetate or tri-acetate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08H—DERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H8/00—Macromolecular compounds derived from lignocellulosic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/02—Processes; Apparatus
    • B27K3/0207—Pretreatment of wood before impregnation
    • B27K3/0214—Drying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/34—Organic impregnating agents
    • B27K3/346—Grafting onto wood fibres
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/4935—Impregnated naturally solid product [e.g., leather, stone, etc.]
    • Y10T428/662—Wood timber product [e.g., piling, post, veneer, etc.]

Abstract

本发明涉及密度大于400kg/m3的木材的特别是南方黄松乙酰化的方法，以及可通过该方法得到的乙酰化木材。所述乙酰化方法允许生产具有较高乙酰化水平例如按重量计至少20％的乙酰基含量的乙酰化木材。乙酰化木材还具有低的残留乙酸含量，特别地为按重量计低于1％。本发明特别地可用于实心木材件优选木梁在工业规模上的乙酰化。

Description

木材乙酰化的方法和乙酰化木材
技术领域
本发明属于乙酰化实心木材的领域。特别地，本发明属于使得中密度至高密度木材品种如南方黄松(SYP)乙酰化的领域。
背景技术
长久以来，木材的乙酰化被认为是改善不同非耐久软木品种的耐久性的方法。此外，其已知为改善木材特性例如硬度和尺寸稳定性的方法。
工业规模的大件木材乙酰化的一个具体问题是所谓的“包封处理(envelope treatment)”。包封处理是木材表面附近的乙酰化，使得内部木材为无效程度的乙酰化或者根本没有乙酰化。当对乙酰化件进行刨削、成型或横割(cross out)时，可使不同深度处不同水平乙酰化的木材直接暴露于水分。乙酰化木材允许水分出入整个横截面。在高度乙酰化的部位中，水分遇到受保护的细胞壁而不能用来维持真菌的生长。涉及避免包封处理的特别合适的方法的背景参考资料是WO 2009/095687。
然而，在将所述方法应用于实践的过程中，发现该方法不太适合于较高密度的木材品种，如南方黄松。因此，南方黄松的乙酰化导致了比辐射松更低的乙酰化程度。
期望能够用一种均匀处理木材的方法将中密度至高密度的木材品种如南方黄松乙酰化至高的乙酰化程度和低的残留乙酸程度。此外，该方法应该是经济且快速的，并且可应用于工业规模。
发明内容
为了更好地解决一个或更多个先前的期望，在一个方面中，本发明给出了一种木材乙酰化的方法，其包括以下步骤：
(a)在反应压力容器中，将含水量为按重量计小于5％的木材浸没在温度为10℃至120℃的含有乙酸酐或/和乙酸的乙酰化流体中，
(b)增加容器中的压力到2巴至20巴，保持1分钟至300分钟的时间，
(c)从容器中移除过量的乙酰化流体，
(d)将惰性流体引入容器中，循环并加热该流体直到木材的内部温度开始显示放热，控制向木材的供热直到放热结束并维持木材的内部温度低于180℃，
(e)将循环流体加热到85℃至160℃的温度，保持10分钟至120分钟的时间，以引发二次放热反应，控制向木材的供热直到放热结束并且维持木材的内部温度低于180℃，
(f)通过在真空下蒸发移除循环流体。
在另一个方面中，本发明提供了这样的乙酰化木材，其绝干密度高于550kg/m3、乙酰基含量为按重量计至少20％并且残留乙酸含量为按重量计小于1％。
发明详述
在广义上，本发明基于以下意外的发现：通过应用本发明方法可使中密度至高密度木材品种如南方黄松乙酰化至与对于较低密度木材品种的乙酰化程度相当的高乙酰化程度，所述方法开始于较低含水量的木材。另外，乙酰化木材具有低的残留酸含量和高的抗压强度。
不希望被任何理论所约束，认为这可由乙酰化流体难以充分浸渍高密度木制基体引起。木材较低的浸渍效率进而会导致最终产品中较低的乙酰基水平。此外，由于木制基体的高密度，认为从乙酰化木材中移除乙酰化流体也更加困难。这导致了乙酰化木材中高水平的残留乙酸，使其具有醋的特征气味。
本发明特别地涉及中密度至高密度木材品种的乙酰化，例如干密度大于400kg/m3，更优选高于450kg/m3，甚至更优选高于500kg/m3的木材品种。在一个优选实施方案中，待处理木材的绝干密度为500kg/m3至750kg/m3。
中密度至高密度木材品种的一个具体实例是南方黄松。南方黄松是可用的最耐用且最坚固的木材品种之一。该名字是指归类为黄松并且起源于美国南部的一组品种。这组中最常见的品种包括品种火炬松、长叶松、短叶松和湿地松(Slash)。所述品种的性质和习性相似。南方黄松的特征在于相对高的密度，通常高于420kg/m3并且通常为500kg/m3至680kg/m3。密度指的是绝干材料。虽然本发明特别适用于相对高密度的木材，但是其也可用于其它木材品种，如欧洲赤松和辐射松。
提及“木材”时，其通常可具有任何形态、尺寸或形状。优选地，本发明涉及实心木材品种，并且更优选相对大的件，如梁和板。
根据本发明的乙酰化方法包括以下步骤：
(a)在反应压力容器中，将含水量为按重量计小于5％的木材浸没在温度为10℃至120℃的含有乙酸酐和/或乙酸的乙酰化流体中，
(b)增加容器中的压力到2巴至20巴，保持1分钟至300分钟的时间，
(c)从容器中移除过量的乙酰化流体，
(d)将惰性流体引入容器中，循环并加热该流体直到木材的内部温度开始显示放热，控制向木材的供热直到放热结束并且维持木材的内部温度低于180℃，
(e)将循环流体加热到85℃至160℃的温度，保持10分钟至120分钟的时间，以引发二次放热反应，控制向木材的供热直到放热结束并且维持木材的内部温度低于180℃，
(f)在真空下通过蒸发移除循环流体。
所述方法开始于提供木材。低含水量的木材对获得高品质的最终产品是必需的，因此，如果有必要，应使木材干燥。干燥木材应包含按重量计不多于5％的水分，优选按重量计1％至4％的水分。可以使用任何适用于干燥木材的方法，例如窑中烘干技术，如在真空窑中、常规窑中或高温窑中进行的窑中烘干技术。溶剂干燥技术并不是优选的，原因是其导致干燥木材可能包含需要被移除的溶剂痕量。在进行所述方法之前(例如直接在窑中烘干方法后)通过对木材称重来测量本说明书所提及的含水量。然后，根据标准EN-13183-1将该木材样品放在103±2℃的温度下，直到以2小时为间隔隔开的两次连续称重之间的质量差小于0.1％。这产生了被认为绝干的木材。
木材通常以梁的形式提供。本发明在商业规格木材件的乙酰化中是特别有价值的。优选地，木材件的最小尺寸(通常为厚度)大于0.8厘米，如例如至少0.9厘米，更优选至少1厘米，甚至更优选至少1.5厘米。如果最小尺寸为至少2厘米，更优选至少2.5厘米并且甚至更优选至少3厘米，则是优选的。在一个优选实施方案中，木材件的起始宽度为2厘米至30厘米，厚度为2厘米至16厘米，并且长度为1.5米至6米。更优选地，木材件的宽度为2厘米至10厘米，厚度为2厘米至10厘米，并且长度为1.5米至4米。还优选的是，木材件的宽度为2厘米至30厘米，厚度为0.9厘米至16厘米，并且长度为1.5米至6米。
将木材再次放置在合适的反应压力容器或反应器中。可使用任何适合于木材乙酰化的反应器。
在步骤(a)中，在10℃至120℃的温度下，用乙酰化流体填满反应器，从而浸没木材。木材的浸没优选地使用真空进行，其可有利地通过首先将真空施加于反应容器中的木材，随后将乙酰化流体引入到容器中来进行。为了保证高的浸渍负载，优选地在连续真空下填充反应器。为了在浸渍后实现木材中乙酰化流体的高负载从而达到高浸渍效率，在填充期间维持真空是重要的。优选地，在小于-0.5表压(barg)、更优选小于-0.7表压的压力下填充反应器。
乙酰化流体包含乙酸酐和/或乙酸。优选地，乙酰化流体包含按体积计至少70％的乙酸酐。优选地，乙酸以按体积计高达30％的量存在。例如，合适的组合物包含按体积计80％至100％的乙酸酐和按体积计0％至20％的乙酸。更优选地，乙酰化流体包含按体积计90％至99％的乙酸酐和按体积计1％至10％的乙酸。优选地，乙酰化流体的温度为20℃至120℃，35℃至75℃。
在步骤(b)中，增加容器中的压力到2巴至20巴，保持1分钟至300分钟的时间。为了完全浸渍木材，该步骤在处理大件木材时是特别有用的。优选地，增加压力到10巴至15巴。优选的浸渍时间为1分钟至90分钟，这可取决于待处理木材的尺寸。加压不仅可用氮气进行，也可用其它惰性气体如二氧化碳进行。
在步骤(c)中，在浸渍后从容器中移除过量的乙酰化流体。过量意指未浸渍木材的乙酰化流体。其可通过使用容器中的现有压力(例如氮气)迫使流体进入贮存容器中，或者通过将该流体泵送出去同时维持容器中的氮气压力来从压力容器中移除。优选地，通过用氮气加压来移除过量的乙酰化流体。
在步骤(d)和(e)中，将反应容器加热达到乙酰化温度并发生乙酰化。步骤(d)包括将惰性流体引入到容器中，循环并加热该流体直到木材的内部温度开始显示放热，控制向木材的供热直到放热结束并且维持木材的内部温度低于180℃。惰性流体是不与乙酸酐或乙酸反应的流体，通常可以为气态氮、气态二氧化碳或烟道气。在该步骤中，优选地将乙酰化流体加热到60℃至150℃、更优选70℃至120℃的温度，保持10分钟至120分钟、优选15分钟至60分钟的时间。放热的开始、持续以及完成优选地通过定位在木材中的热电偶进行检测和监控。在一些情况下，可用乙酸酐和/或乙酸使惰性流体例如氮气部分或者完全饱和。其可以为按体积计20％到完全饱和(100％)。
步骤(e)涉及将循环流体加热到85℃至160℃的温度，保持10分钟至120分钟、优选15分钟至60分钟的时间，以引发二次放热反应，控制向木材的供热直到放热结束并且维持木材的内部温度低于180℃。
在惰性流体循环期间，可能需要将循环流体进行冷却以避免木材的内部温度(如通过热电偶检测的)超过180℃，优选不超过155℃。在二次放热反应期间，将循环流体加热到85℃至160℃、优选100℃至155℃的温度，保持10分钟至120分钟、优选15分钟至60分钟的时间。一般而言，整个乙酰化反应可花费约0.5小时至5小时。
在步骤(f)(本文中也被称为化学回收步骤)中，通过在真空下蒸发将含有乙酰化反应产物的乙酰化流体从木材中移除。优选地，未使用的乙酸酐和副产物乙酸从循环气体中冷凝出来。因为施加真空导致木材冷却，因此可能需要重新加热木材。优选地，在真空施加期间将木材重新加热到120℃至160℃的温度。可使用若干次的加压和重新加热步骤直到得到期望的残留酸含量。
在将乙酰化产物从木材中移除后，将反应器置于大气压力下使得可打开反应器以释放乙酰化木材。
以所述方式，将木材乙酰化到在几何中心处的乙酰基含量为按重量计至少20％。可重复浸渍步骤和乙酰化步骤以进一步改善乙酰化程度。然而，本发明的优点在于，在一个浸渍和乙酰化循环中已经能够实现木材的高乙酰化程度，这相对于常规的多级乙酰化方法具有相当大的经济优势。
根据本发明的乙酰化方法得到了具有优越特性的乙酰化木材。因此，本发明还提供了可通过根据本发明的方法得到的乙酰化木材。所述方法特别适用于绝干密度高于500kg/m3的木材件。在一个特别优选的实施方案中，乙酰化木材是乙酰化的南方黄松。另外，密度较小的品种也可被乙酰化，例如欧洲赤松和辐射松。乙酰化后，木材的绝干密度优选高于550kg/m3，更优选高于580kg/m3并且甚至更优选高于600kg/m3。在一个优选的实施方案中，乙酰化木材的密度为550kg/m3到800kg/m3。
通过上述方法得到的乙酰化木材具有高乙酰化程度。特别地，其在几何中心处具有按重量计至少20％的乙酰基含量。优选地，几何中心处的乙酰基含量为按重量计高于21％，更优选按重量计高于22％，甚至更优选按重量计高于23％。在一个优选实施方案中，乙酰化木材在几何中心处的乙酰基含量为按重量计21％至26％。
根据本发明的乙酰化木材在一个批次中还具有高的均匀性并且在一个梁或板中具有低梯度的乙酰基含量。一个批次中的均匀性意指一个批次中不同梁或板中所测量的乙酰基含量的变化。高均匀性(或低乙酰基含量变化)对应于一个批次中按重量计所测量的最高乙酰基含量与最低乙酰基含量之间的低差异。在根据本发明的木材中，该差异按重量计小于4％，优选按重量计小于3％。更优选地，其按重量计小于2％。一个梁中乙酰基含量的梯度为按重量计小于3％，优选按重量计小于2％，更优选按重量计小于1％。
为了确定木材的乙酰基含量，将样品研磨成木材颗粒。通过用水洗涤并随后在103±2℃下干燥14小时至24小时将残留痕量的乙酸和/或乙酸酐从这些样品中移除。在对这些干燥样品称重后，在升高的温度下通过用氢氧化钠皂化使乙酰基基团以乙酸根离子的形式从木材中释放出来。该皂化反应进行4小时，并且每隔15分钟进行搅拌。在用标准乙酸盐溶液校准高效液相色谱(HPLC)并将丁酸钠用作内标后，通过该HPLC来对乙酸根离子进行量化。这给出了乙酰基含量的直接测量，其相对于常用于其它研究的一般重量百分比增益(WPG)是优选的。
此外，乙酰化木材有利地具有非常低的残留乙酸(RA)含量，其是木材中所含残留的非结合乙酸的度量。乙酸也可来源于木材本身，因此，RA测量了起始乙酸和乙酰化反应残留的乙酸二者。为了确定残留酸(RA)，将3克至5克确定量的样品材料在软化水中振荡1小时。在该提取步骤后，通过过滤使样品与水级分分离。随后，用已知的氢氧化钠(NaOH)溶液滴定该水级分，用酚酞作为指示剂，由此可计算样品的残留酸浓度。
乙酰化木材的RA按重量计低于1％，优选按重量计低于0.9％，更优选按重量计低于0.5％。最优选地，乙酰化木材含有按重量计低于0.2％的残留酸。在一个优选实施方案中，RA含量为按重量计0.05％到0.9％。由于具有低水平残留乙酸的乙酰化木材没有任何醋的气味并且没有表现出腐蚀性，所以这是个优点。
在一个优选实施方案中，根据本发明的乙酰化木材的绝干密度为550kg/m3至800kg/m3，在几何中心处的乙酰基含量为按重量计至少20％并且残留乙酸含量为按重量计小于1％。更优选地，乙酰化木材的几何中心处的乙酰基含量为按重量计至少22％并且残留乙酸含量为按重量计小于0.9％。优选地，乙酰化木材的宽度为2厘米至30厘米，厚度为2厘米至16厘米，并且长度为1.5米至6.0米。
乙酰化木材还表现出较好的机械特性。具体地说，与未乙酰化木材相比，抗压强度增强了多达30％，这在以下实例中得到了说明。乙酰化木材平行于纹理的抗压强度特征值通常为40N/mm2至60N/mm2。垂直于纹理的抗压强度特征值可获得于1.90N/mm2至2.30N/mm2。
现在在以下非限制实例中说明本发明。
实施例1  南方黄松的乙酰化
将平均含水量为2.8％的约40m3的南方黄松(38mm×140mm×3000mm)用15mm粘着剂垂直地进行剥离。将木材装载在充液量为150m3的反应压力容器中。该容器配备有气体回路(gas loop)。
施加真空至-0.85表压。用乙酰化流体(95％乙酸酐和5％的乙酸，60℃)填充反应器同时维持真空低于-0.70表压，以使每个板都被浸没。将反应器加压达到10表压保持60分钟。
将在约85℃下用乙酸酐使其饱和的氮气用作乙酰化反应的加热介质。在乙酰化期间，气体回路中的压力增加到2.5表压并保持在2表压与2.5表压之间。乙酰化总计(包括升温时间)花费约5小时。
在乙酰化期间结束时，更多未使用的乙酸酐和乙酸副产物从循环气体中冷凝出来。逐渐升温到约130℃。将板干燥至其含有少于按重量计0.50％的游离乙酰基(乙酸和乙酸酐)的点。
测定木材板的18个样品的乙酰基水平。发现乙酰基水平为22.6±0.8％(该批次中，最小值为21.3％；最大值为23.9％)。一个板中乙酰基含量的梯度小于2％。残留乙酰基(RA)为0.2±0.1％(最小值为0.1％；最大值为0.4％)。
作为对比，根据WO2009/095687给出的实例乙酰化的南方黄松，其开始的含水量为按重量计7％，导致乙酰基含量为按重量计17％至20％。
实施例2  平行和垂直于纹理的抗压强度
测试按照BS373：1957(测试小的透明木材样品的方法)进行，由此确定a)平行于纵纹和b)垂直于纵纹二者的抗压强度。未处理的和根据实施例1乙酰化的SYP的总计55个样品中，对于尺寸为20×20×60mm的样品进行测量。
得到的特征值在表1中示出。由于乙酰化，可以看到两者特性的显著增加。
表1
特性 未处理 乙酰化 差异
平行于纹理的抗压特征值[N/mm2] 40.1 52.0 30％
垂直于纹理的抗压特征值[N/mm2] 1.57 2.06 31％

Claims (15)

1.一种木材乙酰化的方法，包括以下步骤：
(a)在反应压力容器中，将含水量为按重量计小于5％的木材浸没在温度为10℃至120℃的含有乙酸酐或/和乙酸的乙酰化流体中，
(b)增加所述容器中的压力到2巴至20巴，保持1分钟至300分钟的时间，
(c)从所述容器中移除过量的乙酰化流体，
(d)将惰性流体引入所述容器中，循环并加热所述流体直到所述木材的内部温度开始显示放热，控制向所述木材的供热直到所述放热结束并且维持所述木材的内部温度低于180℃，
(e)将所述循环流体加热到85℃至160℃的温度，保持10分钟至120分钟的时间，以引发二次放热反应，控制向所述木材的供热直到所述放热结束并维持所述木材的内部温度低于180℃，
(f)通过在真空下蒸发移除所述循环流体。
2.根据权利要求1所述的方法，其中待处理的所述木材的绝干密度高于400kg/m3并且优选高于500kg/m3。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述木材是南方黄松或欧洲赤松。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述木材的含水量为按重量计1％到4％。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述乙酰化流体包含按体积计70％至100％的乙酸酐和按体积计0％至30％的乙酸。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤(a)中在连续真空下填充所述反应器。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(d)中的所述惰性流体选自气态氮、气态二氧化碳或烟道气。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤(d)中将所述惰性流体加热到60℃至150℃的温度。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中用乙酸酐和/或乙酸使所述惰性流体部分或者完全地饱和。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述木材乙酰化到在其几何中心处的乙酰基含量为按重量计至少20％。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，用于乙酰化的木材件的宽度为2厘米至30厘米，厚度为2厘米至16厘米并且长度为1.5米至6.0米。
12.一种乙酰化木材，所述乙酰化木材的绝干密度为550kg/m3至800kg/m3，在其几何中心处的乙酰基含量为按重量计至少20％并且残留乙酸含量为按重量计小于1％。
13.根据权利要求12所述的乙酰化木材，所述乙酰化木材是南方黄松或欧洲赤松。
14.根据权利要求12或13所述的乙酰化木材，在其几何中心处的乙酰基含量为按重量计至少22％并且残留酸含量为按重量计小于0.5％。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的乙酰化木材，所述乙酰化木材的宽度为2厘米至30厘米，厚度为2厘米至16厘米并且长度为1.5米至6.0米。
CN201380013482.8A 2012-02-07 2013-02-07 木材乙酰化的方法和乙酰化木材 Active CN104284905B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12154335 2012-02-07
EP12154335.9 2012-02-07
PCT/EP2013/052429 WO2013117641A1 (en) 2012-02-07 2013-02-07 Process for the acetylation of wood and acetylated wood

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104284905A true CN104284905A (zh) 2015-01-14
CN104284905B CN104284905B (zh) 2017-06-09

Family

ID=47714067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380013482.8A Active CN104284905B (zh) 2012-02-07 2013-02-07 木材乙酰化的方法和乙酰化木材

Country Status (16)

Country Link
US (2) US20150050483A1 (zh)
EP (1) EP2812358A1 (zh)
JP (2) JP6498442B2 (zh)
KR (1) KR102110787B1 (zh)
CN (1) CN104284905B (zh)
AU (1) AU2013218011B2 (zh)
BR (1) BR112014019395B1 (zh)
CA (1) CA2863777C (zh)
CL (1) CL2014002070A1 (zh)
IL (1) IL234001A0 (zh)
MY (1) MY168535A (zh)
NZ (1) NZ628248A (zh)
RU (1) RU2621044C2 (zh)
SG (1) SG11201404719VA (zh)
UA (1) UA118746C2 (zh)
WO (1) WO2013117641A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107117610A (zh) * 2017-06-29 2017-09-01 广西师范大学 一种去除残留酸溶液的装置和方法
CN107690440A (zh) * 2015-04-13 2018-02-13 特里高亚科技有限公司 木材的乙酰化方法
CN107775758A (zh) * 2017-09-08 2018-03-09 安徽至信竹业科技有限公司 一种改善竹板表面胶合性能的处理方法
CN109562349A (zh) * 2016-06-23 2019-04-02 特里高亚科技有限公司 冷却乙酰化木材件
CN111805657A (zh) * 2020-07-14 2020-10-23 浙江顺虎德邦涂料有限公司 一种木材防腐处理方法
CN111823344A (zh) * 2020-07-14 2020-10-27 浙江顺虎德邦涂料有限公司 强渗透高活性木材防腐材料及其制备方法

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2623281A1 (en) * 2012-01-31 2013-08-07 Titan Wood Limited Acetylated wood
MY168535A (en) * 2012-02-07 2018-11-12 Titan Wood Ltd Process for the acetylation of wood and acetylated wood
CN104271229B (zh) * 2012-03-21 2016-11-16 泰坦木业有限公司 用于木材改性的方法
GB2511121B (en) * 2013-02-26 2017-10-04 Medite Europe Ltd Process for manufacturing products from acetylated wood fibre
EP3142837B1 (en) * 2014-05-13 2018-12-05 Tricoya Technologies Ltd Method for the modification of wood
US10982011B2 (en) * 2014-05-21 2021-04-20 Titan Wood Limited Process for acetylation of wood in the presence of an acetylation catalyst
AR101827A1 (es) 2014-07-16 2017-01-18 Tricoya Tech Ltd Proceso para la acetilación de madera
US11338468B2 (en) 2015-04-13 2022-05-24 Tricoya Technologies Ltd. Method for continuous acetylation of wood elements
RU2725674C2 (ru) * 2015-04-13 2020-07-03 Трикойа Текнолоджис Лтд Способ непрерывного ацетилирования элементов из древесины
DK179094B1 (en) * 2016-07-15 2017-10-23 Wtt Holding Aps Method and system for thermal modification of wood, as well as a control program for carrying out the improved method
WO2019004315A1 (ja) * 2017-06-27 2019-01-03 国立研究開発法人産業技術総合研究所 改質木材とその製造方法並びにその成形体
CA3096698A1 (en) 2018-04-13 2019-10-17 Tricoya Technologies Ltd Acetylated wood and method of making same
EP3917740B1 (en) 2019-02-01 2023-07-26 Tricoya Technologies Ltd Boards from acetylated rubberwood
WO2022023452A1 (en) 2020-07-28 2022-02-03 Titan Wood Limited Purification of wood acetylation fluid
NO20220732A1 (en) 2022-06-27 2023-12-28 Saga Wood Holding As Apparatus and method for modification and preservation treatment of wood

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0213252A1 (en) * 1985-08-28 1987-03-11 A-Cell Acetyl Cellulosics AB A process for improving dimensional stability and biological resistance of lignocellulosic material
EP1491305A1 (en) * 2003-06-23 2004-12-29 Weyerhaeuser Company Methods for esterifying hydroxyl groups in wood
CN101502975A (zh) * 2008-02-01 2009-08-12 泰坦木业有限公司 木材乙酰化的方法及其产物

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1167009A1 (ru) * 1984-02-27 1985-07-15 Институт механики металлополимерных систем АН БССР Способ модификации древесины
SU1546261A1 (ru) * 1987-02-25 1990-02-28 Воронежский лесотехнический институт Способ получени модифицированной древесины
RU2098268C1 (ru) * 1995-11-10 1997-12-10 Акционерное общество закрытого типа "Старый Невьянск" Способ получения уплотненной модифицированной древесины и изделий из нее
JP2001096511A (ja) * 1999-09-30 2001-04-10 Yamaha Corp 木質エレメントの改質方法
KR101140783B1 (ko) * 2004-10-06 2012-07-12 에스케이케미칼주식회사 폴리에틸렌테레프탈레이트의 고상 중합 방법
DE602006010626D1 (de) * 2005-07-21 2010-01-07 Mitsubishi Gas Chemical Co Verfahren zur Herstellung von hochreinem Pyromelliticdianhydrid
US7818264B2 (en) * 2006-06-19 2010-10-19 Visa U.S.A. Inc. Track data encryption
CN103481342B (zh) 2008-02-01 2018-09-07 泰坦木业有限公司 乙酰化的木材
US8148967B2 (en) * 2008-08-05 2012-04-03 Intersil Americas Inc. PWM clock generation system and method to improve transient response of a voltage regulator
US20100331531A1 (en) * 2009-06-25 2010-12-30 Eastman Chemical Company Methods for esterifying lignocellulosic material
US8906466B2 (en) * 2009-06-25 2014-12-09 Eastman Chemical Company Esterified lignocellulosic materials and methods for making them
BR112012019630B1 (pt) * 2010-02-04 2020-10-20 Titan Wood Limited processo para a fabricação de um produto compósito de madeira a partir de elementos de madeira
US8580152B2 (en) * 2010-04-13 2013-11-12 Ineos Usa Llc Methods for gasification of carbonaceous materials
MY168535A (en) * 2012-02-07 2018-11-12 Titan Wood Ltd Process for the acetylation of wood and acetylated wood

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0213252A1 (en) * 1985-08-28 1987-03-11 A-Cell Acetyl Cellulosics AB A process for improving dimensional stability and biological resistance of lignocellulosic material
EP1491305A1 (en) * 2003-06-23 2004-12-29 Weyerhaeuser Company Methods for esterifying hydroxyl groups in wood
CN101502975A (zh) * 2008-02-01 2009-08-12 泰坦木业有限公司 木材乙酰化的方法及其产物

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107690440A (zh) * 2015-04-13 2018-02-13 特里高亚科技有限公司 木材的乙酰化方法
CN109562349A (zh) * 2016-06-23 2019-04-02 特里高亚科技有限公司 冷却乙酰化木材件
CN109562349B (zh) * 2016-06-23 2022-03-08 特里高亚科技有限公司 冷却乙酰化木材件
CN107117610A (zh) * 2017-06-29 2017-09-01 广西师范大学 一种去除残留酸溶液的装置和方法
CN107775758A (zh) * 2017-09-08 2018-03-09 安徽至信竹业科技有限公司 一种改善竹板表面胶合性能的处理方法
CN111805657A (zh) * 2020-07-14 2020-10-23 浙江顺虎德邦涂料有限公司 一种木材防腐处理方法
CN111823344A (zh) * 2020-07-14 2020-10-27 浙江顺虎德邦涂料有限公司 强渗透高活性木材防腐材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20220176585A1 (en) 2022-06-09
JP2015508027A (ja) 2015-03-16
CA2863777C (en) 2020-06-30
RU2014136399A (ru) 2016-03-27
RU2621044C2 (ru) 2017-05-31
AU2013218011A1 (en) 2014-09-25
NZ628248A (en) 2016-09-30
WO2013117641A1 (en) 2013-08-15
US20150050483A1 (en) 2015-02-19
JP2018086853A (ja) 2018-06-07
SG11201404719VA (en) 2014-10-30
BR112014019395A8 (pt) 2017-07-11
IL234001A0 (en) 2014-09-30
BR112014019395B1 (pt) 2021-02-02
AU2013218011B2 (en) 2017-06-08
JP6498442B2 (ja) 2019-04-10
JP6707572B2 (ja) 2020-06-10
CL2014002070A1 (es) 2015-02-13
CN104284905B (zh) 2017-06-09
KR102110787B1 (ko) 2020-05-14
KR20140125841A (ko) 2014-10-29
EP2812358A1 (en) 2014-12-17
BR112014019395A2 (zh) 2017-06-20
UA118746C2 (uk) 2019-03-11
CA2863777A1 (en) 2013-08-15
MY168535A (en) 2018-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104284905A (zh) 木材乙酰化的方法和乙酰化木材
TWI577520B (zh) 乙醯化的木材
RU2360791C2 (ru) Способ импрегнирования древесины или материала на древесной основе
CN101502975A (zh) 木材乙酰化的方法及其产物
EP3174676B1 (en) Wood treatment for dimensional stabilization
Priadi et al. Water absorption and dimensional stability of heat-treated fast-growing hardwoods
ZA200506412B (en) Process for upgrading wood parts
US20130202789A1 (en) Methods of acetylation of wood involving multiple acetylation cycles
Kielmann et al. The effect of combined melamine-resin-colouring-agent modification on water related properties of beech wood
JP5965670B2 (ja) 熱処理木材の製造方法
Bollmus et al. Acetylation of German hardwoods
CN107599092B (zh) 一种氮羟甲基乙烯脲树脂改性剂及其应用
AU2020324808A1 (en) Method for modifying wood and products thereof
US20180111286A1 (en) Process of Improving the Dimensional Stability of Wood and Dimensional Stabile Wood Thereof
Oduor et al. Dimensional Stability of Particle Board and Radiata Pine Wood (Pinus radiata D. Don) Treated with Different Resins
EP2414141B1 (en) Method for treating lignocellulosic parts
Hu et al. Preparation of bacterial cellulose for xylitol‐reinforced waterlogged wood
WO2021025562A1 (en) Method for modifying wood and products thereof

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant