CN104858949A - 一种二氧化钛/木材复合材料的制造方法 - Google Patents

一种二氧化钛/木材复合材料的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种二氧化钛/木材复合材料的制造方法，包括木材预处理、配制木材改性剂、配制木材改性液、浸渍处理、陈化处理和后干燥处理六个步骤，其中所述木材改性剂是由钛酸正丁酯、无水乙醇、冰醋酸、水、磷酸二铵、硼酸锌、钼酸铵、八硼酸钠、多菌灵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基苯磺酸钠和硅溶胶配制而成。本发明的有益效果是，本发明具有处理工艺简单、高效、成本低、渗透性强、长效稳定等优点，而且以钛酸正丁酯为前驱体形成二氧化钛具有广谱、高效、持久的抗菌作用，经过处理后的木材在抗菌、防腐、阻燃、表面硬度、耐磨性、抗弯强度、抗弯弹性模量、加工良好特性、尺寸稳定性等方面均得到大幅提高。

Description

一种二氧化钛/木材复合材料的制造方法
技术领域
本发明涉及木材生产技术领域，具体地说是一种二氧化钛/木材复合材料的制造方法。
背景技术
木材作为一种天然可再生的资源，并具有纹理美观、色泽天然、质感舒适、可塑性好、易于加工等优点，因而被作为建筑装修和家具制造的理想材料。但木材由于长期与氧、光、湿气接触，易被虫菌蛀蚀，而且易变色、开裂、磨损和挫伤，还容易燃烧等。所以，对木材的改性处理长期以来一直受到广泛关注。二氧化钛具有较高的化学稳定性、热稳定性和非迁移性，且无味、无毒、无刺激性，尤其具有广谱的抗菌性，其抑菌率高，抗菌率可达80%以上，而且抗菌性好、抗菌持久。因此，采用二氧化钛对木材进行无机改性，能够赋予木材良好的热稳定性、耐候性、抗菌性等，因而具有很高的现实意义和推广前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单、处理高效、并兼具阻燃防腐改性的二氧化钛/木材复合材料的制造方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种二氧化钛/木材复合材料的制造方法，包括以下步骤：
（1）、木材预处理：将原木去皮、切锯剖成所需尺寸的规格后，在50℃～80℃的条件下干燥8～24h，控制木材的含水率达8%～25%，然后微波处理10～30min；
（2）、配制木材改性剂：向反应容器依次加入钛酸正丁酯20～30质量份、无水乙醇50～80质量份、冰醋酸0.1～1质量份，搅拌均匀，然后加入水300～450质量份，再加入磷酸二铵10～15质量份、硼酸锌6～9质量份、钼酸铵1～4质量份，搅拌10～20min，然后加入八硼酸钠8～12质量份、多菌灵9～12质量份、十二烷基二甲基苄基氯化铵6～10质量份、十二烷基苯磺酸钠1～2质量份，搅拌10～20min，最后加入硅溶胶25～40质量份，继续搅拌20～40min，待均匀分散后，即制得所用的木材改性剂；
（3）、配制木材改性液：将步骤（2）制得的木材改性剂用水稀释至质量百分比浓度为15%～30%的悬浮溶液，即得所需的木材改性液；
（4）、浸渍处理：将步骤（1）得到的木材放入密闭的浸渍处理罐中，抽真空使罐内真空度在-0.08～-0.1MPa，保持30～60min，再将步骤（3）配制的木材改性液注入浸渍处理罐中，并使完全淹没木材，然后解除真空，向处理罐内施加0.6～1.5MPa气压，并加热至40℃～75℃，保持1～4h；
（5）、陈化处理：解除压力和降低温度至常温，排出剩余的改性液，取出木材置于室内静置陈化2～5天；
（6）、后干燥处理：将步骤（5）得到的木材移至干燥窑进行烘干，干燥温度90℃～115℃，干燥时间12～36h，然后冷却至室温，即制得所述的二氧化钛/木材复合材料。
步骤（1）所述原木适于任何木材，包括杨木、桦木、楠木、桉木、杉木、松木等。
步骤（2）所述硅溶胶中的二氧化硅质量含量为25%～30%。
本发明的有益效果是，本发明具有处理工艺简单、高效、成本低、渗透性强、长效稳定等优点，而且以钛酸正丁酯为前驱体形成二氧化钛具有广谱、高效、持久的抗菌作用，经过处理后的木材在抗菌、防腐、阻燃、表面硬度、耐磨性、抗弯强度、抗弯弹性模量、加工良好特性、尺寸稳定性等方面均得到大幅提高。
具体实施方式
下面结合具体的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案。
一种二氧化钛/木材复合材料的制造方法，包括以下步骤：
（1）、木材预处理：将原木去皮、切锯剖成所需尺寸的规格后，在50℃～80℃的条件下干燥8～24h，控制木材的含水率达8%～25%，然后微波处理10～30min；其中，所述原木适于任何木材，包括杨木、桦木、楠木、桉木、杉木、松木等。
（2）、配制木材改性剂：向反应容器依次加入钛酸正丁酯20～30质量份、无水乙醇50～80质量份、冰醋酸0.1～1质量份，搅拌均匀，然后加入水300～450质量份，再加入磷酸二铵10～15质量份、硼酸锌6～9质量份、钼酸铵1～4质量份，搅拌10～20min，然后加入八硼酸钠8～12质量份、多菌灵9～12质量份、十二烷基二甲基苄基氯化铵6～10质量份、十二烷基苯磺酸钠1～2质量份，搅拌10～20min，最后加入硅溶胶25～40质量份，继续搅拌20～40min，待均匀分散后，即制得所用的木材改性剂；其中，所述硅溶胶中的二氧化硅质量含量为25%～30%。
（3）、配制木材改性液：将步骤（2）制得的木材改性剂用水稀释至质量百分比浓度为15%～30%的悬浮溶液，即得所需的木材改性液；
（4）、浸渍处理：将步骤（1）得到的木材放入密闭的浸渍处理罐中，抽真空使罐内真空度在-0.08～-0.1MPa，保持30～60min，再将步骤（3）配制的木材改性液注入浸渍处理罐中，并使完全淹没木材，然后解除真空，向处理罐内施加0.6～1.5MPa气压，并加热至40℃～75℃，保持1～4h；
（5）、陈化处理：解除压力和降低温度至常温，排出剩余的改性液，取出木材置于室内静置陈化2～5天；
（6）、后干燥处理：将步骤（5）得到的木材移至干燥窑进行烘干，干燥温度90℃～115℃，干燥时间12～36h，然后冷却至室温，即制得所述的二氧化钛/木材复合材料。

Claims (1)

1.一种二氧化钛/木材复合材料的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、木材预处理：将原木去皮、切锯剖成所需尺寸的规格后，在50℃～80℃的条件下干燥8～24h，控制木材的含水率达8%～25%，然后微波处理10～30min；
（2）、配制木材改性剂：向反应容器依次加入钛酸正丁酯20～30质量份、无水乙醇50～80质量份、冰醋酸0.1～1质量份，搅拌均匀，然后加入水300～450质量份，再加入磷酸二铵10～15质量份、硼酸锌6～9质量份、钼酸铵1～4质量份，搅拌10～20min，然后加入八硼酸钠8～12质量份、多菌灵9～12质量份、十二烷基二甲基苄基氯化铵6～10质量份、十二烷基苯磺酸钠1～2质量份，搅拌10～20min，最后加入硅溶胶25～40质量份，继续搅拌20～40min，待均匀分散后，即制得所用的木材改性剂；
（3）、配制木材改性液：将步骤（2）制得的木材改性剂用水稀释至质量百分比浓度为15%～30%的悬浮溶液，即得所需的木材改性液；
（4）、浸渍处理：将步骤（1）得到的木材放入密闭的浸渍处理罐中，抽真空使罐内真空度在-0.08～-0.1MPa，保持30～60min，再将步骤（3）配制的木材改性液注入浸渍处理罐中，并使完全淹没木材，然后解除真空，向处理罐内施加0.6～1.5MPa气压，并加热至40℃～75℃，保持1～4h；
（5）、陈化处理：解除压力和降低温度至常温，排出剩余的改性液，取出木材置于室内静置陈化2～5天；
（6）、后干燥处理：将步骤（5）得到的木材移至干燥窑进行烘干，干燥温度90℃～115℃，干燥时间12～36h，然后冷却至室温，即制得所述的二氧化钛/木材复合材料。
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