CN104858950A - 一种纳米二氧化硅改性木材的生产方法 - Google Patents

一种纳米二氧化硅改性木材的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纳米二氧化硅改性木材的生产方法，包括木材预处理、配制木材改性剂、配制木材改性液、浸渍处理和后干燥处理五个步骤，其中所述木材改性剂是由纳米二氧化硅、脂肪醇聚氧乙烯醚、蒸馏、硼酸三甲酯、十二烷基二甲基苄基氯化铵、N-（2-苯骈咪唑基）-氨基甲酸甲酯、吡虫啉配制而成。本发明的有益效果是，本发明具有处理工艺简单和易于操作，而且成本低、处理效果好、无毒环保等优点，经过处理后的木材无明显外观变化，但木材的尺寸稳定性、密度、表面硬度、抗弯强度、抗弯弹性模量、加工良好特性、防腐阻燃和耐磨性均得到大幅提高。

Description

一种纳米二氧化硅改性木材的生产方法
技术领域
本发明涉及木材生产技术领域，具体地说是一种纳米二氧化硅改性木材的生产方法。
背景技术
木材作为一种天然可再生的资源，由于它的质轻、容积重小、强度高、强重比大、声热传导性低、干材电绝缘性好、材色佳、纹理美，是理想的室内外建筑和装饰材料。但木材由于长期与氧、光、湿气接触，易变色、开裂、磨损和挫伤，还容易受到微生物和昆虫的侵害。所以，对木材的改性处理长期以来一直受到广泛关注。传统对木材的改性方法主要有热处理和化学处理两种。热处理的方式安全无毒，但会使木材的组分发生不同程度的降解和结构变化，降低木材的力学强度，同时加深木材的材色，影响木材的美观感。化学处理采用处理药剂的方法，其成本低、工艺简单，但大多数药剂中所含的铜、铬、砷等重金属离子和氯、酚醛等化合物对环境和人畜都有潜在的危害。因此，研制一种无毒安全、低成本和能够多方面改善或提高使用性能的木材生产方法，将具有重要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、性能稳定、环保和改善使用性能的纳米二氧化硅改性木材的生产方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种纳米二氧化硅改性木材的生产方法，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：将干燥的纳米二氧化硅20～30质量份加入搅拌器中，然后加入脂肪醇聚氧乙烯醚1～2质量份和蒸馏水400～500质量份，在60℃～80℃温度下、以转速不低于6000r/min高速搅拌20～50min，然后超声分散15～30min，再冷却至30℃～50℃后，加入硼酸三甲酯10～15质量份、十二烷基二甲基苄基氯化铵10～15质量份、N-（2-苯骈咪唑基）-氨基甲酸甲酯7～15质量份、吡虫啉3～10质量份，使一起以80～200r/min低速搅拌10～20min，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，保持1～4h；
（5）、后干燥处理：解除压力，排出剩余的改性液，取出木材水洗，风干至表面无明显水迹残留，再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，即得到含水率为5%～15%的改性木材。
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）所述纳米二氧化硅的粒径在20～80nm范围。
本发明的有益效果是，本发明具有处理工艺简单和易于操作，而且成本低、处理效果好、无毒环保等优点，经过处理后的木材无明显外观变化，但木材的尺寸稳定性、密度、表面硬度、抗弯强度、抗弯弹性模量、加工良好特性、防腐阻燃和耐磨性均得到大幅提高。
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。
一种纳米二氧化硅改性木材的生产方法，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：将干燥的纳米二氧化硅20～30质量份加入搅拌器中，然后加入脂肪醇聚氧乙烯醚1～2质量份和蒸馏水400～500质量份，在60℃～80℃温度下、以转速不低于6000r/min高速搅拌20～50min，然后超声分散15～30min，再冷却至30℃～50℃后，加入硼酸三甲酯10～15质量份、十二烷基二甲基苄基氯化铵10～15质量份、N-（2-苯骈咪唑基）-氨基甲酸甲酯7～15质量份、吡虫啉3～10质量份，使一起以80～200r/min低速搅拌10～20min，即制得所用的木材改性剂；其中，所述纳米二氧化硅的粒径在20～80nm范围。
（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，保持1～4h；
（5）、后干燥处理：解除压力，排出剩余的改性液，取出木材水洗，风干至表面无明显水迹残留，再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，即得到含水率为5%～15%的改性木材。

Claims (1)

1.一种纳米二氧化硅改性木材的生产方法，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：将干燥的纳米二氧化硅20～30质量份加入搅拌器中，然后加入脂肪醇聚氧乙烯醚1～2质量份和蒸馏水400～500质量份，在60℃～80℃温度下、以转速不低于6000r/min高速搅拌20～50min，然后超声分散15～30min，再冷却至30℃～50℃后，加入硼酸三甲酯10～15质量份、十二烷基二甲基苄基氯化铵10～15质量份、N-（2-苯骈咪唑基）-氨基甲酸甲酯7～15质量份、吡虫啉3～10质量份，使一起以80～200r/min低速搅拌10～20min，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，保持1～4h；
（5）、后干燥处理：解除压力，排出剩余的改性液，取出木材水洗，风干至表面无明显水迹残留，再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，即得到含水率为5%～15%的改性木材。
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