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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