CN104859010A - 一种纳米二氧化钛改性木材的生产方法 - Google Patents

一种纳米二氧化钛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钛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钛、硅溶胶、脂肪醇聚氧乙烯醚、蒸馏水、八硼酸钠、四羟甲基硫酸、多菌灵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、磷酸二铵、硼酸和钼酸铵配制而成。本发明的有益效果是，本发明具有处理工艺简单、易于操作、环保、低成本等优点，而且采用纳米二氧化钛进行改性将具有广谱、高效、持久的抗菌性，经过处理后的木材在阻燃、防腐、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、防水、防变色等方面均得到显著提高。

Description

一种纳米二氧化钛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钛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，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。但木材易燃且受环境影响极大，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、防腐阻燃和持久耐用的木材生产方法，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、安全环保和多方面改善使用性能的纳米二氧化钛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：一种纳米二氧化钛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钛4～12质量份加入搅拌器中，然后加入硅溶胶25～40质量份、脂肪醇聚氧乙烯醚1～2质量份和蒸馏水300～450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，加入八硼酸钠8～12质量份、四羟甲基硫酸5～8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、磷酸二铵10～15质量份、硼酸6～9质量份、钼酸铵1～4质量份，使一起以80～200r/min低速搅拌10～20min，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0.6～1.2MPa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）所述纳米二氧化钛的粒径在1～100nm范围。
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、易于操作、环保、低成本等优点，而且采用纳米二氧化钛进行改性将具有广谱、高效、持久的抗菌性，经过处理后的木材在阻燃、防腐、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、防水、防变色等方面均得到显著提高。
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。
一种纳米二氧化钛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钛4～12质量份加入搅拌器中，然后加入硅溶胶25～40质量份、脂肪醇聚氧乙烯醚1～2质量份和蒸馏水300～450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，加入八硼酸钠8～12质量份、四羟甲基硫酸5～8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、磷酸二铵10～15质量份、硼酸6～9质量份、钼酸铵1～4质量份，使一起以80～200r/min低速搅拌10～20min，待均匀分散后，即制得所用的木材改性剂；其中，所述纳米二氧化钛的粒径在1～100nm范围，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0.6～1.2MPa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 (2)

1.一种纳米二氧化钛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钛4～12质量份加入搅拌器中，然后加入硅溶胶25～40质量份、脂肪醇聚氧乙烯醚1～2质量份和蒸馏水300～450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，加入八硼酸钠8～12质量份、四羟甲基硫酸5～8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、磷酸二铵10～15质量份、硼酸6～9质量份、钼酸铵1～4质量份，使一起以80～200r/min低速搅拌10～20min，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0.6～1.2MPa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。
2.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化钛改性木材的生产方法，其特征在于，步骤（2）所述纳米二氧化钛的粒径在1～100nm范围。
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