CN105778546A - 一种改性复合木质材料的制备方法 - Google Patents

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宋国
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Abstract

本发明公开了一种改性复合木质材料的制备方法，属于材料制备技术领域。本发明针对传统木材还有很多有毒物质，对人体造成危害，同时目前木质材料改性剂均采用有毒有害的有机高分子手段，不但引进有毒害的物质，不利于健康和环保，而且增加了木材的可燃烧性的问题，本发明首先采用将竹子与木屑混合粉碎作为基体，增加木质材料韧性，再通过盐浸、挤压及冷藏提高木质材料的抗老化性，最后与白土、磷酸氢二铵等混合，吸附木质材料本身有害物质，同时提高其阻燃性能，最终制备得改性复合木质材料。

Description

一种改性复合木质材料的制备方法
技术领域
本发明公开了一种改性复合木质材料的制备方法，属于材料制备技术领域。
背景技术
目前木材普遍存在湿涨干缩的缺陷，尺寸和形状受环境变化影响较大。以市场上现有人造板为例，一般刨花板、纤维板、欧松板、中密度板等产品的密度小于1.0g/cm3，自身多含有酚醛、脲醛等胶粘剂而残留甲醛缓慢释放，刺激呼吸道，并刺激眼睛导致流泪，对人身造成危害。实木板材则需要表面进行多道工序的涂装处理，释放低分子有机挥发物，同样污染环境，同时传统木材耐火性差。
木质材料改性是指应用当代物理、化学技术，对木材进行处理，克服劣质木材的缺陷，提高其物理、力学、防腐、抗老化等性能，延长使用寿命，即提高木材的使用档次和商业价值。通过改性处理后的木材可以应用于改性前无法应用的领域，如：实木及实木复合地板、家具、木制防火门、防火木龙骨，各种板材，集装箱底板等多种使用领域。但是目前木质材料改性剂均采用有毒有害的有机高分子手段，不但引进有毒害的物质，不利于健康和环保，而且增加了木材的可燃烧性。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对传统木材还有很多有毒物质，对人体造成危害，同时目前木质材料改性剂均采用有毒有害的有机高分子手段，不但引进有毒害的物质，不利于健康和环保，而且增加了木材的可燃烧性的问题，本发明首先采用将竹子与木屑混合粉碎作为基体，增加木质材料韧性，再通过盐浸、挤压及冷藏提高木质材料的抗老化性，最后与白土、磷酸氢二铵等混合，吸附木质材料本身有害物质，同时提高其阻燃性能，最终制备得改性复合木质材料。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）按质量比1:2，分别称取木屑和竹子放入粉碎机中进行粉碎，过100目筛，将过筛所得的颗粒放入容器中，向其中加入质量分数为40％的氯化钠溶液浸泡颗粒，再对容器进行加热，温度设定为80～85℃，以转速180r/min搅拌10～12h后过滤，使用无水乙醇冲洗过滤物3～5次；
（2）待上述冲洗结束后，将过滤物均匀铺于地面，点燃过滤物，燃烧40～50s后将火扑灭，将燃烧后的剩余物与燃烧后的剩余物质量8～10％的聚苯乙烯放入混合机中混合均匀，再将混合物放入挤压机中，在挤压力为38～40MN下，挤压成块，将所得的块状物放入冷藏室中，在5～10℃下静置40～50min，备用；
（3）按重量份数计，取40～45份200目白土、20～25份铝灰、15～20份磷酸二氢铵和15～20份磷酸氢二铵，首先将铝灰放入水中，使其被淹没3～5cm，以转速200r/min搅拌15～20min后静置5～8min，去除漂浮在水面的物质后过滤，收集过滤物，将所得的过滤物与200目白土、磷酸二氢铵及磷酸氢二铵混合均匀；
（4）待上述混合均匀后，将所得的混合物放入玻璃容器中，再向其中加入去离子水浸泡混合物，使用质量分数为40％的氢氧化钠溶液调节pH至8.0～8.5，以转速150r/min搅拌30～40min，在搅拌过程中加入铝灰质量0.8～1.2％的乙酸酐，搅拌完成后得改性混合物；
（5）按质量比30:7，将步骤（2）静置后的块状物与上述所得的改性混合物放入高速搅拌机中，在转速1200r/min下搅拌2～3h，待搅拌均匀后，将搅拌后的混合物放入钢模具中，在5～7MPa，140～180℃下保持8～12min，挤压成型，即可得到改性复合木质材料。
检测本发明所制得的改性复合木质材料得：材料密度为1.38～1.65g/cm3，静曲强度为60.6～66.4MPa，耐火度达到460～520℃。
本发明的有益效果：
（1）本发明所制得的木质材料无任何有害物质产生，对人体及环境无害；
（2）本发明所制得的木质材料阻燃效果好，制作简单，易于操作。
具体实施方式
按质量比1:2，分别称取木屑和竹子放入粉碎机中进行粉碎，过100目筛，将过筛所得的颗粒放入容器中，向其中加入质量分数为40％的氯化钠溶液浸泡颗粒，再对容器进行加热，温度设定为80～85℃，以转速180r/min搅拌10～12h后过滤，使用无水乙醇冲洗过滤物3～5次；待上述冲洗结束后，将过滤物均匀铺于地面，点燃过滤物，燃烧40～50s后将火扑灭，将燃烧后的剩余物与燃烧后的剩余物质量8～10％的聚苯乙烯放入混合机中混合均匀，再将混合物放入挤压机中，在挤压力为38～40MN下，挤压成块，将所得的块状物放入冷藏室中，在5～10℃下静置40～50min，备用；按重量份数计，取40～45份200目白土、20～25份铝灰、15～20份磷酸二氢铵和15～20份磷酸氢二铵，首先将铝灰放入水中，使其被淹没3～5cm，以转速200r/min搅拌15～20min后静置5～8min，去除漂浮在水面的物质后过滤，收集过滤物，将所得的过滤物与200目白土、磷酸二氢铵及磷酸氢二铵混合均匀；待上述混合均匀后，将所得的混合物放入玻璃容器中，再向其中加入去离子水浸泡混合物，使用质量分数为40％的氢氧化钠溶液调节pH至8.0～8.5，以转速150r/min搅拌30～40min，在搅拌过程中加入铝灰质量0.8～1.2％的乙酸酐，搅拌完成后得改性混合物；按质量比30:7，将静置后的块状物与上述所得的改性混合物放入高速搅拌机中，在转速1200r/min下搅拌2～3h，待搅拌均匀后，将搅拌后的混合物放入钢模具中，在5～7MPa，140～180℃下保持8～12min，挤压成型，即可得到改性复合木质材料。
实例1
按质量比1:2，分别称取木屑和竹子放入粉碎机中进行粉碎，过100目筛，将过筛所得的颗粒放入容器中，向其中加入质量分数为40％的氯化钠溶液浸泡颗粒，再对容器进行加热，温度设定为83℃，以转速180r/min搅拌11h后过滤，使用无水乙醇冲洗过滤物4次；待上述冲洗结束后，将过滤物均匀铺于地面，点燃过滤物，燃烧45s后将火扑灭，将燃烧后的剩余物与燃烧后的剩余物质量9％的聚苯乙烯放入混合机中混合均匀，再将混合物放入挤压机中，在挤压力为39MN下，挤压成块，将所得的块状物放入冷藏室中，在8℃下静置45min，备用；按重量份数计，取43份200目白土、24份铝灰、18份磷酸二氢铵和15份磷酸氢二铵，首先将铝灰放入水中，使其被淹没4cm，以转速200r/min搅拌18min后静置7min，去除漂浮在水面的物质后过滤，收集过滤物，将所得的过滤物与200目白土、磷酸二氢铵及磷酸氢二铵混合均匀；待上述混合均匀后，将所得的混合物放入玻璃容器中，再向其中加入去离子水浸泡混合物，使用质量分数为40％的氢氧化钠溶液调节pH至8.2，以转速150r/min搅拌35min，在搅拌过程中加入铝灰质量1.0％的乙酸酐，搅拌完成后得改性混合物；按质量比30:7，将静置后的块状物与上述所得的改性混合物放入高速搅拌机中，在转速1200r/min下搅拌2h，待搅拌均匀后，将搅拌后的混合物放入钢模具中，在6MPa，180℃下保持10min，挤压成型，即可得到改性复合木质材料。
检测本发明所制得的改性复合木质材料得：材料密度为1.38g/cm3，静曲强度为60.6MPa，耐火度达到460℃。
实例2
按质量比1:2，分别称取木屑和竹子放入粉碎机中进行粉碎，过100目筛，将过筛所得的颗粒放入容器中，向其中加入质量分数为40％的氯化钠溶液浸泡颗粒，再对容器进行加热，温度设定为85℃，以转速180r/min搅拌12h后过滤，使用无水乙醇冲洗过滤物5次；待上述冲洗结束后，将过滤物均匀铺于地面，点燃过滤物，燃烧50s后将火扑灭，将燃烧后的剩余物与燃烧后的剩余物质量10％的聚苯乙烯放入混合机中混合均匀，再将混合物放入挤压机中，在挤压力为40MN下，挤压成块，将所得的块状物放入冷藏室中，在10℃下静置50min，备用；按重量份数计，取45份200目白土、20份铝灰、15份磷酸二氢铵和20份磷酸氢二铵，首先将铝灰放入水中，使其被淹没5cm，以转速200r/min搅拌20min后静置8min，去除漂浮在水面的物质后过滤，收集过滤物，将所得的过滤物与200目白土、磷酸二氢铵及磷酸氢二铵混合均匀；待上述混合均匀后，将所得的混合物放入玻璃容器中，再向其中加入去离子水浸泡混合物，使用质量分数为40％的氢氧化钠溶液调节pH至8.5，以转速150r/min搅拌40min，在搅拌过程中加入铝灰质量1.2％的乙酸酐，搅拌完成后得改性混合物；按质量比30:7，将静置后的块状物与上述所得的改性混合物放入高速搅拌机中，在转速1200r/min下搅拌3h，待搅拌均匀后，将搅拌后的混合物放入钢模具中，在7MPa，180℃下保持12min，挤压成型，即可得到改性复合木质材料。
检测本发明所制得的改性复合木质材料得：材料密度为1.65g/cm3，静曲强度为66.4MPa，耐火度达到520℃。
实例3
按质量比1:2，分别称取木屑和竹子放入粉碎机中进行粉碎，过100目筛，将过筛所得的颗粒放入容器中，向其中加入质量分数为40％的氯化钠溶液浸泡颗粒，再对容器进行加热，温度设定为80℃，以转速180r/min搅拌10h后过滤，使用无水乙醇冲洗过滤物3次；待上述冲洗结束后，将过滤物均匀铺于地面，点燃过滤物，燃烧40s后将火扑灭，将燃烧后的剩余物与燃烧后的剩余物质量8％的聚苯乙烯放入混合机中混合均匀，再将混合物放入挤压机中，在挤压力为38MN下，挤压成块，将所得的块状物放入冷藏室中，在5℃下静置40min，备用；按重量份数计，取40份200目白土、25份铝灰、20份磷酸二氢铵和15份磷酸氢二铵，首先将铝灰放入水中，使其被淹没3cm，以转速200r/min搅拌15min后静置5min，去除漂浮在水面的物质后过滤，收集过滤物，将所得的过滤物与200目白土、磷酸二氢铵及磷酸氢二铵混合均匀；待上述混合均匀后，将所得的混合物放入玻璃容器中，再向其中加入去离子水浸泡混合物，使用质量分数为40％的氢氧化钠溶液调节pH至8.0，以转速150r/min搅拌30min，在搅拌过程中加入铝灰质量0.8％的乙酸酐，搅拌完成后得改性混合物；按质量比30:7，将静置后的块状物与上述所得的改性混合物放入高速搅拌机中，在转速1200r/min下搅拌2h，待搅拌均匀后，将搅拌后的混合物放入钢模具中，在5MPa，140℃下保持8min，挤压成型，即可得到改性复合木质材料。
检测本发明所制得的改性复合木质材料得：材料密度为1.55g/cm3，静曲强度为64.8MPa，耐火度达到490℃。

Claims (1)

1.一种改性复合木质材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）按质量比1:2，分别称取木屑和竹子放入粉碎机中进行粉碎，过100目筛，将过筛所得的颗粒放入容器中，向其中加入质量分数为40％的氯化钠溶液浸泡颗粒，再对容器进行加热，温度设定为80～85℃，以转速180r/min搅拌10～12h后过滤，使用无水乙醇冲洗过滤物3～5次；
（2）待上述冲洗结束后，将过滤物均匀铺于地面，点燃过滤物，燃烧40～50s后将火扑灭，将燃烧后的剩余物与燃烧后的剩余物质量8～10％的聚苯乙烯放入混合机中混合均匀，再将混合物放入挤压机中，在挤压力为38～40MN下，挤压成块，将所得的块状物放入冷藏室中，在5～10℃下静置40～50min，备用；
（3）按重量份数计，取40～45份200目白土、20～25份铝灰、15～20份磷酸二氢铵和15～20份磷酸氢二铵，首先将铝灰放入水中，使其被淹没3～5cm，以转速200r/min搅拌15～20min后静置5～8min，去除漂浮在水面的物质后过滤，收集过滤物，将所得的过滤物与200目白土、磷酸二氢铵及磷酸氢二铵混合均匀；
（4）待上述混合均匀后，将所得的混合物放入玻璃容器中，再向其中加入去离子水浸泡混合物，使用质量分数为40％的氢氧化钠溶液调节pH至8.0～8.5，以转速150r/min搅拌30～40min，在搅拌过程中加入铝灰质量0.8～1.2％的乙酸酐，搅拌完成后得改性混合物；
（5）按质量比30:7，将步骤（2）静置后的块状物与上述所得的改性混合物放入高速搅拌机中，在转速1200r/min下搅拌2～3h，待搅拌均匀后，将搅拌后的混合物放入钢模具中，在5～7MPa，140～180℃下保持8～12min，挤压成型，即可得到改性复合木质材料。
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