CN106217535B - 一种园林户外防腐木的制备方法 - Google Patents

一种园林户外防腐木的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种园林户外防腐木的制备方法,属于园林绿化技术领域。本发明采用廉价易得的杨木为原料,经自然风干后,用钛酸四丁酯乙醇溶液浸泡,使细胞吸收溶液,在程序升温炭化过程中,木材内部营养成分炭化,乙醇挥发,钛酸四丁酯水解为二氧化钛,作为抗菌成分分散于木纤维中,再将预处理后的杨木用硫酸镁浸泡,经液氮冷冻再经浸泡解冻使溶液充分进入木纤维内部,再用高压氨气熏蒸,使木纤维内部形成镁盐晶须,达到增强木材强度的目的,最后经干燥得到园林户外防腐木。本发明所得防腐木在使用过程中,对水体和土壤无污染,防腐性能优异,可有效抵御真菌、细菌和蛀虫的侵害,是安全、天然、环保的防腐防虫建材,可广泛推广使用。

Description

一种园林户外防腐木的制备方法
技术领域
本发明公开了一种园林户外防腐木的制备方法,属于园林绿化技术领域。
背景技术
现代社会追求时尚、节奏感、简洁感的生活,故园林景观中应与时代趋同。以一种集自然、生态、优雅于一身的景观-防腐木,是一种新兴而又有广泛用途的景观材料,并越来越被人所推崇、喜爱。防腐木技术是随着化学工业发展起来的,顾名思义,该木材是可防腐、防水、防蚁的木材,是将筛选过的实木通过封闭的压力防腐罐,用真空力把防腐剂压入木材内部的一种户外防腐木。
随着人们对回归自然、提升生活质量的要求越来越高,防腐木已成为景观工程中保证质量的首选。目前,我国每年的防腐木年产量为60万立方米,仅占国内木材用量的1%,而欧美国家是15%,可见其应用的需求量多,前景发展的潜力巨大,尤其在园林建筑设计中越来越多的受到设计师的青睐,防腐木天然的色泽和美丽的花纹,较强的绝缘性优于代用品,防腐木优美的外观,良好的亲和力,易拆装组合的特性符合了现代追求生态、自然、环保的设计需求,以促使木材防腐业真正迎来了新的发展契机。
然而,传统防腐木在制备过程中,防腐剂无法充分完全的固定在木材中,在使用过程中,雨水或者认为因素导致防腐木长期浸泡在水中,或者长期处于潮湿空气中,导致木材的含水率升高,水分的存在,使防腐剂缓慢流失,一方面导致水体被防腐剂污染,另一方面导致木材内各类木腐菌迅速生长,而木腐菌可降解木材,进而使木材强度降低,甚至完全丧失。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是:针对传统防腐木在制备和使用过程中出现的,采用的化学防腐剂无法完全固定在木材中,易流失导致水体和土壤污染,防腐性能不持久,使用寿命有限的问题,提供了一种园林户外防腐木的制备方法,本发明采用廉价易得的杨木为原料,经自然风干后,用钛酸四丁酯乙醇溶液浸泡,使细胞吸收溶液,在程序升温炭化过程中,木材内部营养成分炭化,乙醇挥发,钛酸四丁酯水解为二氧化钛,作为抗菌成分分散于木纤维中,再将预处理后的杨木用硫酸镁浸泡,经液氮冷冻再经浸泡解冻使溶液充分进入木纤维内部,再用高压氨气熏蒸,使木纤维内部形成镁盐晶须,达到增强木材强度的目的,最后经干燥得到园林户外防腐木。本发明所得防腐木在使用过程中,对水体和土壤无污染,防腐性能优异,可有效抵御真菌、细菌和蛀虫的侵害,是安全、天然、环保的防腐防虫建材,可广泛推广使用。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
(1)截取3~5根尺寸为220cm×8cm×8cm杨木,置于避光通风处自然放置,直至杨木含水率为10~15%,随后将杨木置于水槽中,并用铁丝将杨木固定于水槽底部,再向水槽中注入浓度为0.1~0.3mol/L钛酸四丁酯乙醇溶液,直至完全淹没杨木,浸泡处理3~5天;
(2)待浸泡处理结束,取出杨木,擦去表面残留溶液,再将杨木置于烘箱中,于50~55℃条件下干燥36~48h,随后将干燥后的杨木码放于真空高温箱中,将真空高温箱中相对真空度抽至-0.02~-0.04MPa,再以3~5℃/min速率程序升温至100~120℃,保温保压反应30~45min,继续以6~8℃/min速率程序升温至180~200℃,保温保压反应2~4h,待自然冷却至室温,取出杨木,得预处理杨木;
(3)将上述所得预处理杨木码放于水槽中,用铁丝将其固定于水槽底部,再将水槽中注入浓度为1.8~2.2mol/L硫酸镁溶液,直至完全淹没杨木,浸泡处理3~5天,取出杨木,用液氮冷却处理4~6s,再将杨木浸入上述水槽中,继续用硫酸镁溶液浸泡4~6h;
(4)待浸泡结束,将杨木转入高压反应釜中,开启反应釜加热器,加热升温至70~75℃,再以3~5mL/min速率向反应釜内通入氨气,直至反应釜内压力达2.8~3.5MPa,保温保压反应3~5h;
(5)待反应结束,以0.02~0.04MPa/min速率使反应釜逐步泄压至常压,开启反应釜,取出杨木,将其转入烘箱中,于105~110℃条件下干燥至恒重,即得园林户外防腐木。
本发明的物理性质:本发明所得防腐木内外颜色一致,呈古铜色,密度为0.4~0.6g/cm3,含水率为2.8~3.0%,抗弯强度可达80~90MPa,抗弯弹性模量可达6800~7000MPa,与常规防腐木相比,在相同养护条件下,使用寿命可延长4~6年。
本发明的有益效果是:
(1)本发明所得防腐木内外颜色一致,颜色变为古铜色,富有古典的美感,优美的光泽和纹理给人以温暖、柔和的感觉;
(2)本发明所得防腐木尺寸稳定性得以大大提高,吸水率降低,湿涨干缩现象减少,克服了木材易开裂、变形的弱点;
(3)本发明所得防腐木可有效抵御真菌、细菌和蛀虫的侵害,具有防腐防虫功能,延长了木材的使用时间,减少了木材的损耗,符合我国可持续发展的政策,不添加任何有毒化学药剂,对环境没有伤害,人体可广泛接触,是安全、天然、环保的防腐防虫建材,可广泛推广使用。
具体实施方式
截取3~5根尺寸为220cm×8cm×8cm杨木,置于避光通风处自然放置,直至杨木含水率为10~15%,随后将杨木置于水槽中,并用铁丝将杨木固定于水槽底部,再向水槽中注入浓度为0.1~0.3mol/L钛酸四丁酯乙醇溶液,直至完全淹没杨木,浸泡处理3~5天;待浸泡处理结束,取出杨木,擦去表面残留溶液,再将杨木置于烘箱中,于50~55℃条件下干燥36~48h,随后将干燥后的杨木码放于真空高温箱中,将真空高温箱中相对真空度抽至-0.02~-0.04MPa,再以3~5℃/min速率程序升温至100~120℃,保温保压反应30~45min,继续以6~8℃/min速率程序升温至180~200℃,保温保压反应2~4h,待自然冷却至室温,取出杨木,得预处理杨木;将上述所得预处理杨木码放于水槽中,用铁丝将其固定于水槽底部,再将水槽中注入浓度为1.8~2.2mol/L硫酸镁溶液,直至完全淹没杨木,浸泡处理3~5天,取出杨木,用液氮冷却处理4~6s,再将杨木浸入上述水槽中,继续用硫酸镁溶液浸泡4~6h;待浸泡结束,将杨木转入高压反应釜中,开启反应釜加热器,加热升温至70~75℃,再以3~5mL/min速率向反应釜内通入氨气,直至反应釜内压力达2.8~3.5MPa,保温保压反应3~5h;待反应结束,以0.02~0.04MPa/min速率使反应釜逐步泄压至常压,开启反应釜,取出杨木,将其转入烘箱中,于105~110℃条件下干燥至恒重,即得园林户外防腐木。
实例1
截取3根尺寸为220cm×8cm×8cm杨木,置于避光通风处自然放置,直至杨木含水率为10%,随后将杨木置于水槽中,并用铁丝将杨木固定于水槽底部,再向水槽中注入浓度为0.1mol/L钛酸四丁酯乙醇溶液,直至完全淹没杨木,浸泡处理3天;待浸泡处理结束,取出杨木,擦去表面残留溶液,再将杨木置于烘箱中,于50℃条件下干燥36h,随后将干燥后的杨木码放于真空高温箱中,将真空高温箱中相对真空度抽至-0.02MPa,再以3℃/min速率程序升温至100℃,保温保压反应30min,继续以6℃/min速率程序升温至180℃,保温保压反应2h,待自然冷却至室温,取出杨木,得预处理杨木;将上述所得预处理杨木码放于水槽中,用铁丝将其固定于水槽底部,再将水槽中注入浓度为1.8mol/L硫酸镁溶液,直至完全淹没杨木,浸泡处理3天,取出杨木,用液氮冷却处理4s,再将杨木浸入上述水槽中,继续用硫酸镁溶液浸泡4h;待浸泡结束,将杨木转入高压反应釜中,开启反应釜加热器,加热升温至70℃,再以3mL/min速率向反应釜内通入氨气,直至反应釜内压力达2.8MPa,保温保压反应3h;待反应结束,以0.02MPa/min速率使反应釜逐步泄压至常压,开启反应釜,取出杨木,将其转入烘箱中,于105℃条件下干燥至恒重,即得园林户外防腐木。
本发明所得防腐木内外颜色一致,呈古铜色,密度为0.4g/cm3,含水率为2.8%,抗弯强度可达80MPa,抗弯弹性模量可达6800MPa,与常规防腐木相比,在相同养护条件下,使用寿命可延长4年。
实例2
截取4根尺寸为220cm×8cm×8cm杨木,置于避光通风处自然放置,直至杨木含水率为12%,随后将杨木置于水槽中,并用铁丝将杨木固定于水槽底部,再向水槽中注入浓度为0.2mol/L钛酸四丁酯乙醇溶液,直至完全淹没杨木,浸泡处理4天;待浸泡处理结束,取出杨木,擦去表面残留溶液,再将杨木置于烘箱中,于52℃条件下干燥40h,随后将干燥后的杨木码放于真空高温箱中,将真空高温箱中相对真空度抽至-0.03MPa,再以4℃/min速率程序升温至110℃,保温保压反应40min,继续以7℃/min速率程序升温至190℃,保温保压反应3h,待自然冷却至室温,取出杨木,得预处理杨木;将上述所得预处理杨木码放于水槽中,用铁丝将其固定于水槽底部,再将水槽中注入浓度为2mol/L硫酸镁溶液,直至完全淹没杨木,浸泡处理4天,取出杨木,用液氮冷却处理5s,再将杨木浸入上述水槽中,继续用硫酸镁溶液浸泡5h;待浸泡结束,将杨木转入高压反应釜中,开启反应釜加热器,加热升温至72℃,再以4mL/min速率向反应釜内通入氨气,直至反应釜内压力达3.2MPa,保温保压反应4h;待反应结束,以0.03MPa/min速率使反应釜逐步泄压至常压,开启反应釜,取出杨木,将其转入烘箱中,于108℃条件下干燥至恒重,即得园林户外防腐木。
本发明所得防腐木内外颜色一致,呈古铜色,密度为0.5g/cm3,含水率为2.9%,抗弯强度可达85MPa,抗弯弹性模量可达6900MPa,与常规防腐木相比,在相同养护条件下,使用寿命可延长5年。
实例3
截取5根尺寸为220cm×8cm×8cm杨木,置于避光通风处自然放置,直至杨木含水率为15%,随后将杨木置于水槽中,并用铁丝将杨木固定于水槽底部,再向水槽中注入浓度为0.3mol/L钛酸四丁酯乙醇溶液,直至完全淹没杨木,浸泡处理5天;待浸泡处理结束,取出杨木,擦去表面残留溶液,再将杨木置于烘箱中,于55℃条件下干燥48h,随后将干燥后的杨木码放于真空高温箱中,将真空高温箱中相对真空度抽至-0.04MPa,再以5℃/min速率程序升温至120℃,保温保压反应45min,继续以8℃/min速率程序升温至200℃,保温保压反应4h,待自然冷却至室温,取出杨木,得预处理杨木;将上述所得预处理杨木码放于水槽中,用铁丝将其固定于水槽底部,再将水槽中注入浓度为2.2mol/L硫酸镁溶液,直至完全淹没杨木,浸泡处理5天,取出杨木,用液氮冷却处理6s,再将杨木浸入上述水槽中,继续用硫酸镁溶液浸泡6h;待浸泡结束,将杨木转入高压反应釜中,开启反应釜加热器,加热升温至75℃,再以5mL/min速率向反应釜内通入氨气,直至反应釜内压力达3.5MPa,保温保压反应5h;待反应结束,以0.04MPa/min速率使反应釜逐步泄压至常压,开启反应釜,取出杨木,将其转入烘箱中,于110℃条件下干燥至恒重,即得园林户外防腐木。
本发明所得防腐木内外颜色一致,呈古铜色,密度为0.6g/cm3,含水率为3.0%,抗弯强度可达90MPa,抗弯弹性模量可达7000MPa,与常规防腐木相比,在相同养护条件下,使用寿命可延长6年。

Claims (1)

1.一种园林户外防腐木的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:
(1)截取3~5根尺寸为220cm×8cm×8cm杨木,置于避光通风处自然放置,直至杨木含水率为10~15%,随后将杨木置于水槽中,并用铁丝将杨木固定于水槽底部,再向水槽中注入浓度为0.1~0.3mol/L钛酸四丁酯乙醇溶液,直至完全淹没杨木,浸泡处理3~5天;
(2)待浸泡处理结束,取出杨木,擦去表面残留溶液,再将杨木置于烘箱中,于50~55℃条件下干燥36~48h,随后将干燥后的杨木码放于真空高温箱中,将真空高温箱中相对真空度抽至-0.02~-0.04MPa,再以3~5℃/min速率程序升温至100~120℃,保温保压反应30~45min,继续以6~8℃/min速率程序升温至180~200℃,保温保压反应2~4h,待自然冷却至室温,取出杨木,得预处理杨木;
(3)将上述所得预处理杨木码放于水槽中,用铁丝将其固定于水槽底部,再将水槽中注入浓度为1.8~2.2mol/L硫酸镁溶液,直至完全淹没杨木,浸泡处理3~5天,取出杨木,用液氮冷却处理4~6s,再将杨木浸入上述水槽中,继续用硫酸镁溶液浸泡4~6h;
(4)待浸泡结束,将杨木转入高压反应釜中,开启反应釜加热器,加热升温至70~75℃,再以3~5mL/min速率向反应釜内通入氨气,直至反应釜内压力达2.8~3.5MPa,保温保压反应3~5h;
(5)待反应结束,以0.02~0.04MPa/min速率使反应釜逐步泄压至常压,开启反应釜,取出杨木,将其转入烘箱中,于105~110℃条件下干燥至恒重,即得园林户外防腐木。
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