CN106346580A - 一种用于木材的浸渍剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及木材改性加工技术领域，具体涉及一种用于木材的浸渍剂及其制备方法，所述浸渍剂包括浸渍原液，所述浸渍原液包括以下重量份数的原料组分：320～420份的葡萄糖、80～160份的尿素、5～45份的三聚氰胺和300～520份的水。所述的制备方法包括制备浸渍原液和加入固化剂的步骤。本发明提供的浸渍剂环保无甲醛、无酚类物质、成本低、粘度低且固化性能好，浸渍木材后能极好的渗透在速生材的细胞壁中，采用的原料成分环保易得，在对速生材进行处理时可以很好的渗透在速生材的细胞壁中，极大提高速生材的物理力学性能与尺寸稳定性。同时提高速生材的耐腐性和稳定性。本发明提供的制备方法易实现，适宜批量生产和使用。
Description
技术领域
本发明涉及木材改性加工技术领域，具体涉及一种用于木材的浸渍剂及其制备方法。
背景技术
木材是可再生的传统材料，具有质量轻、强重比高、弹性好、耐冲击、纹理色调丰富美观和易于加工等优点。但人工林速生材具有材质疏松、密度小、尺寸稳定性差、不耐腐等缺点，导致其产品性能差，附加值低。因此，高效利用低质速生木材，达到劣材优用的目的，成为许多木材研究工作者研究的重点之一。通过对木材进行化学功能改良，改善木材的尺寸稳定性和耐久性，延长木材的使用年限，提高其产品附加值，是实现木材高效节约利用的重要手段。
我国是一个少林国家，第六次全国森林资源清查结果显示：全国的森林覆盖率为18.21％，仅相当于世界森林覆盖率(27％)的61％；人均森林面积0.132hm2，不到世界平均水平的1/4，居世界第134位。人均森林蓄积9.421m3，不到世界平均水平的1/6，居世界第122位。随着国家经济建设的发展及人们生活水平的提高，人们对木材的需求量越来越大，而天然林保护工程的实施，使得木材供求矛盾更加突出。目前我国部分木材来源仍采用进口木材，然而目前国外进口或国产硬木价格逐年提高，而包括杨木、竹柳、辐射松等在内的软质速生材，用于家居材料存在质软、易变形、耐腐性差等缺陷。为了解决该技术问题，现有技术中往往对速生材采用化学功能改良，通过对木材进行物理和/或化学处理，由此导致木材细胞壁分子结构的永久改变或细胞腔结构的大量封闭，因而增强木材的尺寸稳定性、耐腐朽能力、力学强度、表面硬度等性能；如果加入特定功能的助剂，也可同时赋予木材防水、阻燃等新的特性。木材改性技术依据是否注入试剂以及试剂在细胞中的分布可以大致划分为细胞壁改性和细胞腔处理。细胞壁改性是指改性过程中木材的细胞壁物质经历了化学改变，其分子结构和宏观性能均由此而发生永久改变。细胞壁改性主要包括炭化处理、活性低分子树脂改性、有机单体接枝等。常见的细胞腔处理有热固性树脂(酚醛、脲醛、三聚氰胺)处理、石蜡处理、硅烷处理等。但现有的浸渍技术存在以下问题：
第一、潜在环保问题如用脲醛树脂、改性脲醛、酚醛树脂，存在甲醛、酚类残留量高，或在炎热夏季、冬天取暖条件下存在潜在风险；
第二、浸渍液成本高，如用溶胶类、多聚糖类产品价格较高，在市场上没有竞争力，没有办法让市场大范围接纳；
第三、浸渍液的其他问题如醛类树脂浸入木材后烘干表面先固化，中心不固化，大大增加后期烘干能耗，溶胶类浸渍酸碱性集聚问题导以及多聚糖类高固含下粘度大的问题，影响浸渍均匀性。
由此可见，能否基于现有技术中的不足，提供一种改良的用于木材的浸渍剂，有效针对木材进行化学改性处理，使其具有配方成分合理，原材料环保易得，成本低，烘干速度快，且浸渍均匀性高的优点，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，提供一种用于木材的浸渍剂及其制备方法，使其具有化学改性处理科学合理，有效针对细胞壁改性处理，极大提高速生材的物理力学性能与尺寸稳定性，同时本发明提供的浸渍剂原料成分环保易得，加工成本低，适于批量的生产和使用。
为了达到上述技术效果，本发明包括以下技术方案：
一种用于木材的浸渍剂，所述浸渍剂包括浸渍原液，所述浸渍原液包括以下重量份数的原料组分：320～420份的葡萄糖、80～160份的尿素、5～45份的三聚氰胺和300～500份的水。
本发明各配方成分选择科学合理，且各原料成分环保易得，经有效的合成反应制备得到水溶性树脂材料，其原料葡萄糖为自然界最为广泛单糖，来源于生物质，而非石化所以价格较稳定基本保持在2000元每吨以内。其粘度较低，能够很好的渗透至生材的细胞壁中，极大提高速生材的物理力学性能与尺寸稳定性。
进一步的，所述浸渍原液中还包括酸性催化剂和碱性调节剂。
通过添加酸性催化剂和碱性调节剂，使得在制备浸渍剂时，有效调控反应溶液酸碱性，确保生成产物为水溶性树脂材料。该制备产物具有浸渍均匀性高、改性效果好且原料成本环保易得的优点。
进一步的，所述酸性催化剂包括以下重量份数的原料组分：2～20份的强酸性铵盐、0.5～10份的强酸性铜盐和0.5～10份的强酸性镍盐中的一种以上；所述碱性调节剂包括氢氧化钠、碳酸钠和氨水中的一种以上。
进一步的，所述的强酸性铵盐包括氯化铵和硝酸铵，所述的强酸性铜盐为硫酸铜，所述的强酸性镍盐为硫酸镍，所述的碱性调节剂为氢氧化钠；所述的氯化铵的重量份数为5～6份，所述硝酸铵的重量份数为5～6份，所述硫酸铜的重量份数为1～5份，所述硫酸镍的重量份数为1～5份。
进一步优选地，所述硫酸铜的重量份数为1～3份，所述硫酸镍的重量份数为1～3份。
葡萄糖在强酸性铵盐、金属离子酸性条件下催化生成5-羟甲基-2-糠醛，而5-羟甲基-2-糠醛与尿素反应生成水溶性树脂，此水溶性树脂在催化剂与高温下固化成不熔物质，而此树脂粘度低，可以很好的渗透在速生材的细胞壁中，极大提高速生材的物理力学性能与尺寸稳定性。
进一步的，所述浸渍剂还包括有机羧酸固化剂，所述浸渍原液与有机羧酸固化剂的重量份数比为50～120∶1。
通过添加有机羧酸固化剂，使得在使用本发明浸渍剂时，针对木材产生固化作用，同时能顾与木材中吸湿性羟基发生酯化反应，封闭木材吸湿羟基，提高木材尺寸稳定性与耐腐性，少量未反应尿素，在浸渍速生材后，烘干水解挥发。
进一步的，所述有机羧酸固化剂包括重量份数为0～100份的水，还包括重量份数为1～10份的柠檬酸、1～10份的马来酸、1～10份的顺丁烯二酸酐、1～10份的反丁烯二酸、1～10份的苯酐、1～10份的草酸、1～10份的酒石酸、1～10份的衣康酸、1～10份的游离葡萄糖络合剂硼酸和1～10份的硼砂中的一种以上。
未反应游离的葡萄糖被硼酸、硼砂络合成大分子物质，此物质在浸渍速生材后，高温烘干反应成更大分子物质并且不溶于水，完成反应的强酸性铜盐与硼酸、硼砂能极大地提高速生材的耐腐性。
进一步的，所述的有机羧酸固化剂包括重量份数为1～10份的柠檬酸和1～10份的马来酸。
进一步的，所述的游离葡萄糖络合剂硼酸的重量份数为3～5份，所述硼砂的重量份数为3～5份。
一种上述用于木材的浸渍剂的制备方法，包括以下步骤：向反应釜中加入水，开启搅拌功能，取葡萄糖加入反应釜中，升温后继续加入三聚氰胺，随后加入酸性催化剂使反应釜内的反应液pH值呈酸性，继续升温，并加入尿素，再次升温后经颜色监控加入碱性调节剂使反应釜内反应液pH值呈碱性，终止反应，停止加热并进行降温处理得到浸渍原液。
进一步的，所述的浸渍剂还包括有机羧酸固化剂，取步骤一制备的浸渍原液向其加入有机羧酸固化剂，混合均匀即可；
取葡萄糖加入反应釜中，升温至50～70℃后继续加入三聚氰胺；
加入酸性催化剂使反应釜内的反应液pH值为2～4；
加入尿素后，再次升温至90～100℃，所述颜色监控方法为当反应液由天蓝色变成黄绿色，再转化为浅红褐色时，加入碱性调节剂使反应釜内反应液pH值为7.5～8.5；降温处理至35～45℃，得到浸渍原液。
采用上述技术方案，包括以下有益效果：本发明提供的一种用于木材的浸渍剂及其制备方法，该浸渍剂环保无甲醛、无酚类物质、成本低、粘度低且固化性能好，浸渍木材后能极好的渗透在速生材的细胞壁中，采用的原料成分环保易得，在对速生材进行处理时可以很好的渗透在速生材的细胞壁中，极大提高速生材的物理力学性能与尺寸稳定性。同时提高速生材的耐腐性和稳定性。本发明提供的制备方法易实现，适宜批量生产和使用。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。
实施例一：一种用于木材的浸渍剂，所述浸渍剂包括浸渍原液，所述浸渍原液包括以下重量份数的原料组分：320份的葡萄糖、160份的尿素、5份的三聚氰胺和500份的水。
性能检测实验：
将本实施例所制备的浸渍剂浸渍竹柳烘干到水分10度，性能测试如下：
表1 实施例性能检测实验
| 项目 | 辐射松素材 | 辐射松浸渍后 |
| 气干密度g/cm3 | 0.48 | 0.61 |
| 抗弯强度MPa | 52.4 | 72.5 |
| 抗弯弹性模量MPa | 6215 | 10245 |
| 体积干缩率％ | 10.2 | 7.3 |
由表1数据可知，经本发明浸渍剂处理后的竹柳，其密度、抗弯强度、抗弯弹性模量均有较大提升，且体积干缩率明显降低，说明本实施例所述的浸渍剂能够有效对木材的细胞壁进行改性处理，从而极大提高速生材的物理力学性能与尺寸稳定性，且环保成本低，可广泛用在家具，地板门窗等产品，替代高价格进口或国产硬木材。
实施例二：一种用于木材的浸渍剂，所述浸渍剂包括浸渍原液，所述浸渍原液包括以下重量份数的原料组分：340份的葡萄糖、140份的尿素、10份的三聚氰胺和450份的水，所述浸渍原液中还包括酸性催化剂和碱性调节剂。
性能检测实验：
将本实施例所制备的浸渍剂浸渍针叶材辐射松烘干到水分10度，性能测试如下：
表2 实施例性能检测实验
由表2数据可知，经本发明浸渍剂处理后的辐射松，其密度、抗弯强度、抗弯弹性模量均有较大提升，且体积干缩率明显降低，说明本实施例所述的浸渍剂能够有效对木材的细胞壁进行改性处理，从而极大提高速生材的物理力学性能与尺寸稳定性，且环保成本低，可广泛用在家具，地板门窗等产品，替代高价格进口或国产硬木材。
实施例三：一种用于木材的浸渍剂的制备方法，包括以下步骤：向反应釜中加入重量份数为400份的水，开启搅拌功能，取重量份数为400份的葡萄糖加入反应釜中，升温后继续加入重量份数为20份的三聚氰胺，随后加入酸性催化剂使反应釜内的反应液pH值呈酸性，继续升温，并加入尿素，再次升温后经颜色监控加入碱性调节剂使反应釜内反应液pH值呈碱性，终止反应，停止加热并进行降温处理得到浸渍原液。
性能检测实验：
将本实施例所制备的浸渍剂浸渍竹柳烘干到水分10度，性能测试如下：
表3 实施例性能检测实验
| 项目 | 辐射松素材 | 辐射松浸渍后 |
| 气干密度g/cm3 | 0.46 | 0.61 |
| 抗弯强度MPa | 53.2 | 76.4 |
| 抗弯弹性模量MPa | 6142 | 10467 |
| 体积干缩率％ | 11.7 | 8.5 |
由表3数据可知，经本发明浸渍剂处理后的竹柳，其密度、抗弯强度、抗弯弹性模量均有较大提升，且体积干缩率明显降低，说明本实施例所述的浸渍剂能够有效对木材的细胞壁进行改性处理，从而极大提高速生材的物理力学性能与尺寸稳定性，且环保成本低，可广泛用在家具，地板门窗等产品，替代高价格进口或国产硬木材。
实施例四：一种用于木材的浸渍剂，所述浸渍剂包括浸渍原液，所述浸渍原液包括以下重量份数的原料组分：380份的葡萄糖、120份的尿素、10份的三聚氰胺、500份的水、2份的强酸性铵盐、10份的强酸性铜盐、0.5份的强酸性镍盐，所述浸渍原液还包括碱性回调剂，所述碱性回调剂包括氢氧化钠和氨水。
一种用于木材的浸渍剂的制备方法，包括以下步骤：按上述重量份数，向反应釜中加入水，开启搅拌功能，取葡萄糖加入反应釜中，升温后继续加入三聚氰胺，随后加入强酸性铵盐、强酸性铜盐和强酸性镍盐使反应釜内的反应液pH值呈酸性，继续升温，并加入尿素，再次升温后经颜色监控加入碱性调节剂使反应釜内反应液pH值呈碱性，终止反应，停止加热并进行降温处理得到浸渍原液。
性能检测实验：
将本实施例所制备的浸渍剂浸渍针叶材辐射松烘干到水分10度，性能测试如下：
表4 实施例性能检测实验
| 项目 | 辐射松素材 | 辐射松浸渍后 |
| 气干密度g/cm3 | 0.49 | 0.65 |
| 抗弯强度MPa | 49.3 | 85.1 |
| 抗弯弹性模量MPa | 5321 | 11307 |
| 体积干缩率％ | 8.4 | 4.8 |
由表4数据可知，经本发明浸渍剂处理后的辐射松，其密度、抗弯强度、抗弯弹性模量均有较大提升，且体积干缩率明显降低，说明本实施例所述的浸渍剂能够有效对木材的细胞壁进行改性处理，从而极大提高速生材的物理力学性能与尺寸稳定性，且环保成本低，可广泛用在家具，地板门窗等产品，替代高价格进口或国产硬木材。
实施例五：一种用于木材的浸渍剂，所述浸渍剂包括浸渍原液，所述浸渍原液包括以下重量份数的原料组分：390份的葡萄糖、110份的尿素、20份的三聚氰胺、480份的水、5份的强酸性铵盐、5份强酸性铜盐、份1份强酸性镍盐，所述碱性调节剂为氢氧化钠。所述的强酸性铵盐包括氯化铵和硝酸铵，所述的强酸性铜盐为硫酸铜，所述的强酸性镍盐为硫酸镍，所述的碱性调节剂为氢氧化钠。
一种用于木材的浸渍剂的制备方法，包括以下步骤：向反应釜中加入水，开启搅拌功能，取葡萄糖加入反应釜中，升温至70℃后继续加入三聚氰胺，随后加入强酸性铵盐、强酸性铜盐和强酸性镍盐使反应釜内的反应液pH值为4；加入尿素后，再次升温至100℃，反应液由天蓝色变成黄绿色，再转化为浅红褐色时，加入氢氧化钠使反应釜内反应液pH值为7.5；降温处理至45℃，得到浸渍原液。
性能检测实验：
将本实施例所制备的浸渍剂浸渍阔叶材意杨烘干到水分10度，性能测试如下：
表5 实施例性能检测实验
| 项目 | 意杨素材 | 意杨浸渍后 |
| 气干密度g/cm3 | 0.45 | 0.62 |
| 抗弯强度MPa | 54.3 | 90.3 |
| 抗弯弹性模量MPa | 7218 | 13232 |
| 体积干缩率％ | 11.4 | 7.7 |
由表5数据可知，经本发明浸渍剂处理后的阔叶材意杨，其密度、抗弯强度、抗弯弹性模量均有较大提升，且体积干缩率明显降低，说明本实施例所述的浸渍剂能够有效对木材的细胞壁进行改性处理，从而极大提高速生材的物理力学性能与尺寸稳定性，且环保成本低，可广泛用在家具，地板门窗等产品，替代高价格进口或国产硬木材。
实施例六：一种用于木材的浸渍剂，所述浸渍剂包括浸渍原液，所述浸渍原液包括以下重量份数的原料组分：400份的葡萄糖、100份的尿素、25份的三聚氰胺、450份的水、10份的强酸性铵盐、1份强酸性铜盐、5份强酸性镍盐和碱性调节剂，所述碱性调节剂为碳酸钠。所述浸渍剂中还包括有有机羧酸固化剂，所述浸渍原液与有机羧酸固化剂的重量份数比为50：1。所述的强酸性铵盐包括氯化铵和硝酸铵，所述的强酸性铜盐为硫酸铜，所述的强酸性镍盐为硫酸镍，所述的氯化铵的重量份数为5份，所述硝酸铵的重量份数为5份，所述硫酸铜的中量份数为1份，所述硫酸镍的重量份数为5份。
一种用于木材的浸渍剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：制备浸渍原液：按上述重量份数的原料组分，向反应釜中加入水，开启搅拌功能，取葡萄糖加入反应釜中，升温至50℃后继续加入三聚氰胺，随后加入氯化铵、硝酸铵、硫酸铜和硫酸镍，使反应釜内的反应液pH值为3；加入尿素后，再次升温至90℃，反应液由天蓝色变成黄绿色，再转化为浅红褐色时，加入碳酸钠使反应釜内反应液pH值为8.5；降温处理至45℃，得到浸渍原液；
步骤二：浸渍原液调制：按上述重量份数的原料组分，取步骤一制备的浸渍原液向其加入有机羧酸固化剂，混合均匀即可，搅拌2～5h制备得到浸渍剂。
性能检测实验：
将本实施例所制备的浸渍剂浸渍针叶材辐射松烘干到水分10度，性能测试如下：
表6 实施例性能检测实验
| 项目 | 辐射松素材 | 辐射松浸渍后 |
| 气干密度g/cm3 | 0.53 | 0.7 |
| 抗弯强度MPa | 51.2 | 87.4 |
| 抗弯弹性模量MPa | 5674 | 11799 |
| 体积干缩率％ | 9.2 | 5.4 |
由表6数据可知，经本发明浸渍剂处理后的辐射松，其密度、抗弯强度、抗弯弹性模量均有较大提升，且体积干缩率明显降低，说明本实施例所述的浸渍剂能够有效对木材的细胞壁进行改性处理，从而极大提高速生材的物理力学性能与尺寸稳定性，且环保成本低，可广泛用在家具，地板门窗等产品，替代高价格进口或国产硬木材。
实施例七：一种用于木材的浸渍剂，所述浸渍剂包括浸渍原液，所述浸渍原液包括以下重量份数的原料组分：380份的葡萄糖、100份的尿素、20份的三聚氰胺、500份的水、12份的强酸性铵盐、3份强酸性铜盐、1份强酸性镍盐和氢氧化钠，所述浸渍剂中还包括有有机羧酸固化剂，所述浸渍原液与有机羧酸固化剂的重量份数比为120∶1；所述强酸性铵盐包括重量份数为6份的氯化铵和6份的硝酸铵，所述强酸性铜盐为硫酸铜，所述强酸性镍盐为硫酸镍。
所述有机羧酸固化剂包括重量份数为10份的柠檬酸、1份的马来酸、10份的顺丁烯二酸酐、1份的反丁烯二酸、10份的苯酐、1份的草酸、10份的酒石酸、1份的衣康酸、10份的游离葡萄糖络合剂硼酸和1份的硼砂。
一种用于木材的浸渍剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：制备浸渍原液：按上述的重量份数，向反应釜中加入水，开启搅拌功能，取葡萄糖加入反应釜中，升温至60℃后继续加入三聚氰胺，随后加入强酸性铵盐、强酸性铜盐和强酸性镍盐使反应釜内的反应液pH值为3；加入尿素后，再次升温至95℃，反应液由天蓝色变成黄绿色，再转化为浅红褐色时，加入氢氧化钠使反应釜内反应液pH值为8；降温处理至42℃，得到浸渍原液；
步骤二：浸渍原液调制：按上述的重量份数，取步骤一制备的浸渍原液向其加入有机羧酸固化剂，混合均匀即可，搅拌2～5h制备得到浸渍剂。
性能检测实验：
将本实施例所制备的浸渍剂浸渍阔叶材意杨烘干到水分10度，性能测试如下：
表7 实施例性能检测实验
| 项目 | 意杨素材 | 意杨浸渍后 |
| 气干密度g/cm3 | 0.49 | 0.67 |
| 抗弯强度MPa | 58.1 | 94.6 |
| 抗弯弹性模量MPa | 7534 | 13735 |
| 体积干缩率％ | 11.9 | 8 |
由表7数据可知，经本发明浸渍剂处理后的阔叶材意杨，其密度、抗弯强度、抗弯弹性模量均有较大提升，且体积干缩率明显降低，说明本实施例所述的浸渍剂能够有效对木材的细胞壁进行改性处理，从而极大提高速生材的物理力学性能与尺寸稳定性，且环保成本低，可广泛用在家具，地板门窗等产品，替代高价格进口或国产硬木材。
实施例八：一种用于木材的浸渍剂，所述浸渍剂包括浸渍原液，所述浸渍原液包括以下重量份数的原料组分：400份的葡萄糖、110份的尿素、25份的三聚氰胺、520份的水、5份的强酸性铵盐、3强酸性铜盐和碱性调节剂，所述碱性调节剂包括氢氧化钠、碳酸钠和氨水；所述浸渍剂中还包括有有机羧酸固化剂，所述浸渍原液与有机羧酸固化剂的重量份数比为100∶1；所述的强酸性铵盐为氯化铵，所述的强酸性铜盐为硫酸铜。
所述的有机羧酸固化剂包括重量份数为1份的柠檬酸和10份的马来酸。
一种用于木材的浸渍剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：制备浸渍原液：按上述的重量份数，向反应釜中加入水，开启搅拌功能，取葡萄糖加入反应釜中，升温至60℃后继续加入三聚氰胺，随后加入氯化铵和硫酸铜使反应釜内的反应液pH值为3；加入尿素后，再次升温至100℃，反应液由天蓝色变成黄绿色，再转化为浅红褐色时，加入碱性调节剂使反应釜内反应液pH值为7.5；降温处理至40℃，得到浸渍原液；
步骤二：浸渍原液调制：按上述的重量份数，取步骤一制备的浸渍原液向其加入有机羧酸固化剂，混合均匀即可，搅拌5h制备得到浸渍剂。
性能检测实验：
将本实施例所制备的浸渍剂浸渍阔叶材意杨烘干到水分10度，性能测试如下：
表8 实施例性能检测实验
| 项目 | 意杨素材 | 意杨浸渍后 |
| 气干密度g/cm3 | 0.45 | 0.66 |
| 抗弯强度MPa | 56.3 | 93.3 |
| 抗弯弹性模量MPa | 7456 | 13836 |
| 体积干缩率％ | 11.2 | 7.1 |
由表8数据可知，经本发明浸渍剂处理后的阔叶材意杨，其密度、抗弯强度、抗弯弹性模量均有较大提升，且体积干缩率明显降低，说明本实施例所述的浸渍剂能够有效对木材的细胞壁进行改性处理，从而极大提高速生材的物理力学性能与尺寸稳定性，且环保成本低，可广泛用在家具，地板门窗等产品，替代高价格进口或国产硬木材。
实施例九：一种用于木材的浸渍剂，所述浸渍剂包括浸渍原液，所述浸渍原液包括以下重量份数的原料组分：380份的葡萄糖、100份的尿素、20份的三聚氰胺、500份的水、5份强酸性铜盐、3强酸性镍盐和氢氧化钠，所述浸渍剂中还包括有机羧酸固化剂，所述浸渍原液与有机羧酸固化剂的重量份数比为80∶1；所述强酸性铜盐为硫酸铜，所述强酸性镍盐为硫酸镍。
所述有机羧酸固化剂包括重量份数为3份的游离葡萄糖络合剂硼酸和5份的硼砂。
一种用于木材的浸渍剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：制备浸渍原液：向反应釜中加入水，开启搅拌功能，取葡萄糖加入反应釜中，升温至65℃后继续加入三聚氰胺，随后加入硫酸铜和硫酸镍使反应釜内的反应液pH值为3；加入尿素后，再次升温至95℃，反应液由天蓝色变成黄绿色，再转化为浅红褐色时，加入氢氧化钠使反应釜内反应液pH值为8.0；降温处理至38℃，得到浸渍原液；
步骤二：浸渍原液调制：取步骤一制备的浸渍原液向其加入有机羧酸固化剂，混合均匀即可，搅拌2～5h制备得到浸渍剂。
性能检测实验：
将本实施例所制备的浸渍剂浸渍阔叶材意杨烘干到水分10度，性能测试如下：
表9 实施例性能检测实验
| 项目 | 意杨素材 | 意杨浸渍后 |
| 气干密度g/cm3 | 0.48 | 0.67 |
| 抗弯强度MPa | 56.7 | 93.5 |
| 抗弯弹性模量MPa | 7695 | 13953 |
| 体积干缩率％ | 10.3 | 6.3 |
由表9数据可知，经本发明浸渍剂处理后的阔叶材意杨，其密度、抗弯强度、抗弯弹性模量均有较大提升，且体积干缩率明显降低，说明本实施例所述的浸渍剂能够有效对木材的细胞壁进行改性处理，从而极大提高速生材的物理力学性能与尺寸稳定性，且环保成本低，可广泛用在家具，地板门窗等产品，替代高价格进口或国产硬木材。
实施例十：一种用于木材的浸渍剂，所述浸渍剂包括浸渍原液，所述浸渍原液包括以下重量份数的原料组分：420份的葡萄糖、80份的尿素、45份的三聚氰胺、300份的水、20份的强酸性铵盐、0.5份的强酸性铜盐、10份的强酸性镍盐和氢氧化钠，所述浸渍剂中还包括有有机羧酸固化剂，所述浸渍原液与有机羧酸固化剂的重量份数比为65∶1；，所述的强酸性铵盐包括氯化铵和硝酸铵，所述的强酸性铜盐为硫酸铜，所述的强酸性镍盐为硫酸镍。
所述有机羧酸固化剂包括重量份数为100份的水，还包括重量份数为1份的柠檬酸、10份的马来酸、1份的顺丁烯二酸酐、10份的反丁烯二酸、1份的苯酐、10份的草酸、1份的酒石酸、10份的衣康酸、1份的游离葡萄糖络合剂硼酸和10份的硼砂。
一种用于木材的浸渍剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：制备浸渍原液：向反应釜中加入水，开启搅拌功能，取葡萄糖加入反应釜中，升温后60℃后继续加入三聚氰胺，随后加入酸性催化剂使反应釜内的反应液pH值为4；加入尿素后，再次升温至90℃，反应液由天蓝色变成黄绿色，再转化为浅红褐色时，加入氢氧化钠使反应釜内反应液pH值为8.5；降温处理至38℃，得到浸渍原液；
步骤二：浸渍原液调制：取步骤一制备的浸渍原液向其加入有机羧酸固化剂，混合均匀即可，搅拌4h制备得到浸渍剂。
性能检测实验：
将本实施例所制备的浸渍剂浸渍阔叶材意杨烘干到水分10度，性能测试如下：
表10 实施例性能检测实验
| 项目 | 意杨素材 | 意杨浸渍后 |
| 气干密度g/cm3 | 0.39 | 0.58 |
| 抗弯强度MPa | 56.8 | 92.8 |
| 抗弯弹性模量MPa | 7854 | 14064 |
| 体积干缩率％ | 13.0 | 9.0 |
由表10数据可知，经本发明浸渍剂处理后的阔叶材意杨，其密度、抗弯强度、抗弯弹性模量均有较大提升，且体积干缩率明显降低，说明本实施例所述的浸渍剂能够有效对木材的细胞壁进行改性处理，从而极大提高速生材的物理力学性能与尺寸稳定性，且环保成本低，可广泛用在家具，地板门窗等产品，替代高价格进口或国产硬木材。
实施例十一：一种用于木材的浸渍剂，所述浸渍剂包括浸渍原液和有机羧酸固化剂，所述浸渍原液包括以下重量份数的原料组分：380份的葡萄糖、100份的尿素、20份的三聚氰胺、5份的氯化铵、3份的硫酸铜和500份的水；所述有机羧酸固化剂包括以下重量份数的原料组分：2份的柠檬酸、1份的马来酸、2份的硼酸和50份的水，所述浸渍原液中还包括碱性调节剂，所述碱性调节剂包括氢氧化钠。
浸渍原液参数化验，外观为浅红褐色透明液体，粘度11.3秒(涂-4杯)，固体含量48.6％，固化时间48分钟(加固含量5％柠檬酸，100℃)，水溶性与水混溶。
一种用于木材的浸渍剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：制备浸渍原液：按上述重量份数的原料组分，向反应釜中加入水，开启搅拌功能，取葡萄糖加入反应釜中，升温至60℃后继续加入三聚氰胺，随后加入氯化铵和硫酸铜使反应釜内的反应液pH值为3；加入尿素后，再次升温至90℃，反应液由天蓝色变成黄绿色，再转化为浅红褐色时，加入氢氧化钠使反应釜内反应液pH值为8；降温处理至40℃，得到浸渍原液；
步骤二：浸渍原液调制：按上述重量份数的原料组分，取步骤一制备的浸渍原液向其加入柠檬酸、马来酸、硼酸和水，搅拌2h制备得到浸渍剂。
性能检测实验：
将本实施例所制备的浸渍剂浸渍针叶材辐射松烘干到水分10度，性能测试如下：
表11 实施例性能检测实验
| 项目 | 辐射松素材 | 辐射松浸渍后 |
| 气干密度g/cm3 | 0.52 | 0.71 |
| 抗弯强度MPa | 50.8 | 88.3 |
| 抗弯弹性模量MPa | 5532 | 11850 |
| 体积干缩率％ | 8.7 | 4.6 |
由表11数据可知，经本发明浸渍剂处理后的辐射松，其密度、抗弯强度、抗弯弹性模量均有较大提升，且体积干缩率明显降低，说明本实施例所述的浸渍剂能够有效对木材的细胞壁进行改性处理，从而极大提高速生材的物理力学性能与尺寸稳定性，且环保成本低，可广泛用在家具，地板门窗等产品，替代高价格进口或国产硬木材。
实施例十二：一种用于木材的浸渍剂，所述浸渍剂包括浸渍原液和有机羧酸固化剂，所述浸渍原液包括以下重量份数的原料组分：400份的葡萄糖、110份的尿素、25份的三聚氰胺、5份的硝酸铵、2份的硫酸铜1.5份硫酸镍和520份的水；所述有机羧酸固化剂包括以下重量份数的原料组分：3份的柠檬酸、1份的马来酸、1份的硼酸、3份硼砂和40份的水，所述浸渍原液中还包括碱性调节剂，所述碱性调节剂为氢氧化钠。
浸渍原液参数化验，，外观为淡红褐色透明液体，粘度10.5秒(涂-4杯)，固体含量49.2％，固化时间52分钟(加固含量5％柠檬酸，100℃)，水溶性与水混溶。
一种用于木材的浸渍剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：制备浸渍原液：按上述重量份数的原料组分，向反应釜中加入水，开启搅拌功能，取葡萄糖加入反应釜中，升温至60℃后继续加入三聚氰胺，随后加入硝酸铵、硫酸镍和硫酸铜使反应釜内的反应液pH值为3；加入尿素后，再次升温至100℃，反应液由天蓝色变成黄绿色，再转化为浅红褐色时，加入碱性调节剂使反应釜内反应液pH值为8；降温处理至40℃，得到浸渍原液；
步骤二：浸渍原液调制：按上述重量份数的原料组分，取步骤一制备的浸渍原液向其加入柠檬酸、马来酸、硼酸、硼砂和水，搅拌2h制备得到浸渍剂。
性能检测实验：
将本实施例所制备的浸渍剂浸渍阔叶材意杨烘干到水分10度，性能测试如下：
表12 实施例性能检测实验
由表12数据可知，经本发明浸渍剂处理后的阔叶材意杨，其密度、抗弯强度、抗弯弹性模量均有较大提升，且体积干缩率明显降低，说明本实施例所述的浸渍剂能够有效对木材的细胞壁进行改性处理，从而极大提高速生材的物理力学性能与尺寸稳定性，且环保成本低，可广泛用在家具，地板门窗等产品，替代高价格进口或国产硬木材。
由表1至表12，其中实施例十一和实施例十二为最优选的实施例，其次为实施例八。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于木材的浸渍剂，其特征在于，所述浸渍剂包括浸渍原液，所述浸渍原液包括以下重量份数的原料组分：320～420份的葡萄糖、80～160份的尿素、5～45份的三聚氰胺和300～520份的水。
2.根据权利要求1所述的用于木材的浸渍剂，其特征在于，所述浸渍原液中还包括酸性催化剂和碱性调节剂。
3.根据权利要求2所述的用于木材的浸渍剂，其特征在于，所述酸性催化剂包括以下重量份数的原料组分：2～20份的强酸性铵盐、0.5～10份的强酸性铜盐和0.5～10份的强酸性镍盐中的一种以上；所述碱性调节剂包括氢氧化钠、碳酸钠和氨水中的一种以上。
4.根据权利要求3所述的用于木材的浸渍剂，其特征在于，所述的强酸性铵盐包括氯化铵和硝酸铵，所述的强酸性铜盐为硫酸铜，所述的强酸性镍盐为硫酸镍，所述的碱性调节剂为氢氧化钠；所述的氯化铵的重量份数为5～6份，所述硝酸铵的重量份数为5～6份，所述硫酸铜的中量份数为1～5份，所述硫酸镍的重量份数为1～5份。
5.根据权利要求1所述的用于木材的浸渍剂，其特征在于，所述浸渍剂还包括有机羧酸固化剂，所述浸渍原液与有机羧酸固化剂的重量份数比为50～120∶1。
6.根据权利要求5所述的用于木材的浸渍剂，其特征在于，所述有机羧酸固化剂包括重量份数为0～100份的水，还包括重量份数为1～10份的柠檬酸、1～10份的马来酸、1～10份的顺丁烯二酸酐、1～10份的反丁烯二酸、1～10份的苯酐、1～10份的草酸、1～10份的酒石酸、1～10份的衣康酸、1～10份的游离葡萄糖络合剂硼酸和1～10份的硼砂中的一种以上。
7.根据权利要求6所述的用于木材的浸渍剂，其特征在于，所述的有机羧酸固化剂包括重量份数为1～10份的柠檬酸和1～10份的马来酸。
8.根据权利要求6所述的用于木材的浸渍剂，其特征在于，所述的游离葡萄糖络合剂硼酸的重量份数为3～5份，所述硼砂的重量份数为3～5份。
9.一种权利要求1～8任一项用于木材的浸渍剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：向反应釜中加入水，开启搅拌功能，取葡萄糖加入反应釜中，升温后继续加入三聚氰胺，随后加入酸性催化剂使反应釜内的反应液pH值呈酸性，继续升温，并加入尿素，再次升温后经颜色监控加入碱性调节剂使反应釜内反应液pH值呈碱性，终止反应，停止加热并进行降温处理得到浸渍原液。
10.根据权利要求9所述的用于木材的浸渍剂的制备方法，其特征在于，所述的浸渍剂还包括有机羧酸固化剂，取步骤一制备的浸渍原液向其加入有机羧酸固化剂，混合均匀即可；
取葡萄糖加入反应釜中，升温至50～70℃后继续加入三聚氰胺；
加入酸性催化剂使反应釜内的反应液pH值为2～4；
加入尿素后，再次升温至90～100℃，所述颜色监控方法为当反应液由天蓝色变成黄绿色，再转化为浅红褐色时，加入碱性调节剂使反应釜内反应液pH值为7.5～8.5；降温处理至35～45℃，得到浸渍原液。
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