CN107553648A - 一种提高软质木片加工性能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于软质木片加工技术领域,具体涉及一种提高软质木片加工性能的方法,包括木片预处理、改性树脂制备、树脂浸渍和热压。本发明相比现有技术具有以下优点:本发明中通过酚化改性木质素制备改性树脂,使所得树脂的酚羟基增加,活性提高,稳定性较好;本发明中通过微波与热处理结合,使木片非结晶区内纤维素微纤维的活性增强,相互之间产生羟基基团,使非结晶区微纤丝趋于有序,还可使结晶区表面微纤丝羟基裸露,增加纤维素的结晶区内部氢键生成的数量,从而提高其软化性能;浸渍所述改性树脂后,能够提高木片的压缩率,得到表面密实化木片,同时干状抗弯性能提高,表面耐磨性提高,增加木片的适用范围。
Description
技术领域
本发明属于软质木片加工技术领域,具体涉及一种提高软质木片加工性能的方法。
背景技术
近年来,随着木材工业的发展和木材软化新技术的出现,开发木材加工和综合利用新技术的研究在国际上迅速发展,尤其是人工林软质木材的表面密实化加工显得更加突出,软质木片广泛应用于贴皮家具以及编织蓝的使用,在生产、使用过程中,会容易出现霉点,同时软质木片在潮湿环境下容易变形也会影响软质木片的使用性能,其中杨木、柳杉、马尾松质软、密度低、加工性能差,因此,严重限制了软质木片的使用,需要对软质木片进行加工。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题,提供了一种提高软质木片加工性能的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的:一种提高软质木片加工性能的方法,包括以下步骤:
(1)将采集到的木材加工制成厚度为2.5-4.5mm的木片,将其在温度为50-60℃的热水中,用输出功率的650-700W的微波处理6-8分钟,完成后用多层聚氯乙烯薄膜将木片包裹,在温度为60-80℃的条件下保温备用;
(2)各组分按体积计,将酚化改性木质素用水稀释溶解至重量含量为50%,取20-25份与55-60份的环氧氯丙烷混合搅拌,在氮气氛围下加热至70℃,然后滴加22-26份质量浓度为20%的氢氧化钠溶液和8-12份的十二烷基三甲基氯化铵,反应2-4小时后,去除溶剂和未反应的环氧氯丙烷,在氮气保护下加入甲苯,使其充分溶解,再加入氢氧化钠溶液,控制温度70-80℃,反应2-4小时,去除溶剂,得到改性树脂;
(3)在上述所得改性树脂加入相当于其重量3-6%的三聚氰胺、6-10%的水性防霉剂混合,配制成质量浓度为20-30%的混合液,将步骤(1)中备用木片在温度为45-55℃的条件下浸渍12-16小时,完成后热压即得。
作为对上述方案的进一步改进,将质量浓度为0.12-0.16g/mL的木质磺酸钠水溶液和0.85-0.95g/mL的氢溴酸水溶液按体积比7-8:1混合,在搅拌过程中加热至65-75℃,完成后加入相当于氢溴酸水溶液体积一半的质量浓度为质量浓度为0.002-0.004g/mL的十四烷基三丁基氯化磷,搅拌15-25分钟后,继续加热到100℃,保温反应4-5小时后,旋转蒸发去除产物中的溶剂和氢溴酸,依次用无水乙醚和纯净水洗涤,再用质量浓度为2.5%的碳酸钠溶液洗涤至中性后,得到棕黄色产物,将其置于真空干燥箱中,干燥得到酚化改性木质素。
作为对上述方案的进一步改进,所述水性防霉剂为防霉剂AEM5700-F。
作为对上述方案的进一步改进,所述热压条件为:热压温度155-175℃,压力10MPa,热压时间为12-18分钟。
本发明相比现有技术具有以下优点:本发明中通过酚化改性木质素制备改性树脂,使所得树脂的酚羟基增加,活性提高,稳定性较好;本发明中通过微波与热处理结合,使木片非结晶区内纤维素微纤维的活性增强,相互之间产生羟基基团,使非结晶区微纤丝趋于有序,还可使结晶区表面微纤丝羟基裸露,增加纤维素的结晶区内部氢键生成的数量,提高木片的相对结晶度,进而降低木皮的弹性模量,从而提高其软化性能;浸渍所述改性树脂后,能够提高木片的压缩率,得到表面密实化木片,同时干状抗弯性能提高,表面耐磨性提高,增加木片的适用范围。
具体实施方式
实施例1
一种提高软质木片加工性能的方法,包括以下步骤:
(1)将采集到的木材加工制成厚度为4mm的木片,将其在温度为55℃的热水中,用输出功率的680W的微波处理6分钟,完成后用多层聚氯乙烯薄膜将木片包裹,在温度为70℃的条件下保温备用;
(2)各组分按体积计,将酚化改性木质素用水稀释溶解至重量含量为50%,取22份与58份的环氧氯丙烷混合搅拌,在氮气氛围下加热至70℃,然后滴加24份质量浓度为20%的氢氧化钠溶液和10份的十二烷基三甲基氯化铵,反应3小时后,去除溶剂和未反应的环氧氯丙烷,在氮气保护下加入甲苯,使其充分溶解,再加入氢氧化钠溶液,控制温度75℃,反应3小时,去除溶剂,得到改性树脂;
(3)在上述所得改性树脂加入相当于其重量5%的三聚氰胺、8%的防霉剂AEM5700-F混合,配制成质量浓度为25%的混合液,将步骤(1)中备用木片在温度为50℃的条件下浸渍14小时,完成后热压即得,热压温度165℃,压力10MPa,热压时间为15分钟。
其中,将质量浓度为0.14g/mL的木质磺酸钠水溶液和0.9g/mL的氢溴酸水溶液按体积比7.5:1混合,在搅拌过程中加热至70℃,完成后加入相当于氢溴酸水溶液体积一半的质量浓度为质量浓度为0.003g/mL的十四烷基三丁基氯化磷,搅拌20分钟后,继续加热到100℃,保温反应4.5小时后,旋转蒸发去除产物中的溶剂和氢溴酸,依次用无水乙醚和纯净水洗涤,再用质量浓度为2.5%的碳酸钠溶液洗涤至中性后,得到棕黄色产物,将其置于真空干燥箱中,干燥得到酚化改性木质素。
实施例2
一种提高软质木片加工性能的方法,包括以下步骤:
(1)将采集到的木材加工制成厚度为4.5mm的木片,将其在温度为60℃的热水中,用输出功率的650W的微波处理8分钟,完成后用多层聚氯乙烯薄膜将木片包裹,在温度为60℃的条件下保温备用;
(2)各组分按体积计,将酚化改性木质素用水稀释溶解至重量含量为50%,取25份与55份的环氧氯丙烷混合搅拌,在氮气氛围下加热至70℃,然后滴加26份质量浓度为20%的氢氧化钠溶液和12份的十二烷基三甲基氯化铵,反应2小时后,去除溶剂和未反应的环氧氯丙烷,在氮气保护下加入甲苯,使其充分溶解,再加入氢氧化钠溶液,控制温度80℃,反应2小时,去除溶剂,得到改性树脂;
(3)在上述所得改性树脂加入相当于其重量3%的三聚氰胺、10%的防霉剂AEM5700-F混合,配制成质量浓度为20%的混合液,将步骤(1)中备用木片在温度为55℃的条件下浸渍16小时,完成后热压即得,热压温度155℃,压力10MPa,热压时间为18分钟。
其中,将质量浓度为0.12g/mL的木质磺酸钠水溶液和0.95g/mL的氢溴酸水溶液按体积比7:1混合,在搅拌过程中加热至65℃,完成后加入相当于氢溴酸水溶液体积一半的质量浓度为质量浓度为0.002g/mL的十四烷基三丁基氯化磷,搅拌25分钟后,继续加热到100℃,保温反应5小时后,旋转蒸发去除产物中的溶剂和氢溴酸,依次用无水乙醚和纯净水洗涤,再用质量浓度为2.5%的碳酸钠溶液洗涤至中性后,得到棕黄色产物,将其置于真空干燥箱中,干燥得到酚化改性木质素。
实施例3
一种提高软质木片加工性能的方法,包括以下步骤:
(1)将采集到的木材加工制成厚度为2.5mm的木片,将其在温度为50℃的热水中,用输出功率的700W的微波处理6分钟,完成后用多层聚氯乙烯薄膜将木片包裹,在温度为80℃的条件下保温备用;
(2)各组分按体积计,将酚化改性木质素用水稀释溶解至重量含量为50%,取20份与60份的环氧氯丙烷混合搅拌,在氮气氛围下加热至70℃,然后滴加22份质量浓度为20%的氢氧化钠溶液和8份的十二烷基三甲基氯化铵,反应4小时后,去除溶剂和未反应的环氧氯丙烷,在氮气保护下加入甲苯,使其充分溶解,再加入氢氧化钠溶液,控制温度70℃,反应4小时,去除溶剂,得到改性树脂;
(3)在上述所得改性树脂加入相当于其重量6%的三聚氰胺、6%的防霉剂AEM5700-F混合,配制成质量浓度为30%的混合液,将步骤(1)中备用木片在温度为45℃的条件下浸渍12小时,完成后热压即得,热压温度175℃,压力10MPa,热压时间为12分钟。
其中,将质量浓度为0.16g/mL的木质磺酸钠水溶液和0.85g/mL的氢溴酸水溶液按体积比8:1混合,在搅拌过程中加热至75℃,完成后加入相当于氢溴酸水溶液体积一半的质量浓度为质量浓度为0.004g/mL的十四烷基三丁基氯化磷,搅拌15分钟后,继续加热到100℃,保温反应4小时后,旋转蒸发去除产物中的溶剂和氢溴酸,依次用无水乙醚和纯净水洗涤,再用质量浓度为2.5%的碳酸钠溶液洗涤至中性后,得到棕黄色产物,将其置于真空干燥箱中,干燥得到酚化改性木质素。
设置对照组1,将实施例1步骤(1)中微波处理完成后直接备用,其余内容不变;设置对照组2,将实施例1中微波处理过程去掉,其余内容不变;设置对照组3,将实施例1中步骤(2)去掉,将步骤(3)中改性树脂替换为当重量的环氧树脂,其余内容不变;设置对照组4,将实施例1步骤(3)中三聚氰胺去掉,其余内容不变;
设计实验,以水曲柳的成熟材为实验树种,对各组木片性能进行检测,所述耐磨性由GB/T 15036.6-94 中方法进行表面耐磨耗度检测,砝码重500g,转速1000转,检测磨痕深度;表面硬度根据GB 1941-91木材硬度测试标准检测,得到以下结果:
表1
组别 | 结晶度(%) | 磨痕深度(mm) | 表面硬度(MPa) | 抗弯强度(MPa) |
实施例1 | 32.18 | 0.256 | 65.8 | 35.6 |
实施例2 | 31.96 | 0.274 | 64.3 | 34.9 |
实施例3 | 32.05 | 0.283 | 64.7 | 35.2 |
对照组1 | 28.96 | 0.312 | 52.8 | 28.6 |
对照组2 | 29.13 | 0.308 | 56.3 | 31.5 |
对照组3 | 31.56 | 0.415 | 31.6 | 25.3 |
对照组4 | 30.85 | 0.372 | 34.5 | 26.8 |
通过以上数据分析,本发明种方法处理后的木片结晶度较高,软化性能较好,同时具有较强的表面性能,能够增强其使用性能。
Claims (4)
1.一种提高软质木片加工性能的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将采集到的木材加工制成厚度为2.5-4.5mm的木片,将其在温度为50-60℃的热水中,用输出功率的650-700W的微波处理6-8分钟,完成后用多层聚氯乙烯薄膜将木片包裹,在温度为60-80℃的条件下保温备用;
(2)各组分按体积计,将酚化改性木质素用水稀释溶解至重量含量为50%,取20-25份与55-60份的环氧氯丙烷混合搅拌,在氮气氛围下加热至70℃,然后滴加22-26份质量浓度为20%的氢氧化钠溶液和8-12份的十二烷基三甲基氯化铵,反应2-4小时后,去除溶剂和未反应的环氧氯丙烷,在氮气保护下加入甲苯,使其充分溶解,再加入氢氧化钠溶液,控制温度70-80℃,反应2-4小时,去除溶剂,得到改性树脂;
(3)在上述所得改性树脂加入相当于其重量3-6%的三聚氰胺、6-10%的水性防霉剂混合,配制成质量浓度为20-30%的混合液,将步骤(1)中备用木片在温度为45-55℃的条件下浸渍12-16小时,完成后热压即得。
2.如权利要求1所述一种提高软质木片加工性能的方法,其特征在于,将质量浓度为0.12-0.16g/mL的木质磺酸钠水溶液和0.85-0.95g/mL的氢溴酸水溶液按体积比7-8:1混合,在搅拌过程中加热至65-75℃,完成后加入相当于氢溴酸水溶液体积一半的质量浓度为质量浓度为0.002-0.004g/mL的十四烷基三丁基氯化磷,搅拌15-25分钟后,继续加热到100℃,保温反应4-5小时后,旋转蒸发去除产物中的溶剂和氢溴酸,依次用无水乙醚和纯净水洗涤,再用质量浓度为2.5%的碳酸钠溶液洗涤至中性后,得到棕黄色产物,将其置于真空干燥箱中,干燥得到酚化改性木质素。
3.如权利要求1所述一种提高软质木片加工性能的方法,其特征在于,所述水性防霉剂为防霉剂AEM5700-F。
4.如权利要求1所述一种提高软质木片加工性能的方法,其特征在于,所述热压条件为:热压温度155-175℃,压力10MPa,热压时间为12-18分钟。
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