CN108312265A - 一种竹材改性加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种竹材改性加工方法，包括以下步骤：S1、将竹材切段，烘烤，得到物料A；S2、将物料A酸浸，清洗，得到预处理竹材；S3、将预处理竹材置于改性液中进行浸渍处理，然后进行热处理。本发明提出的一种竹材改性加工方法，通过对竹材改性，有效提高竹材防霉防虫蛀性能，改善竹材品质的同时延长了竹制品的使用寿命。

Description

一种竹材改性加工方法
技术领域
本发明涉及竹材加工技术领域，尤其涉及一种竹材改性加工方法。
背景技术
竹材作为性能优良的天然高分子材料，在人类社会得到广泛使用。随着科技的不断发展，许多新材料层出不穷，竹材以其天然具有的优势在人们生活中依然发挥着重要作用。然而竹材存在着天然缺陷，如易被菌、虫侵袭，出现霉变及虫蛀现象，影响竹制品外观及使用寿命。因此，对竹材进行改性加工处理，以提高竹材防霉防虫蛀是目前急需解决的问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种竹材改性加工方法，通过对竹材改性，有效提高竹材防霉防虫蛀性能，改善竹材品质的同时延长了竹制品的使用寿命。
本发明提出的一种竹材改性加工方法，包括以下步骤：
S1、将竹材切段，烘烤，得到物料A；
S2、将物料A酸浸，清洗，得到预处理竹材；
S3、将预处理竹材置于改性液中进行浸渍处理，然后进行热处理。
优选地，S1中，将竹材切段，然后在38-44℃烘烤1-2h，然后升温至48-54℃，烘烤2-3h，再升温至60-66℃，烘烤20-30min，得到物料A。
优选地，S2中，将物料A置于浓度为6-8wt％的稀盐酸中浸泡30-45min，清洗，在40-45℃温度条件下干燥，得到预处理竹材。
优选地，S3中，浸渍处理在真空加压环境中进行，且真空度为-0.06～-0.05MPa。
优选地，S3中，浸渍温度为38-44℃，浸渍时间为1.5-2h。
优选地，S3中，热处理工艺参数如下：将浸渍处理得到的竹材置于35-40℃，保温1-2h，再以0.5-1.5℃/min的升温速率升温至50-55℃，保温1-2h，然后空冷至室温。
优选地，S3中，改性液按以下工艺进行制备：将壳聚糖与草酸-柠檬酸溶液混合，然后加入硝酸银溶液和铜唑进行搅拌，再加入四水八硼酸钠、二甲基丙烯酸氨基甲酸酯和硅酸钠进行搅拌，经浓缩干燥，洗涤，得到改性壳聚糖；将改性壳聚糖与石蜡乳液、硅丙乳液、丹宁酸、3-甲基-4异丙基苯酚、环氧乙烷、4，5-二氯-2-正辛基-3-易噻唑啉酮、羟甲基纤维素钠、除虫菊提取液、柠檬提取液和去离子水混合，得到改性液。
优选地，S3中，改性液按以下工艺进行制备：按重量份将6-12份壳聚糖与40-80份草酸-柠檬酸溶液混合，然后加入1.2-2份硝酸银溶液和1-2份铜唑，在50-60℃温度条件下搅拌40-50min，再加入1.5-2.5份四水八硼酸钠、0.8-1.5份二甲基丙烯酸氨基甲酸酯和0.8-1.5份硅酸钠，在60-68℃温度条件下搅拌1-2h，经浓缩干燥，洗涤，得到改性壳聚糖；按重量份将6-12份改性壳聚糖与2.5-4份石蜡乳液、2.5-4份硅丙乳液、1-2份丹宁酸、0.5-1份3-甲基-4异丙基苯酚、1-2份环氧乙烷、0.4-0.8份4，5-二氯-2-正辛基-3-易噻唑啉酮、0.2-0.6份羟甲基纤维素钠、5-8份除虫菊提取液、4-6份柠檬提取液和60-80份去离子水混合，得到改性液。
优选地，硝酸银溶液浓度为0.2-0.4mol/L。
本发明中先将竹材切段，烘烤，消除竹制品本身带有的病菌及虫卵，使竹材外表皮迅速干燥且使其部分炭化以及淀粉和其它糖类分解，使竹材减少腐朽菌及害虫所需养分，有效避免虫蛀及霉变现象；再通过置于稀盐酸中浸泡，进一步消除竹制品本身带有的病菌及虫卵，同时活化竹材表面，使竹材表面疏松，易于改性液中有益成分进入竹材组织；选用的改性液采用将壳聚糖与草酸-柠檬酸溶液混合，然后加入硝酸银溶液和铜唑进行搅拌，再加入四水八硼酸钠、二甲基丙烯酸氨基甲酸酯和硅酸钠进行搅拌，经浓缩干燥，洗涤，得到改性壳聚糖；将改性壳聚糖与石蜡乳液、硅丙乳液、丹宁酸、3-甲基-4异丙基苯酚、环氧乙烷、4，5-二氯-2-正辛基-3-易噻唑啉酮、羟甲基纤维素钠、除虫菊提取液、柠檬提取液和去离子水混合的工艺得到，制备过程中通过对壳聚糖进行交联、接枝改性，并引入酯基改善壳聚糖的疏水性，且与竹材中亲水的羧基反应，降低竹材的吸湿性，得到的改性壳聚糖杀菌谱广，杀菌防蛀效果稳定持久，再与石蜡乳液、硅丙乳液、丹宁酸、3-甲基-4异丙基苯酚、环氧乙烷、4，5-二氯-2-正辛基-3-易噻唑啉酮、羟甲基纤维素钠、除虫菊提取液、柠檬提取液混合，有效改善改性液的分散性、相容性、附着性和渗透性，各物料配合具有协同作用，其固着率高，浸渍竹材后，使竹材内部环境不再适合腐朽菌及虫蚁生存，杀菌谱广且效果持久，有效提高竹材防霉、防腐、防虫、防老化等性能，同时有效改善竹材柔韧性及尺寸稳定性，延长了竹制品使用寿命；再通过优化热处理，合理选用加热温度及保温时间，使渗入竹材的改性液性能稳定，防腐防蛀效果持久，同时降低竹材吸湿性及有效提高竹材尺寸稳定性。本发明提出的一种竹材改性加工方法，通过对竹材改性，有效提高竹材防霉防虫蛀性能，改善竹材品质的同时延长了竹制品的使用寿命。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种竹材改性加工方法，包括以下步骤：
S1、将竹材切段，烘烤，得到物料A；
S2、将物料A酸浸，清洗，得到预处理竹材；
S3、将预处理竹材置于改性液中进行浸渍处理，然后进行热处理。
其中，改性液按以下工艺进行制备：将壳聚糖与草酸-柠檬酸溶液混合，然后加入硝酸银溶液和铜唑进行搅拌，再加入四水八硼酸钠、二甲基丙烯酸氨基甲酸酯和硅酸钠进行搅拌，经浓缩干燥，洗涤，得到改性壳聚糖；将改性壳聚糖与石蜡乳液、硅丙乳液、丹宁酸、3-甲基-4异丙基苯酚、环氧乙烷、4，5-二氯-2-正辛基-3-易噻唑啉酮、羟甲基纤维素钠、除虫菊提取液、柠檬提取液和去离子水混合，得到改性液。
实施例2
本发明提出的一种竹材改性加工方法，包括以下步骤：
S1、将竹材切段，然后在38℃烘烤2h，然后升温至48℃，烘烤3h，再升温至66℃，烘烤20min，得到物料A；
S2、将物料A置于浓度为8wt％的稀盐酸中浸泡45min，清洗，在40℃温度条件下干燥，得到预处理竹材；
S3、将预处理竹材置于改性液中进行真空加压浸渍处理，其中，真空度为-0.06MPa，浸渍温度为38℃，浸渍时间为2h；然后将浸渍处理得到的竹材置于35℃，保温2h，再以1.5℃/min的升温速率升温至55℃，保温1h，然后空冷至室温。
其中，改性液按以下工艺进行制备：按重量份将6份壳聚糖与40份草酸-柠檬酸溶液混合，然后加入1.2份浓度为0.4mol/L的硝酸银溶液和1份浓度为0.3mol/L的铜唑，在50℃温度条件下搅拌50min，再加入1.5份四水八硼酸钠、0.8份二甲基丙烯酸氨基甲酸酯和0.8份硅酸钠，在68℃温度条件下搅拌1h，经浓缩干燥，洗涤，得到改性壳聚糖；按重量份将12份改性壳聚糖与4份石蜡乳液、4份硅丙乳液、2份丹宁酸、0.5份3-甲基-4异丙基苯酚、1份环氧乙烷、0.4份4，5-二氯-2-正辛基-3-易噻唑啉酮、0.2份羟甲基纤维素钠、5份除虫菊提取液、6份柠檬提取液和80份去离子水混合，得到改性液。
实施例3
本发明提出的一种竹材改性加工方法，包括以下步骤：
S1、将竹材切段，然后在42℃烘烤1.5h，然后升温至52℃，烘烤2.5h，再升温至63℃，烘烤26min，得到物料A；
S2、将物料A置于浓度为9wt％的稀盐酸中浸泡38min，清洗，在42℃温度条件下干燥，得到预处理竹材；
S3、将预处理竹材置于改性液中进行真空加压浸渍处理，其中，真空度为-0.055MPa，浸渍温度为40℃，浸渍时间为1.8h；然后将浸渍处理得到的竹材置于38℃，保温1.5h，再以1℃/min的升温速率升温至52℃，保温1.5h，然后空冷至室温。
其中，改性液按以下工艺进行制备：按重量份将10份壳聚糖与60份草酸-柠檬酸溶液混合，然后加入1.6份浓度为0.3mol/L的硝酸银溶液和1.5份浓度为0.5mol/L的铜唑，在56℃温度条件下搅拌45min，再加入2份四水八硼酸钠、1.2份二甲基丙烯酸氨基甲酸酯和1.2份硅酸钠，在65℃温度条件下搅拌1.5h，经浓缩干燥，洗涤，得到改性壳聚糖；按重量份将10份改性壳聚糖与3.2份石蜡乳液、3份硅丙乳液、1.5份丹宁酸、0.8份3-甲基-4异丙基苯酚、1.5份环氧乙烷、0.6份4，5-二氯-2-正辛基-3-易噻唑啉酮、0.4份羟甲基纤维素钠、6.5份除虫菊提取液、5份柠檬提取液和70份去离子水混合，得到改性液。
实施例4
本发明提出的一种竹材改性加工方法，包括以下步骤：
S1、将竹材切段，然后在44℃烘烤1h，然后升温至54℃，烘烤2h，再升温至60℃，烘烤30min，得到物料A；
S2、将物料A置于浓度为10wt％的稀盐酸中浸泡30min，清洗，在45℃温度条件下干燥，得到预处理竹材；
S3、将预处理竹材置于改性液中进行真空加压浸渍处理，其中，真空度为-0.05MPa，浸渍温度为44℃，浸渍时间为1.5h；然后将浸渍处理得到的竹材置于40℃，保温1h，再以0.5℃/min的升温速率升温至50℃，保温2h，然后空冷至室温。
其中，改性液按以下工艺进行制备：按重量份将12份壳聚糖与80份草酸-柠檬酸溶液混合，然后加入2份浓度为0.2mol/L的硝酸银溶液和2份浓度为0.6mol/L的铜唑，在60℃温度条件下搅拌40min，再加入2.5份四水八硼酸钠、1.5份二甲基丙烯酸氨基甲酸酯和1.5份硅酸钠，在60℃温度条件下搅拌2h，经浓缩干燥，洗涤，得到改性壳聚糖；按重量份将6份改性壳聚糖与2.5份石蜡乳液、2.5份硅丙乳液、1份丹宁酸、1份3-甲基-4异丙基苯酚、2份环氧乙烷、0.8份4，5-二氯-2-正辛基-3-易噻唑啉酮、0.6份羟甲基纤维素钠、8份除虫菊提取液、4份柠檬提取液和60份去离子水混合，得到改性液。
实施例5
本发明提出的一种竹材改性加工方法，包括以下步骤：
S1、将竹材切段，然后在40℃烘烤1.8h，然后升温至52℃，烘烤2.2h，再升温至65℃，烘烤20min，得到物料A；
S2、将物料A置于浓度为9.2wt％的稀盐酸中浸泡32min，清洗，在42℃温度条件下干燥，得到预处理竹材；
S3、将预处理竹材置于改性液中进行真空加压浸渍处理，其中，真空度为-0.06MPa，浸渍温度为40℃，浸渍时间为1.6h；然后将浸渍处理得到的竹材置于38℃，保温1.5h，再以1℃/min的升温速率升温至54℃，保温1.2h，然后空冷至室温。
其中，改性液按以下工艺进行制备：按重量份将10份壳聚糖与75份草酸-柠檬酸溶液混合，然后加入1.4份浓度为0.2mol/L的硝酸银溶液和1.8份浓度为0.5mol/L的铜唑，在58℃温度条件下搅拌45min，再加入1.6份四水八硼酸钠、1.2份二甲基丙烯酸氨基甲酸酯和1份硅酸钠，在62℃温度条件下搅拌1.2h，经浓缩干燥，洗涤，得到改性壳聚糖；按重量份将10份改性壳聚糖与3.5份石蜡乳液、3.5份硅丙乳液、1.8份丹宁酸、0.8份3-甲基-4异丙基苯酚、1.2份环氧乙烷、0.5份4，5-二氯-2-正辛基-3-易噻唑啉酮、0.3份羟甲基纤维素钠、6份除虫菊提取液、6份柠檬提取液和70份去离子水混合，得到改性液。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种竹材改性加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将竹材切段，烘烤，得到物料A；
S2、将物料A酸浸，清洗，得到预处理竹材；
S3、将预处理竹材置于改性液中进行浸渍处理，然后进行热处理。
2.根据权利要求1所述竹材改性加工方法，其特征在于，S1中，将竹材切段，然后在38-44℃烘烤1-2h，然后升温至48-54℃，烘烤2-3h，再升温至60-66℃，烘烤20-30min，得到物料A。
3.根据权利要求1所述竹材改性加工方法，其特征在于，S2中，将物料A置于浓度为6-8wt％的稀盐酸中浸泡30-45min，清洗，在40-45℃温度条件下干燥，得到预处理竹材。
4.根据权利要求1所述竹材改性加工方法，其特征在于，S3中，浸渍处理在真空加压环境中进行，且真空度为-0.06～-0.05MPa。
5.根据权利要求1所述竹材改性加工方法，其特征在于，S3中，浸渍温度为38-44℃，浸渍时间为1.5-2h。
6.根据权利要求1所述竹材改性加工方法，其特征在于，S3中，热处理工艺参数如下：将浸渍处理得到的竹材置于35-40℃，保温1-2h，再以0.5-1.5℃/min的升温速率升温至50-55℃，保温1-2h，然后空冷至室温。
7.根据权利要求1所述竹材改性加工方法，其特征在于，S3中，改性液按以下工艺进行制备：将壳聚糖与草酸-柠檬酸溶液混合，然后加入硝酸银溶液和铜唑进行搅拌，再加入四水八硼酸钠、二甲基丙烯酸氨基甲酸酯和硅酸钠进行搅拌，经浓缩干燥，洗涤，得到改性壳聚糖；将改性壳聚糖与石蜡乳液、硅丙乳液、丹宁酸、3-甲基-4异丙基苯酚、环氧乙烷、4，5-二氯-2-正辛基-3-易噻唑啉酮、羟甲基纤维素钠、除虫菊提取液、柠檬提取液和去离子水混合，得到改性液。
8.根据权利要求7所述竹材改性加工方法，其特征在于，S3中，改性液按以下工艺进行制备：按重量份将6-12份壳聚糖与40-80份草酸-柠檬酸溶液混合，然后加入1.2-2份硝酸银溶液和1-2份铜唑，在50-60℃温度条件下搅拌40-50min，再加入1.5-2.5份四水八硼酸钠、0.8-1.5份二甲基丙烯酸氨基甲酸酯和0.8-1.5份硅酸钠，在60-68℃温度条件下搅拌1-2h，经浓缩干燥，洗涤，得到改性壳聚糖；按重量份将6-12份改性壳聚糖与2.5-4份石蜡乳液、2.5-4份硅丙乳液、1-2份丹宁酸、0.5-1份3-甲基-4异丙基苯酚、1-2份环氧乙烷、0.4-0.8份4，5-二氯-2-正辛基-3-易噻唑啉酮、0.2-0.6份羟甲基纤维素钠、5-8份除虫菊提取液、4-6份柠檬提取液和60-80份去离子水混合，得到改性液。
9.根据权利要求7或8所述竹材改性加工方法，其特征在于，硝酸银溶液浓度为0.2-0.4mol/L。
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