CN108608537A - 一种木材的有机-无机浸渍处理方法 - Google Patents

一种木材的有机-无机浸渍处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种木材的有机‑无机浸渍处理方法，先将木材用硅酸钠溶液常压浸渍，再用乙酸溶液常压浸渍，然后将酶解木质素用物理研磨处理与多羟基醇溶剂中酸解液化相结合的方法得到液化酶解木质素处理液，并将上述处理后的木材在液化酶解纤维素处理液中先真空加压浸渍，然后常压浸渍，最后进行烘干处理。本发明的木材处理方法不仅能提高木材的强度、防腐性能、阻燃性能以及耐久稳定性，从而有效改善木材的综合性能，而且简单易行、绿色环保。

Description

一种木材的有机-无机浸渍处理方法
技术领域
本发明涉及木材处理技术领域，尤其涉及一种木材的有机-无机浸渍处理方法。
背景技术
木材作为一种环境污染小、可自然降解和回收利用的天然材料，在日常生活中得到广泛的应用，消耗量巨大，尤其是优质材面临着资源短缺的困境。速生材虽然能快速生产，但是其材质松软、物理力学性能较差、容易干缩变形，限制了其应用范围。因此，采用化学、物理或者机械等方法对木材进行加工处理，有利于改良木材的性质，实现木材的高性能化以及劣质木材的有效利用，成为改变木材应用现状的有效途径。
目前，木材加工处理的主要方法是通过浸渍改性，在不改变木材本身形状结构的前提下，克服木材的一些不良性能。其中，引入有机化合物可以改进木材的耐久性，引入无机物能提高木材的力学性能、防腐性、阻燃性能等。为了有效改善木材的综合性能，常采用有机-无机相结合的处理方法。但是，目前的有机处理剂多采用有机乳液、树脂等成分，向木材中引入了难以降解的成分，降低木材的环保性能，而且与无机改性体系的相容性差，形成的有机-无机处理体系稳定性不高，容易发生絮凝、变性，加工条件较为苛刻。因此，有必要对现有的木材改性处理方法作出改进。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种木材的有机-无机浸渍处理方法，该方法不仅能提高木材的强度、防腐性能、阻燃性能以及耐久稳定性，从而有效改善木材的综合性能，而且简单易行、绿色环保。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种木材的有机-无机浸渍处理方法，包括以下步骤：
（1）先将干燥的木材用硅酸钠溶液常压浸渍3-5h，取出后再用乙酸溶液常压浸渍1-2h，用清水冲洗木材表面后烘干；
（2）将酶解木质素、相当于酶解木质素重量2-3倍的聚乙二醇、相当于酶解木质素重量0.5-1倍的丙三醇混合均匀，先用研磨机精磨15-20次，然后加入相当于酶解木质素重量1-1.5%的浓硫酸于120-150℃反应0.5-1h，冷却后加入相当于酶解木质素重量20-30倍的水并将pH调至6-7，得到液化酶解纤维素处理液；
（3）将步骤（1）处理后的木材在负压条件下处理0.5-1h，然后在步骤（2）所述的液化酶解纤维素处理液中先真空加压浸渍0.5-1h，然后常压浸渍1-2h，最后进行烘干处理。
所述硅酸钠溶液的浓度为3-5%。
所述乙酸溶液的浓度为1-2%。
所述步骤（1）中的烘干条件为100-120℃。
所述酶解木质素的制备方法如下：将干燥后的酶解秸秆残渣研磨至200-400目，然后加入相当于酶解秸秆残渣重量3-5倍的氢氧化钠水溶液于60-80℃保温反应1-2h，过滤后向得到的滤液中用浓度为1.5-2.5%的硫酸水溶液将pH调至2.5-3.5，于60-70℃保温处理0.5-1h后过滤，将得到的滤渣水洗数次，烘干后即得酶解木质素。
所述氢氧化钠水溶液的浓度为1-3%。
所述步骤（3）中的负压处理条件为负压0.092MPa。
所述步骤（3）中的真空加压浸渍条件为真空度0.08-0.1MPa，压力0.5-1.5MPa。
所述步骤（3）中的烘干处理温度为70-80℃
本发明的优点是：
本发明先将木材用硅酸钠溶液常压浸渍，再用乙酸溶液常压浸渍，然后将酶解木质素用物理研磨处理与多羟基醇溶剂中酸解液化相结合的方法得到液化酶解木质素处理液，并将上述处理后的木材在液化酶解纤维素处理液中先真空加压浸渍，然后常压浸渍，最后进行烘干处理。其中，用硅酸钠溶液和乙酸钠溶液先后进行浸渍，可以在木材组织内部形成具有三维立体结构的二氧化硅微粒，从而提高木材的强度、尺寸稳定性、防腐性能以及阻燃性能；通过接下来使用液化酶解木质素处理液对木材进行真空浸渍-常压浸渍处理，使充分降解后的液化酶解纤维素小分子充分渗透入木材组织中，既能利用液化酶解木质素优良的耐老化性能，提高木材的耐久性，又能通过液化酶解木质素粘结性能使木材组织中生成的二氧化硅微粒与木材牢固地结合，提高处理后木材的长期质量稳定性。而且，液化酶解木质素具有天然、绿色环保的特性，能有效减少对环境的污染。通过上述处理方法，不仅能提高木材的强度、防腐性能、阻燃性能以及耐久稳定性，从而有效改善木材的综合性能，而且简单易行、绿色环保。
具体实施方式
一种木材的有机-无机浸渍处理方法，包括以下步骤：
（1）先将干燥的木材用硅酸钠溶液常压浸渍3h，取出后再用乙酸溶液常压浸渍1h，用清水冲洗木材表面后烘干；
（2）将酶解木质素、相当于酶解木质素重量2倍的聚乙二醇、相当于酶解木质素重量0.5倍的丙三醇混合均匀，先用研磨机精磨15次，然后加入相当于酶解木质素重量1%的浓硫酸于120℃反应0.5h，冷却后加入相当于酶解木质素重量20倍的水并将pH调至6，得到液化酶解纤维素处理液；
（3）将步骤（1）处理后的木材在负压条件下处理0.5h，然后在步骤（2）所述的液化酶解纤维素处理液中先真空加压浸渍0.5h，然后常压浸渍1h，最后进行烘干处理。
所述硅酸钠溶液的浓度为3%。
所述乙酸溶液的浓度为1%。
所述步骤（1）中的烘干条件为100℃。
所述酶解木质素的制备方法如下：将干燥后的酶解秸秆残渣研磨至200目，然后加入相当于酶解秸秆残渣重量3倍的氢氧化钠水溶液于60℃保温反应1h，过滤后向得到的滤液中用浓度为1.5%的硫酸水溶液将pH调至2.5，于60℃保温处理0.5h后过滤，将得到的滤渣水洗数次，烘干后即得酶解木质素。
所述氢氧化钠水溶液的浓度为1%。
所述步骤（3）中的负压处理条件为负压0.092MPa。
所述步骤（3）中的真空加压浸渍条件为真空度0.08MPa，压力0.5MPa。
所述步骤（3）中的烘干处理温度为70℃。

Claims (9)

1.一种木材的有机-无机浸渍处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）先将干燥的木材用硅酸钠溶液常压浸渍3-5h，取出后再用乙酸溶液常压浸渍1-2h，用清水冲洗木材表面后烘干；
（2）将酶解木质素、相当于酶解木质素重量2-3倍的聚乙二醇、相当于酶解木质素重量0.5-1倍的丙三醇混合均匀，先用研磨机精磨15-20次，然后加入相当于酶解木质素重量1-1.5%的浓硫酸于120-150℃反应0.5-1h，冷却后加入相当于酶解木质素重量20-30倍的水并将pH调至6-7，得到液化酶解纤维素处理液；
（3）将步骤（1）处理后的木材在负压条件下处理0.5-1h，然后在步骤（2）所述的液化酶解纤维素处理液中先真空加压浸渍0.5-1h，然后常压浸渍1-2h，最后进行烘干处理。
2.根据权利要求1所述的一种木材的有机-无机浸渍处理方法，其特征在于，所述硅酸钠溶液的浓度为3-5%。
3.根据权利要求1所述的一种木材的有机-无机浸渍处理方法，其特征在于，所述乙酸溶液的浓度为1-2%。
4.根据权利要求1所述的一种木材的有机-无机浸渍处理方法，其特征在于，所述步骤（1）中的烘干条件为100-120℃。
5.根据权利要求1所述的一种木材的有机-无机浸渍处理方法，其特征在于，所述酶解木质素的制备方法如下：将干燥后的酶解秸秆残渣研磨至200-400目，然后加入相当于酶解秸秆残渣重量3-5倍的氢氧化钠水溶液于60-80℃保温反应1-2h，过滤后向得到的滤液中用浓度为1.5-2.5%的硫酸水溶液将pH调至2.5-3.5，于60-70℃保温处理0.5-1h后过滤，将得到的滤渣水洗数次，烘干后即得酶解木质素。
6.根据权利要求5所述的一种木材的有机-无机浸渍处理方法，其特征在于，所述氢氧化钠水溶液的浓度为1-3%。
7.根据权利要求1所述的一种木材的有机-无机浸渍处理方法，其特征在于，所述步骤（3）中的负压处理条件为负压0.092MPa。
8.根据权利要求1所述的一种木材的有机-无机浸渍处理方法，其特征在于，所述步骤（3）中的真空加压浸渍条件为真空度0.08-0.1MPa，压力0.5-1.5MPa。
9.根据权利要求1所述的一种木材的有机-无机浸渍处理方法，其特征在于，所述步骤（3）中的烘干处理温度为70-80℃。
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