CN108724402A - 一种木材防腐处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种木材防腐处理工艺，利用不同目数的砂纸对木材表面进行打磨，彻底除去木材表面的毛刺，细纹，使木材表面光滑，改善了木材吸水的性能，有利于后期对木材表面进行防腐涂层，增大木材与涂层之间的相容性，增强涂层附着力；对木材进行超临界处理，带走部分蛋白和脂类等营养物质和易挥发有机物，有效阻止了木材的腐败；利用硅烷偶联剂对木材表面进行涂布，改善了木材与防腐涂层的结合界面，进一步增强耐腐蚀效果；最后利用防腐涂料对木材进行涂层，涂料中的改性滑石粉附着在木材表面，一方面可以增大木材表面的耐磨性，延长其使用寿命，另一方面，如果木材表面发生细小裂纹，改性滑石粉会填充进裂纹，阻止木材的进一步开裂。

Description

一种木材防腐处理工艺
技术领域
本发明属于木材防腐技术领域，具体涉及一种木材防腐处理工艺。
背景技术
木材作为环境友好的生物质材料具有其他材料无法替代的优点，在国民经济建设和人民生活中发挥着重要作用。然而，很多木材却易受外界因子（包括生物、物理和化学）的破坏而影响其使用价值，尤其是生物的败坏最为严重，危害性也最大。木材的腐朽主要来自于各种生物的侵蚀，其中又以真菌造成的危害最为严重，这些真菌主要包括木材腐朽菌等。
目前，利用木材制作的工艺品层出不穷，木雕是其中使用最广的一种，但是在使用过程中存在着木雕防水、防腐性能欠佳，耐磨性有待提高的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种木材防腐处理工艺，以解决木材防水防腐，耐磨性能欠佳的问题。
本发明通过以下技术方案实现：
一种木材防腐处理工艺，包括以下步骤：
（1）将木材去皮后，利用400-600目砂纸打磨20-30min，然后利用800-1200目砂纸接着打磨20-40min，最后利用1500-2000目的砂纸打磨30-40min，使木材表面光滑，无裂纹，然后再用去离子水和丙酮依次冲洗木材表面2-3次，冷风吹干备用；
（2）将步骤（1）所得木材放入超临界设备中，压力为25-28MPa，温度为55-65℃，介质为二氧化碳，处理5-10min，然后降压至12-15 MPa，保持温度55-65℃，超临界处理5-10min，放压取出；
（3）将硅烷偶联剂用无水乙醇稀释成浓度为5-10%的溶液，对步骤（2）所得木材进行涂布，然后放入蒸汽干燥室中，使木材干燥30-40min后，取出再次涂布、干燥，重复2-3次；
（4）利用防腐涂料对步骤（3）所得木材进行涂布，然后放入通风处固化即可。
进一步的，步骤（4）所述的防腐涂料由以下重量份的原料组成：改性滑石粉10-20、聚氯乙烯树脂80-120、蓖麻油3-10，羧甲基纤维素3-5，硬脂酸1-2。
进一步的，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷.
进一步的，所述改性滑石粉制备方法为：
（1）将滑石粉以300-500rpm的转速搅拌5-10min，再升速至500-1000rpm，搅拌3-5min，然后放入球磨机中球磨1-2h，置于100-110℃真空干燥箱中烘焙1-3h；
（2）将10-20份壳聚糖在45-60℃下干燥6-8h后，加入100-150份质量分数为2-5%的醋酸溶液中，常温下300-500rpm转速搅拌至充分溶解，然后加入3-4份茶多酚，提速至600-800rpm，继续搅拌为均匀溶液；
（3）将步骤（1）所得滑石粉加入到步骤（2）所得溶液中，50-80Hz下超声处理30-40min，抽滤，将所得物放入真空干燥箱中干燥12-24h，取出球磨至粒径为100-500nm即可。
进一步的，所述聚氯乙烯树脂固含量为20-40%。作为发明进一步的方案：
本发明的有益效果：本发明首先利用不同目数的砂纸对木材表面进行打磨，彻底除去木材表面的毛刺，细纹，使木材表面光滑，改善了木材吸水的性能，有利于后期对木材表面进行防腐涂层，增大木材与涂层之间的相容性，增强涂层附着力；对木材进行超临界处理，带走部分蛋白和脂类等营养物质和易挥发有机物，有效阻止了木材的腐败；利用硅烷偶联剂对木材表面进行涂布，改善了木材与防腐涂层的结合界面，增强涂层附着力，进一步增强耐腐蚀效果；最后利用防腐涂料对木材进行涂层，涂料中的改性滑石粉附着在木材表面，一方面可以增大木材表面的耐磨性，延长其使用寿命，另一方面，如果木材表面发生细小裂纹，改性滑石粉会填充进裂纹，阻止木材的进一步开裂；利用壳聚糖和茶多酚协同改性滑石粉，大大增强了其耐腐蚀的效果，当滑石粉填充进裂纹时，茶多酚和壳聚糖可跟随滑石粉进一步渗透进木材内部，提高了木材的防腐蚀性能。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
实施例1
一种木材防腐处理工艺，包括以下步骤：
（1）将木材去皮后，利用400目砂纸打磨20min，然后利用800目砂纸接着打磨20min，最后利用1500目的砂纸打磨30min，使木材表面光滑，无裂纹，然后再用去离子水和丙酮依次冲洗木材表面2次，冷风吹干备用；
（2）将步骤（1）所得木材放入超临界设备中，压力为25MPa，温度为55℃，介质为二氧化碳，处理5min，然后降压至12 MPa，保持温度55℃，超临界处理5min，放压取出；
（3）将硅烷偶联剂用无水乙醇稀释成浓度为5%的溶液，对步骤（2）所得木材进行涂布，然后放入蒸汽干燥室中，使木材干燥30min后，取出再次涂布、干燥，重复2次；
（4）利用防腐涂料对步骤（3）所得木材进行涂布，然后放入通风处固化即可。
进一步的，步骤（4）所述的防腐涂料由以下重量份的原料组成：改性滑石粉10、聚氯乙烯树脂80、蓖麻油3，羧甲基纤维素3，硬脂酸1。
进一步的，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷.
进一步的，所述改性滑石粉制备方法为：
（1）将滑石粉以300rpm的转速搅拌5min，再升速至500rpm，搅拌3min，然后放入球磨机中球磨1h，置于100℃真空干燥箱中烘焙1h；
（2）将10份壳聚糖在45℃下干燥6h后，加入100份质量分数为2%的醋酸溶液中，常温下300rpm转速搅拌至充分溶解，然后加入3份茶多酚，提速至600rpm，继续搅拌为均匀溶液；
（3）将步骤（1）所得滑石粉加入到步骤（2）所得溶液中，50Hz下超声处理30min，抽滤，将所得物放入真空干燥箱中干燥12h，取出球磨至粒径为100nm即可。
实施例2
一种木材防腐处理工艺，包括以下步骤：
（1）将木材去皮后，利用500目砂纸打磨25min，然后利用1000目砂纸接着打磨30min，最后利用1800目的砂纸打磨35min，使木材表面光滑，无裂纹，然后再用去离子水和丙酮依次冲洗木材表面3次，冷风吹干备用；
（2）将步骤（1）所得木材放入超临界设备中，压力为27MPa，温度为60℃，介质为二氧化碳，处理7min，然后降压至13 MPa，保持温度60℃，超临界处理8min，放压取出；
（3）将硅烷偶联剂用无水乙醇稀释成浓度为8%的溶液，对步骤（2）所得木材进行涂布，然后放入蒸汽干燥室中，使木材干燥35min后，取出再次涂布、干燥，重复3次；
（4）利用防腐涂料对步骤（3）所得木材进行涂布，然后放入通风处固化即可。
进一步的，步骤（4）所述的防腐涂料由以下重量份的原料组成：改性滑石粉15、聚氯乙烯树脂100、蓖麻油7，羧甲基纤维素4，硬脂酸2。
进一步的，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷.
进一步的，所述改性滑石粉制备方法为：
（1）将滑石粉以400rpm的转速搅拌7min，再升速至800rpm，搅拌4min，然后放入球磨机中球磨2h，置于105℃真空干燥箱中烘焙2h；
（2）将15份壳聚糖在50℃下干燥7h后，加入120份质量分数为4%的醋酸溶液中，常温下400rpm转速搅拌至充分溶解，然后加入4份茶多酚，提速至700rpm，继续搅拌为均匀溶液；
（3）将步骤（1）所得滑石粉加入到步骤（2）所得溶液中，70Hz下超声处理35min，抽滤，将所得物放入真空干燥箱中干燥18h，取出球磨至粒径为300nm即可。
实施例3
一种木材防腐处理工艺，包括以下步骤：
（1）将木材去皮后，利用600目砂纸打磨30min，然后利用1200目砂纸接着打磨40min，最后利用2000目的砂纸打磨40min，使木材表面光滑，无裂纹，然后再用去离子水和丙酮依次冲洗木材表面3次，冷风吹干备用；
（2）将步骤（1）所得木材放入超临界设备中，压力为28MPa，温度为65℃，介质为二氧化碳，处理10min，然后降压至15 MPa，保持温度65℃，超临界处理10min，放压取出；
（3）将硅烷偶联剂用无水乙醇稀释成浓度为10%的溶液，对步骤（2）所得木材进行涂布，然后放入蒸汽干燥室中，使木材干燥40min后，取出再次涂布、干燥，重复3次；
（4）利用防腐涂料对步骤（3）所得木材进行涂布，然后放入通风处固化即可。
进一步的，步骤（4）所述的防腐涂料由以下重量份的原料组成：改性滑石粉20、聚氯乙烯树脂120、蓖麻油10，羧甲基纤维素5，硬脂酸2。
进一步的，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷.
进一步的，所述改性滑石粉制备方法为：
（1）将滑石粉以500rpm的转速搅拌10min，再升速至1000rpm，搅拌5min，然后放入球磨机中球磨2h，置于110℃真空干燥箱中烘焙3h；
（2）将20份壳聚糖在60℃下干燥8h后，加入150份质量分数为5%的醋酸溶液中，常温下500rpm转速搅拌至充分溶解，然后加入4份茶多酚，提速至800rpm，继续搅拌为均匀溶液；
（3）将步骤（1）所得滑石粉加入到步骤（2）所得溶液中，80Hz下超声处理40min，抽滤，将所得物放入真空干燥箱中干燥24h，取出球磨至粒径为500nm即可。
对比实施例1
本对比实施例相比于实施例1，省略了用不同目数砂纸打磨的工序，除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例相比于实施例1，省略了木材的超临界处理，除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例相比于实施例1，省略了硅烷偶联剂对木材表面的处理，除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例4
本对比实施例相比于实施例1，用滑石粉代替改性滑石粉，除此之外的方法步骤均相同。
实验：
防腐性能测试：本实验采用为实验对象，将各组所得样品裁取相同体积分别放入试验箱中，控制试验箱中的温度为28℃，常压，相对湿度为100%，在试验箱中接种有50%采绒革盖菌和50%密粘褶菌，统计被这两种木腐菌感染面积为5%时所经历的总时长，用防腐时长表示，来衡量防腐性能；
涂层附着力测试：涂层附着力测试按照GB/9286-1988《划格法》进行。
硬度测试：按铅笔硬度GB/T6379-1996试验。
测试结果如表1所示：
表1
由表1可以看出，经过本发明所提供的处理工艺进行处理，木材的耐腐蚀性大大提高，同时木材表面的耐磨性能也得到大幅度加强。

Claims (5)

1.一种木材防腐处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将木材去皮后，利用400-600目砂纸打磨20-30min，然后利用800-1200目砂纸接着打磨20-40min，最后利用1500-2000目的砂纸打磨30-40min，使木材表面光滑，无裂纹，然后再用去离子水和丙酮依次冲洗木材表面2-3次，冷风吹干备用；
（2）将步骤（1）所得木材放入超临界设备中，压力为25-28MPa，温度为55-65℃，介质为二氧化碳，处理5-10min，然后降压至12-15 MPa，保持温度55-65℃，超临界处理5-10min，放压取出；
（3）将硅烷偶联剂用无水乙醇稀释成浓度为5-10%的溶液，对步骤（2）所得木材进行涂布，然后放入蒸汽干燥室中，使木材干燥30-40min后，取出再次涂布、干燥，重复2-3次；
（4）利用防腐涂料对步骤（3）所得木材进行涂布，然后放入通风处固化即可。
2.根据权利要求1所述的一种木材防腐处理工艺，其特征在于，步骤（4）所述的防腐涂料由以下重量份的原料组成：改性滑石粉10-20、聚氯乙烯树脂80-120、蓖麻油3-10，羧甲基纤维素3-5，硬脂酸1-2。
3.根据权利要求1所述的一种木材防腐处理工艺，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
4.根据权利要求2所述的防腐涂料，其特征在于，所述改性滑石粉制备方法为：
（1）将滑石粉以300-500rpm的转速搅拌5-10min，再升速至500-1000rpm，搅拌3-5min，然后放入球磨机中球磨1-2h，置于100-110℃真空干燥箱中烘焙1-3h；
（2）将10-20份壳聚糖在45-60℃下干燥6-8h后，加入100-150份质量分数为2-5%的醋酸溶液中，常温下300-500rpm转速搅拌至充分溶解，然后加入3-4份茶多酚，提速至600-800rpm，继续搅拌为均匀溶液；
（3）将步骤（1）所得滑石粉加入到步骤（2）所得溶液中，50-80Hz下超声处理30-40min，抽滤，将所得物放入真空干燥箱中干燥12-24h，取出球磨至粒径为100-500nm即可。
5.根据权利要求2所述的防腐涂料，其特征在于，所述聚氯乙烯树脂固含量为20-40%。
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