CN108972789B - 木材改性剂及其制备方法与用该改性剂改性处理木材的方法 - Google Patents

木材改性剂及其制备方法与用该改性剂改性处理木材的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属木材加工技术领域，给出一种可提高木材耐腐性的木材改性剂，其制备方法及用该改性剂改性处理木材的方法。这种木材改性剂其组分包括可提高木材耐腐性的槲皮素或含有槲皮素的天然黄酮类提取物，还包括催化剂和有机溶剂。其制备方法是将槲皮素或含有槲皮素的天然黄酮类提取物、催化剂和有机溶剂混合，在30～80℃温度下调配均匀即可。木材经本发明所述木材改性剂改性处理后，木材的自由羟基与槲皮素发生化学反应，使得具有防腐抑菌作用的槲皮素牢固结合在木材内部，抗流失性能得到有效地提高，显著提升了木材的耐腐性能。

Description

木材改性剂及其制备方法与用该改性剂改性处理木材的方法
技术领域
本发明属木材加工技术领域，涉及一种可提高木材耐腐性的木材改性剂，木材改性剂的制备方法及用该改性剂改性处理木材的的方法。特别涉及一种以槲皮素或含有槲皮素的天然黄酮类提取物为组分的木材改性剂、其制备方法和利用该木材改性剂改性处理木材的方法。
背景技术
木材是一种可再生的环境友好型生物质材料，具有强重比大，加工能耗少，环境污染相对小等优点，在经济社会的发展和人民生活中发挥着非常重要的作用。但是，木材因其由天然高分子化合物组成，存在材质疏松、材性变异大，易受环境及微生物侵害而破坏等不足，比如，木材长期在室外或潮湿的环境中会受到腐朽菌的侵害而影响其使用价值。这些缺陷使木材的利用在很大程度上受到限制，人们也一直都在积极研究提高改善木材性能的方法。
木材防腐改性处理对延长木材的使用年限、减少木材的消耗、保护有限的木材资源、保持木材良好的特性、促进林木资源的可持续发展具有重要意义。当前，市场上的木材防腐剂产品以ACQ防腐剂、铜唑防腐剂以及CCA防腐剂为常见。这些传统木材防腐剂含有一定对人体有危害的物质(比如，铜、铬、砷的化合物)，对人畜危害较大，并且有些金属成分防腐剂的有效成分容易流失对环境污染较为严重。
传统的木材改性技术之一是利用木材固有的渗透性，将无机物或有机低聚物(木材防腐剂)渗透到木材内部，比如，通过抽真空加压工艺将含有抑菌成分的防腐剂注入木材中，抑菌成分在在木材中形成物理沉着，从而提高木材尺寸稳定性和耐腐性，但是，采用此方法渗透到木材中的化学物质因其并非通过化学键与木材化合物(木质素、半纤维素、木质素等)结合，抗流失性差，而提高抗流失性会增加工艺的复杂性，从而增加木材处理成本和使用成本。
槲皮素，化学式C15H10O7，又名栎精，槲皮黄素，属于黄酮类化合物，存在于许多植物的花、叶、果实中，多以甙的形式存在，如芦丁(芸香甙)，槲皮甙，金丝桃甙等植物中含量较高。有关槲皮素的研究，多见于分子生物学和生理学的研究，比如，槲皮素具有显著的抗肿瘤的作用，能显著抑制促癌剂的作用、抑制离体恶性细胞的生长、抑制艾氏腹水癌细胞DNA、RNA和蛋白质合成。截止目前，本专利申请的发明人尚未发现槲皮素或含有槲皮素的天然黄酮类提取物在木材加工技术领域的有效应用，市售木材防腐改性剂组分中尚未见含有槲皮素或含有槲皮素的天然黄酮类提取物。
Figure BDA0001737196110000021
发明内容
本发明的首要目的是针对上述现有木材防腐剂并非通过牢固的化学键与木材成分结合，致使木材防腐剂易流失，难以起到持久有效的防腐效果的技术问题，提供一种提升木材耐腐性的木材改性剂、其制备方法和利用该木材改性剂改性处理木材的方法。再者，同时为了解决现有木材防腐剂组分对人体和环境非友好的技术缺陷，本发明采用一种植物天然成分或是含有这种天然成分的植物提取物作为有效组分配制成木材改性剂。本发明的木材改性剂通过适当温度下的组分混配得到，工艺简单，易于操作；利用该木材改性剂处理的木材耐腐性能更加优良。
为了实现本发明的目的，本发明一方面给出一种木材改性剂，其组分包括可提高木材耐腐性的槲皮素或含有槲皮素的天然黄酮类提取物，此外，这种木材改性剂的组分还包括催化剂和有机溶剂。
其中，所述的催化剂选用无机碳酸盐或无机氢氧化物中的任一种。无机碳酸盐是金属元素阳离子和碳酸根相化合而成的盐类，比如，常见的无机碳酸盐包括碳酸钾、碳酸钠。无机氢氧化物是指金属阳离子或铵根离子与氢氧原子团(—OH)形成的无机化合物，也叫做碱，是金属元素(包括铵)的氢氧化物，比如，常见的无机氢氧化物包括氢氧化钠、氢氧化钾。
其中，所述的有机溶剂选用乙酸乙酯、吡啶、N，N-二甲基甲酰胺、甲醇、冰醋酸、丙酮中的任一种。有机溶剂的主要用途是充分分散槲皮素或含有槲皮素的天然黄酮类提取物。
本发明给出一种木材改性剂，可以使用纯度相对较高的单一成分槲皮素，也可以选用含有槲皮素的天然黄酮类提取物。以槲皮素组分计，所述槲皮素在木材改性剂中的重量份数为1～10，所述催化剂在木材改性剂中的重量份数为0.05～0.1，所述有机溶剂在木材改性剂中的重量份数为200～1000。需要说明的是，除槲皮素外，其它与槲皮素具有抑菌性并且结构与槲皮素相似的天然黄酮类化合物，及以槲皮素天然黄酮提取物为主要成分的植物提取物也可能与木材发生化学反应提高木材的耐腐性。
本发明另一方面给出一种木材改性剂的制备方法，将槲皮素或含有槲皮素的天然黄酮类提取物、催化剂和有机溶剂混合，在30～80℃温度下调配均匀，即得所述木材改性剂。
作为木材改性剂制备方法的优选实施方式，这种木材改性剂的组分包括槲皮素、催化剂和有机溶剂。其中，催化剂选用无机碳酸盐或无机氢氧化物；有机溶剂选用乙酸乙酯、吡啶、N，N-二甲基甲酰胺、甲醇、冰醋酸或丙酮。各组分以重量份数计，所述槲皮素在木材改性剂中的重量份数为1～10，所述催化剂在木材改性剂中的重量份数为0.05～0.1，所述有机溶剂在木材改性剂中的重量份数为200～1000。
还有，本发明给出了一种木材改性处理方法，即利用上述木材改性剂对待处理的木材进行改性处理。
具体地，所述木材改性方法按照下述步骤进行：将待处理的木材置入处理罐中，导入木材改性剂，对木材进行浸注处理；向处理罐中通入惰性气体；加热处理罐，改性反应温度范围为40～80℃，并对木材改性剂进行搅拌和冷凝回流，改性反应时间为4～36h，反应结束后，取出处理后的木材，于通风处放置2～5天后即可使用。
其中，所述惰性气体选用氮气、氦气、氩气中的任一种。
其中，所述浸注处理包括浸泡浸注处理、抽真空浸注处理、抽真空-加压浸注处理。
特别是，所述浸泡浸注处理的参数控制为：木材在木材改性剂中的浸泡温度为30～80℃，浸泡时间为8～48h。
特别是，所述抽真空浸注处理包括两个阶段，其中第一阶段是抽真空处理，所述抽真空处理是将木材置入处理罐中抽真空，相对真空度为-0.06～-0.09Mpa，处理时间为0.5～4h；第二阶段是常压浸泡处理，所述常压浸泡处理是在第一阶段条件下将木材改性剂注入处理罐中，恢复常压，在常压下浸泡0.5～4h。
特别是，所述抽真空-加压浸注处理包括三个阶段，其中第一阶段是抽真空处理，所述抽真空处理是将木材置入处理罐中抽真空，相对真空度为-0.06～-0.09Mpa，处理时间为0.5～4h；第二阶段是真空状态下的加压处理，所述真空状态下的加压处理是在第一阶段条件下将木材改性剂注入处理罐中，给处理罐加压，所述加压处理的压力为0.6～1.5Mpa，加压处理时间为0.5～4h；第三阶段是常压浸泡处理，待处理罐中的压力恢复常压后，在常压下浸泡0.5～4h。
与现有技术相比，本发明的优点或有益效果主要体现在以下方面：
1、在本发明设定的技术条件(参数)下，黄酮类化合物槲皮素可以和木材的纤维素、半纤维素以及木素中的羟基产生化学反应，反应机理的化学表达大致如下：
Figure BDA0001737196110000041
具有抑菌活性的槲皮素通过化学键与木材组分产生化学反应，使其牢固地渗透到木材中，与其它防腐剂处理相比，抗流失性强，对木材腐朽菌抑制作用明显，可以起到持久有效的防腐效果。
2、本发明的木材改性剂组分包括槲皮素(或含有槲皮素的天然黄酮类提取物)、催化剂和有机溶剂。其中，催化剂选用无机碳酸盐或无机氢氧化物；有机溶剂选用乙酸乙酯、吡啶、N，N-二甲基甲酰胺、甲醇、冰醋酸或丙酮。显然，这种木材改性剂组分中不含重金属离子，使用安全，不会对环境造成污染。
3、本发明的木材改性剂采用一步法制备得到，仅需将槲皮素或含有槲皮素的天然黄酮类提取物、催化剂和有机溶剂混合，在30～80℃温度下调配均匀，即得所述木材改性剂。相对于传统防腐剂的制备而言，本发明制备工艺简单，易于实现。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的技术特点，下面结合具体的实施例对本发明作进一步的说明。需要指出的是，所给实施例并不是对本发明保护范围的限制。
实施例1
1)配制木材改性剂
将槲皮素、催化剂和有机溶剂分别投入反应釜中进行混合，在30～80℃温度下调配均匀，即得所述木材改性剂。上述组分以重量份数计，所述槲皮素在木材改性剂中的重量份数为1～10，所述催化剂在木材改性剂中的重量份数为0.05～0.1，所述有机溶剂在木材改性剂中的重量份数为200～1000。在本实施例中，槲皮素的重量份数为1份；催化剂选用碳酸钾，碳酸钾重量份数为0.05份；有机溶剂采用乙酸乙酯，乙酸乙酯重量份数为200份，上述组分30℃下混合调配成反应液，即得所述木材改性剂。
2)木材改性处理方法
在本实施例中，采用抽真空-加压浸注处理方式对木材进行改性处理。具体地，将待处理的木材置于处理罐中，抽真空，相对真空度为-0.06Mpa，处理时间为0.5h，在真空条件下将木材改性剂注入处理罐；恢复常压后对处理罐进行加压，压力0.6Mpa，保持压力0.5h；处理罐恢复常压，在常压下浸泡0.5h。处理罐中通入保护气体氮气，处理罐升温至40℃，开启搅拌和冷凝回流装置，反应4h。
3)木材干燥
反应结束后，将处理罐中的木材改性剂排出，取出木材，置于通风处放置2天后即可使用。
实施例2
1)配制木材改性剂
将槲皮素、催化剂和有机溶剂分别投入反应釜中进行混合，在30～80℃温度下调配均匀，即得所述木材改性剂。上述组分以重量份数计，所述槲皮素在木材改性剂中的重量份数为1～10，所述催化剂在木材改性剂中的重量份数为0.05～0.1，所述有机溶剂在木材改性剂中的重量份数为200～1000。在本实施例中，槲皮素的重量份数为10份；催化剂选用碳酸钠，碳酸钠重量份数为0.1份；有机溶剂采用吡啶，吡啶重量份数为1000份，上述组分80℃下混合调配成反应液，即得所述木材改性剂。
2)木材改性处理方法
在本实施例中，采用抽真空-加压浸注处理方式对木材进行改性处理。具体地，将待处理的木材置于处理罐中，抽真空，相对真空度为-0.09Mpa，处理时间为0.5h，在真空条件下将木材改性剂注入处理罐；在真空状态下对处理罐进行加压，压力1.5Mpa，保持压力4h；处理罐恢复常压，在常压下浸泡4h。处理罐中通入保护气体氦气，处理罐升温至80℃，开启搅拌和冷凝回流装置，反应36h。
3)木材干燥
反应结束后，将处理罐中的木材改性剂排出，取出木材，置于通风处放置5天后即可使用。
实施例3
1)配制木材改性剂
将槲皮素、催化剂和有机溶剂分别投入反应釜中进行混合，在30～80℃温度下调配均匀，即得所述木材改性剂。上述组分以重量份数计，所述槲皮素在木材改性剂中的重量份数为1～10，所述催化剂在木材改性剂中的重量份数为0.05～0.1，所述有机溶剂在木材改性剂中的重量份数为200～1000。在本实施例中，槲皮素的重量份数为5份；催化剂选用氢氧化钠，氢氧化钠重量份数为0.1份；有机溶剂采用N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二甲基甲酰胺重量份数为800份，上述组分70℃下混合调配成反应液，即得所述木材改性剂。
2)木材改性处理方法
在本实施例中，采用抽真空-加压浸注处理方式对木材进行改性处理。具体地，将待处理的木材置于处理罐中，抽真空，相对真空度为-0.08Mpa，处理时间为2h，在真空条件下将木材改性剂注入处理罐；在真空状态下对处理罐进行加压，压力1.2Mpa，保持压力2h；处理罐恢复常压，在常压下浸泡3h。处理罐中通入保护气体氩气，处理罐升温至80℃，开启搅拌和冷凝回流装置，反应24h。
3)木材干燥
反应结束后，将处理罐中的木材改性剂排出，取出木材，置于通风处放置2天后即可使用。
实施例4
1)配制木材改性剂
将槲皮素、催化剂和有机溶剂分别投入反应釜中进行混合，在30～80℃温度下调配均匀，即得所述木材改性剂。上述组分以重量份数计，所述槲皮素在木材改性剂中的重量份数为1～10，所述催化剂在木材改性剂中的重量份数为0.05～0.1，所述有机溶剂在木材改性剂中的重量份数为200～1000。在本实施例中，槲皮素的重量份数为3份；催化剂选用氢氧化钾，氢氧化钾重量份数为0.08份；有机溶剂采用冰醋酸，冰醋酸重量份数为900份，上述组分50℃下混合调配成反应液，即得所述木材改性剂。
2)木材改性处理方法
在本实施例中，采用抽真空-加压浸注处理方式对木材进行改性处理。具体地，将待处理的木材置于处理罐中，抽真空，相对真空度为-0.08Mpa，处理时间为2h，在真空条件下将木材改性剂注入处理罐；在真空状态下对处理罐进行加压，压力1.0Mpa，保持压力2h；处理罐恢复常压，在常压下浸泡2h。处理罐中通入保护气体氩气，处理罐升温至80℃，开启搅拌和冷凝回流装置，反应36h。
3)木材干燥
反应结束后，将处理罐中的木材改性剂排出，取出木材，置于通风处放置4天后即可使用。
实施例5
1)配制木材改性剂
将槲皮素、催化剂和有机溶剂分别投入反应釜中进行混合，在30～80℃温度下调配均匀，即得所述木材改性剂。上述组分以重量份数计，所述槲皮素在木材改性剂中的重量份数为1～10，所述催化剂在木材改性剂中的重量份数为0.05～0.1，所述有机溶剂在木材改性剂中的重量份数为200～1000。在本实施例中，槲皮素的重量份数为3份；催化剂选用碳酸钾，碳酸钾重量份数为0.07份；有机溶剂采用甲醇，甲醇重量份数为700份，上述组分35℃下混合调配成反应液，即得所述木材改性剂。
2)木材改性处理方法
在本实施例中，采用抽真空浸注处理方式对木材进行改性处理。具体地，将待处理的木材置于处理罐中，抽真空，相对真空度为-0.06Mpa，处理时间为0.5h，在真空条件下将木材改性剂注入处理罐；处理罐恢复常压，在常压下浸泡0.5h。处理罐中通入保护气体氮气，处理罐升温至45℃，开启搅拌和冷凝回流装置，反应8h。
3)木材干燥
反应结束后，将处理罐中的木材改性剂排出，取出木材，置于通风处放置2天后即可使用。
实施例6
1)配制木材改性剂
将槲皮素、催化剂和有机溶剂分别投入反应釜中进行混合，在30～80℃温度下调配均匀，即得所述木材改性剂。上述组分以重量份数计，所述槲皮素在木材改性剂中的重量份数为1～10，所述催化剂在木材改性剂中的重量份数为0.05～0.1，所述有机溶剂在木材改性剂中的重量份数为200～1000。在本实施例中，槲皮素的重量份数为6份；催化剂选用碳酸钠，碳酸钠重量份数为0.06份；有机溶剂采用丙酮和甲醇的混合物(体积比1:1)，混合有机溶剂的重量份数为800份，上述组分40℃下混合调配成反应液，即得所述木材改性剂。
2)木材改性处理方法
在本实施例中，采用抽真空浸注处理方式对木材进行改性处理。具体地，将待处理的木材置于处理罐中，抽真空，相对真空度为-0.09Mpa，处理时间为1h，在真空条件下将木材改性剂注入处理罐；处理罐恢复常压，在常压下浸泡3h。处理罐中通入保护气体氦气，处理罐升温至45℃，开启搅拌和冷凝回流装置，反应28h。
3)木材干燥
反应结束后，将处理罐中的木材改性剂排出，取出木材，置于通风处放置3天后即可使用。
实施例7
1)配制木材改性剂
将槲皮素、催化剂和有机溶剂分别投入反应釜中进行混合，在30～80℃温度下调配均匀，即得所述木材改性剂。上述组分以重量份数计，所述槲皮素在木材改性剂中的重量份数为1～10，所述催化剂在木材改性剂中的重量份数为0.05～0.1，所述有机溶剂在木材改性剂中的重量份数为200～1000。在本实施例中，槲皮素的重量份数为9份；催化剂选用氢氧化钠，氢氧化钠重量份数为0.1份；有机溶剂采用N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二甲基甲酰胺重量份数为850份，上述组分75℃下混合调配成反应液，即得所述木材改性剂。
2)木材改性处理方法
在本实施例中，采用抽真空浸注处理方式对木材进行改性处理。具体地，将待处理的木材置于处理罐中，抽真空，相对真空度为-0.06Mpa，处理时间为4h，在真空条件下将木材改性剂注入处理罐；处理罐恢复常压，在常压下浸泡1h。处理罐中通入保护气体氩气，处理罐升温至80℃，开启搅拌和冷凝回流装置，反应30h。
3)木材干燥
反应结束后，将处理罐中的木材改性剂排出，取出木材，置于通风处放置3天后即可使用。
实施例8
1)配制木材改性剂
将槲皮素、催化剂和有机溶剂分别投入反应釜中进行混合，在30～80℃温度下调配均匀，即得所述木材改性剂。上述组分以重量份数计，所述槲皮素在木材改性剂中的重量份数为1～10，所述催化剂在木材改性剂中的重量份数为0.05～0.1，所述有机溶剂在木材改性剂中的重量份数为200～1000。在本实施例中，槲皮素的重量份数为10份；催化剂选用氢氧化钾，氢氧化钾重量份数为0.05份；有机溶剂采用冰醋酸，冰醋酸重量份数为1000份，上述组分60℃下混合调配成反应液，即得所述木材改性剂。
2)木材改性处理方法
在本实施例中，采用抽真空浸注处理方式对木材进行改性处理。具体地，将待处理的木材置于处理罐中，抽真空，相对真空度为-0.09Mpa，处理时间为4h，在真空条件下将木材改性剂注入处理罐；处理罐恢复常压，在常压下浸泡4h。处理罐中通入保护气体氩气，处理罐升温至70℃，开启搅拌和冷凝回流装置，反应25h。
3)木材干燥
反应结束后，将处理罐中的木材改性剂排出，取出木材，置于通风处放置4天后即可使用。
实施例9
1)配制木材改性剂
将槲皮素、催化剂和有机溶剂分别投入反应釜中进行混合，在30～80℃温度下调配均匀，即得所述木材改性剂。上述组分以重量份数计，所述槲皮素在木材改性剂中的重量份数为1～10，所述催化剂在木材改性剂中的重量份数为0.05～0.1，所述有机溶剂在木材改性剂中的重量份数为200～1000。在本实施例中，槲皮素的重量份数为3份；催化剂选用碳酸钾，碳酸钾重量份数为0.07份；有机溶剂采用乙酸乙酯，乙酸乙酯重量份数为800份，上述组分45℃下混合调配成反应液，即得所述木材改性剂。
2)木材改性处理方法
在本实施例中，采用浸泡浸注处理方式对木材进行改性处理。具体地，将待处理的木材置于处理罐中，将木材改性剂注入处理罐；在常压下浸泡8h，浸泡温度设定为30℃。处理罐中通入保护气体氮气，处理罐升温至50℃，开启搅拌和冷凝回流装置，反应36h。
3)木材干燥
反应结束后，将处理罐中的木材改性剂排出，取出木材，置于通风处放置3天后即可使用。
实施例10
1)配制木材改性剂
将槲皮素、催化剂和有机溶剂分别投入反应釜中进行混合，在30～80℃温度下调配均匀，即得所述木材改性剂。上述组分以重量份数计，所述槲皮素在木材改性剂中的重量份数为1～10，所述催化剂在木材改性剂中的重量份数为0.05～0.1，所述有机溶剂在木材改性剂中的重量份数为200～1000。在本实施例中，槲皮素的重量份数为6份；催化剂选用碳酸钠，碳酸钠重量份数为0.06份；有机溶剂采用吡啶，吡啶的重量份数为800份，上述组分60℃下混合调配成反应液，即得所述木材改性剂。
2)木材改性处理方法
在本实施例中，采用浸泡浸注处理方式对木材进行改性处理。具体地，将待处理的木材置于处理罐中，将木材改性剂注入处理罐；在常压下浸泡48h，浸泡温度设定为80℃。处理罐中通入保护气体氦气，处理罐升温至70℃，开启搅拌和冷凝回流装置，反应4h。
3)木材干燥
反应结束后，将处理罐中的木材改性剂排出，取出木材，置于通风处放置3天后即可使用。
实施例11
1)配制木材改性剂
将槲皮素、催化剂和有机溶剂分别投入反应釜中进行混合，在30～80℃温度下调配均匀，即得所述木材改性剂。上述组分以重量份数计，所述槲皮素在木材改性剂中的重量份数为1～10，所述催化剂在木材改性剂中的重量份数为0.05～0.1，所述有机溶剂在木材改性剂中的重量份数为200～1000。在本实施例中，槲皮素的重量份数为9份；催化剂选用氢氧化钠，氢氧化钠重量份数为0.1份；有机溶剂采用N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二甲基甲酰胺重量份数为800份，上述组分70℃下混合调配成反应液，即得所述木材改性剂。
2)木材改性处理方法
在本实施例中，采用浸泡浸注处理方式对木材进行改性处理。具体地，将待处理的木材置于处理罐中，将木材改性剂注入处理罐；在常压下浸泡30h。处理罐中通入保护气体氩气，处理罐升温至80℃，开启搅拌和冷凝回流装置，反应35h。
3)木材干燥
反应结束后，将处理罐中的木材改性剂排出，取出木材，置于通风处放置3天后即可使用。
实施例12
1)配制木材改性剂
将槲皮素、催化剂和有机溶剂分别投入反应釜中进行混合，在30～80℃温度下调配均匀，即得所述木材改性剂。上述组分以重量份数计，所述槲皮素在木材改性剂中的重量份数为1～10，所述催化剂在木材改性剂中的重量份数为0.05～0.1，所述有机溶剂在木材改性剂中的重量份数为200～1000。在本实施例中，槲皮素的重量份数为10份；催化剂选用氢氧化钾，氢氧化钾重量份数为0.05份；有机溶剂采用冰醋酸，冰醋酸重量份数为1000份，上述组分60℃下混合调配成反应液，即得所述木材改性剂。
2)木材改性处理方法
在本实施例中，采用浸泡浸注处理方式对木材进行改性处理。具体地，将待处理的木材置于处理罐中，将木材改性剂注入处理罐；在常压下浸泡10h。处理罐中通入保护气体氩气，处理罐升温至80℃，开启搅拌和冷凝回流装置，反应30h。
3)木材干燥
反应结束后，将处理罐中的木材改性剂排出，取出木材，置于通风处放置3天后即可使用。
实施例13
本实施例给出木材改性剂的性能处理试验。试验方法：采用实施例1-12配制的木材改性剂及其相应的木材改性处理方法，对木材进行防腐处理，以密粘褶菌(Gloeophyllumtrabeum)、彩绒革盖菌(Coriolusversicolor)为试验菌种，毛白杨(Populustomentosa)为试材，采用GB/T 13942.1-2009《木材耐久性能第1部分：天然耐腐性实验室试验方法》进行试验。试验测定结果见表1。
表1改性处理毛白杨(Populustomentosa)的耐腐性试验结果
Figure BDA0001737196110000111
如表1所示，对照为未进行改性处理的试样，毛白杨(Populustomentosa)对彩绒革盖菌(Coriolusversicolor)的质量损失率达到45.68％，对密粘褶菌(Gloeophyllumtrabeum)的质量损失率达到51.02％。而采用实施例1-12配制的木材改性剂及其相应的木材改性方法处理毛白杨(Populustomentosa)，其对彩绒革盖菌(Coriolusversicolor)、密粘褶菌(Gloeophyllumtrabeum)的质量损失率均有不同程度的降低，这说明实施例1-12配制的木材改性剂及其相应的木材改性方法能提高毛白杨(Populustomentosa)木材的耐腐性，使其达到耐腐以上的耐腐等级。

Claims (9)

1.一种木材改性剂，其组分包括槲皮素或含有槲皮素的天然黄酮类提取物，还包括催化剂和有机溶剂；所述木材改性剂用于提高木材耐腐性；
以重量份数计，所述槲皮素在木材改性剂中的重量份数为1～10，所述催化剂在木材改性剂中的重量份数为0.05～0.1，所述有机溶剂在木材改性剂中的重量份数为200～1000；
所述催化剂选用无机碳酸盐或无机氢氧化物中的任一种；所述无机碳酸盐选用碳酸钾或碳酸钠，所述无机氢氧化物选用氢氧化钠或氢氧化钾；
所述有机溶剂选用乙酸乙酯、吡啶、N，N-二甲基甲酰胺、甲醇、冰醋酸、丙酮中的任一种。
2.一种木材改性剂的制备方法，其特征在于，将槲皮素或含有槲皮素的天然黄酮类提取物、催化剂和有机溶剂混合，在30～80℃温度下调配均匀，即得所述木材改性剂；
以重量份数计，所述槲皮素在木材改性剂中的重量份数为1～10，所述催化剂在木材改性剂中的重量份数为0.05～0.1，所述有机溶剂在木材改性剂中的重量份数为200～1000；
所述催化剂选用无机碳酸盐或无机氢氧化物中的任一种；所述无机碳酸盐选用碳酸钾或碳酸钠，所述无机氢氧化物选用氢氧化钠或氢氧化钾；
所述有机溶剂选用乙酸乙酯、吡啶、N，N-二甲基甲酰胺、甲醇、冰醋酸、丙酮中的任一种。
3.一种木材改性方法，其特征在于，利用权利要求1和2中任一所述木材改性剂对待处理的木材进行改性处理。
4.根据权利要求3所述木材改性方法，其按照下述步骤进行：将待处理的木材置入处理罐中，导入木材改性剂，对木材进行浸注处理；向处理罐中通入惰性气体；加热处理罐，改性反应温度范围为40～80℃，并对木材改性剂进行搅拌和冷凝回流，改性反应时间为4～36h，反应结束后，取出处理后的木材，于通风处放置2～5天后即可使用。
5.根据权利要求4所述木材改性方法，其特征在于，所述惰性气体选用氮气、氦气、氩气中的任一种。
6.根据权利要求4所述木材改性方法，其特征在于，所述浸注处理包括浸泡浸注处理、抽真空浸注处理、抽真空-加压浸注处理。
7.根据权利要求6所述木材改性方法，其特征在于，所述浸泡浸注处理的参数控制为：木材在木材改性剂中的浸泡温度为30～80℃，浸泡时间为8～48h。
8.根据权利要求7所述木材改性方法，其特征在于，所述抽真空浸注处理包括两个阶段，其中第一阶段是抽真空处理，所述抽真空处理是将木材置入处理罐中抽真空，相对真空度为-0.06～-0.09 Mpa，处理时间为0.5～4h；第二阶段是常压浸泡处理，所述常压浸泡处理是在第一阶段条件下将木材改性剂注入处理罐中，恢复常压，在常压下浸泡0.5～4h。
9.根据权利要求7所述木材改性方法，其特征在于，所述抽真空-加压浸注处理包括三个阶段，其中第一阶段是抽真空处理，所述抽真空处理是将木材置入处理罐中抽真空，相对真空度为-0.06～-0.09 Mpa，处理时间为0.5～4h；第二阶段是真空状态下的加压处理，所述真空状态下的加压处理是在第一阶段条件下将木材改性剂注入处理罐中，给处理罐加压，所述加压处理的压力为0.6～1.5Mpa，加压处理时间为0.5～4h；第三阶段是常压浸泡处理，待处理罐中的压力恢复常压后，在常压下浸泡0.5～4h。
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