CN109016004A - 一种竹材的防霉抗紫外处理方法 - Google Patents

一种竹材的防霉抗紫外处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种竹材的防霉抗紫外处理方法，包括：将竹材浸入水中进行一次超声处理，然后浸入防霉剂中进行二次超声处理，干燥后得到竹材A；其中，所述防霉剂的原料包括：壳聚糖、季铵盐、载铜凹凸棒土和木犀草素；将竹材A进行紫外线照射，然后进行臭氧熏蒸得到竹材B；将竹材B加入改性液中浸渍，然后利用60Coγ射线进行辐照处理，洗涤、干燥；其中，所述改性液的原料包括：2‑叔丁基‑6‑(3‑叔丁基‑5‑甲基‑2‑羟苯基)‑4‑甲基苯基丙烯酸酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、厚朴酚和桐油。本发明提出的竹材的防霉抗紫外处理方法，其过程简单，能提高竹材的防霉性和抗紫外线性，延长其使用寿命。

Description

一种竹材的防霉抗紫外处理方法
技术领域
本发明涉及竹材技术领域，尤其涉及一种竹材的防霉抗紫外处理方法。
背景技术
竹材作为一种速生、可再生的最有可能替代木材的材料之一，具有强度高、韧性大、刚性好、易加工等特征，目前已被广泛应用。但是竹材易腐朽和霉变，用于户外时，紫外线辐射强度较大，易发生变色、变形，限制了其应用。
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的防霉抗紫外处理方法，其过程简单，能提高竹材的防霉性和抗紫外线性，延长其使用寿命。
本发明提出的一种竹材的防霉抗紫外处理方法，包括以下步骤：
S1、将竹材浸入水中进行一次超声处理，然后浸入防霉剂中进行二次超声处理，干燥后得到竹材A；其中，所述防霉剂的原料包括：壳聚糖、季铵盐、载铜凹凸棒土和木犀草素；
S2、将竹材A进行紫外线照射，然后进行臭氧熏蒸得到竹材B；
S3、将竹材B加入改性液中浸渍，然后利用60Coγ射线进行辐照处理，洗涤、干燥；其中，所述改性液的原料包括：2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、厚朴酚和桐油。
优选地，在S1中，一次超声处理的功率为400-550W，温度为25-40℃，时间为35-60min；二次超声处理的频率为25-35kHz，功率为0.15-0.32W/cm2，时间为20-35min。
优选地，在S1中，二次超声处理的过程中，浸渍比为1：3-5。
优选地，在S1的防霉剂中，壳聚糖的质量分数为0.1-0.7wt％，季铵盐的质量分数为0.1-0.7wt％，载铜凹凸棒土的质量分数为0.3-1.2wt％，木犀草素的质量分数为1.2-2.5wt％。
优选地，在S1中，所述木犀草素为改性木犀草素；所述改性木犀草素按照以下工艺进行制备：将木犀草素与浓硫酸混合，在45-55℃下搅拌2-5h，然后加入饱和氯化钠水溶液中，搅拌至析出沉淀，静置、过滤、洗涤、干燥得到物料A；将2-苯基苯并咪唑-5-磺酸加入水中，在搅拌状态下加入氢氧化钠调节pH值为7-8，加入物料A和水滑石前驱体，在氮气的保护下加热至回流，搅拌反应2-5h，过滤后洗涤、干燥得到所述改性木犀草素。
优选地，木犀草素与浓硫酸的重量体积比为1：5-7.5g/mL；2-苯基苯并咪唑-5-磺酸、物料A、水滑石前驱体的重量比为1-3.5：2-5：20-35。
优选地，所述水滑石前驱体为层间客体为硝酸根的锌铝水滑石前驱体ZnAl-NO3-LDHs。
优选地，在S2中，紫外线照射的时间为30-50s，紫外线的波长为235-247nm；臭氧熏蒸过程中，臭氧的浓度为10-15mg/L，熏蒸的时间为100-150min。
优选地，在S3中，竹材B与改性液的体积比为1：3-5，浸渍时间为5-11h；辐照处理时，辐照剂量为100-200kGy。
优选地，在S3中，2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、厚朴酚、桐油的重量比为2-7：3-6：1-3：3-8。
本发明所述竹材的防霉抗紫外处理方法，采用了两次超声处理、紫外线照射和臭氧熏蒸三者联合的方法，对霉菌的孢子具有协同致死作用，大大降低了竹材中的霉菌数量，提高了竹材的防霉性，同时避免了单一杀菌方式对竹材造成的严重损伤，保持了竹材的质量；在超声处理的过程中，加入了防霉剂，提高了防霉剂的渗透量，且防霉剂的原料包括壳聚糖、季铵盐、载铜凹凸棒土和木犀草素，四者具有协同作用，经其处理后显著提高了竹材的防霉性，对多种霉菌的防治效力均达到100％；优选方式木犀草素的制备过程中，首先将木犀草素、浓硫酸、氯化钠作用，得到木犀草素磺酸盐，即物料A，将2-苯基苯并咪唑-5-磺酸与氢氧化钠作用，得到2-苯基苯并咪唑-5-磺酸钠盐，加物料A与水滑石前驱体后，木犀草素磺酸盐以及2-苯基苯并咪唑-5-磺酸钠盐的阴离子能替换水滑石前驱体中的阴离子，进入水滑石层间，其中的磺酸根离子与水滑石层板具有较强的静电作用，且咪唑、羟基以及水滑石能产生氢键，进一步提高了主、客体之间的作用力，使得到的改性木犀草素耐热性和抗紫外线性好，改善了木犀草素和2-苯基苯并咪唑-5-磺酸热稳定性欠佳的缺陷，加入防霉剂中，防霉效果好，且不易流失，防霉时间长，同时抗紫外线性能优异；之后加入了含有2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、厚朴酚和桐油的改性液中进行浸渍，并在60Coγ射线的作用下进行了辐照处理，使2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、厚朴酚和桐油与竹材细胞壁的成分发生了接枝反应，从而将2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、厚朴酚和桐油引入到了竹材中，提高了竹材的密度和抗弯强度，降低了竹材的径向、弦向和体积干缩率，另外，引入的2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、桐油与木犀草素具有协同作用，进一步提高了竹材的抗紫外线性，厚朴酚与防霉剂具有协同作用，进一步提高了竹材的防霉性能。
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的防霉抗紫外处理方法，包括以下步骤：
S1、将竹材浸入水中进行一次超声处理，然后浸入防霉剂中进行二次超声处理，干燥后得到竹材A；其中，所述防霉剂的原料包括：壳聚糖、季铵盐、载铜凹凸棒土和木犀草素；
S2、将竹材A进行紫外线照射，然后进行臭氧熏蒸得到竹材B；
S3、将竹材B加入改性液中浸渍，然后利用60Coγ射线进行辐照处理，洗涤、干燥；其中，所述改性液的原料包括：2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、厚朴酚和桐油。
实施例2
本发明提出的一种竹材的防霉抗紫外处理方法，包括以下步骤：
S1、将竹材浸入水中进行一次超声处理，然后浸入防霉剂中进行二次超声处理，干燥后得到竹材A；其中，所述防霉剂的原料包括：壳聚糖、季铵盐、载铜凹凸棒土和木犀草素；
S2、将竹材A进行紫外线照射，然后进行臭氧熏蒸得到竹材B；
S3、将竹材B加入改性液中浸渍，然后利用60Coγ射线进行辐照处理，洗涤、干燥；其中，所述改性液的原料包括：2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、厚朴酚和桐油；
其中，在S1中，一次超声处理的功率为550W，温度为25℃，时间为60min；二次超声处理的频率为25kHz，功率为0.32W/cm2，时间为20min；
在S1中，二次超声处理的过程中，浸渍比为1：3；
在S1的防霉剂中，壳聚糖的质量分数为0.1wt％，季铵盐的质量分数为0.7wt％，载铜凹凸棒土的质量分数为0.3wt％，木犀草素的质量分数为2.5wt％；
在S1中，所述木犀草素为改性木犀草素；所述改性木犀草素按照以下工艺进行制备：将木犀草素与浓硫酸混合，在45℃下搅拌5h，然后加入饱和氯化钠水溶液中，搅拌至析出沉淀，静置、过滤、洗涤、干燥得到物料A；将2-苯基苯并咪唑-5-磺酸加入水中，在搅拌状态下加入氢氧化钠调节pH值为7，加入物料A和水滑石前驱体，在氮气的保护下加热至回流，搅拌反应5h，过滤后洗涤、干燥得到所述改性木犀草素；其中，木犀草素与浓硫酸的重量体积比为1：5g/mL；2-苯基苯并咪唑-5-磺酸、物料A、水滑石前驱体的重量比为3.5：2：35；所述水滑石前驱体为层间客体为硝酸根的锌铝水滑石前驱体ZnAl-NO3-LDHs；
在S2中，紫外线照射的时间为30s，紫外线的波长为247nm；臭氧熏蒸过程中，臭氧的浓度为10mg/L，熏蒸的时间为150min；
在S3中，竹材B与改性液的体积比为1：3，浸渍时间为11h；辐照处理时，辐照剂量为100kGy；
在S3中，2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、厚朴酚、桐油的重量比为7：3：3：3。
实施例3
本发明提出的一种竹材的防霉抗紫外处理方法，包括以下步骤：
S1、将竹材浸入水中进行一次超声处理，然后浸入防霉剂中进行二次超声处理，干燥后得到竹材A；其中，所述防霉剂的原料包括：壳聚糖、季铵盐、载铜凹凸棒土和木犀草素；
S2、将竹材A进行紫外线照射，然后进行臭氧熏蒸得到竹材B；
S3、将竹材B加入改性液中浸渍，然后利用60Coγ射线进行辐照处理，洗涤、干燥；其中，所述改性液的原料包括：2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、厚朴酚和桐油；
其中，在S1中，一次超声处理的功率为400W，温度为40℃，时间为35min；二次超声处理的频率为35kHz，功率为0.15W/cm2，时间为35min；
在S1中，二次超声处理的过程中，浸渍比为1：5；
在S1的防霉剂中，壳聚糖的质量分数为0.7wt％，季铵盐的质量分数为0.1wt％，载铜凹凸棒土的质量分数为1.2wt％，木犀草素的质量分数为1.2wt％；
在S1中，所述木犀草素为改性木犀草素；所述改性木犀草素按照以下工艺进行制备：将木犀草素与浓硫酸混合，在55℃下搅拌2h，然后加入饱和氯化钠水溶液中，搅拌至析出沉淀，静置、过滤、洗涤、干燥得到物料A；将2-苯基苯并咪唑-5-磺酸加入水中，在搅拌状态下加入氢氧化钠调节pH值为8，加入物料A和水滑石前驱体，在氮气的保护下加热至回流，搅拌反应2h，过滤后洗涤、干燥得到所述改性木犀草素；其中，木犀草素与浓硫酸的重量体积比为1：7.5g/mL；2-苯基苯并咪唑-5-磺酸、物料A、水滑石前驱体的重量比为1：5：20；所述水滑石前驱体为层间客体为硝酸根的锌铝水滑石前驱体ZnAl-NO3-LDHs；
在S2中，紫外线照射的时间为50s，紫外线的波长为235nm；臭氧熏蒸过程中，臭氧的浓度为15mg/L，熏蒸的时间为100min；
在S3中，竹材B与改性液的体积比为1：5，浸渍时间为5h；辐照处理时，辐照剂量为200kGy；
在S3中，2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、厚朴酚、桐油的重量比为2：6：1：8。
实施例4
本发明提出的一种竹材的防霉抗紫外处理方法，包括以下步骤：
S1、将竹材浸入水中进行一次超声处理，然后浸入防霉剂中进行二次超声处理，干燥后得到竹材A；其中，所述防霉剂的原料包括：壳聚糖、季铵盐、载铜凹凸棒土和木犀草素；
S2、将竹材A进行紫外线照射，然后进行臭氧熏蒸得到竹材B；
S3、将竹材B加入改性液中浸渍，然后利用60Coγ射线进行辐照处理，洗涤、干燥；其中，所述改性液的原料包括：2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、厚朴酚和桐油；
其中，在S1中，一次超声处理的功率为480W，温度为32℃，时间为45min；二次超声处理的频率为30kHz，功率为0.3W/cm2，时间为28min；
在S1中，二次超声处理的过程中，浸渍比为1：4；
在S1的防霉剂中，壳聚糖的质量分数为0.5wt％，季铵盐的质量分数为0.6wt％，载铜凹凸棒土的质量分数为1wt％，木犀草素的质量分数为2wt％；
在S1中，所述木犀草素为改性木犀草素；所述改性木犀草素按照以下工艺进行制备：将木犀草素与浓硫酸混合，在59℃下搅拌3.8h，然后加入饱和氯化钠水溶液中，搅拌至析出沉淀，静置、过滤、洗涤、干燥得到物料A；将2-苯基苯并咪唑-5-磺酸加入水中，在搅拌状态下加入氢氧化钠调节pH值为7，加入物料A和水滑石前驱体，在氮气的保护下加热至回流，搅拌反应3.5h，过滤后洗涤、干燥得到所述改性木犀草素；其中，木犀草素与浓硫酸的重量体积比为1：7g/mL；2-苯基苯并咪唑-5-磺酸、物料A、水滑石前驱体的重量比为2：3.8：28；所述水滑石前驱体为层间客体为硝酸根的锌铝水滑石前驱体ZnAl-NO3-LDHs；
在S2中，紫外线照射的时间为40s，紫外线的波长为240nm；臭氧熏蒸过程中，臭氧的浓度为12mg/L，熏蒸的时间为130min；
在S3中，竹材B与改性液的体积比为1：4，浸渍时间为7.8h；辐照处理时，辐照剂量为150kGy；
在S3中，2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、厚朴酚、桐油的重量比为5：4：2：6。
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 (10)

1.一种竹材的防霉抗紫外处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将竹材浸入水中进行一次超声处理，然后浸入防霉剂中进行二次超声处理，干燥后得到竹材A；其中，所述防霉剂的原料包括：壳聚糖、季铵盐、载铜凹凸棒土和木犀草素；
S2、将竹材A进行紫外线照射，然后进行臭氧熏蒸得到竹材B；
S3、将竹材B加入改性液中浸渍，然后利用60Coγ射线进行辐照处理，洗涤、干燥；其中，所述改性液的原料包括：2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、厚朴酚和桐油。
2.根据权利要求1所述竹材的防霉抗紫外处理方法，其特征在于，在S1中，一次超声处理的功率为400-550W，温度为25-40℃，时间为35-60min；二次超声处理的频率为25-35kHz，功率为0.15-0.32W/cm2，时间为20-35min。
3.根据权利要求1或2所述竹材的防霉抗紫外处理方法，其特征在于，在S1中，二次超声处理的过程中，浸渍比为1：3-5。
4.根据权利要求1-3中任一项所述竹材的防霉抗紫外处理方法，其特征在于，在S1的防霉剂中，壳聚糖的质量分数为0.1-0.7wt％，季铵盐的质量分数为0.1-0.7wt％，载铜凹凸棒土的质量分数为0.3-1.2wt％，木犀草素的质量分数为1.2-2.5wt％。
5.根据权利要求1-4中任一项所述竹材的防霉抗紫外处理方法，其特征在于，在S1中，所述木犀草素为改性木犀草素；所述改性木犀草素按照以下工艺进行制备：将木犀草素与浓硫酸混合，在45-55℃下搅拌2-5h，然后加入饱和氯化钠水溶液中，搅拌至析出沉淀，静置、过滤、洗涤、干燥得到物料A；将2-苯基苯并咪唑-5-磺酸加入水中，在搅拌状态下加入氢氧化钠调节pH值为7-8，加入物料A和水滑石前驱体，在氮气的保护下加热至回流，搅拌反应2-5h，过滤后洗涤、干燥得到所述改性木犀草素。
6.根据权利要求5所述竹材的防霉抗紫外处理方法，其特征在于，木犀草素与浓硫酸的重量体积比为1：5-7.5g/mL；2-苯基苯并咪唑-5-磺酸、物料A、水滑石前驱体的重量比为1-3.5：2-5：20-35。
7.根据权利要求5或6所述竹材的防霉抗紫外处理方法，其特征在于，所述水滑石前驱体为层间客体为硝酸根的锌铝水滑石前驱体ZnAl-NO3-LDHs。
8.根据权利要求1-7中任一项所述竹材的防霉抗紫外处理方法，其特征在于，在S2中，紫外线照射的时间为30-50s，紫外线的波长为235-247nm；臭氧熏蒸过程中，臭氧的浓度为10-15mg/L，熏蒸的时间为100-150min。
9.根据权利要求1-8中任一项所述竹材的防霉抗紫外处理方法，其特征在于，在S3中，竹材B与改性液的体积比为1：3-5，浸渍时间为5-11h；辐照处理时，辐照剂量为100-200kGy。
10.根据权利要求1-9中任一项所述竹材的防霉抗紫外处理方法，其特征在于，在S3中，2-叔丁基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苯基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、厚朴酚、桐油的重量比为2-7：3-6：1-3：3-8。
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