CN109129785A - 一种竹材的防霉处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种竹材的防霉处理方法,包括:将竹材干燥至含水率为12.5‑14wt%,加入水中超声处理,得到竹材A;将竹材A在真空度为0.06‑0.1MPa的条件下处理60‑100min,得到竹材B;将竹材B加入防护剂中,在2‑2.5MPa的压力下处理30‑45min得到竹材C;将醋酸锌、醋酸铜与甲醇混匀,升温至45‑55℃,滴加氢氧化钠的甲醇溶液,搅拌10‑25min,冷却、陈放后浸入竹材C处理10‑20min,干燥后得到竹材D;将六水合硝酸锌、硝酸铜、六次甲基四胺、聚乙二醇与水混合,加入竹材D后水热反应,洗涤、干燥。本发明提出的竹材的防霉处理方法,过程简单,处理后的竹材防霉效力高,时间长。
Description
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处理方法。
背景技术
竹子具有坚硬、柔韧、抗拉、抗压等特点,同时生长周期短、可再生性强,是当前缓解木材供需矛盾的理想替代资源,目前已被广泛应用于室内外家具、建筑、装修、乐器和汽车制造等领域。然而,竹材富含糖类、蛋白质和脂肪等营养物质,在储存、运输和使用过程中很容易产生霉变和腐朽,不仅造成资源的浪费还会危及人体的健康,严重限制了其应用。目前已公开了多种防霉处理方法,但是普遍存在效果欠佳的缺陷。
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处理方法,其过程简单,处理后的竹材防霉效力高,防霉时间长。
本发明提出的一种竹材的防霉处理方法,包括以下步骤:
S1、将竹材干燥至含水率为12.5-14wt%,然后加入水中,超声处理后得到竹材A;
S2、将竹材A在真空度为0.06-0.1MPa的条件下处理60-100min,得到竹材B;
S3、将竹材B加入防护剂中,在2-2.5MPa的压力下保压处理30-45min得到竹材C;
S4、将醋酸锌、醋酸铜与甲醇混合均匀,升温至45-55℃,滴加氢氧化钠的甲醇溶液,搅拌10-25min,冷却、陈放后浸入竹材C处理10-20min,干燥后得到竹材D;
S5、将六水合硝酸锌、硝酸铜、六次甲基四胺、聚乙二醇与水混合,加入竹材D后进行水热反应,洗涤、干燥。
优选地,在S1中,超声处理的时间为3-7min,功率为1350-1500W。
优选地,在S3中,所述防护剂的原料按重量份包括:植物提取物5-9份、二癸基二甲基氯化铵0.1-0.2份、改性蒙脱土0.03-0.07份、溶剂100份。
优选地,所述植物提取物按照以下工艺进行制备:将苦参粉末、樟树叶粉末、竹荪粉末加入乙醇水溶液中,在45-55℃下提取80-100min,过滤、浓缩、干燥得到所述植物提取物。
优选地,苦参粉末、樟树叶粉末、竹荪粉末的重量比为3-10:5-11:2-8;乙醇水溶液中,乙醇与水的体积比为2-4:1;乙醇水溶液的体积为苦参粉末、樟树叶粉末、竹荪粉末总体积的10-25倍。
优选地,改性蒙脱土按照以下工艺进行制备:将壳聚糖加入甲醇中,超声后搅拌溶胀,然后加入肉桂醛的乙醇溶液,在50-60℃下反应3-6h,反应结束后过滤、洗涤、干燥得到物料A;将物料A溶于乙酸中,调节pH值为5-6,然后加入蒙脱土与水形成的浆料中,搅拌均匀后在45-55℃下反应10-18h,然后加入含铜离子的离子交换树脂,在80-90℃下搅拌3-5h进行离子交换反应,反应结束后分离树脂,干燥后得到所述改性蒙脱土。
优选地,超声的功率为100-200W,时间为30-50min,溶胀的时间为5-8h,搅拌的速率为600-800r/min。
优选地,在S4中,醋酸锌、醋酸铜、氢氧化钠的摩尔比为1:3-5:3-5。
优选地,在S5中,六水合硝酸锌、硝酸铜、六次甲基四胺的摩尔比为1:1:1。
优选地,在S5中,水热反应的温度为80-90℃,水热反应的时间为4-8h。
优选地,所述含铜离子的离子交换树脂按照以下工艺进行制备:将阳离子交换树脂装入离子交换柱中,用质量分数为5-7%的盐酸转换为H+型,然后利用硫酸铜水溶液进行离子交换,得到所述含铜离子的离子交换树脂。
本发明所述竹材的防霉处理方法,首先将竹材的含水率控制为12.5-14wt%,防止了竹材在后续处理中出现破裂,同时提高了后续防护剂的渗透效果;之后进行了超声处理,使竹材中的部分营养物质溶于水中,使竹材中供霉菌生长的物质减少,在一定程度上抑制了霉菌的生长,结合之后的真空处理,在竹材表面实现了对霉菌的抑制和杀菌的双重功效,并提高了后续防护剂处理过程中防护剂的渗透率,达到了利用少量的防护剂就能实现高效防霉的效果;防护剂的原料中加入了改性蒙脱土,在改性蒙脱土的制备过程中,首先以壳聚糖和肉桂醛为原料,使两者发生了反应,得到了物料A,与蒙脱土混合后,物料A中的氨基和羟基与蒙脱土中的-Si-OH和-Al-OH发生了键合,插入了蒙脱土的片层间,与含铜离子的离子交换树脂混合后,将铜负载在了蒙脱土中,得到了改性蒙脱土,将其作为防护剂的原料,一方面,发挥铜离子、壳聚糖和希夫碱的协同作用,抑制和杀灭霉菌,另一方面,其表面带有大量正电荷,能吸附大量带负电荷的细菌,杀菌和静电吸附两方面的作用协同,赋予其优异的杀菌防霉性,加入防护剂中,与植物提取物、二癸基二甲基氯化铵配合,协同作用好,使防霉效力达到99.5%以上;之后在竹材表面沉积了氧化锌和氧化铜晶种,加入六水合硝酸锌、硝酸铜和六次甲基四胺进行水热反应,在竹材表面负载了纳米氧化锌和纳米氧化铜,且负载均匀、致密,覆盖在了竹材的整个表面,进一步发挥了明显的防护作用,提高了竹材的防霉效果,使霉菌推迟2个多月出现。
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处理方法,包括以下步骤:
S1、将竹材干燥至含水率为14wt%,然后加入水中,超声处理后得到竹材A;
S2、将竹材A在真空度为0.1MPa的条件下处理100min,得到竹材B;
S3、将竹材B加入防护剂中,在2MPa的压力下保压处理45min得到竹材C;
S4、将醋酸锌、醋酸铜与甲醇混合均匀,升温至45℃,滴加氢氧化钠的甲醇溶液,搅拌25min,冷却、陈放后浸入竹材C处理10min,干燥后得到竹材D;
S5、将六水合硝酸锌、硝酸铜、六次甲基四胺、聚乙二醇与水混合,加入竹材D后进行水热反应,洗涤、干燥。
实施例2
本发明提出的一种竹材的防霉处理方法,包括以下步骤:
S1、将竹材干燥至含水率为12.5wt%,然后加入水中,超声处理后得到竹材A;
S2、将竹材A在真空度为0.06MPa的条件下处理60min,得到竹材B;
S3、将竹材B加入防护剂中,在2.5MPa的压力下保压处理30min得到竹材C;
S4、将醋酸锌、醋酸铜与甲醇混合均匀,升温至55℃,滴加氢氧化钠的甲醇溶液,搅拌10min,冷却、陈放后浸入竹材C处理20min,干燥后得到竹材D;
S5、将六水合硝酸锌、硝酸铜、六次甲基四胺、聚乙二醇与水混合,加入竹材D后进行水热反应,洗涤、干燥。
实施例3
本发明提出的一种竹材的防霉处理方法,包括以下步骤:
S1、将竹材干燥至含水率为13.6wt%,然后加入水中,超声处理后得到竹材A;
S2、将竹材A在真空度为0.07MPa的条件下处理90min,得到竹材B;
S3、将竹材B加入防护剂中,在2.2MPa的压力下保压处理42min得到竹材C;
S4、将醋酸锌、醋酸铜与甲醇混合均匀,升温至47℃,滴加氢氧化钠的甲醇溶液,搅拌23min,冷却、陈放后浸入竹材C处理14min,干燥后得到竹材D;
S5、将六水合硝酸锌、硝酸铜、六次甲基四胺、聚乙二醇与水混合,加入竹材D后进行水热反应,洗涤、干燥;
其中,在S1中,超声处理的时间为7min,功率为1350W;
在S3中,所述防护剂的原料按重量份包括:植物提取物5份、二癸基二甲基氯化铵0.2份、改性蒙脱土0.03份、溶剂100份;
所述植物提取物按照以下工艺进行制备:将苦参粉末、樟树叶粉末、竹荪粉末加入乙醇水溶液中,在45℃下提取100min,过滤、浓缩、干燥得到所述植物提取物;其中,苦参粉末、樟树叶粉末、竹荪粉末的重量比为3:11:2;乙醇水溶液中,乙醇与水的体积比为4:1;乙醇水溶液的体积为苦参粉末、樟树叶粉末、竹荪粉末总体积的10倍;
改性蒙脱土按照以下工艺进行制备:将壳聚糖加入甲醇中,超声后搅拌溶胀,然后加入肉桂醛的乙醇溶液,在50℃下反应6h,反应结束后过滤、洗涤、干燥得到物料A;将物料A溶于乙酸中,调节pH值为5,然后加入蒙脱土与水形成的浆料中,搅拌均匀后在55℃下反应10h,然后加入含铜离子的离子交换树脂,在90℃下搅拌3h进行离子交换反应,反应结束后分离树脂,干燥后得到所述改性蒙脱土;其中,超声的功率为200W,时间为30min,溶胀的时间为8h,搅拌的速率为600r/min;
在S4中,醋酸锌、醋酸铜、氢氧化钠的摩尔比为1:5:3;
在S5中,六水合硝酸锌、硝酸铜、六次甲基四胺的摩尔比为1:1:1;
在S5中,水热反应的温度为80℃,水热反应的时间为8h。
实施例4
本发明提出的一种竹材的防霉处理方法,包括以下步骤:
S1、将竹材干燥至含水率为13wt%,然后加入水中,超声处理后得到竹材A;
S2、将竹材A在真空度为0.08MPa的条件下处理80min,得到竹材B;
S3、将竹材B加入防护剂中,在2.4MPa的压力下保压处理38min得到竹材C;
S4、将醋酸锌、醋酸铜与甲醇混合均匀,升温至52℃,滴加氢氧化钠的甲醇溶液,搅拌16min,冷却、陈放后浸入竹材C处理18min,干燥后得到竹材D;
S5、将六水合硝酸锌、硝酸铜、六次甲基四胺、聚乙二醇与水混合,加入竹材D后进行水热反应,洗涤、干燥;
其中,在S1中,超声处理的时间为3min,功率为1500W;
在S3中,所述防护剂的原料按重量份包括:植物提取物9份、二癸基二甲基氯化铵0.1份、改性蒙脱土0.07份、溶剂100份;
所述植物提取物按照以下工艺进行制备:将苦参粉末、樟树叶粉末、竹荪粉末加入乙醇水溶液中,在55℃下提取80min,过滤、浓缩、干燥得到所述植物提取物;其中,苦参粉末、樟树叶粉末、竹荪粉末的重量比为10:5:8;乙醇水溶液中,乙醇与水的体积比为2:1;乙醇水溶液的体积为苦参粉末、樟树叶粉末、竹荪粉末总体积的25倍;
改性蒙脱土按照以下工艺进行制备:将壳聚糖加入甲醇中,超声后搅拌溶胀,然后加入肉桂醛的乙醇溶液,在60℃下反应3h,反应结束后过滤、洗涤、干燥得到物料A;将物料A溶于乙酸中,调节pH值为6,然后加入蒙脱土与水形成的浆料中,搅拌均匀后在45℃下反应18h,然后加入含铜离子的离子交换树脂,在80℃下搅拌5h进行离子交换反应,反应结束后分离树脂,干燥后得到所述改性蒙脱土;其中,超声的功率为100W,时间为50min,溶胀的时间为5h,搅拌的速率为800r/min;
在S4中,醋酸锌、醋酸铜、氢氧化钠的摩尔比为1:3:5;
在S5中,六水合硝酸锌、硝酸铜、六次甲基四胺的摩尔比为1:1:1;
在S5中,水热反应的温度为90℃,水热反应的时间为4h。
实施例5
本发明提出的一种竹材的防霉处理方法,包括以下步骤:
S1、将竹材干燥至含水率为13.6wt%,然后加入水中,超声处理后得到竹材A;
S2、将竹材A在真空度为0.09MPa的条件下处理80min,得到竹材B;
S3、将竹材B加入防护剂中,在2.3MPa的压力下保压处理38min得到竹材C;
S4、将醋酸锌、醋酸铜与甲醇混合均匀,升温至50℃,滴加氢氧化钠的甲醇溶液,搅拌18min,冷却、陈放后浸入竹材C处理15min,干燥后得到竹材D;
S5、将六水合硝酸锌、硝酸铜、六次甲基四胺、聚乙二醇与水混合,加入竹材D后进行水热反应,洗涤、干燥;
其中,在S1中,超声处理的时间为6min,功率为1400W;
在S3中,所述防护剂的原料按重量份包括:植物提取物7份、二癸基二甲基氯化铵0.15份、改性蒙脱土0.05份、溶剂100份;
所述植物提取物按照以下工艺进行制备:将苦参粉末、樟树叶粉末、竹荪粉末加入乙醇水溶液中,在50℃下提取90min,过滤、浓缩、干燥得到所述植物提取物;其中,苦参粉末、樟树叶粉末、竹荪粉末的重量比为7:8:6;乙醇水溶液中,乙醇与水的体积比为3:1;乙醇水溶液的体积为苦参粉末、樟树叶粉末、竹荪粉末总体积的22倍;
改性蒙脱土按照以下工艺进行制备:将壳聚糖加入甲醇中,超声后搅拌溶胀,然后加入肉桂醛的乙醇溶液,在55℃下反应4h,反应结束后过滤、洗涤、干燥得到物料A;将物料A溶于乙酸中,调节pH值为5,然后加入蒙脱土与水形成的浆料中,搅拌均匀后在50℃下反应16h,然后加入含铜离子的离子交换树脂,在85℃下搅拌4h进行离子交换反应,反应结束后分离树脂,干燥后得到所述改性蒙脱土;其中,超声的功率为1500W,时间为40min,溶胀的时间为7h,搅拌的速率为720r/min;
在S4中,醋酸锌、醋酸铜、氢氧化钠的摩尔比为1:4:4;
在S5中,六水合硝酸锌、硝酸铜、六次甲基四胺的摩尔比为1:1:1;
在S5中,水热反应的温度为85℃,水热反应的时间为6h。
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)
1.一种竹材的防霉处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将竹材干燥至含水率为12.5-14wt%,然后加入水中,超声处理后得到竹材A;
S2、将竹材A在真空度为0.06-0.1MPa的条件下处理60-100min,得到竹材B;
S3、将竹材B加入防护剂中,在2-2.5MPa的压力下保压处理30-45min得到竹材C;
S4、将醋酸锌、醋酸铜与甲醇混合均匀,升温至45-55℃,滴加氢氧化钠的甲醇溶液,搅拌10-25min,冷却、陈放后浸入竹材C处理10-20min,干燥后得到竹材D;
S5、将六水合硝酸锌、硝酸铜、六次甲基四胺、聚乙二醇与水混合,加入竹材D后进行水热反应,洗涤、干燥。
2.根据权利要求1所述竹材的防霉处理方法,其特征在于,在S1中,超声处理的时间为3-7min,功率为1350-1500W。
3.根据权利要求1或2所述竹材的防霉处理方法,其特征在于,在S3中,所述防护剂的原料按重量份包括:植物提取物5-9份、二癸基二甲基氯化铵0.1-0.2份、改性蒙脱土0.03-0.07份、溶剂100份。
4.根据权利要求3所述竹材的防霉处理方法,其特征在于,所述植物提取物按照以下工艺进行制备:将苦参粉末、樟树叶粉末、竹荪粉末加入乙醇水溶液中,在45-55℃下提取80-100min,过滤、浓缩、干燥得到所述植物提取物。
5.根据权利要求4所述竹材的防霉处理方法,其特征在于,苦参粉末、樟树叶粉末、竹荪粉末的重量比为3-10:5-11:2-8;乙醇水溶液中,乙醇与水的体积比为2-4:1;乙醇水溶液的体积为苦参粉末、樟树叶粉末、竹荪粉末总体积的10-25倍。
6.根据权利要求3-5中任一项所述竹材的防霉处理方法,其特征在于,改性蒙脱土按照以下工艺进行制备:将壳聚糖加入甲醇中,超声后搅拌溶胀,然后加入肉桂醛的乙醇溶液,在50-60℃下反应3-6h,反应结束后过滤、洗涤、干燥得到物料A;将物料A溶于乙酸中,调节pH值为5-6,然后加入蒙脱土与水形成的浆料中,搅拌均匀后在45-55℃下反应10-18h,然后加入含铜离子的离子交换树脂,在80-90℃下搅拌3-5h进行离子交换反应,反应结束后分离树脂,干燥后得到所述改性蒙脱土。
7.根据权利要求6所述竹材的防霉处理方法,其特征在于,超声的功率为100-200W,时间为30-50min,溶胀的时间为5-8h,搅拌的速率为600-800r/min。
8.根据权利要求1-7中任一项所述竹材的防霉处理方法,其特征在于,在S4中,醋酸锌、醋酸铜、氢氧化钠的摩尔比为1:3-5:3-5。
9.根据权利要求1-8中任一项所述竹材的防霉处理方法,其特征在于,在S5中,六水合硝酸锌、硝酸铜、六次甲基四胺的摩尔比为1:1:1。
10.根据权利要求1-9中任一项所述竹材的防霉处理方法,其特征在于,在S5中,水热反应的温度为80-90℃,水热反应的时间为4-8h。
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