CN110091398A - 一种提高木材与漆膜附着力的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高木材与漆膜附着力的方法，经过本方法处理的木材与漆膜附着力较好，可以达到0级，并且，经过处理后，木材的力学性能得到显著改善。先用分子量最小的气体氢气对木材进行高压保压‑真空处理，可以带走木材纤维微小间隙中杂质与水汽，打通细微间隙，然后利用分子量大的氩气进行高压保压‑真空处理，可以顺利的进入到已打通的木材纤维间隙中，进一步扩大木材细胞壁间隙，并保持木材框架结构的稳定性，经过此处理后，不仅木材的比表面积增大，利于后续改性剂的附着，提高漆膜附着力，同时保护其力学性能不受损害。
Description
技术领域
本发明属于木材处理技术领域，尤其是一种提高木材与漆膜附着力的方法。
背景技术
我国木材资源蓄积丰富，如落叶松木材，质地重而坚实，抗压及抗弯曲的强度大，而且耐腐蚀性较好，是电杆、枕木、桥梁、矿柱、车辆、建筑等的优良用材，应用时，往往需要对其进行涂层处理，但是，涂层之前也要经过适当的表面处理，如果木材的表面处理得不到改善，那将会大大地影响表面漆膜的附着力，也会缩短木材自身的使用寿命。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种提高木材与漆膜附着力的方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种提高木材与漆膜附着力的方法，包括以下步骤：
（1）将木材放入密封装置中，向其中通入氢气，至压力为0.5-0.8MPa时，停止通入，保压处理20-30min，然后抽至真空-0.08～-0.09MPa，真空处理30-50min后，向其中通入氩气，至压力为1.2-1.5MPa，保压40-60min，再次抽真空至-0.08～-0.09MPa，保持20-30min，恢复至常压；先用分子量最小的气体氢气对木材进行高压保压-真空处理，可以带走木材纤维微小间隙中杂质与水汽，打通细微间隙，然后利用分子量大的氩气进行高压保压-真空处理，可以顺利的进入到已打通的木材纤维间隙中，进一步扩大木材细胞壁间隙，并保持木材框架结构的稳定性，经过此处理后，不仅木材的比表面积增大，利于后续改性剂的附着，提高漆膜附着力，同时保护其力学性能不受损害；
（2）利用改性剂对步骤（1）所得木材进行涂布，涂布完成后将其放入密封装置中，再次重复步骤（1）的操作处理步骤，最后恢复至常压；利用间苯二酚、纳米二氧化硅与甲醛，在碳酸钠催化下，生成溶胶体系，用此改性剂对木材进行处理，并配合氢气-氦气的高压-真空处理，可以充分与木材纤维进行附着、固定；
（3）将步骤（2）所得木材放入62-65℃水浴中浸泡2-3h，然后取出再次浸泡在醋酸溶液中，保持35-39h，然后进行超临界二氧化碳流体干燥；通过处理形成气凝胶，作为双重框架，与木材纤维框架形成交叉互穿的双重框架结构，显著提高了木材的抗压、抗弯强度，同时，间苯二酚-纳米二氧化硅-甲醛气凝胶的形成，为木材与漆膜之间提供了过渡层，增强了木材与漆膜之间的附着力，使其不易脱落；
（4）将步骤（3）所得木材置于电晕场中处理10-15min，然后在50-60℃下干燥5-10h即可；利用电晕场的处理木材，进一步改善了气凝胶的分子空间结构，促进其与漆膜的结合。
进一步的，步骤（2）所述改性剂由以下方法制备：将以重量份计的20-30份间苯二酚溶于200-400份去离子水中，然后向其中加入10-12份纳米二氧化硅、2-4份硅烷偶联剂，在30-40℃、100-200rpm下搅拌分散30-40min，然后向其中加入40-60份35-40%的甲醛溶液和2-3份碳酸钠，在同样条件下搅拌反应20-40min即可。
进一步的，步骤（3）所述醋酸溶液浓度为8-10%。
进一步的，步骤（4）所述电晕场场强为200-240KV/m。
本发明的有益效果：经过本方法处理的木材与漆膜附着力较好，可以达到0级，并且，经过处理后，木材的力学性能得到显著改善。先用分子量最小的气体氢气对木材进行高压保压-真空处理，可以带走木材纤维微小间隙中杂质与水汽，打通细微间隙，然后利用分子量大的氩气进行高压保压-真空处理，可以顺利的进入到已打通的木材纤维间隙中，进一步扩大木材细胞壁间隙，并保持木材框架结构的稳定性，经过此处理后，不仅木材的比表面积增大，利于后续改性剂的附着，提高漆膜附着力，同时保护其力学性能不受损害；利用间苯二酚、纳米二氧化硅与甲醛，在碳酸钠催化下，生成溶胶体系，用此改性剂对木材进行处理，并配合氢气-氦气的高压-真空处理，可以充分与木材纤维进行附着、固定，然后通过处理形成气凝胶，作为双重框架，与木材纤维框架形成交叉互穿的双重框架结构，显著提高了木材的抗压、抗弯强度，同时，间苯二酚-纳米二氧化硅-甲醛气凝胶的形成，为木材与漆膜之间提供了过渡层，增强了木材与漆膜之间的附着力，使其不易脱落；利用电晕场的处理木材，进一步改善了气凝胶的分子空间结构，促进其与漆膜的结合。
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
一种提高木材与漆膜附着力的方法，包括以下步骤：
（1）将木材放入密封装置中，向其中通入氢气，至压力为0.5MPa时，停止通入，保压处理20min，然后抽至真空-0.08MPa，真空处理30min后，向其中通入氩气，至压力为1.2MPa，保压40min，再次抽真空至-0.08MPa，保持20min，恢复至常压；
（2）利用改性剂对步骤（1）所得木材进行涂布，涂布完成后将其放入密封装置中，再次重复步骤（1）的操作处理步骤，最后恢复至常压；
（3）将步骤（2）所得木材放入62℃水浴中浸泡2h，然后取出再次浸泡在醋酸溶液中，保持35h，然后进行超临界二氧化碳流体干燥；醋酸溶液浓度为8%；
（4）将步骤（3）所得木材置于电晕场中处理10min，电晕场场强为200KV/m，然后在50℃下干燥5h即可。
进一步的，步骤（2）所述改性剂由以下方法制备：将以重量份计的20份间苯二酚溶于200份去离子水中，然后向其中加入10份纳米二氧化硅、2份硅烷偶联剂，在30℃、100rpm下搅拌分散30min，然后向其中加入40份35%的甲醛溶液和2份碳酸钠，在同样条件下搅拌反应20min即可。
实施例2
一种提高木材与漆膜附着力的方法，包括以下步骤：
（1）将木材放入密封装置中，向其中通入氢气，至压力为0.7MPa时，停止通入，保压处理25min，然后抽至真空-0.085MPa，真空处理40min后，向其中通入氩气，至压力为1.3MPa，保压50min，再次抽真空至-0.085MPa，保持25min，恢复至常压；
（2）利用改性剂对步骤（1）所得木材进行涂布，涂布完成后将其放入密封装置中，再次重复步骤（1）的操作处理步骤，最后恢复至常压；
（3）将步骤（2）所得木材放入63℃水浴中浸泡3h，然后取出再次浸泡在醋酸溶液中，保持38h，然后进行超临界二氧化碳流体干燥；醋酸溶液浓度为9%。
（4）将步骤（3）所得木材置于电晕场中处理13min，电晕场场强为220KV/m，然后在55℃下干燥7h即可。
进一步的，步骤（2）所述改性剂由以下方法制备：将以重量份计的25份间苯二酚溶于300份去离子水中，然后向其中加入11份纳米二氧化硅、3份硅烷偶联剂，在35℃、150rpm下搅拌分散35min，然后向其中加入50份38%的甲醛溶液和3份碳酸钠，在同样条件下搅拌反应30min即可。
实施例3
一种提高木材与漆膜附着力的方法，包括以下步骤：
（1）将木材放入密封装置中，向其中通入氢气，至压力为0.8MPa时，停止通入，保压处理30min，然后抽至真空-0.09MPa，真空处理50min后，向其中通入氩气，至压力为1.5MPa，保压60min，再次抽真空至-0.09MPa，保持30min，恢复至常压；
（2）利用改性剂对步骤（1）所得木材进行涂布，涂布完成后将其放入密封装置中，再次重复步骤（1）的操作处理步骤，最后恢复至常压；
（3）将步骤（2）所得木材放入65℃水浴中浸泡3h，然后取出再次浸泡在醋酸溶液中，保持39h，然后进行超临界二氧化碳流体干燥；醋酸溶液浓度为10%。
（4）将步骤（3）所得木材置于电晕场中处理15min，电晕场场强为240KV/m，然后在60℃下干燥10h即可。
进一步的，步骤（2）所述改性剂由以下方法制备：将以重量份计的30份间苯二酚溶于400份去离子水中，然后向其中加入12份纳米二氧化硅、4份硅烷偶联剂，在40℃、200rpm下搅拌分散40min，然后向其中加入60份40%的甲醛溶液和3份碳酸钠，在同样条件下搅拌反应40min即可。
对比实施例1
本对比实施例相比于实施例2，省略了步骤（1）的操作处理步骤，除此之外的方法均相同。
对比实施例2
本对比实施例相比于实施例2，将改性剂替换为去离子水，除此之外的方法均相同。
对比实施例3
本对比实施例相比于实施例2，省略了步骤（4）的操作处理步骤，除此之外的方法均相同。
性能测试：
利用以上各组实施例和对比实施例的方法对相同的木材，以同样的方法涂抹同样的木材水漆，然后采用划格法进行附着力测试，具体参考国家标准GB/T9286—1998。
将各组处理后的试材放置在30℃，RH70%的调温调湿箱中调节至平衡，测试其顺纹抗压强度、抗弯强度。其中顺纹抗压强度按照《木材顺纹抗压强度试验方法》进行。抗弯强度按照《木材抗弯强度试验方法》进行。
测试结果如表1所示：
表1
由表1可以看出，经过本方法处理的木材与漆膜附着力较好，可以达到0级，并且，经过处理后，木材的力学性能得到显著改善。
Claims (4)
1.一种提高木材与漆膜附着力的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将木材放入密封装置中，向其中通入氢气，至压力为0.5-0.8MPa时，停止通入，保压处理20-30min，然后抽至真空-0.08～-0.09MPa，真空处理30-50min后，向其中通入氩气，至压力为1.2-1.5MPa，保压40-60min，再次抽真空至-0.08～-0.09MPa，保持20-30min，恢复至常压；
（2）利用改性剂对步骤（1）所得木材进行涂布，涂布完成后将其放入密封装置中，再次重复步骤（1）的操作处理步骤，最后恢复至常压；
（3）将步骤（2）所得木材放入62-65℃水浴中浸泡2-3h，然后取出再次浸泡在醋酸溶液中，保持35-39h，然后进行超临界二氧化碳流体干燥；
（4）将步骤（3）所得木材置于电晕场中处理10-15min，然后在50-60℃下干燥5-10h即可。
2.根据权利要求1所述的一种提高木材与漆膜附着力的方法，其特征在于，步骤（2）所述改性剂由以下方法制备：将以重量份计的20-30份间苯二酚溶于200-400份去离子水中，然后向其中加入10-12份纳米二氧化硅、2-4份硅烷偶联剂，在30-40℃、100-200rpm下搅拌分散30-40min，然后向其中加入40-60份35-40%的甲醛溶液和2-3份碳酸钠，在同样条件下搅拌反应20-40min即可。
3.根据权利要求1所述的一种提高木材与漆膜附着力的方法，其特征在于，步骤（3）所述醋酸溶液浓度为8-10%。
4.根据权利要求1所述的一种提高木材与漆膜附着力的方法，其特征在于，步骤（4）所述电晕场场强为200-240KV/m。
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