CN111805655A - 一种疏水保温木材改性方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种疏水保温木材改性方法，包括如下步骤：S1.将木材加工成1‑3mm厚的原料单板，将原料单板表面的毛刺和边缘进行砂光，气干后放入烘箱中进行一次干燥，烘至全干，得干燥单板；S2.取粒径为40nm‑20μm的二氧化硅气凝胶粉末与乙醇混合，并搅拌均匀，得二氧化硅气凝胶‑乙醇浸渍液；S3.将S1干燥单板放入S2二氧化硅气凝胶‑乙醇浸渍液中，常温真空浸渍，得浸渍单板，其中，干燥单板与二氧化硅气凝胶‑乙醇浸渍液的体积比为1:1‑3；S4.将S3浸渍单板放入烘箱中进行二次干燥，烘至恒定重量，得木材‑二氧化硅气凝胶复合材料粗品；S5.将S4的木材‑二氧化硅气凝胶复合材料粗品再次经步骤S3、S4重复处理3‑5次，得木材‑二氧化硅气凝胶复合材料，保温性能好。

Description

一种疏水保温木材改性方法
技术领域
本发明涉及板材技术领域，具体涉及一种疏水保温木材改性方法。
背景技术
目前，墙体的保温主要有内保温、外保温和夹心保温3种形式，我国目前以外墙外保温和外墙内保温为主。外墙外保温技术虽在保护主体结构、保证室内墙面质量、增加使用面积等诸多方面存在优势，但对所用材料和施工质量的要求比较高，外保温层一旦出现裂缝较难处理。外保温中所采用的胶粘剂、外层玻纤网等长期依赖进口，以前只在高档的公共建筑中采用。外墙内保温施工，是在外墙结构的内部加做保温层，具有造价低、安装方便、做法简单等特点。所以相比较而言，外墙内保温技术的应用较广。但也有问题，首先是保温层做在墙体内部，减少了商品房的使用面积；其次是影响居民的二次装修，室内墙壁上挂不上装饰画之类的重物，且内墙悬挂和固定物件很容易破坏内保温结构；再次是容易产生内墙体发霉等现象；最后，内保温结构会导致内外墙出现两个温度场，形成温差，外墙面的热胀冷缩现象比内墙面变化大，这会给建筑物结构产生不稳定性，保温层易出现裂缝，如公开号为107540335A的中国专利公开的一种呈木材性质轻质保温建筑材料，不仅如此，市面上的保温装饰材料一般也都会释放甲醛，环保性不够。
因此，可以通过室内装饰材料改性来达到一定程度的保温效果。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种疏水保温木材改性方法，提高了木材的防水和保温效果。
本发明的解决的技术方案是，一种疏水保温木材改性方法，包括如下步骤：
S1. 原料加工：将木材加工成1-3mm厚的原料单板，将所述原料单板表面的毛刺和边缘进行砂光，气干后放入烘箱中进行一次干燥，烘至全干，得干燥单板；
S2. 二氧化硅气凝胶分散：取粒径为40nm-20μm的二氧化硅气凝胶粉末与乙醇混合，并搅拌均匀，得二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液；
S3.浸渍处理：将S1所述干燥单板放入S2所述二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液中，常温真空浸渍，得浸渍单板，其中，所述干燥单板与二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液的体积比为1:1-3；
S4.二次干燥：将S3所述浸渍单板放入烘箱中进行二次干燥，烘至恒定重量，得木材-二氧化硅气凝胶复合材料粗品；
S5.粗品加工：将S4所述的木材-二氧化硅气凝胶复合材料粗品再次经步骤S3、S4重复处理3-5次，得木材-二氧化硅气凝胶复合材料。
优选地，所述步骤S1中的原料单板尺寸长为5cm-2220cm，宽为1-1440cm，厚为1-3cm。
优选地，所述步骤S2中二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液的浓度为0.01%-0.1%。
优选地，所述步骤S1中一次干燥时间为2-8h，步骤S4中二次干燥的时间为4-10h。
优选地，所述步骤S3中真空浸渍的真空度为4×103-4.6×103Pa。
优选地，所述步骤S1中一次干燥的温度为103-110℃，所述步骤S3中二次干燥的温度为103-120℃。
优选地，所述步骤S3中常温真空浸渍时间为1-6h。
优选地，所述步骤S2还包括添加改性剂、表面活性剂。
优选地，所述改性剂为硅烷偶联剂，所述表面活性剂为吐温80，所述改性剂、表面活性剂、二氧化硅气凝胶粉末的质量比为1:1:10。
优选地，所述木材为杨木。
本发明的有益效果在于：
1. 本发明所述木材改性生产方法，环保无污染，同时生产工艺可工业化连续生产、工艺简单、生产效率高、性能可控；
2. 使用二氧化硅气凝胶浸渍改性速生杨木，提高其保温效果，并使其具有疏水特性，既可以保温又具有防水效果，有效节约室内装饰的成本；
3. 通过木材改性得到具有保温效果的木材-二氧化硅气凝胶复合材料，替代外墙内保温层，扩大了商品房的使用面积。
附图说明
图1为是实施例1-6及对比例1所得产品的测试参数。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此
实施例1
一种疏水保温木材改性方法，包括如下步骤：
S1. 原料加工：将杨木木材加工成长为5cm，宽为1cm，厚为1cm的原料单板，将所述原料单板表面的毛刺和边缘进行砂光，气干后放入烘箱中进行一次干燥2h，干燥的温度为103℃，烘至全干，得干燥单板；
S2. 二氧化硅气凝胶分散：取粒径为40nm的二氧化硅气凝胶粉末与乙醇混合，并搅拌均匀，得浓度为0.01%的二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液；
S3.浸渍处理：将S1所述干燥单板放入S2所述二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液中，常温真空浸渍1h，真空浸渍的真空度为4×103Pa，得浸渍单板，其中，所述干燥单板与二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液的体积比为1:1；
S4.二次干燥：将S3所述浸渍单板放入烘箱中进行二次干燥4h，干燥的温度为103℃，烘至恒定重量，得木材-二氧化硅气凝胶复合材料粗品；
S5.粗品加工：将S4所述的木材-二氧化硅气凝胶复合材料粗品再次经步骤S3、S4重复处理3次，得木材-二氧化硅气凝胶复合材料。
实施例2
一种疏水保温木材改性方法，包括如下步骤：
S1. 原料加工：将杨木木材加工成长为2220cm，宽为1440cm，厚为3cm的原料单板，将所述原料单板表面的毛刺和边缘进行砂光，气干后放入烘箱中进行一次干燥8h，干燥的温度为110℃，烘至全干，得干燥单板；
S2. 二氧化硅气凝胶分散：取粒径为20μm的二氧化硅气凝胶粉末与乙醇混合，并搅拌均匀，得浓度为0.1%的二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液；
S3.浸渍处理：将S1所述干燥单板放入S2所述二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液中，常温真空浸渍6h，真空浸渍的真空度为4.6×103Pa，得浸渍单板，其中，所述干燥单板与二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液的体积比为1: 3；
S4.二次干燥：将S3所述浸渍单板放入烘箱中进行二次干燥10h，干燥的温度为120℃，烘至恒定重量，得木材-二氧化硅气凝胶复合材料粗品；
S5.粗品加工：将S4所述的木材-二氧化硅气凝胶复合材料粗品再次经步骤S3、S4重复处理5次，得木材-二氧化硅气凝胶复合材料。
实施例3
一种疏水保温木材改性方法，包括如下步骤：
S1. 原料加工：将杨木木材加工成长为1000cm，宽为1000cm，厚为2cm的原料单板，将所述原料单板表面的毛刺和边缘进行砂光，气干后放入烘箱中进行一次干燥6h，干燥的温度为105℃，烘至全干，得干燥单板；
S2. 二氧化硅气凝胶分散：取粒径为10μm的二氧化硅气凝胶粉末与乙醇混合，并搅拌均匀，得浓度为0.05%的二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液；
S3.浸渍处理：将S1所述干燥单板放入S2所述二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液中，常温真空浸渍4h，真空浸渍的真空度为4.2×103Pa，得浸渍单板，其中，所述干燥单板与二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液的体积比为1:2；
S4.二次干燥：将S3所述浸渍单板放入烘箱中进行二次干燥6h，干燥的温度为110℃，烘至恒定重量，得木材-二氧化硅气凝胶复合材料粗品；
S5.粗品加工：将S4所述的木材-二氧化硅气凝胶复合材料粗品再次经步骤S3、S4重复处理4次，得木材-二氧化硅气凝胶复合材料。
实施例4
一种疏水保温木材改性方法，包括如下步骤：
S1. 原料加工：将杨木木材加工成长为5cm，宽为1cm，厚为1cm的原料单板，将所述原料单板表面的毛刺和边缘进行砂光，气干后放入烘箱中进行一次干燥2h，干燥的温度为103℃，烘至全干，得干燥单板；
S2. 二氧化硅气凝胶分散：取粒径为40nm的二氧化硅气凝胶粉末与乙醇、硅烷偶联剂、吐温80混合，并搅拌均匀，得浓度为0.01%的二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液，硅烷偶联剂、吐温80、二氧化硅气凝胶粉末的质量比为1:1:10；
S3.浸渍处理：将S1所述干燥单板放入S2所述二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液中，常温真空浸渍1h，真空浸渍的真空度为4×103Pa，得浸渍单板，其中，所述干燥单板与二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液的体积比为1:1；
S4.二次干燥：将S3所述浸渍单板放入烘箱中进行二次干燥4h，干燥的温度为103℃，烘至恒定重量，得木材-二氧化硅气凝胶复合材料粗品；
S5.粗品加工：将S4所述的木材-二氧化硅气凝胶复合材料粗品再次经步骤S3、S4重复处理3次，得木材-二氧化硅气凝胶复合材料。
实施例5
一种疏水保温木材改性方法，包括如下步骤：
S1. 原料加工：将杨木木材加工成长为2220cm，宽为1440cm，厚为3cm的原料单板，将所述原料单板表面的毛刺和边缘进行砂光，气干后放入烘箱中进行一次干燥8h，干燥的温度为110℃，烘至全干，得干燥单板；
S2. 二氧化硅气凝胶分散：取粒径为20μm的二氧化硅气凝胶粉末与乙醇、硅烷偶联剂、吐温80混合，并搅拌均匀，得浓度为0.1%的二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液，硅烷偶联剂、吐温80、二氧化硅气凝胶粉末的质量比为1:1:10；
S3.浸渍处理：将S1所述干燥单板放入S2所述二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液中，常温真空浸渍6h，真空浸渍的真空度为4.6×103Pa，得浸渍单板，其中，所述干燥单板与二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液的体积比为1: 3；
S4.二次干燥：将S3所述浸渍单板放入烘箱中进行二次干燥10h，干燥的温度为120℃，烘至恒定重量，得木材-二氧化硅气凝胶复合材料粗品；
S5.粗品加工：将S4所述的木材-二氧化硅气凝胶复合材料粗品再次经步骤S3、S4重复处理5次，得木材-二氧化硅气凝胶复合材料。
实施例6
一种疏水保温木材改性方法，包括如下步骤：
S1. 原料加工：将杨木木材加工成长为1000cm，宽为1000cm，厚为2cm的原料单板，将所述原料单板表面的毛刺和边缘进行砂光，气干后放入烘箱中进行一次干燥6h，干燥的温度为105℃，烘至全干，得干燥单板；
S2. 二氧化硅气凝胶分散：取粒径为10μm的二氧化硅气凝胶粉末与乙醇、硅烷偶联剂、吐温80混合，并搅拌均匀，得浓度为0.05%的二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液，硅烷偶联剂、吐温80、二氧化硅气凝胶粉末的质量比为1:1:10；
S3.浸渍处理：将S1所述干燥单板放入S2所述二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液中，常温真空浸渍4h，真空浸渍的真空度为4.2×103Pa，得浸渍单板，其中，所述干燥单板与二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液的体积比为1:2；
S4.二次干燥：将S3所述浸渍单板放入烘箱中进行二次干燥6h，干燥的温度为110℃，烘至恒定重量，得木材-二氧化硅气凝胶复合材料粗品；
S5.粗品加工：将S4所述的木材-二氧化硅气凝胶复合材料粗品再次经步骤S3、S4重复处理4次，得木材-二氧化硅气凝胶复合材料。
对比例1
S1. 原料加工：将杨木木材加工成长为1000cm，宽为1000cm，厚为2cm的原料单板，将所述原料单板表面的毛刺和边缘进行砂光，气干后放入烘箱中进行一次干燥6h，干燥的温度为105℃，烘至全干，得干燥单板；
S2.二次干燥：将干燥单板放入烘箱中进行二次干燥6h，干燥的温度为110℃，烘至恒定重量，得未改性木材材料；
对比例2
S1. 原料加工：将杨木木材加工成长为2220cm，宽为1440cm，厚为3cm的原料单板，将所述原料单板表面的毛刺和边缘进行砂光，气干后放入烘箱中进行一次干燥8h，干燥的温度为110℃，烘至全干，得干燥单板；
S4.二次干燥：将干燥单板放入烘箱中进行二次干燥10h，干燥的温度为120℃，烘至恒定重量，得未改性木材材料；
对比例3
S1. 原料加工：将杨木木材加工成长为5cm，宽为1cm，厚为1cm的原料单板，将所述原料单板表面的毛刺和边缘进行砂光，气干后放入烘箱中进行一次干燥2h，干燥的温度为103℃，烘至全干，得干燥单板；
S4.二次干燥：将干燥单板放入烘箱中进行二次干燥4h，干燥的温度为103℃，烘至恒定重量，得未改性木材材料；
实施例1-6所制备的木材-二氧化硅气凝胶复合材料与对比例1-3未改性的木材按照室内装饰用材标准GB-T15104-2006方法检测表面水接触角、导热系数进行测试，测试结果如图1，说明本方案制备的木材-二氧化硅气凝胶复合材料表面水接触角大、疏水性好，导热系数小、保温性能好。
以上详细描述了本发明的具体实施例。
应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域的技术人员以本发明构思在现有技术上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，都应在本权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种疏水保温木材改性方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1. 原料加工：将木材加工成1-3mm厚的原料单板，将所述原料单板表面的毛刺和边缘进行砂光，气干后放入烘箱中进行一次干燥，烘至全干，得干燥单板；
S2. 二氧化硅气凝胶分散：取粒径为40nm-20μm的二氧化硅气凝胶粉末与乙醇混合，并搅拌均匀，得二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液；
S3.浸渍处理：将S1所述干燥单板放入S2所述二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液中，常温真空浸渍，得浸渍单板，其中，所述干燥单板与二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液的体积比为1:1-3；
S4.二次干燥：将S3所述浸渍单板放入烘箱中进行二次干燥，烘至恒定重量，得木材-二氧化硅气凝胶复合材料粗品；
S5.粗品加工：将S4所述的木材-二氧化硅气凝胶复合材料粗品再次经步骤S3、S4重复处理3-5次，得木材-二氧化硅气凝胶复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种疏水保温木材改性方法，其特征在于，所述步骤S1中的原料单板尺寸长为5cm-2220cm，宽为1-1440cm，厚为1-3cm。
3.根据权利要求1所述的一种疏水保温木材改性方法，其特征在于，所述步骤S2中二氧化硅气凝胶-乙醇浸渍液的浓度为0.01%-0.1%。
4.根据权利要求1所述的一种疏水保温木材改性方法，其特征在于，所述步骤S1中一次干燥时间为2-8h，步骤S4中二次干燥的时间为4-10h。
5.根据权利要求1所述的一种疏水保温木材改性方法，其特征在于，所述步骤S3中真空浸渍的真空度为4×103-4.6×103Pa。
6.根据权利要求1所述的一种疏水保温木材改性方法，其特征在于，所述步骤S1中一次干燥的温度为103-110℃，所述步骤S3中二次干燥的温度为103-120℃。
7.根据权利要求1所述的一种疏水保温木材改性方法，其特征在于，所述步骤S3中常温真空浸渍时间为1-6h。
8.根据权利要求1所述的一种疏水保温木材改性方法，其特征在于，所述步骤S2还包括添加改性剂、表面活性剂。
9.根据权利要求8所述的一种疏水保温木材改性方法，其特征在于，所述改性剂为硅烷偶联剂，所述表面活性剂为吐温80，所述改性剂、表面活性剂、二氧化硅气凝胶粉末的质量比为1:1:10。
10.根据权利要求1所述的一种疏水保温木材改性方法，其特征在于，所述木材为杨木。
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