CN114083636A - 一种节能保温改性木窗的制备方法及其制品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及节能保温材料产品，特别涉及一种节能保温改性木窗的制备方法及其制品。它包括首先制备改性的木材，然后制备木窗。改性的木材依次包括高色牢度抗菌单板层、第一坯板层和原位复合改性单板层；第一坯板层由第二坯板层复合加压胶合而成；第二坯板层为一层以上利用农林剩余物制备的氧负离子阻燃无醛单板重组而成；第二坯板层的氧负离子阻燃无醛单板之间设置有第一胶粘剂层；第一坯板层与高色牢度抗菌单板层之间设置有第二胶粘剂层；第一坯板层和原位复合改性单板层之间设置有第一胶粘剂层；第一胶粘剂层为预压性无醛大豆蛋白胶黏剂；第二胶粘剂层为脲醛树脂胶黏剂层。本发明提高了速生材的性能和使用价值，从而制备节能保温改性木窗。

Description

一种节能保温改性木窗的制备方法及其制品
技术领域
本发明涉及节能保温材料产品，特别涉及一种节能保温改性木窗的制备方法及其制品。
背景技术
木材作为生物资源可应用于结构材料、家具、工具、车辆和装饰元素等，与混凝土、塑料和金属相比，木材是可再生资源，可以广泛使用，具有机械强度高，颜色美观，纹理多样，节能环保等特点。虽然木材是主要由纤维素、半纤维素和木质素组成的天然材料，但也存在一些天然缺陷，尤其是速生材及其他一些低质木材，在使用中经常出现尺寸不稳定、开裂、耐久性差、耐候性差、加工性能差、硬度和密度低等弱点。在长期风吹日晒、雨雪侵蚀的环境下，木材的性能急剧下降，这些弱点限制着木材的使用范围、降低了木材的使用寿命。我国是木材进出口大国，近些年实施的天然林保护工程，更是限制优质木材的使用，进口木材价格不断上升，速生材成为木材市场解决木质资源短缺的有效途径。为了保护稀缺木材，提高速生材的使用价值，提高劣质木材的性能成为关注焦点。随之，木材改性技术在我国得到有效的应用和发展，不断的投入到商业市场中，改性木窗便是其中重要的高附加值产品之一。
节能保温改性木窗的性能和装饰效果可以与高档木窗相媲美，可用于别墅、高档公寓、高档酒店、精装房等高档建筑和装饰。
发明内容
本发明的第一技术目的是为解决上述问题，提供一种节能保温改性木窗的制备方法。
本发明的第二技术目的是为解决上述问题，提供一种节能保温改性木窗制品。
本发明的第一技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种节能保温改性木窗的制备方法，包括首先制备改性的木材，然后制备木窗；
改性的木材依次包括高色牢度抗菌单板层、第一坯板层和原位复合改性单板层；
所述第一坯板层由第二坯板层复合加压胶合而成；
所述第二坯板层为一层以上利用农林剩余物制备的氧负离子阻燃无醛单板重组而成；
所述第二坯板层的阻燃无醛单板之间设置有第一胶粘剂层；
所述第一坯板层与高色牢度抗菌单板层之间设置有第二胶粘剂层；
第一坯板层和原位复合改性单板层之间设置有第一胶粘剂层；
所述第一胶粘剂层为预压性无醛大豆蛋白胶黏剂；
所述第二胶粘剂层为脲醛树脂胶黏剂层。
本发明通过高色牢度抗菌单板层与第一坯板层的复合加压，并且利用农林加工剩余物，增加空气中氧负离子释放能力，形成不易开裂、耐光色牢度以及抗菌性改进的、以及具有阻燃、无醛、富氧保健功能的木材，开发装饰板，从而提高了速生材的性能和使用价值，从而制备节能保温改性木窗。
作为优选，所述原位复合改性单板的改性方法包括：将单板在水溶性低分子量树脂溶液中浸渍，真空加热加压保持一定时间，然后干燥得到原位复合改性单板。
真空加热加压保持一定时间，低分子量树脂分子渗透到木材细胞内部或细胞壁，发生原位聚合反应，发明人发现通过原位聚合反应，增强了木材的硬度、抗弯强度和尺寸稳定性。这可能时由于树脂进入细胞内部或细胞壁后，与树脂纤维素分子链在一定程度上形成交联，提高了尺寸稳定性；固化后的树脂或填充于木材的各种空隙，或形成内覆盖薄膜，从而提高了单板的耐水性和尺寸稳定性。
本发明的节能保温改性木窗，是采用原位复合改性技术对人工林木材进行处理，提高相应指标，达到建筑外窗用木材对强度、模量、硬度、耐久性等材质方面的要求，进而制造的实木窗。
更优选地，将单板再水溶性低分子量树脂的溶液中浸渍，在0.03-0.06MPa下加热至70-130℃，然后加压至0.15-0.25MPa并保持2-4h，然后干燥得到原位复合改性单板。
更优选地，所述水溶性低分子量树脂为甲基丙烯酸甲酯与乙二醇单体的混合物、或酚醛树脂、或乙烯基树脂。
更优选地，所述水溶性低分子量树脂溶液中还添加有纳米金属氧化物颗粒，纳米金属氧化物颗粒为纳米二氧化钛，纳米氧化锌、纳米氧化铝，纳米氧化锆，纳米氧化铁中的其中一种或多种。
作为优选，第一坯板层由第二坯板层、铝板与第二坯板层复合加压胶合而成；所述第二坯板层与铝板之间设置有第三胶粘剂层；所述第三胶粘剂层为聚氨酯胶粘剂层。
进一步优选地，第一坯板层成型工艺包括预压，其预压工艺包括第一次低压、第二次高压和第三次低压；所述第一次低压压力为0.3-0.5MPa,施压时间为总预压时间的15-25%；所述第二次高压压力为1-1.2MPa,施压时间为总预压时间的20-30%；所述第三次低压压力为0.4-0.7MPa,施压时间为总预压时间的45-65%。
本发明特定的多阶段预压方法能够提高胶黏剂预压性和胶接性能，降低胶黏剂热压温度和时间，胶黏剂工艺性增强，同时协同增强胶黏剂胶接性能。
作为优选，改性的木材成型工艺包括以下步骤：
S11，将表面浸渍或涂布有所述预压性无醛大豆蛋白胶黏剂的高色牢度抗菌单板层与第一坯板层和原位复合改性单板层贴合在一起；
S12，进行预压20-30分钟；
S13，将预压后的板材进行加压养生后得到所需的板材。
经过改性处理后的低质木材，由于提高了尺寸稳定性、强度、模量、硬度和耐久性等性能，制作的窗户也具有抗变形开裂、抗老化变色、抗漆膜脱落等性能，从而赋予窗户保温隔热、抗雨水风沙等优势。木材改性技术在建筑门窗中的应用和发展，不仅有效缓解了建筑门窗领域因优质木材供应短缺带来的供需矛盾，而且实现了低质木材的高值化利用，提高了人工林木材的应用价值。
由于采用的原料是低质人工林木材，本产品成本相对较低。随着应用的推广、产业化进程的推进和技术的不断成熟和完善，相对于其他高档木窗，节能保温改性木窗的成本优势将会逐渐体现出来，从而具备相当的竞争优势，在高档门窗领域市场的市场前景广阔。
作为本发明技术方案的一种优选，高色牢度抗菌染色装饰单板通过以下步骤制备而成：
S1，第一级预处理：将木材单板用改性漂白剂进行漂白处理得到一级预处理单板；
S2，第二级预处理：将所述一级预处理木材单板浸泡到稀硫酸溶液中，加热至50-60℃并保持5-8h，然后取出用蒸馏水浸泡，得到二级预处理单板；
S3，第三级预处理：将所述二级预处理木材单板置于三乙胺盐酸盐溶液中，在170-180℃反应1-2h，然后加入酚醛环氧树脂，在100-110℃进行季铵化反应得到三级预处理单板；
S4，染色处理：将所述三级预处理单板用具有蒽醌或双偶氮结构的染料染色，升温至100-110℃进行保温染色。
发明人利用三乙胺盐酸盐与酚醛环氧树脂进行开环反应合成酚醛环氧树脂季铵盐，发明人发现，采用三乙胺盐酸盐与酚醛环氧树脂合成具有自催化作用，不需再另外加入催化剂，对后续染色性能改进的效果更好。季铵盐又称四级铵盐，英文名QuaternaryAmmonium Salt，为铵离子中的四个氢原子都被烃基取代而生成的化合物，通式R4NX，其中四个烃基R可以相同，也可不同。X多是卤素负离子(F-、Cl-、Br-、I-)，也可是酸根（如HSO4-、RCOO-等）。木材经过季铵化改性提高了重组装饰单板抗菌性能，通过单板漂白、季铵化改性、染色等技术集成，开发出耐光型、抗菌型系列“功能型”染色装饰单板。
本发明所述具有蒽醌或双偶氮结构的染料的耐光性好，处理后的单板的耐光色牢度高。
本发明为了达到高色牢度要求，首先，发明人进行三级预处理，选取适宜的漂白剂用于染色的第一级预处理；接下来第二级预处理，采用稀硫酸溶液加热，促进木纤维分离、打通孔道、提高染料在纤维内的扩散系数，从而提高上染率；对木材进行季铵化改性实现第三级预处理，提升染料与木材结合牢度；在对季铵化改性后，带正电荷的季铵盐吸附在带负电荷细菌表面，然后穿过细胞壁进入细胞膜和细胞内部，阻碍细菌核酸和蛋白质的产生，使得蛋白质变性，达到杀死细菌细胞的目的，从而使轻木带有抗菌防腐的功能；并且接枝在轻木表面的季铵盐是带正电的阳离子,能够和阴离子染料相结合,增加染料在木材表面的吸附性能,有利于染料向木材内部渗透，为得到高色牢度装饰单板提供了前提；最后采用具有蒽醌、双偶氮结构的耐光染料，提高了木材单板的染色牢度。
现有木材在长时间的使用过程中,尤其是在低温湿度较大的环境下长时间工作，极易被霉菌侵蚀，破坏木材结构，降低木材的物理性能，缩短木材的使用寿命。
优选地，所述步骤S1第一级预处理中的改性漂白剂包括按质量比例1：1-3组成的漂白剂和活化剂；
所述漂白剂为以下物质按照质量份组成的混合物：尿素1-3份、过氧化氢300-500份、碳酸氢铵0.5-1份、过硫酸钠0.3-0.8、碳酸镁0.5-1.5份；
所述活化剂为乙酸钠与乙醇钠按照质量比为1:1-2搅拌均匀得到的混合溶液。
优选地，所述步骤S1第一级预处理工艺为：先将活化剂注入真空罐，然后将木材单板放入真空罐中浸泡1-1.5h；然后注入漂白剂，浸泡漂白2-4h；所述改性漂白剂与木材的质量比为1：40-60。
优选地，所述步骤S2第二级预处理中的稀硫酸溶液与所述一级预处理木材单板的质量比为3-5：1。
更优选地，第二级预处理中还添加有木材保护剂，所述木材保护剂为按摩尔比组成的以下混合物：无水硫酸镁1-2份、碳酸镁5-7份、硼砂2-4份、丙三醇1-2份，在35～45℃水浴中边搅拌边回流反应1～1.5h，配置得到木板的纤维素保护剂。
发明人发现，采用该方法，可以在木材的表面形成纤维素保护层，有效保护木材强度的同时，通过在稀硫酸溶液加热促进木材内部的木纤维分离、打通孔道、提高染料在纤维内的扩散系数、从而提高上染率。
优选地，所述步骤S3第三级预处理中的三乙胺盐酸盐与酚醛环氧树脂的摩尔比为2-4：1，所述三乙胺盐酸盐与所述二级预处理木材单板的质量比为1：100-300。
优选地，所述步骤S4染色处理中还添加有复合酶和醚化剂， 所述醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵；所述复合酶为大豆蛋白酶与果胶酶按照质量比1：2-4组成；
所述复合酶与醚化剂摩尔比为1：2-5，所述复合酶与染料的摩尔比为1：30-45。
发明人发现，本发明的复合酶和醚化剂加入可以更进一步促进木纤维分离、打通孔道、提高上染率。
优选地，所述步骤S4染色处理的具体工艺为：将预处理后的木材浸于含有具有蒽醌或双偶氮结构的染料染液中；调整体系pH至5-6，升温后进行保温染色。
具有蒽醌或双偶氮结构的染料染液为蒽醌(苏丹(sudan)I、苏丹II、苏丹III、苏丹R)、二蒽醌化物、双偶氮以及类似物。
优选地，高色牢度抗菌染色装饰单板制备方法还包括步骤：
S5、清洗，将染色后的木材单板从染色液中取出，将木材单板放入装有清水的真空罐中，让清水浸透在木材单板内20～30分钟，放掉真空罐内的水，再对真空罐进行真空处理，以上步骤重复2～3次，确保清洗彻底；
S6、烘干，将清洗后的木材取出，晾干木质单板中的水分，再送入烘箱内以45～80℃干燥15～25分钟，制得成品，以备后用。
作为优选，还包括对木窗结构的改进：节能保温改性木窗结构，包括窗框，所述窗框顶部外壁的两侧均开设有安装槽，且两个安装槽的内壁均设置有安装机构，所述窗框的一侧外壁开设有圆槽，且圆槽内壁通过轴承连接有调节轮，所述窗框底部外壁的两侧均固定连接有支撑机构。
作为本发明的一种优选技术方案，所述窗框的两侧内壁通过轴承连接有涡轮，且涡轮传动轴的两端均固定连接有螺杆。
作为本发明的一种优选技术方案，两个所述螺杆的外壁螺接有安装座，且两个安装座顶部外壁固定连接有楔形块一，所述安装座滑动连接在窗框的内壁上。
作为本发明的一种优选技术方案，所述窗框的内壁通过轴承连接有蜗杆，且蜗杆和涡轮相互啮合，所述蜗杆的传动轴连接在调节轮上。
作为本发明的一种优选技术方案，所述安装机构包括楔形块二,且楔形块二顶部外壁固定连接有安装块，所述楔形块一滑动连接在楔形块二的外壁上。
作为本发明的一种优选技术方案，所述安装槽的内壁固定连接有滑杆，且滑杆的外壁套接有弹簧一，所述楔形块二滑动连接在滑杆的外壁上。
作为本发明的一种优选技术方案，所述支撑机构包括支撑座，且支撑座底部外壁开设有凹槽，所述凹槽的内壁滑动连接有滑动块，且滑动块和凹槽之间均连接有弹簧二。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过高色牢度抗菌单板层与第一坯板层的复合加压，并且利用农林加工剩余物，增加空气中氧负离子释放能力，形成不易开裂、耐光色牢度以及抗菌性改进的、以及具有阻燃、无醛、富氧保健功能的木材，开发装饰板，从而提高了速生材的性能和使用价值，从而制备节能保温改性木窗；
2、真空加热加压保持一定时间，低分子量树脂分子渗透到木材细胞内部或细胞壁，发生原位聚合反应，发明人发现通过原位聚合反应，增强了木材的硬度、抗弯强度和尺寸稳定性。这可能时由于树脂进入细胞内部或细胞壁后，与树脂纤维素分子链在一定程度上形成交联，提高了尺寸稳定性；固化后的树脂或填充于木材的各种空隙，或形成内覆盖薄膜，从而提高了单板的耐水性和尺寸稳定性；
3、本发明的节能保温改性木窗，是采用原位复合改性技术对人工林木材进行处理，提高相应指标，达到建筑外窗用木材对强度、模量、硬度、耐久性等材质方面的要求，进而制造的实木窗；
4、经过改性处理后的低质木材，由于提高了尺寸稳定性、强度、模量、硬度和耐久性等性能，制作的窗户也具有抗变形开裂、抗老化变色、抗漆膜脱落等性能，从而赋予窗户保温隔热、抗雨水风沙等优势。木材改性技术在建筑门窗中的应用和发展，不仅有效缓解了建筑门窗领域因优质木材供应短缺带来的供需矛盾，而且实现了低质木材的高值化利用，提高了人工林木材的应用价值；
5、由于采用的原料是低质人工林木材，本产品成本相对较低。随着应用的推广、产业化进程的推进和技术的不断成熟和完善，相对于其他高档木窗，节能保温改性木窗的成本优势将会逐渐体现出来，从而具备相当的竞争优势，在高档门窗领域市场的市场前景广阔；
6、本发明通过在窗框顶部设置安装机构，又在窗框底部设置支撑机构，通过两个机构之间的配合可以帮助窗框进行快速固定，从而达到提高窗框安装效率的效果，同时通过在窗框上设置可调节的调节轮，通过调节轮可以安装机构，从而方便不同规格的窗框进行安装，从而便于制备节能保温改性木窗结构；
7、本发明通过在两个安装机构之间设置涡轮，通过调节轮带动蜗杆转动进而对涡轮进行驱动，当涡轮转动时带动两个螺杆转动进而驱动两个楔形块一移动，当楔形块一移动时可以举起楔形块二升高，从而将窗框进行抵紧固定；
8、本产品只需配备普通三玻两腔玻璃，其K值已达到1.3，若配合像Low-E之类的低传热玻璃系统，改性木窗可实现被动式门窗的隔热要求，进而用于未来最具发展潜力的被动式建筑。
附图说明
图1为本发明的整体结构图；
图2为本发明的局部剖视结构放大图；
图3为本发明的安装机构剖视结构图；
图4为本发明的支撑机构结构图。
图中：1、窗框；2、调节轮；3、安装机构；4、支撑机构；5、蜗杆；6、涡轮；7、安装座；8、螺杆；9、楔形块一；10、滑杆；11、弹簧一；12、安装块；13、楔形块二；14、支撑座；15、弹簧二；16、滑动块。
具体实施方式
实施例1
节能保温改性木窗的制备方法，包括首先制备改性的木材，然后制备木窗；改性的木材成型工艺包括以下步骤：
S11，将表面浸渍或涂布有预压性无醛大豆蛋白胶黏剂的高色牢度抗菌单板层与第一坯板层和原位复合改性单板层贴合在一起；
S12，进行预压20分钟；
S13，将预压后的板材进行加压养生后得到所需的板材。
原位复合改性单板的改性方法包括：将单板再水溶性低分子量树脂的溶液中浸渍，在0.03MPa下加热至70℃，然后加压至0.15MPa并保持2h，然后干燥得到原位复合改性单板。水溶性低分子量树脂为甲基丙烯酸甲酯与乙二醇单体的混合物、或酚醛树脂、或乙烯基树脂。
改性的木材依次包括高色牢度抗菌单板层、第一坯板层和原位复合改性单板层；
第一坯板层由第二坯板层复合加压胶合而成；
第二坯板层为一层以上利用农林剩余物制备的氧负离子阻燃无醛单板重组而成；
第二坯板层的阻燃无醛单板之间设置有第一胶粘剂层；
第一坯板层与高色牢度抗菌单板层之间设置有第二胶粘剂层；
第一坯板层和原位复合改性单板层之间设置有第一胶粘剂层；
第一坯板层由第二坯板层、铝板与第二坯板层复合加压胶合而成；第二坯板层与铝板之间设置有第三胶粘剂层；第三胶粘剂层为聚氨酯胶粘剂层；
第一胶粘剂层为预压性无醛大豆蛋白胶黏剂；
第二胶粘剂层为脲醛树脂胶黏剂层。
实施例2
节能保温改性木窗的制备方法，包括首先制备改性的木材，然后制备木窗；改性的木材成型工艺包括以下步骤：
S11，将表面浸渍或涂布有预压性无醛大豆蛋白胶黏剂的高色牢度抗菌单板层与第一坯板层和原位复合改性单板层贴合在一起；
S12，进行预压30分钟；
S13，将预压后的板材进行加压养生后得到所需的板材。
原位复合改性单板的改性方法包括：将单板再水溶性低分子量树脂的溶液中浸渍，在0.06MPa下加热至130℃，然后加压至0.25MPa并保持4h，然后干燥得到原位复合改性单板。水溶性低分子量树脂为甲基丙烯酸甲酯与乙二醇单体的混合物、或酚醛树脂、或乙烯基树脂。其余同实施例1。
实施例3
节能保温改性木窗的制备方法，包括首先制备改性的木材，然后制备木窗；改性的木材成型工艺包括以下步骤：
S11，将表面浸渍或涂布有预压性无醛大豆蛋白胶黏剂的高色牢度抗菌单板层与第一坯板层和原位复合改性单板层贴合在一起；
S12，进行预压25分钟；
S13，将预压后的板材进行加压养生后得到所需的板材。
原位复合改性单板的改性方法包括：将单板再水溶性低分子量树脂的溶液中浸渍，在0.05MPa下加热至70-130℃，然后加压至0.2MPa并保持3h，然后干燥得到原位复合改性单板。水溶性低分子量树脂为甲基丙烯酸甲酯与乙二醇单体的混合物、或酚醛树脂、或乙烯基树脂。其余同实施例1。
实施例4
同实施例1，不同的是第一坯板层成型工艺包括预压，其预压工艺包括第一次低压、第二次高压和第三次低压；第一次低压压力为0.3MPa,施压时间为总预压时间的15%；第二次高压压力为1MPa,施压时间为总预压时间的20%；第三次低压压力为0.7MPa,施压时间为总预压时间的65%。
水溶性低分子量树脂溶液中还添加有纳米金属氧化物颗粒，纳米金属氧化物颗粒为纳米二氧化钛。
实施例5
同实施例2，不同的是第一坯板层成型工艺包括预压，其预压工艺包括第一次低压、第二次高压和第三次低压；第一次低压压力为0.5MPa,施压时间为总预压时间的25%；第二次高压压力为1.2MPa,施压时间为总预压时间的30%；第三次低压压力为0.4MPa,施压时间为总预压时间的45%。
水溶性低分子量树脂溶液中还添加有纳米金属氧化物颗粒，纳米金属氧化物颗粒为纳米氧化锌。
实施例6
同实施例3，不同的是第一坯板层成型工艺包括预压，其预压工艺包括第一次低压、第二次高压和第三次低压；第一次低压压力为0.4MPa,施压时间为总预压时间的20%；第二次高压压力为1.1MPa,施压时间为总预压时间的25%；第三次低压压力为0.6MPa,施压时间为总预压时间的55%。
水溶性低分子量树脂溶液中还添加有纳米金属氧化物颗粒，纳米金属氧化物颗粒为纳米氧化铝。
实施例7
同实施例4，不同的是高色牢度抗菌染色装饰单板通过以下步骤制备而成：
S1，第一级预处理：将木材单板用改性漂白剂进行漂白处理得到一级预处理单板；
S2，第二级预处理：将一级预处理木材单板浸泡到稀硫酸溶液中，加热至50℃并保持5h，然后取出用蒸馏水浸泡，得到二级预处理单板；
S3，第三级预处理：将二级预处理木材单板置于三乙胺盐酸盐溶液中，在1700℃反应1h，然后加入酚醛环氧树脂，在100℃进行季铵化反应得到三级预处理单板；
S4，染色处理：将三级预处理单板用具有蒽醌或双偶氮结构的染料染色，升温至100℃进行保温染色；
S5、清洗，将染色后的木材单板从染色液中取出，将木材单板放入装有清水的真空罐中，让清水浸透在木材单板内20分钟，放掉真空罐内的水，再对真空罐进行真空处理，以上步骤重复2次，确保清洗彻底；
S6、烘干，将清洗后的木材取出，晾干木质单板中的水分，再送入烘箱内以45℃干燥15分钟，制得成品，以备后用。
步骤S1第一级预处理中的改性漂白剂包括按质量比例1：1组成的漂白剂和活化剂；
漂白剂为以下物质按照质量份组成的混合物：尿素1份、过氧化氢300份、碳酸氢铵0.5份、过硫酸钠0.3、碳酸镁1.5份；
活化剂为乙酸钠与乙醇钠按照质量比为1:1搅拌均匀得到的混合溶液。
步骤S1第一级预处理工艺为：先将活化剂注入真空罐，然后将木材单板放入真空罐中浸泡1h；然后注入漂白剂，浸泡漂白2h；改性漂白剂与木材的质量比为1：40。
步骤S2第二级预处理中的稀硫酸溶液与一级预处理木材单板的质量比为3：1。
第二级预处理中还添加有木材保护剂，木材保护剂为按摩尔比组成的以下混合物：无水硫酸镁1份、碳酸镁5份、硼砂2份、丙三醇2份，在35℃水浴中边搅拌边回流反应1h，配置得到木板的纤维素保护剂。
步骤S3第三级预处理中的三乙胺盐酸盐与酚醛环氧树脂的摩尔比为2：1，三乙胺盐酸盐与二级预处理木材单板的质量比为1：100。
步骤S4染色处理中还添加有复合酶和醚化剂， 醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵；复合酶为大豆蛋白酶与果胶酶按照质量比1：2-4组成；
复合酶与醚化剂摩尔比为1：2，复合酶与染料的摩尔比为1：30。
步骤S4染色处理的具体工艺为：将预处理后的木材浸于含有具有蒽醌或双偶氮结构的染料染液中；调整体系pH至5，升温后进行保温染色。染料染液为蒽醌苏丹(sudan)I。
实施例8
同实施例5，不同的是高色牢度抗菌染色装饰单板通过以下步骤制备而成：
S1，第一级预处理：将木材单板用改性漂白剂进行漂白处理得到一级预处理单板；
S2，第二级预处理：将一级预处理木材单板浸泡到稀硫酸溶液中，加热至60℃并保持8h，然后取出用蒸馏水浸泡，得到二级预处理单板；
S3，第三级预处理：将二级预处理木材单板置于三乙胺盐酸盐溶液中，在180℃反应2h，然后加入酚醛环氧树脂，在110℃进行季铵化反应得到三级预处理单板；
S4，染色处理：将三级预处理单板用具有蒽醌或双偶氮结构的染料染色，升温至110℃进行保温染色；
S5、清洗，将染色后的木材单板从染色液中取出，将木材单板放入装有清水的真空罐中，让清水浸透在木材单板内30分钟，放掉真空罐内的水，再对真空罐进行真空处理，以上步骤重复3次，确保清洗彻底；
S6、烘干，将清洗后的木材取出，晾干木质单板中的水分，再送入烘箱内以80℃干燥25分钟，制得成品，以备后用。
步骤S1第一级预处理中的改性漂白剂包括按质量比例1：3组成的漂白剂和活化剂；
漂白剂为以下物质按照质量份组成的混合物：尿素3份、过氧化氢500份、碳酸氢铵1份、过硫酸钠0.8、碳酸镁1.5份；
活化剂为乙酸钠与乙醇钠按照质量比为1:2搅拌均匀得到的混合溶液。
步骤S1第一级预处理工艺为：先将活化剂注入真空罐，然后将木材单板放入真空罐中浸泡1.5h；然后注入漂白剂，浸泡漂白4h；改性漂白剂与木材的质量比为1：60。
步骤S2第二级预处理中的稀硫酸溶液与一级预处理木材单板的质量比为5：1。
第二级预处理中还添加有木材保护剂，木材保护剂为按摩尔比组成的以下混合物：无水硫酸镁2份、碳酸镁7份、硼砂4份、丙三醇2份，在45℃水浴中边搅拌边回流反应1.5h，配置得到木板的纤维素保护剂。
步骤S3第三级预处理中的三乙胺盐酸盐与酚醛环氧树脂的摩尔比为4：1，三乙胺盐酸盐与二级预处理木材单板的质量比为1：300。
步骤S4染色处理中还添加有复合酶和醚化剂， 醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵；复合酶为大豆蛋白酶与果胶酶按照质量比1：4组成；
复合酶与醚化剂摩尔比为1：5，复合酶与染料的摩尔比为1：45。
步骤S4染色处理的具体工艺为：将预处理后的木材浸于含有具有蒽醌或双偶氮结构的染料染液中；调整体系pH至6，升温后进行保温染色。染料染液为二蒽醌化物。
实施例9
同实施例6，不同的是高色牢度抗菌染色装饰单板通过以下步骤制备而成：
S1，第一级预处理：将木材单板用改性漂白剂进行漂白处理得到一级预处理单板；
S2，第二级预处理：将一级预处理木材单板浸泡到稀硫酸溶液中，加热至55℃并保持7h，然后取出用蒸馏水浸泡，得到二级预处理单板；
S3，第三级预处理：将二级预处理木材单板置于三乙胺盐酸盐溶液中，在175℃反应1.5h，然后加入酚醛环氧树脂，在105℃进行季铵化反应得到三级预处理单板；
S4，染色处理：将三级预处理单板用具有蒽醌或双偶氮结构的染料染色，升温至105℃进行保温染色；
S5、清洗，将染色后的木材单板从染色液中取出，将木材单板放入装有清水的真空罐中，让清水浸透在木材单板内25分钟，放掉真空罐内的水，再对真空罐进行真空处理，以上步骤重复2次，确保清洗彻底；
S6、烘干，将清洗后的木材取出，晾干木质单板中的水分，再送入烘箱内以60℃干燥20分钟，制得成品，以备后用。
步骤S1第一级预处理中的改性漂白剂包括按质量比例1：2组成的漂白剂和活化剂；
漂白剂为以下物质按照质量份组成的混合物：尿素2份、过氧化氢400份、碳酸氢铵0.8份、过硫酸钠0.5、碳酸镁1份；
活化剂为乙酸钠与乙醇钠按照质量比为1:1.5搅拌均匀得到的混合溶液。
步骤S1第一级预处理工艺为：先将活化剂注入真空罐，然后将木材单板放入真空罐中浸泡1.2h；然后注入漂白剂，浸泡漂白3h；改性漂白剂与木材的质量比为1：50。
步骤S2第二级预处理中的稀硫酸溶液与一级预处理木材单板的质量比为4：1。
第二级预处理中还添加有木材保护剂，木材保护剂为按摩尔比组成的以下混合物：无水硫酸镁1.5份、碳酸镁6份、硼砂3份、丙三醇1.5份，在40℃水浴中边搅拌边回流反应1.2h，配置得到木板的纤维素保护剂。
步骤S3第三级预处理中的三乙胺盐酸盐与酚醛环氧树脂的摩尔比为3：1，三乙胺盐酸盐与二级预处理木材单板的质量比为1：200。
步骤S4染色处理中还添加有复合酶和醚化剂， 醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵；复合酶为大豆蛋白酶与果胶酶按照质量比1：3组成；
复合酶与醚化剂摩尔比为1：4，复合酶与染料的摩尔比为1：35。
步骤S4染色处理的具体工艺为：将预处理后的木材浸于含有具有蒽醌或双偶氮结构的染料染液中；调整体系pH至5-6，升温后进行保温染色。染料染液为双偶氮类似物。
实施例10
同实施例9，请参阅图1-4，一种节能保温改性木窗结构，包括窗框1，窗框1顶部外壁的两侧均开设有安装槽，安装槽的设置方便对安装机构3的安装，同时也限制了安装机构3的位移，且两个安装槽的内壁均设置有安装机构3，窗框1的一侧外壁开设有圆槽，且圆槽内壁通过轴承连接有调节轮2，通过调节轮2方便对两个安装机构3进行调节，窗框1底部外壁的两侧均固定连接有支撑机构4。
具体的，请参阅图2，窗框1的两侧内壁通过轴承连接有涡轮6，且涡轮6传动轴的两端均固定连接有螺杆8，涡轮6作为动力传递机构，配合驱动螺杆8从而实现对安装座7的驱动。
具体的，请参阅图2，两个螺杆8的外壁螺接有安装座7，且两个安装座7顶部外壁固定连接有楔形块一9，安装座7滑动连接在窗框1的内壁上，通过螺杆8驱动安装座7，安装座7移动带动楔形块一9的移动。
具体的，请参阅图2，窗框1的内壁通过轴承连接有蜗杆5，且蜗杆5和涡轮6相互啮合，蜗杆5的传动轴连接在调节轮2上，调节轮2转动驱动蜗杆5转动，进而带动涡轮6转动。
具体的，请参阅图2和3，安装机构3包括楔形块二13,且楔形块二13顶部外壁固定连接有安装块12，楔形块一9滑动连接在楔形块二13的外壁上，通过两个楔形块之间的配合可以驱动安装块12升降。
具体的，请参阅图2，安装槽的内壁固定连接有滑杆10，且滑杆10的外壁套接有弹簧一11，楔形块二13滑动连接在滑杆10的外壁上。
具体的，请参阅图4，支撑机构4包括支撑座14，且支撑座14底部外壁开设有凹槽，凹槽的内壁滑动连接有滑动块16，且滑动块16和凹槽之间均连接有弹簧二15，通过滑动块16反向作用抵紧窗框1防止窗框1晃动。
工作原理：安装时，先在安装窗框1的开口内上下两侧均开设有安装槽，然后在将窗框1下部的支撑机构4放入安装槽内，在根据窗框1上部的实际位置俩调节两个安装机构3升高的高度，调节时，直接转动调节轮2，当调节轮2转动时带动蜗杆5转动，蜗杆5转动驱动涡轮6转动，同时带动两个螺杆8转动，两个螺杆8转动时驱动两个安装座7移动进而带动楔形块一9移动，由于两个楔形块之间的互补结构，当楔形块一9移动时楔形块二13上升进而带动安装块12上升，当安装块12接触上部安装槽时将窗框1抵紧，同时抵紧的过程中弹簧二15压缩，在弹簧二15的作用力下有效防止窗框1晃动。
对比例1
同实施例1，不同的是改性的木材成型工艺包括以下步骤：
S11，将表面浸渍或涂布有预压性无醛大豆蛋白胶黏剂的高色牢度抗菌单板层与第一坯板层和原位复合改性单板层贴合在一起；
S12，进行预压20-30分钟；
S13，将预压后的板材进行加压养生后得到所需的板材。
对比例2
同实施例2，不同的是原位复合改性单板的改性方法包括：将单板再水溶性低分子量树脂的溶液中浸渍，在0.03-0.06MPa下加热至70-130℃，然后加压至0.15-0.25MPa并保持2-4h，然后干燥得到原位复合改性单板。水溶性低分子量树脂为甲基丙烯酸甲酯与乙二醇单体的混合物、或酚醛树脂、或乙烯基树脂。
对比例3
同实施例3，不同的是改性的木材依次包括常规单板层、第一坯板层和常规单板层；
第一坯板层由第二坯板层复合加压胶合而成；
第二坯板层为常规单板重组而成；
第二坯板层的阻燃无醛单板之间、第一坯板层与高色牢度抗菌单板层之间、第二坯板层与铝板之间均设置脲醛树脂胶黏剂层。
实验参数检测：指标检测时采用国家标准GB∕T 8484-2020《建筑外门窗保温性能检测方法》和GB∕T 7106-2019《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能检测方法》，分级标准依据GB/T29734.1-2013《建筑用节能门窗第1部分：铝木复合门窗》。
实施例1的节能保温改性木窗的技术指标：
1、保温性能：8级，K=1.3 W/(m2·K)；
2、气密性能：8级；
3、水密性能：5级，ΔP=500 Pa；
4、抗风压性能：超8级，5.0kPa。
经检测对比，发现：
1、采用本发明实施例1-10特定的节能保温改性木窗，其保温性能、气密性能、水密性能和抗风压性能；优于对比例1-3的木窗性能；
2、采用本发明实施例4-6的特定的节能保温改性木窗，其保温性能、气密性能、水密性能和抗风压性能；优于实施例1-3的木窗性能；
3、采用本发明实施例7-9的特定的节能保温改性木窗，其保温性能、气密性能、水密性能和抗风压性能；优于实施例4-6的木窗性能；
4、采用本发明实施例10的特定的节能保温改性木窗，其保温性能、气密性能、水密性能和抗风压性能；优于实施例1-9的木窗性能；实施例10的特定的节能保温改性木窗性能最优。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种节能保温改性木窗的制备方法，其特征在于包括首先制备改性的木材，然后制备木窗；
改性的木材依次包括高色牢度抗菌单板层、第一坯板层和原位复合改性单板层；
所述第一坯板层由第二坯板层复合加压胶合而成；
所述第二坯板层为一层以上利用农林剩余物制备的氧负离子阻燃无醛单板重组而成；
所述第二坯板层的氧负离子阻燃无醛单板之间设置有第一胶粘剂层；
所述第一坯板层与高色牢度抗菌单板层之间设置有第二胶粘剂层；
所述第一坯板层和原位复合改性单板层之间设置有第一胶粘剂层；
所述第一胶粘剂层为预压性无醛大豆蛋白胶黏剂；
所述第二胶粘剂层为脲醛树脂胶黏剂层。
2.根据权利要求1所述的一种节能保温改性木窗的制备方法，其特征在于：所述原位复合改性单板的改性方法包括：将单板在水溶性低分子量树脂溶液中浸渍，真空加热加压保持一定时间，然后干燥得到原位复合改性单板。
3.根据权利要求2所述的一种节能保温改性木窗的制备方法，其特征在于：将单板在水溶性低分子量树脂的溶液中浸渍，在0.03-0.06MPa下加热至70-130℃，然后加压至0.15-0.25MPa并保持2-4h，然后干燥得到原位复合改性单板。
4.根据权利要求3所述的一种节能保温改性木窗的制备方法，其特征在于：所述水溶性低分子量树脂为甲基丙烯酸甲酯与乙二醇单体的混合物、或酚醛树脂、或乙烯基树脂。
5.根据权利要求4所述的一种节能保温改性木窗的制备方法，其特征在于：所述水溶性低分子量树脂溶液中还添加有纳米金属氧化物颗粒，纳米金属氧化物颗粒为纳米二氧化钛，纳米氧化锌、纳米氧化铝，纳米氧化锆，纳米氧化铁中的其中一种或多种。
6.根据权利要求5所述的一种节能保温改性木窗的制备方法，其特征在于：第一坯板层由第二坯板层、铝板与第二坯板层复合加压胶合而成；所述第二坯板层与铝板之间设置有第三胶粘剂层；所述第三胶粘剂层为聚氨酯胶粘剂层。
7.根据权利要求6所述的一种节能保温改性木窗的制备方法，其特征在于：第一坯板层成型工艺包括预压，其预压工艺包括第一次低压、第二次高压和第三次低压；所述第一次低压压力为0.3-0.5MPa,施压时间为总预压时间的15-25%；所述第二次高压压力为1-1.2MPa,施压时间为总预压时间的20-30%；所述第三次低压压力为0.4-0.7MPa,施压时间为总预压时间的45-65%。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种节能保温改性木窗的制备方法，其特征在于：改性的木材成型工艺包括以下步骤：
S11，将表面浸渍或涂布有所述预压性无醛大豆蛋白胶黏剂的高色牢度抗菌单板层与第一坯板层和原位复合改性单板层贴合在一起；
S12，进行预压20-30分钟；
S13，将预压后的板材进行加压养生后得到所需的板材。
9.根据权利要求8所述的一种节能保温改性木窗的制备方法，其特征在于：高色牢度抗菌染色装饰单板通过以下步骤制备而成：
S1，第一级预处理：将木材单板用改性漂白剂进行漂白处理得到一级预处理单板；
S2，第二级预处理：将所述一级预处理木材单板浸泡到稀硫酸溶液中，加热至50-60℃并保持5-8h，然后取出用蒸馏水浸泡，得到二级预处理单板；
S3，第三级预处理：将所述二级预处理木材单板置于三乙胺盐酸盐溶液中，在170-180℃反应1-2h，然后加入酚醛环氧树脂，在100-110℃进行季铵化反应得到三级预处理单板；
S4，染色处理：将所述三级预处理单板用具有蒽醌或双偶氮结构的染料染色，升温至100-110℃进行保温染色。
10.根据权利要求9所述的一种节能保温改性木窗的制备方法，其特征在于：节能保温改性木窗结构，包括窗框（1），所述窗框（1）顶部外壁的两侧均开设有安装槽，且两个安装槽的内壁均设置有安装机构（3），所述窗框（1）的一侧外壁开设有圆槽，且圆槽内壁通过轴承连接有调节轮（2），所述窗框（1）底部外壁的两侧均固定连接有支撑机构（4）；
所述安装机构（3）包括楔形块二（13）,且楔形块二（13）顶部外壁固定连接有安装块（12），楔形块一（9）滑动连接在楔形块二（13）的外壁上；
所述安装槽的内壁固定连接有滑杆（10），且滑杆（10）的外壁套接有弹簧一（11），所述楔形块二（13）滑动连接在滑杆（10）的外壁上；
所述支撑机构（4）包括支撑座（14），且支撑座（14）底部外壁开设有凹槽，所述凹槽的内壁滑动连接有滑动块（16），且滑动块（16）和凹槽之间均连接有弹簧二（15）。
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