CN208812277U

CN208812277U - 一种高厚度多层透明化的木材

Info

Publication number: CN208812277U
Application number: CN201820858723.9U
Authority: CN
Inventors: 秦建鲲; 冯天时; 胡英成; 赵鑫; 叶高远; 邵亚丽
Original assignee: Northeast Forestry University
Current assignee: Northeast Forestry University
Priority date: 2018-06-04
Filing date: 2018-06-04
Publication date: 2019-05-03
Anticipated expiration: 2028-06-04

Abstract

本实用新型涉及一种高厚度多层透明化的木材。该方法具体步骤如下：一、对天然原木进行裁剪，做出合适大小形状的实验原材料。二、在酸性强氧化溶液中对木片进行处理，除去其中的木质素，并用双氧水抑制木片反黄。三、在无水乙醇中浸泡后，将2层、5层或10层脱木素木片同向或异向层合，并用环氧树脂浸渍液真空浸渍层合，使树脂充分填充木材间隙。四、对浸渍后木材进行常温干燥处理。优点：1)极大缩短了制作较厚透明木材的时间；2)异向层合提升了横纹抗拉性能；3)浸渍完成后常温即可固化，方便可行；4)得到的透明木材有较好的透过率，原有纹理得以保留。

Description

一种高厚度多层透明化的木材

技术领域

本实用新型涉及的是一种高厚度多层透明化的木材，属于新型木塑材料加工领域。

背景技术

木材作为建筑四大材料之一，由于其自然生长的独特结构，使其具有较高的强重比，良好的保温性能和环境协调性能等诸多优点，因此被广泛应用于建筑领域。近几年来，一种名为透明木材的新型生物质材料引起了国内外广泛的关注。透明木材是将折射率匹配的高分子材料注入脱木质素木材或木质素保留的改性木材中，从而赋予它光学性能和提升它的力学性能。透明木材具有高透过率与高雾度并存的特点，可以分散太阳光。并且可以被用作建筑材料、太阳能电池基板、磁性材料、荧光材料等。透明木材具有良好的光学透过率(透光率80％以上)，良好的隐私保护(雾度超过70％)和保温(热导率小于0.23WM^-1K^-1)。透明木材可以有效地收获并引导阳光沿着木细胞生长方向生长，具有较大的前后向散射效应，可以创建均匀照明的房间，并且透明木材的低导热系数有助于降低传导热流并保持内部恒温。这可以为人们提供良好的光照条件，获得最佳的视觉效果，增强室内环境的美感与舒适性。

然而，大多数透明木材厚度有限。Yaddanapudi等人报告了0.1毫米厚的弦切面透明山毛榉木，其透光率约为70％。朱明伟等人研究了2毫米厚的弦切面透明椴木的，其透过率为80％。这些透明木材的透光率和雾度都达到了很好的程度，但厚度较薄限制了它们的应用。木材越厚，制备工艺也就越困难。并且由于木材特殊的各向异性，导致木材垂直纹理方向的力学性能比顺纹理方向弱很多。CN106243391A的专利公开了一种制备透明木材的制备方法，其目的旨在对木材进行改性，运用环保的脱木素工艺及聚合物的注入方式制备一种具有高光学透过率的透明木材。与之不同的是，本实用新型运用先层合的脱木材素模板后浸渍聚合物的方法，提升了透明木材横纹抗拉性能，并解决了高厚度透明木材难以制备的问题。

发明内容

本实用新型中的多层透明木材是真空下层压的透明木材。其优点是在保持良好透过率的情况下，这种方法将会极大降低透明木材的各向异性。本实用新型是一种高厚度多层透明化的木材，其特征在于该方法具体是按照以下步骤进行的：

一、将原木进行旋切处理，裁成厚1mm的木片，备用。

二、配置2％wt的亚氯酸钠(NaClO2)溶液，溶液与木材体积比为1:40，使用醋酸缓冲液将pH值调至4.6

三、将步骤一得到的木片加入到步骤二配置的溶液中，加热至80℃，保持四小时。

四、对步骤三脱木质素的木片放入5mol/L的过氧化氢溶液(H₂O₂)加热至90℃处理一小时，以抑制木片的返黄

五、将步骤四中木片放入无水乙醇溶液中密封浸泡12小时以上。

六、配置浸渍液，环氧树脂与固化剂的比例为3:1，与丙酮的比例为1：1。

七、多层脱木质素木片按照同向或交错的方向放入浸渍液，使用真空干燥箱(DZF-6020)进行浸渍，压强条件为1000Pa，浸渍时间为两小时。

八、自然干燥24小时等待木片间树脂固化。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型所采用的方法工艺简单，不需要高温高压的环境。2、能够在降低制作高厚度透明木材的成本的同时，保证其较好的透过率。3、极大提升透明木材的横纹抗拉性能。

2、附图说明

图1为层合透明木材的制备过程示意图

图2为实施一制备的多层透明木材宏观图。

图3为实施二制备的多层透明木材在点光源下宏观图。

图4为实施三制备的多层透明木材在点光源下宏观图。

图5为实施一、二、三制备的多层透明木材紫外透过率

具体实施方式

本实用新型技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式具体是按照以下步骤进行的：

一、将原木进行旋切处理，裁成厚1mm的木片，备用。

四、对步骤三脱木质素的木片放入5mol/L的过氧化氢溶液(H2O2)加热至90℃处理一小时，以抑制木片的返黄

八、自然干燥24小时等待木片间树脂固化。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤七中脱木素木片的层数选用5层，并按照弦切面纹理互相垂直的方向放入浸渍液。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤七中脱木素木片的层数选用10层，并按照弦切面纹理互相垂直的方向放入浸渍液。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中使用的木材为桐木，其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中使用的木材为椴木，其它与具体实施方式一相同。

采用以下实施例验证本实用新型的有益效果：

实施例一：

本实施例一种高厚度多层透明化的木材，具体是按照以下步骤进行的：

一、将巴尔沙原木进行旋切处理，裁成两片边长50mm厚1mm的正方形木片，取4片备用。

二、配置2％wt的亚氯酸钠(NaClO2)溶液400ml，使用醋酸缓冲液将pH值调至4.6

三、将步骤一得到的4片木片加入到步骤二配置的溶液中，加热至80℃，保持6小时。

四、对步骤三脱木质素的木片放入200ml的5mol/L的过氧化氢溶液(H₂O₂)加热至90℃油浴处理一小时，以抑制木片的返黄

五、将步骤四中木片放入400ml无水乙醇溶液中密封浸泡12小时以上。

六、配置两份浸渍液，每份环氧树脂与固化剂的比例为3:1，环氧树脂与丙酮的比例为1：1，取环氧树脂6克，固化剂2克，加入丙酮6克，配成共14克的浸渍液。

七、将4片木片按照交错的方向分别放入两份浸渍液中，使用真空干燥箱(DZF-6020)进行真空浸渍，压强条件为1000Pa，浸渍时间为两小时。

八、取出浸渍好的双层交错层合木片，自然干燥24小时等待木片间树脂固化。

本实施例中，通过固体紫外的测验，双层同向层合透明木材透过率最高为75％，交错双层交错层合透明木材透过率最高为72％。并且在力学检测仪的检测结果中我们可以发现，交错层合时顺纹拉伸强度增加至原木的6倍，横纹拉伸强度增殖原木60倍。交错层合的木片有效地消除横向拉伸性能与顺向拉伸性能的差异，这是同向层合和单层透明木材无法比拟的优势。

Claims

1.一种高厚度多层透明化的木材，其特征在于所述一种高厚度多层透明化的木材包括2片、5片或10片通过脱木质素后浸渍树脂的弦切面透明木材，将其根据木纹按照一定方向层合起来，层与层之间通过真空胶合的方式结合。

2.根据权利要求1所述的一种高厚度多层透明化的木材，其特征在于所述木材为巴尔沙木、桐木、椴木，厚度为1mm。

3.根据权利要求1所述的一种高厚度多层透明化的木材，其特征在于所述层合方向为同向(0°)和交错(90°)的方向。