强化改性竹柳木材的方法技术

本发明专利技术公开了一种强化改性竹柳木材的方法，包括制备硅溶胶‑聚乙烯醇‑苯乙烯的改性组合物及使用波动压力加压满细胞法浸渍改性组合物处理竹柳木材两个工艺步骤，其中改性组合物由水、硅溶胶、聚乙烯醇、苯乙烯、过氧化二异丙苯、多乙烯多胺、十二烷基硫酸钠、十六醇和磷酸原料制备，波动压力加压重复降压‑升压‑保压三个步骤2‑5次：泵入改性组合物加压至0.8～1.5MPa，保压15～30分钟后，压力降至0.0～0.1MPa，然后再加压至0.8～1.5MPa，保压10～20分钟。通过上述方法处理后的竹柳木材，硬度、抗压强度、抗弯强度、尺寸稳定性和抗水性等物理力学性能得到较大的提高，为扩大速生竹柳木材的应用范围提供一个新的途径。

Method for strengthening modified bamboo willow wood

The invention discloses a strengthening method of modified bamboo willow wood, including the modification of the composition and the fluctuation of pressure to prepare silica sol polyvinyl alcohol styrene pressurized full cell process impregnated wood processing bamboo willow two steps of composition, wherein the modified composition is composed of water, silica sol, polyvinyl alcohol, styrene, two oxidation of cumene, polyamines, twelve sodium lauryl sulfate, sixteen alcohol and phosphoric acid raw material preparation, the fluctuation pressure pressure boost buck repeated three steps 5 times: 2 pump modified composition pressurized to 0.8 ~ 1.5MPa, pressure for 15 ~ 30 minutes, the pressure dropped to 0 ~ 0.1MPa, and then pressurized to 0.8 ~ 1.5MPa, pressure for 10 ~ 20 minutes. By the above method after the treatment of bamboo willow wood, hardness, compressive strength, flexural strength, mechanical dimensional stability and water resistance performance is greatly improved, providing a new way to expand the scope of application of fast-growing bamboo willow wood.

【技术实现步骤摘要】
强化改性竹柳木材的方法
本专利技术属木材加工
，涉及一种强化改性竹柳木材的方法。
技术介绍
竹柳(SalixdiscolorMühl)为杨柳科(salicaceae)柳属植物，乔木，是我国从国外引种经选优选育驯化出的一个速生树种。竹柳抗逆性好，耐寒、抗旱、抗盐、抗病虫害；并且生长速度快，速生竹柳的生长速度是速生桉和速生杨的1～2倍，树高度可达20m以上。竹柳对种植土壤要求不严，在pH5.0～8.5的土壤或砂地及不适宜农耕的荒地、山谷江河滩地、沿海滩涂或弱盐碱地均能生长。目前，竹柳在我国大部分省、直辖市、自治区均有一定面积的种植，种植面积逐年上升较快。速生竹柳有望成为我国继速生杨、速生桉之后的又一个大面积种植的速生丰产人工林树种。竹柳木材品质上乘，物理力学性能(抗压、抗弯、抗拉、抗剪等能力)比野生桦木和杨树好，木质细密均匀，不空心、黑心，材质白度较高。据测定，1年龄竹柳木材的气干密度平均为0.40g/cm3，与成材杨木气干密度0.35～0.40g/cm3接近；5年龄竹柳木材的气干密度平均为0.48g/cm3，与密度较大的速生桉(尾细桉)气干密度0.43～0.49g/cm3接近。竹柳木材是制造人造板、纸浆的上等材料，但直接将其锯材用作实木家具、实木地板等的原料，则显得木材硬度、强度方面不够理想。公开号为CN101474817的专利申请，公开了一种提高杉木、杨木、桉树、桐木等速生树种木材的强度、硬度、密度的方法：使用高压力(20～80MPa)，通过水介质对木材进行全材均匀压缩30～40％，得到改性强化木材。但是压缩强化改性木材的设备要求较高，且压缩木材膨胀反弹很难完全避免。公开号为CN101758539的专利技术专利公开一种硅溶胶改性杨木纤维的方法：用正硅酸乙酯、无水乙醇、水，盐酸作为催化剂制备得的硅溶胶，真空浸渍处理经热磨、干燥后又经丙酮、自来水抽提、100℃干燥恒重的杨木纤维，然后用乙醇洗涤过滤再于70℃烘干得到硅溶胶改性杨木纤维，并以该纤维为原料压制纤维板，旨在解决尺寸稳定性差、易腐朽、易燃等问题。浙江大学的叶箐箐、钱晓倩、来俊英等用八硼酸钠和硅溶胶二次加压浸注处理木材，研究了处理材的阻燃、防霉、防蛀、抗流失等性能及改性剂对木材的吸湿性能和力学强度的影响。北京工业大学的王群、郭红霞、李永卿等研究了用硅溶胶、苯-丙乳液混合液处理毛白杨木材的方法，处理材的抗水性、尺寸稳定性、抗压强度、抗弯强度、硬度等物理力学性能得到提高。但是硅溶胶用正硅酸乙酯水解得到，用来处理纤维板生产用的纤维，成本相对显得太高，离实际应用看来还有一段距离；用八硼酸钠和硅溶胶处理木材，使之获得阻燃性的同时力学性能也有一定的改善，但硅溶胶中存在大量的无机盐八硼酸钠，体系的稳定性值得商榷；硅溶胶、苯-丙乳液处理木材，则由于这两种材料的价格较高，按其研究数据木材增重30～78％来策略推算，其处理1m3木材费用达到约1700～4000元，对于低档木材来说成本过于昂贵。
技术实现思路
本专利技术提出一种利用硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯组合物强化改性竹柳木材的方法，目的在于提高竹柳木材的强度、硬度等物理力学性能，使之能作为高档木材，用于生产实木家具、实木地板等场合，从而扩大速生竹柳木材的应用范围并使其价值提高。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案为：一种强化改性竹柳木材的方法，包括如下两个工艺步骤：1)制备硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯组合物；2)波动压力加压满细胞法浸渍硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯组合物处理竹柳木材。制备硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯组合物的重量配比方法为：在反应釜中加入1000单位水并升温至50～60℃，转速为50～70r/min搅拌下加入100-150单位聚乙烯醇，继续搅拌升温至85～95℃，加入8-10单位十六醇搅拌至溶解完全，冷却至75～85℃加入10-15单位十二烷基硫酸钠，冷却至40～50℃出料得A溶液；在搅拌桶中将1.2-1.8过单位氧化二异丙苯加入40-60单位苯乙烯中，缓慢搅拌溶解完全，加入1.0-1.5单位多乙烯多胺，搅拌均匀得到B溶液；在反应釜中加入硅溶胶和A溶液，转速为50～70r/min搅拌均匀后，用磷酸调整pH值至2～3，搅拌下缓慢加入全部B溶液，搅拌30分钟，在≥18℃室温下存放24小时，存放过程中每隔3小时搅拌5～10分钟。上述波动压力加压满细胞法浸渍制备硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯组合物处理竹柳木材的方法为：木材在真空-加压罐中，进行“前真空”-“加压”-“后真空”步骤的满细胞法浸渍改性组合物，在“加压”步骤进行调整和波动压力：加压过程中，泵入改性组合物加压至0.8～1.5MPa，保压15～30分钟后，压力降至0.0～0.1MPa，然后再加压至0.8～1.5MPa，保压10～20分钟；重复上述降压-升压-保压3个步骤2～5次。上述硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯组合物，由水、硅溶胶、聚乙烯醇、苯乙烯、过氧化二异丙苯、多乙烯多胺、十二烷基硫酸钠、十六醇和磷酸为原料制备。所述水采用软水、去离子水中的其中一种，所述硅溶胶采用SiO2含量为10～40％的工业级酸性、中性或碱性硅溶胶，所述聚乙烯醇采用聚合度为500～1750、醇解度为85～100％的工业级产品，所述多乙烯多胺采用二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的任一种或混合多乙烯多胺。其中硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯组合物中，所述硅溶胶和A溶液的重量配比为硅溶胶850～1000，A溶液150～250。通过采用上述利用硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯组合物强化改性竹柳木材的方法，其中，竹柳木材采用满细胞法浸渍硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯-苯乙烯组合物，干燥后硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯组合物的羟基-OH能与木材纤维的-OH基团缩合，形成二氧化硅-聚乙烯醇-苯乙烯-木材纤维交联网络，实现有机-无机复合强化木材的目的，处理后的竹柳木材，硬度、抗压强度、抗弯强度、尺寸稳定性和抗水性等物理力学性能得到较大的提高，为扩大速生竹柳木材的应用范围提供一个新的途径。具体实施方式现在描述本专利技术的实施例，对本专利技术的上述内容作出进一步的详细说明，但是不应该将此理解为本专利技术的主体范围仅限于实施例所描述的范围。本专利技术提供了一种强化改性竹柳木材的方法，包括如下两个工艺步骤：1)制备硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯组合物；2)波动压力加压满细胞法浸渍改性组合物处理竹柳木材。其中关于上述两个工艺步骤的具体几个实施例如下。实施例1制备硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯组合物：在反应釜中加入1000kg水，升温至60℃，50r/min.转速搅拌下加入140kg聚乙烯醇17-99，继续搅拌升温至95℃，加入10kg十六醇，搅拌至溶解完全，冷却至85℃，加入15kg十二烷基硫酸钠，冷却至50℃出料得A溶液；在搅拌桶中将1.2kg过氧化二异丙苯加入50kg苯乙烯中，缓慢搅拌溶解完全，再加入1.0kg三乙烯四胺，搅拌均匀得到B溶液；在反应釜中加入850kg硅溶胶、200kg的A溶液，50r/min转速搅拌均匀后，搅拌下缓慢加入溶液B，搅拌30分钟，在≥18℃室温下存放24小时，存放过程中每隔3小时搅拌5分钟，出料备用。实施例2制备硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯组合物：在搅拌桶中将1.8kg过氧化二异丙苯加入60kg苯乙烯中，缓慢搅拌溶解完全，再加入1.5kg多乙烯多胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强化改性竹柳木材的方法，其特征在于，包括如下两个工艺步骤：1)制备硅溶胶‑聚乙烯醇‑苯乙烯组合物；2)波动压力加压满细胞法浸渍硅溶胶‑聚乙烯醇‑苯乙烯组合物处理竹柳木材，其中，制备硅溶胶‑聚乙烯醇‑苯乙烯组合物的重量配比方法为：在反应釜中加入1000单位水并升温至50～60℃，转速为50～70r/min搅拌下加入100‑150单位聚乙烯醇，继续搅拌升温至85～95℃，加入8‑10单位十六醇搅拌至溶解完全，冷却至75～85℃加入10‑15单位十二烷基硫酸钠，冷却至40～50℃出料得A溶液；在搅拌桶中将1.2‑1.8单位过氧化二异丙苯加入40‑60单位苯乙烯中，缓慢搅拌溶解完全，加入1.0‑1.5单位多乙烯多胺，搅拌均匀得到B溶液；在反应釜中加入850～1000单位硅溶胶和150～250单位的A溶液，转速为50～70r/min搅拌均匀后，用磷酸调整pH值至2～3，搅拌下缓慢加入全部B溶液，搅拌30分钟，在≥18℃室温下存放24小时，存放过程中每隔3小时搅拌5～10分钟。

【技术特征摘要】
1.一种强化改性竹柳木材的方法，其特征在于，包括如下两个工艺步骤：1)制备硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯组合物；2)波动压力加压满细胞法浸渍硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯组合物处理竹柳木材，其中，制备硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯组合物的重量配比方法为：在反应釜中加入1000单位水并升温至50～60℃，转速为50～70r/min搅拌下加入100-150单位聚乙烯醇，继续搅拌升温至85～95℃，加入8-10单位十六醇搅拌至溶解完全，冷却至75～85℃加入10-15单位十二烷基硫酸钠，冷却至40～50℃出料得A溶液；在搅拌桶中将1.2-1.8单位过氧化二异丙苯加入40-60单位苯乙烯中，缓慢搅拌溶解完全，加入1.0-1.5单位多乙烯多胺，搅拌均匀得到B溶液；在反应釜中加入850～1000单位硅溶胶和150～250单位的A溶液，转速为50～70r/min搅拌均匀后，用磷酸调整pH值至2～3，搅拌下缓慢加入全部B溶液，搅拌30分钟，在≥18℃室温下存放24小时，存放过程中每隔3小时搅拌5～10分钟。2.根据权利要求1所述的强化改性竹柳木材的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海滨，吴子良，林多玲，王文涛，莫丽华，
申请(专利权)人：李海滨，
类型：发明
国别省市：广东,44