杨木板材浸渍改性方法技术

本发明专利技术提供一种杨木板材浸渍改性树脂，其固化温度不超过100℃，能够有效浸入杨木板材内，有效提高杨木板材的抗弯强度。该杨木板材浸渍改性树脂，是将质量百分比浓度为18‑22％的草酸水溶液，加入到质量百分比浓度为25‑35％的脲醛树脂溶液中，草酸水溶液的加入量为脲醛树脂溶液重量的0.2‑1％。

Poplar wood plate impregnating modified resin and impregnation modifying method

The invention provides a poplar wood plate impregnating modified resin, wherein the curing temperature is not more than 100 DEG C, and can be effectively immersed in poplar wood plate, thereby effectively improving the bending strength of the poplar wood plate. The wood impregnated resin, the mass percent concentration of oxalic acid in aqueous solution of 18 22%, added to urea formaldehyde resin solution with mass percentage concentration of 25 35%, adding amount of oxalic acid in aqueous solution of urea formaldehyde resin solution for 0.2 of the weight of 1%.

【技术实现步骤摘要】
杨木板材浸渍改性树脂及浸渍改性方法
本专利技术涉及对木材的浸渍改性方法及使用的树脂。
技术介绍
我国是木材资源紧缺国家，用树脂浸渍低值木材替代珍贵木材的研究已经成为热点。由于浸渍改性木材的密度、力学性能和尺寸稳定性均提高了，在国内已经有多家企业将杨木浸渍改性材应用于实际生产。用于室内用材浸渍的树脂均为尿胶或改性尿胶，虽然解决了甲醛超标问题，但这类胶黏剂固化温度高于100℃(通常改性的树脂固化温度最低为115℃)，采用常规窑干法无法让这类胶黏剂完全固化(国内外常规干燥窑设计的最大加热温度均不超过的100℃)，导致后续机械加工时出现木材表面粘手，影响涂饰质量等问题。国内外在脲醛树脂浸渍木材的干燥理论方面研究较少。浸渍木在干燥过程中树脂分子的聚合程度越来越高，但温度如果达不到固化点温度数值时，树脂将不能达到固化状态，木材的物理和力学性能将不能达到最佳状态。由于常规干燥窑的最高温度有限，均低于100℃，使用的浸渍树脂都难以完全固化。
技术实现思路
本专利技术的目的提供一种杨木板材浸渍改性树脂，其固化温度不超过100℃，能够有效浸入杨木板材内，有效提高杨木板材的抗弯强度。本专利技术所述的杨木板材浸渍改性树脂，是将质量百分比浓度为18-22％的草酸水溶液，加入到质量百分比浓度为25-35％的脲醛树脂溶液中，草酸水溶液的加入量为脲醛树脂溶液重量的0.2-1％。上述的杨木板材浸渍改性树脂，草酸水溶液的加入量为脲醛树脂溶液重量的0.5％-0.7％。本专利技术同时提供了一种能够在不超过100℃的条件下，对浸渍树脂改性后的木材进行常规干燥固化，并且能够使得改性树脂完全固化，有效提高木材的强度的杨木板材浸渍改性方法。本专利技术的杨木板材浸渍改性方法，使用上述的杨木板材浸渍改性树脂，以真空加压浸渍法对杨木板材进行浸渍，浸渍后取出放入干燥窑内采用低温慢速升温法进行干燥固化。上述的杨木板材浸渍改性方法，浸渍时，先在真空度-0.08～-0.10Mpa下，将杨木板材浸渍在改性树脂中保持80-100min；然后升高压力至0.6-0.7Mpa，再在保持压力状态下浸渍3h-5h。上述的浸渍改性杨木板材干燥固化时，先在升温至55-65℃保持50-70min，然后升温至78-82℃保持50-70min，再升温至85-95℃保持2-3h。本专利技术的有益效果：草酸的添加量对木材的增重率是有明显影响的。随着草酸添加量的增多，湿增重率呈现先增加后减少的现象；实际增重率呈现减少的趋势(实际增重率为干燥后木材的净增重率，湿增重为液态树脂和水的重量总和)。所以本专利技术的杨木板材浸渍改性树脂中草酸的添加量以0.2-1％为宜；最好草酸的填加量为0.5％-0.7％，此时与未加草酸改性的树脂实际增重率接近。随着草酸添加量的增加，改性树脂的玻璃化温度和储能模量最小值对应的温度整体上呈现先降低，到达一个最小值后又逐渐升高的趋势，并且这两个温度都在草酸添加量为0.5-0.7％、0.7-0.9％处出现最小值。从增重率方面考虑，虽然不添加草酸和草酸添加量为0.2％的实际增重率高，但它们的玻璃化温度较高。若从玻璃化温度方面考虑，草酸添加量为0.7-0.9％时是最低的，但它的净增重率又太不理想。经过测试，改性处理的杨木，发现在干燥固化温度100-110℃下处理的杨木，抗弯强度和抗弯弹模是最好的，但在85-95℃下固化干燥的杨木，抗弯强度和抗弯弹模虽然低于100-110℃下处理的杨木，其降低量在3％以内。为了能使用最高温度低于100℃的常规干燥窑进行处理，本专利技术选择固化温度为85-95℃。总之，本专利技术的杨木板材浸渍改性方法，能够使用最高温度低于100℃常规干燥窑，适应性强，而且能够使得浸渍的改性树脂完全固化，有效提高杨木板材的抗弯强度。附图说明图1是湿增重率和净增重率与草酸添加量关系图。图2是玻璃化温度和储能模量E’最小对应温度与草酸添加量关系图。图3是草酸添加量不同的浸渍材损耗角正切值与温度的关系图。图4是不同组别损耗角正切值随时间的变化图。具体实施方式为了研究浸渍杨木板材胶黏剂固化技术问题，申请人用潜伏型固化剂对浸渍用树脂进行了改性，利用动态热机械分析仪(DMA)，分析了改性尿胶的在木材干燥过程中的固化机制。1.试验材料与方法1.1动态热机械分析关于动态热机械分析的原理和有关参数简述如下：在动态热机械分析测量中，试样承受一个正弦应力，产生一个正弦应变，而这种应变比应力滞后一个相位差，tand表示损耗模量与储能模量的比值，tand占温度曲线的峰值代表相应的相转变定义:E′为储存模量，E″为损耗模量，因而有：tand＝E′/E″(损耗角正切)测定材料的E’、E″和tand随温度的变化关系，得到动态热机械曲线，通过测试储能模量、损耗模量以及损耗角正切等的变化来考察UF树脂的性能变化过程。1.2试材:浸渍试验所用树脂为自制的水溶性、低分子量、低粘度的改性脲醛树脂(UF)，其性能指标见下表1-2：表1-2改性脲醛树脂性能指标浸渍试材为速生杨木木材，试件尺寸是300mm×80mm×25mm，每组5块，共8组。潜伏性固化剂为草酸水溶液。1.3试验方法:将初始质量百分比浓度为20％的草酸水溶液，按重量百分比设置成八种不同添加量(0％、0.2％、0.4％、0.6％、0.8％、1.0％、2.0％、3.0％)，分别添加到浓度为30％的脲醛树脂溶液(水溶液)中，得到不同的改性脲醛树脂。采用不同的改性脲醛树脂在相同浸渍工艺条件下对杨木浸渍得到八组浸渍材，浸渍工艺是采用真空加压浸渍法，真空度是-0.09Mpa，保持90min，正压0.7Mpa，保持压力4h，各组试材对应的编号分别是0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、2.0和3.0组，对八组浸渍木材试件进行动态热机械分析测试(DynamicMechanicalAnalysis以下简称DMA)。得到八条DMA曲线，在八条DMA曲线上将读出八种玻璃化温度，依据最低的玻璃化温度，设置三种温度对浸渍木材固化处理(本试验中的玻璃化温度是指固化后的胶黏剂出现玻璃态软化温度，而固化温度比玻璃化温度低30℃)，再测量不同固化温度下试材的抗弯强度，将抗弯强度最大对应的温度确定为本实验树脂浸渍木材后的固化温度。DMA测试试样制作；从浸渍结束后每组中选择两块试材加工成尺寸是60mm×8mm×3mm，共16片，进行玻璃化温度(Tg)测试分析，动态热机械分析仪(DMA242C)，变温范围设定在10℃-200℃，升温速度设定为5℃/min，频率设定为10Hz。加工DMA测试试样时要注意保证所有试样的长度方向(承受荷载)均为木材的顺纹方向。抗弯强度试件制作：选取一组DMA测试效果较满意的试材，分成3组，加工成300mm×20mm×20mm的抗弯强度测试试件，每组抗弯强度试件9个。分别在90℃、105℃和120℃的温度条件下进行干燥固化，固化过程采取的是低温慢速升温：60℃保持1h，然后80℃保持1h，然后分别升到预先设定的温度并保持2.5h。固化结束后按GB/T1936.1-2009木材抗弯强度试验方法来测试抗弯强度。1.4数据计算湿增重率测试式中：Mf—试件浸渍后的质量(g)；Mi—试件浸渍前的质量(g)；Mc—试件浸渍前的绝干质量(g)。净增重率测试式中：Mt—试件浸渍处理后的绝干质量；本文档来自技高网...

【技术保护点】
杨木板材浸渍改性树脂，其特征是：将质量百分比浓度为18‑22％的草酸水溶液，加入到质量百分比浓度为25‑35％的脲醛树脂溶液中，草酸水溶液的加入量为脲醛树脂溶液重量的0.2‑1％。

【技术特征摘要】
1.杨木板材浸渍改性树脂，其特征是：将质量百分比浓度为18-22％的草酸水溶液，加入到质量百分比浓度为25-35％的脲醛树脂溶液中，草酸水溶液的加入量为脲醛树脂溶液重量的0.2-1％。2.如权利要求1所述的杨木板材浸渍改性树脂，其特征是：草酸水溶液的加入量为脲醛树脂溶液重量的0.5％-0.7％。3.杨木板材浸渍改性方法，其特征是：使用权利要求1或2所述的杨木板材浸渍改性树脂，以真空加压浸渍法对杨木板材进行浸渍，浸渍后取出放入干燥...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡家斌，丁涛，酆智博，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32