一种改性陶瓷木及制造方法技术

本发明专利技术公开了一种改性陶瓷木的使用方法，其利用进入到木材内的被解封的NCO基团发生化学反应及利用活性染料给木材染色同时发生化学反应制造陶瓷木，采用本发明专利技术的使用方法，由于陶瓷木的内外一致，不需要涂覆涂料即可保证陶瓷木的内外硬度、防水性能、防腐性能、防蛀性能、防霉性能和尺寸稳定性，在不涂覆涂料的前提下能直接使用。而且能根据需要制造成不同颜色的陶瓷木，且加入的活性染料能与木材发生反应。

A Modified Ceramic Wood and Its Manufacturing Method

The invention discloses a method for using modified ceramics wood, which produces ceramics wood by chemical reaction of unclosed NCO group entering wood and chemical reaction of dyeing wood with reactive dyes. The method of using the invention does not need coating because the inside and outside of ceramics wood are identical. To ensure the hardness, waterproof, anti-corrosion, moth-proof, mildew-proof and dimensional stability of ceramic wood, it can be directly used without coating. Moreover, the ceramic wood with different colors can be manufactured according to the requirements, and the reactive dyes can react with the wood.

【技术实现步骤摘要】
一种改性陶瓷木及制造方法
本专利技术涉及陶瓷木及其制造方法。尤其是使用到家具、装饰材料、建筑材料、艺术品上的陶瓷木。
技术介绍
木材的应用非常的广泛，如家具、装饰材料、建筑材料、艺术品等等。对于长久使用的木材来说，一般需要做防腐、防水处理，在进行上述处理过程中，通常采用防腐防水材料对木材进行处理，但目前的防腐防水材料只在木材的表面，难以进入到木材的缝隙中，这样，一旦木材表面的防腐防水材料被破坏，则木材的防腐、防水性能下降，木材容易出现变形、发霉等现象。目前市面的防腐木，是采用防腐剂处理，不防水，一旦防腐剂失效，就开始腐蚀、发霉，不是真正的防腐木。木材是一种天然生长的有机材料，由高分子物质和低分子物质组成。构成木材细胞壁的主要物质是三种高聚物，三种高聚物分别为纤维素、半纤维素和木质素，占木材重量的97％-99％。纤维素是由许多D一葡萄塘基通过l，4-β-甙键连接而成的线性天然高分子化合物，在木材细胞壁中起骨架作用，一般占木材组分的40％以上，在木材细胞中占50％左右。其化学性质和超分子结构对木材性质和加工性能有重要影响。半纤维素是木材细胞壁中与纤维素紧密连接的物质，起粘结作用，主要由己糖、甘露糖、半乳塘、戊糖和阿拉伯耱等五种中性单糖组成，其分子链远比纤维素的短，并具有一定的分枝度。木质素是由苯基丙烷单元组成的芳香族化合物，在细胞形成过程中，沉积在细胞壁中的最后一种高聚物，它们互相贯穿着纤维素，起强化细胞壁的作用。木质素有三种基本结构，即愈创木基结构、紫丁香基结构和对羟苯基结构，主要包括醇羟基、酚羟基、羰基、羧基和甲基等，能发生多种化学反应。异氰酸酯树脂胶填充木材缝隙首先来自于异氰酸酯基与木材中大量的活泼氢之间的反应所形成的化学键，如纤维素、半纤维索中的羟基，木素中的酚羟基，还包括木材中所含有的大量的水，它们都能与异氰酸酯发生反应，这是异氰酸酯基与基材活泼氢反应形成化学键结合；其次，异氰酸酯树脂与基材含氧、氮等的大极性基团形成氢键结合，异氰酸基自身或异氰酸基与异氰酸基和木材的产物之问可以产生自身交联反应。但在实际应用中，NCO基团的活性非常的大，直接将多异氰酸酯渗透到木材中，NCO基团机会快速的与水、活泼氢发生反应，在对异氰酸酯未完全进入到木材内时，就已经发生了固化，这样，多异氰酸酯就难以完全渗透到木材中以完全填充木材内的缝隙，这样，目前的多异氰酸酯也只能局限在胶粘剂的领域中。另外，原木具有自身的颜色本身，而在使用过程中，使用者对颜色的使用有要求，这样，原木的使用就受到了限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种改性陶瓷木及制造方法，利用本专利技术的陶瓷木和通过该制造方法获得的陶瓷木，像陶瓷一样防腐、防水、防蛀、尺寸稳定、使用寿命长，性能好，使得木材不容易变形、发霉，同时耐用，而且陶瓷木的里层和外层一致，不会因外层材料被打磨掉后与内层陶瓷木不一样。而且能根据需要制造成不同颜色的陶瓷木，且加入的活性染料能与木材发生反应。为达到上述目的，一种改性陶瓷木的制造方法，包括如下步骤：(1)制备预聚体，将多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇反应；(2)在预聚体中加入封闭剂，用封闭剂封闭NCO基团形成封闭型预聚体，反应式为：(3)在封闭型预聚体中加入水和活性染料形成浸渍液；(3)将木材浸渍在浸渍液中，浸渍液在1-10MPa的压力下通过12-24小时进入到木材内；(4)取出经过浸渍的木材，然后放入到加热釜中，对经过浸渍的木材进行加热10-20小时，加热温度为100-180℃，加热采用分段加热，其中，100-120℃加热4-8小时，120-150℃加热4-8小时，150-180℃加热2-4小时，在加热过程中，封闭的NCO基团被解封，同时发生化学反应，其中，活性染料的分子与木材中的羟基和蛋白质纤维中氨基发生反应的活性基团，染色时与纤维生成共价键，生成“染料-纤维”；化合物在木材内形成木材纤维构成网状结构的聚氨酯并制得陶瓷木；发生的化学反应主要有：改性陶瓷木包括木材，在木材的缝隙内填充有与木材纤维形成网状结构的聚氨酯及木材纤维的羟基和蛋白质纤维与活性染料分子反应生成的染料-纤维，所述的聚氨酯是由封闭型预聚体与水反应而成的高分子聚合物，封闭型预聚体由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇反应形成预聚体然后用封闭剂封闭NCO基团。形成封闭型预聚体的温度为60-100℃，封闭型预聚体中NCO基团的含量占封闭型预聚体的5-20％，封闭型预聚体分子量为1000-5000，封闭型预聚体固含量＞80％溶剂：水，以上百分比为重量百分比。进一步的，多异氰酸酯为TDI、MDI、HDI、IPDI中的一种或者几种。进一步的，封闭剂为咪唑、水杨酸甲酯、对羟基苯甲酸甲酯中的一种。进一步的，陶瓷木中包括由多异氰酸酯与陶瓷木中羟基和酚羟基反应形成的部分。在本专利技术中，基于木材内具有羟基、酚羟基和大量水的特性，而多异氰酸酯中的NCO基团的活性有非常的高，为此，本专利技术先对NCO基团进行封闭，让封闭型预聚体和水在压力和控制的时间内完全进入到木材的缝隙中后，通过加热对NCO基团进行解封，在解封的过程中，NCO基团与水、羟基、酚羟基进行反应固化形成聚氨酯，在固化过程中，聚氨酯与木材纤维形成网状结构，在解封和固化过程中，多异氰酸酯填充木材缝隙首先来自于异氰酸酯基与木材中大量的活泼氢之间的反应所形成的化学键，如纤维素、半纤维索中的羟基，木素中的酚羟基，还包括木材中所含有的大量的水，它们都能与异氰酸酯发生反应，这是异氰酸酯基与基材活泼氢反应形成化学键结合；其次，异氰酸酯树脂与基材含氧、氮等的大极性基团形成氢键结合，异氰酸基自身或异氰酸基与异氰酸基和木材的产物之问可以产生自身交联反应。这样，不仅将木材中的缝隙完全填充，而且让木材的内外保持一致，让木材像陶瓷一样防腐、防水、防蛀、尺寸稳定、使用寿命长，性能好，使得木材不容易变形、发霉，同时耐用。在加热过程中，解封出来的部分封闭剂进入到木纤维中，部分封闭剂因温度高的原因被水分带走，采用分段加热的目的是让小分子与水分全部挥发，达到环保的目的。在本专利技术中，在封闭NCO基团前将多异氰酸酯与聚醚多元醇或聚酯多元醇，这样，能提高封闭型预聚体的渗透能力和流动性，让封闭型预聚体更多、更快的进入到木材内。另外，在本专利技术中，通过加入活性染料，性染料的分子与木材中的羟基和蛋白质纤维中氨基发生反应的活性基团，染色时与纤维生成共价键，生成“染料-纤维”，因此，不仅活性染料能给木材增加颜色，而且增加颜色的木材的内外一样，同时活性染料能与木材作用，进一步提高了木材的性能。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行进一步详细说明。改性陶瓷木包括木材，在木材的缝隙内填充有与木材纤维形成网状结构的聚氨酯及木材纤维的羟基和蛋白质纤维与活性染料分子反应生成的染料-纤维，所述的聚氨酯是由封闭型预聚体与水反应而成的高分子聚合物，封闭型预聚体由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇反应形成预聚体然后用封闭剂封闭NCO基团；形成封闭型预聚体的温度为60-100℃，封闭型预聚体中NCO基团的含量占封闭型预聚体的5-20％，封闭型预聚体分子量为1000-5000，封闭型预聚体固含量＞80％溶剂：水，以上百分比为重量百分比。多异氰酸酯为TDI、MDI、HDI、IPDI中的一种或者几种。封本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性陶瓷木的制造方法，其特征在于包括如下步骤：(1)制备预聚体，将多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇反应；(2)在预聚体中加入封闭剂，用封闭剂封闭NCO基团形成封闭型预聚体，反应式为：

【技术特征摘要】
1.一种改性陶瓷木的制造方法，其特征在于包括如下步骤：(1)制备预聚体，将多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇反应；(2)在预聚体中加入封闭剂，用封闭剂封闭NCO基团形成封闭型预聚体，反应式为：(3)在封闭型预聚体中加入水和活性染料形成浸渍液；(3)将木材浸渍在浸渍液中，浸渍液在1-10MPa的压力下通过12-24小时进入到木材内；(4)取出经过浸渍的木材，然后放入到加热釜中，对经过浸渍的木材进行加热10-20小时，加热温度为100-180℃，加热采用分段加热，其中，100-120℃加热4-8小时，120-150℃加热4-8小时，150-180℃加热2-4小时，在加热过程中，封闭的NCO基团被解封，同时发生化学反应，其中，活性染料的分子与木材中的羟基和蛋白质纤维中氨基发生反应的活性基团，染色时与纤维生成共价键，生成“染料-纤维”；化合物在木材内形成木材纤维构成网状结构的聚氨酯并制得陶瓷木；发生的化学反应主要有：2.根据权利要求1所述的改性陶瓷木的制造方法，其特征在于：多异氰酸酯为TDI、MDI、HDI、IPDI中的一种或者几种。3.根据权利要求1所述的改性陶瓷木的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢煌，黄玉真，王荣克，杨海景，
申请(专利权)人：广州精点高分子材料制品有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44