【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及透明木材领域，主要涉及一种高强度透明木材的制备方法及其在建筑光热管理中的应用。
技术介绍
1、在全球能源消耗不断增长和环境问题日益严峻的今天，建筑行业作为能源消耗和碳排放的主要领域之一，其节能和环保的改造升级显得尤为重要。建筑光热管理，作为提高能源利用效率、降低能耗的关键技术，正逐渐成为建筑节能领域的研究热点。在这一背景下，开发新型绿色建筑材料，尤其是能够有效管理光线和热量的材料，对于实现建筑节能和提升居住舒适度具有重要意义。传统的建筑材料如玻璃和塑料在透光性方面表现良好，但在隔热性能和力学强度上存在局限性。例如，普通玻璃的高热导率导致室内热量流失严重，增加了建筑物的能耗。此外，玻璃的脆性限制了其在某些应用场合的使用。因此，开发一种既能高效透光又能良好隔热，同时还具备高强度的建筑材料，对于提升建筑能效和居住舒适度具有重要意义。
2、透明木材，作为一种新兴的可持续材料，因其优异的光学性能、良好的力学强度以及可再生和生物降解的特性，受到了广泛关注。透明木材通过特殊的处理工艺，不仅保留了木材的自然美观，还赋予了其光学透明性，使其在建筑光热管理领域展现出巨大的应用潜力。然而，现有的透明木材制备技术存在一些局限性：
3、首先，现有的透明木材在力学性能和光学透明度之间往往难以达到理想的平衡，且具有较高的热导率，限制了其在高性能应用中的使用。并且，由于木材细胞壁的介孔体积较低，导致聚合物树脂的渗透不充分，影响了最终产品的光学透明度。另外，在厚度增加时，现有的透明木材的光学透明度往往会显著下降，这限制了其在
4、综上所述，有必要研发一种新的技术方案，解决现有技术中存在的缺陷和不足。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种可规模化的用于建筑光热管理的高强度透明木材的制备方法，该方法能够结合木材的自然质感与优异的光学、热学和力学性能，实现高性能透明木材的规模化生产。本专利技术通过将化学改性的紫外吸收剂和对羟基苯甲酸与经空间选择性脱木质素处理的木材结合，随后用环氧树脂渗透制备而成，具有低密度、高机械性能、低热导率等特性，适用于建筑、光电和能源领域。
2、本专利技术的一个目的在于，提供一种高强度透明木材的制备方法，包括如下步骤：
3、s1、将2,4二羟基二苯甲酮与三乙胺共混，然后加入丙烯酰氯溶液，低温条件下反应，得到化合物1；
4、s2、将所述化合物1与丙烯酸共混，加入引发剂，加热反应，得到化合物2；
5、s3、将木材浸泡于酸性氯化钠(naclo2)溶液中，调节ph后进行脱木质素处理，得到脱木质素木材；
6、s4、将所述脱木质素木材浸泡于磷酸盐缓冲液中，加入2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(tempo)和naclo2，然后加入naclo，加热反应，洗涤，并在alcl3溶液中浸泡进行离子交联，得到tempo氧化木材；
7、s5、将所述tempo氧化木材、对羟基苯甲酸与化合物2共混，加热反应，得到中间产物；
8、s6、将所述中间产物浸泡于环氧树脂与硬化剂共混物中，使树脂渗透木材细胞壁，然后固化，得到高强度透明木材。
9、进一步地，步骤s1中，所述2,4二羟基二苯甲酮、三乙胺和丙烯酰氯的质量比为1:(0.3-1.5):(0.1-1)。
10、进一步地，步骤s1中，所述低温的温度为0-10℃。
11、进一步地，步骤s2中，所述化合物1与丙烯酸的质量比为1:(1-3)。
12、进一步地，步骤s2中，所述加热的温度为60-75℃。
13、进一步地，步骤s3中，所述ph为4-6。
14、进一步地，步骤s4中，所述脱木质素木材、2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、naclo2和naclo的质量比为1:(0.01-0.05):(1-3):(0.1-0.5)。
15、进一步地，步骤s4中，所述加热的温度为50-70℃。
16、进一步地，步骤s5中，所述tempo氧化木材、对羟基苯甲酸与化合物2的质量比为(5-20):(0.5-2):(0.5-2)。
17、进一步地，步骤s5中，所述加热的温度为60-80℃。
18、进一步地，步骤s3木材原料的选择与预处理：选择合适的木材原料，并进行脱木质素处理，以保留木材的细胞壁结构并去除部分木质素成分。这一步骤是关键的，因为它决定了最终产品的光学和力学性能。脱木质素处理可以通过酸性氯化钠溶液在特定的ph值和温度下进行，以确保木质素的有效去除而不损害纤维素的结构。
19、进一步地，所述木材原料优选杉木(fir wood)，因其具有明显的早晚材结构对比，适合用于制备具有自然图案的透明木材。
20、进一步地，脱木质素处理应确保早期木材(ew)区域的木质素被有效去除，而晚期木材(lw)区域保留部分木质素以保持自然图案。处理后的木材用水洗涤，以去除残留的化学物质。
21、进一步地，步骤s4空间选择性脱木质素处理：采用tempo介导的氧化方法对木材进行空间选择性脱木质素处理，以增加木材细胞壁的介孔体积和比表面积，从而提高其对聚合物树脂的吸附能力。这一处理步骤通过在木材细胞壁中引入羧基和羟基等官能团，增强了木材与树脂之间的相互作用，从而提高了复合材料的整体性能。
22、进一步地，步骤s6环氧树脂渗透与固化：在常温条件下，将经过空间选择性脱木质素处理并改性的木材浸泡在环氧树脂中，进行无溶剂渗透，确保树脂完全渗透木材细胞壁，实现树脂在木材细胞壁中的均匀分布，这一步骤在室温下进行，随后，通过固化处理，使渗透后的木材与树脂形成高性能透明木材。
23、本专利技术的另一个目的在于，提供上述高强度透明木材的制备方法制备的高强度透明木材在建筑光热管理中的应用。
24、在建筑光热管理应用中，本专利技术的高强度透明木材可广泛应用于玻璃天花板、屋顶、透明装饰和室内隔板等，不仅能够提供舒适的室内照明，还能有效降低室内能耗。例如，透明木材的高光学透光性和高光学雾度使其在透光的同时能够散射光线，减少眩光，提高室内光舒适度。此外，其低热导率有助于减少热量传递，提高建筑的隔热性能。因此，本专利技术的高强度透明木材在建筑光热管理领域具有广泛的应用前景，有助于推动建筑行业的绿色可持续发展。综上所述，本专利技术的高强度透明木材不仅在光学性能、力学性能和热绝缘性能上具有显著优势，而且在环境友好性和成本效益上也表现出色，为建筑光热管理提供了一种全新的材料选择。随着透明木材技术的不断发展和应用领域的不断拓展，其在未来建筑和光电领域的应用前景将更加广阔，为实现可持续发展目标做出本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高强度透明木材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述高强度透明木材的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述2,4二羟基二苯甲酮、三乙胺和丙烯酰氯的质量比为1:(0.3-1.5):(0.1-1)。
3.根据权利要求1所述高强度透明木材的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述低温的温度为0-10℃。
4.根据权利要求1所述高强度透明木材的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述化合物1与丙烯酸的质量比为1:(1-3)。
5.根据权利要求1所述高强度透明木材的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述加热的温度为60-75℃。
6.根据权利要求1所述高强度透明木材的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述pH为4-6。
7.根据权利要求1所述高强度透明木材的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述脱木质素木材、2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、NaClO2和NaClO的质量比为1:(0.01-0.05):(1-3):(0.1-0.5)。
8.根据权利要求1所述高强度透明木材
9.根据权利要求1所述高强度透明木材的制备方法，其特征在于，步骤S5中，所述TEMPO氧化木材、对羟基苯甲酸与化合物2的质量比为(5-20):(0.5-2):(0.5-2)。
10.权利要求1-9任一项所述高强度透明木材的制备方法制备的高强度透明木材在建筑光热管理中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高强度透明木材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述高强度透明木材的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述2,4二羟基二苯甲酮、三乙胺和丙烯酰氯的质量比为1:(0.3-1.5):(0.1-1)。
3.根据权利要求1所述高强度透明木材的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述低温的温度为0-10℃。
4.根据权利要求1所述高强度透明木材的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述化合物1与丙烯酸的质量比为1:(1-3)。
5.根据权利要求1所述高强度透明木材的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述加热的温度为60-75℃。
6.根据权利要求1所述高强度透明木材的制备方法，其特征在于，步骤s...
【专利技术属性】
技术研发人员：王欢，晁伟翔，庄伊钒，迟惠中，杨博暄，戴泳樟，
申请(专利权)人：深圳职业技术大学，
类型：发明
国别省市：
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