[发明专利]复合木材防腐处理液、其制备方法和用该处理液使木材改性的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种浸渍木材的渗入液体、该渗入液体的制备方法以及用该渗入液体浸渍木材的处理方法，特别涉及一种木材防腐液、其制备方法以及利用该木材防腐液使木材改性的处理方法。

背景技术

木材作为一种由天然高分子化合物组成的生物性材料，具有强重比大，加工能耗少，环境污染相对小等优点，但同时也存在材质疏松、材性变异大，容易受到环境以及微生物的侵害而破坏的不足。

虽然采用传统的木材防腐剂处理可以在一定程度上有效的提高木材耐腐性，延长木材的使用寿命，但传统的木材防腐处理在提高木材的物理力学强度等方面性能上存在较为严重的不足，另外大部分的传统木材防腐剂以铜、铬、砷等元素为主要有效成分，而这些金属成分对人身健康和环境安全具有潜在的危害，从而使防腐处理材尤其是人工林防腐处理木材的使用受到一定的限制。

为此，可以采用各种高科技手段对木材进行复合改性，制备各类不仅防腐性能优良，而且各方面性能也较为优异的木质复合材料，如陶瓷木、碳化木、木塑复合材料等。其中以木材-无机纳米复合材料所表现出的良好的性能而受到广泛的关注。

有研究者采用溶胶-凝胶法制备木材无机质复合材料(参见张明华等人的译文“溶胶-凝胶法制备木材-无机质复合材料(之三)”，吉林建材2000，(82)：39-44)，该材料可以有效的提高木材的尺寸稳定性和滞火性。

此外，廖秋霞等人公开了利用原位溶胶-凝胶制备木材-PMMA-SiO2复合材料的方法(参见“.原位溶胶-凝胶制备木材-PMMA-SiO2复合材料及其显微结构”，福建化工，2001，(1)：21-23)；孙立等人公开了通过化学反应方法制备木材-SiO2复合材料(参见“用化学方法制备木材/二氧化硅纳米复合材料”，中国建筑科技，1998，7(3)：23-25)；邱坚等人公开了一种超临界干燥技术制备的木材-SiO2复合材料的方法(参见“超临界干燥制备木材-SiO2气凝胶复合材料及其纳米结构”，东北林业大学学报，2005，33(3)：3-4)。采用溶胶-凝胶法、化学反应法、超临界干燥技术制备的木材-SiO2复合材料则具有纳米结构，使复合材料具有纳米尺寸。由于纳米材料会表现出许多常规物质所不具备的各种物理效应从而使木材-无机纳米复合材料在很多性能上都有较大的提高。

此外，国内还有研究者提出使用蒙脱土采用插层复合的方法制备木材/蒙脱土纳米复合材料。例如，吕文华提出了一种制备蒙脱土纳米插层复合材料的方法(参见“木材/蒙脱土纳米插层复合材料的制备，博士学位论文，北京林业大学，2004)；该方法采用CTMAB作为改性剂制备了有机蒙脱土，以水溶性酚醛树脂为复合中间介质，采用常压浸渍法制备了蒙脱土/木材复合材料以提高木材的力学强度、硬度、尺寸稳定性。

发明内容

本发明的目的是针对以上现有技术存在的问题，提供一种使木材改性的复合防腐处理液及其制备方法，该复合防腐处理液中含有蒙脱土，经其处理可以获得防腐剂固着效果好的木材/蒙脱土复合材料，从而使木材不但具有防腐性能，而且还提高物理力学性能、硬度和尺寸稳定性。

本发明的另一目的是提供一种使木材改性的处理方法，通过方法可以获得防腐剂固着效果好的木材/蒙脱土复合材料，从而使木材不但具有防腐性能，而且还提高物理力学性能、硬度和尺寸稳定性。

根据本发明一方面提供的一种复合木材防腐处理液，包括如下原料成分：有机蒙脱土和木材防腐液，其中有机蒙脱土包括钠基蒙脱土(Na-MMT)和十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)

其中，钠基蒙脱土(Na-MMT)和十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)的阳离子交换量之比为1∶1.0-3.0。特别是，钠基蒙脱土(Na-MMT)和十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)的阳离子交换量之比优选为1∶1.0-2.0。

其中，木材防腐液为含二癸基二甲基氯化铵(DDAC)的溶液，使其浓度为0.5-2.5％。特别是，木材防腐液为含二癸基二甲基氯化铵(DDAC)的溶液的浓度优选为1.5-2.5％。

其中，使有机蒙脱土在木材防腐液中的分散成浓度为1.5-3.0％。特别是，有机蒙脱土在木材防腐液中的浓度优选为1.5-2.5％。

根据本发明另一方面提供的复合木材防腐处理液的制备方法，包括如下顺序进行的步骤：

1)制备有机蒙脱土

将钠基蒙脱土(Na-MMT)制成浓度为3-8％的分散液，在分散液中加入十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)，在60-90℃温度下使其充分反应，经冷却后获得的沉淀物为有机蒙脱土；