[发明专利]一种防腐压缩改性木材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种物理和化学处理的木材及其制备方法，特别涉及一种浸渍改性处理的木材及其制备方法。

背景技术

户外使用的木材要求既要有良好的物理力学性质，又要有良好的耐腐性。但是目前越来越多地使用的人工林木材的表面密度普遍偏低，难以满足户外对使用木材的物理力学性质要求。通过压缩木材以提高人工林木材的物理力学性质的方法是，对木材进行热压形成压缩木以提高木材表面密度，从而提高木材的强度和表面硬度。

对于压缩木的研究早在上世纪30年代就已经开始，主要应用于军事方面。近几十年的研究目的主要是提高人工林软质材的强度和表面密度，从而扩大其使用范围。压缩木的变形不易固定，在水分或水热条件下会产生回复，因此研究着重于变定的产生及回复的机理，从而找到使变形永久固定的方法(参见王洁瑛等人的“木材变定的产生、回复及其永久固定”，北京林业大学学报，1999，21(3)：71-77)。使变形永久固定的常用处理方法包括树脂浸渍固化处理和化学处理，也可以利用木材本身特点进行加热处理和高温水蒸汽处理等。

日本学者饭田生穗等从1992年开始研究利用压缩变形回复力提高木材液体渗透性，并通过扫描电镜观察压缩后的木材的解剖构造，初步得出其渗透性增大是由于产生了纹孔裂隙。同时抽提物的成分与含量，细胞腔表面的润湿性和闭塞纹孔也是影响压缩后木材吸液量的重要因素。

胺溶铜季铵盐-D型(ACQ-D)是目前国内市场上除铬化砷酸铜(CCA)外使用最为广泛的木材防腐剂，CCA防腐剂由于其配方中含有砷和铬等重金属类物质，已在很多国家被限用或禁用，而ACQ-D中的有效成份是氧化铜(CuO)和二癸基二甲基氯化铵(DDAC)，因此更具有环保性能。

目前常用的木材防腐处理方法是真空-加压浸注法，即先将压力罐内抽真空，然后吸入防腐处理液，再加压使防腐处理液进入木材内部，达到一定吸液量后停止加压并排出液体。处理后的木材必须达到一定的边材透入率及有效成份的保持量。根据2005年公布的中华人民共和国林业行业标准LY/T1636-2005“防腐木材的使用分类和要求”，ACQ-D防腐处理木材在户外不接触土壤、户外接触土壤(或浸在淡水中)及户外接触土壤(或浸在淡水中)且为难以更换或关键结构部件的条件下使用时，边材透入率及CuO的保持量应分别达到90％，90％，95％和4.0kg/m³，6.4kg/m³，9.6kg/m³。在检测CuO的保持量时采样方法如下：用空心钻钻取离表面一定深度的木芯。因此，经防腐处理后的试材中CuO的含量及其在木材中的分布直接影响其使用范围和使用效果。

尽管，很多学者对木材的压缩和防腐处理进行了广泛研究，但是目前尚未开发出一种能同时达到表面密实化和满足户外耐腐性要求的压缩木处理工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防腐压缩改性木材的制备方法以及由该方法制备的木材，本发明方法制备的改性木材不但具有防腐功能，而且表层密实化具有较高表面硬度，此外防腐剂CuO在改性木材中的含量分布呈表层向内部递减，使得CuO大量存在于木材表面而达到木材防腐的效果。

为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种防腐压缩改性木材的制备方法，包括依次对木材进行压缩和防腐处理。

其中，还包括在对木材进行压缩处理前，对木材进行水热预处理。水热预处理的方式可选择单面水浴浸泡木材或双面水浴浸泡木材，水热预处理时的温度控制为40-90℃，优选50-80℃。

其中，还包括在对木材进行压缩处理前，对木材进行水预处理。水预处理可选择对木材单面喷水或对木材双面喷水。

特别是，对木材单面或双面水浴的时间控制为0.3-0.6h/cm顺纹方向长度；对木材单面或双面喷水的喷水量控制为2-10ml/cm²。

其中，在对木材进行压缩处理时，控制热压温度为150-190℃，优选160-180℃；热压时间控制为5-30分钟，优选10-20分钟。控制木材的压缩率为40-60％(压缩率＝(压缩前厚度-压缩后厚度)/压缩前厚度×％)

其中，在对木材进行防腐处理时，将木材浸泡在防腐液中至其重量不发生变化为止。特别是防腐液选择浓度为1.0-2.0％的ACQ-D溶液。

其中，还包括在防腐处理后对木材进行固着处理，将木材用防水分蒸发的材料如塑料薄膜包裹后在温度为20-30℃的恒温箱中放置一段时间，时间控制在至少48小时。