[发明专利]一种低档速生木材改性液及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种木材改性的方法，尤其涉及一种低档速生木材的改性方法，包括所用的改性液及其制备方法和应用。

背景技术

我国是世界上木材及木制品的主要消费大国，但又是人均占有森林(木材)资源最少的国家之一。随着我国国民经济的快速稳定发展，人民生活水平不断提高，我国木材的供需矛盾进一步加剧。我国政府近年来大力推进人工速生林建设，积极增加国内木材的供应，在一定程度上缓解了木材供需的矛盾。但速生材因材质疏松、易开裂变形和不耐腐朽，应用范围受到限制，目前大多数树种只能用于对材质要求较低的人造板和造纸行业。有效地利用木材，延长木材的使用寿命，低档木材高档化应用，这对我国建设资源节约型社会和环境保护具有重要战略意义。

木材改性是克服木材固有缺点、低劣质材优化、解决木材供需矛盾的一个很好的、也是很重要的对策。国外木材改性的技术研究，主要集中在欧美发达国家，目前已经实现产业化的产品有热处理木和乙酰化木材。

已经实现工业化的热处理技术包括芬兰Thermo Wood、荷兰Plato Wood、法国Retification和LeBois Perdure工艺、德国热油处理等方法。已经发表的相关专利包括：EP0018446、EP0612595、EP0623433、EP0622163、EP0759137、US5678324、EP89-2031709。在上述典型工艺中，以芬兰木公司最早进入中国市场，通过在国内不同地方设立代理机构进行销售，但价格很高。其改性的木材树种和用途与中国市场需求存在差异，木材改性技术缺乏针对性，在中国难以推广，因此大部分技术的实用性也较差。

木材乙酰化技术一直是木材改性技术研究较为活跃的领域，20世纪20年代末就有了木粉和锯屑被乙酰化的报道，而实木乙酰化的研究始于40年代。随后，美国、日本等相继开始了木材乙酰化的技术研究及商业应用研究。目前乙酰化木材已经实现了商品化。由于乙酰化木材成本较高，主要制作高附加值产品。

我国木材改性行业无论是生产规模、技术水平还是产品质量、行业管理均与发达国家存在很多差距，如木材防腐处理目前还不到商品木材产量的1％，而发达国家一般达到15％以上。利用当代物理和化学方法的木材改性技术，尚未能够产业化。

要实现低档木材高档化，木材改性的关键问题是要提高低档木材的密实度、硬度、尺寸稳定性以及改变木材单一的颜色，满足天然高档木材所赋予的厚重、不易变形开裂等性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种能够提高木材尤其是速生材的密实度、硬度和尺寸稳定性的木材改性液。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种木材改性液，包括以下重量份的组分：甲醛水溶液100份、尿素5-40份、三聚氰胺60-150份、增韧剂10-50份、稳定剂2-10、水20-80份；

优选，所述木材改性液包括以下重量份的组分：甲醛水溶液100份、尿素10-20份、三聚氰胺80-100份、增韧剂20-40份、稳定剂5-8份、水40-60份；

其中，甲醛水溶液的浓度为37％；

其中，所述增韧剂为聚乙烯醇、玉米淀粉、木薯淀粉、羟丙基淀粉、淀粉磷酸酯、羧甲基淀粉、聚醋酸乙烯乳液、EVA乳液、苯丙乳液或丙烯酸乳液中的一种或他们的混合物，优选增韧剂为苯丙乳液；其中，所述的稳定剂为甲醇、二甘醇、乙二醇、聚乙二醇、丙三醇、己六醇或蔗糖中的一种或两者的混合物，优选稳定剂为己六醇。

所述的EVA乳液是醋酸乙稀和乙烯单体共聚物的简称。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种制备上述木材改性液的方法。其特征在于首先加入甲醛和水，在弱碱性条件下，加入三聚氰胺、尿素、增韧剂以及稳定剂，三聚氰胺、尿素和甲醛进行加成缩聚反应，降温后，出料；

在本发明的一个优选实施例中，所述木材改性液的制备方法包括以下步骤：

1)、在反应釜中依次加入甲醛，用氢氧化钠水溶液调pH至9.0-10.0，加入三聚氰胺和己六醇，然后升温至90-95℃下反应20-40分钟；

2)、降温至85℃，加入尿素，反应10-20分钟；

3)、降温至60℃，调pH＝7.0-7.5，加入苯丙乳液；

4)、降温至40℃以下出料。

本发明得到的改性液，是将其配制成浸渍液用于低档速生木材的改性，利用该木材改性液得到的浸渍液，包括木材改性液100份、催化剂1-5份、水50-150份。其可用于处理木质纤维材料，尤其是实木材料；