[发明专利]一种新型疏水性木材的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及木材制造及改性领域，特别是一种疏水性木材的制备方法。

背景技术

木材主要是由纤维素、半纤维素和木质素组成的高分子材料，由于木材自身的组织构造，使木材具有吸湿膨胀的特性，造成在某些环境下木材尺寸稳定性差的缺陷。提高尺寸稳定性的途径有很多，如：外表面涂刷防水材料；用膨胀剂填塞木材细胞壁；用极性较小的基团代替木材纤维素和木质素上的羟基，使木材化学成分发生改变；在木材成份的结构单元间进行化学交联等等，但现有的这些提高木材疏水性的方法大都存在制备工艺复杂、能耗大、产品有异味以及腐蚀设备、成本高等问题。为此中国专利CN201210032886.9公开了一种提高木材整体疏水性的方法，该方法采用将烷基烯酮二聚体（简称AKD）配成一定浓度的正己烷稀释溶液对木材进行浸注改性，以提高木材整体的疏水性能。但该方法仅是通过AKD与木材内的纤维素发生化学反应，在木材内细胞壁上具有疏水性，从而使木材表面及木材内部具有一定的疏水特性。而在木材细胞壁内，有微晶、微纤丝和纤丝之间的间隙构成了木材的微毛细管系统，微毛细管系统的吸水和解吸会引起木材细胞壁的收缩和膨胀，进而导致木材尺寸和体积发生改变。所以降低细胞壁上游离羟基数量及减少细胞壁内间隙才是提高疏水性的根本所在。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种既可以使木材具备了疏水及自清洁功能，还可以提高木材的尺寸稳定性及力学强度，并且工艺简单，不需要加热加压处理、不改变木材的颜色，不腐蚀设备，能耗低，且产品无异味的新型疏水性木材的制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述新型疏水性木材的制备方法，其特点是包括以下步骤：

（一）、烷基烯酮二聚体胶粒在40℃-60℃下熔融，然后加入一定量的阳离子淀粉及乳化剂、水，经高压均质器处理制得质量浓度为0.01%-10%的烷基烯酮二聚体乳液，备用。 

（二）、将质量浓度为0.01%-10%的烷基烯酮二聚体乳液与质量浓度为0.5%-20%的纳米纤维素凝胶按(1-5):1的重量配比混合并高速搅拌，制得复合乳液，备用。

（三）、将木材放到反应罐中，将反应罐密闭后抽真空至-0.13Mpa～-0.09MPa，并保持负压15min～60min。 

（四）、在真空状态下向反应罐中注入经步骤（二）中得到的复合乳液，并使木材浸没于复合乳液中，保持真空状态15min-60min后解除真空，恢复常压后继续浸渍30min-120min。 

（五）、取出木材，沥干复合乳液，在80-110℃烘箱中干燥3-8h，即得新型疏水性木材。

在本发明中，因AKD是一种不饱和内酯，在常温下是蜡状固体，不溶于水，须制备成乳液才能使用，而乳化剂和阳离子淀粉具有自留着和协同增效作用，因此在AKD熔融液中加入阳离子淀粉及乳化剂，可有效提高AKD乳液的稳定性，减少其使用量，降低生产成本。

其中步骤一中各组份的重量配比为，阳离子淀粉：乳化剂：烷基烯酮二聚体胶粒：水=(2-4.9):(0.1-3):(0.01-10):(85-95)。乳化剂可为二辛基琥珀酸磺酸钠、甘胆酸钠或十二烷基磺酸钠等，上述阳离子淀粉为季铵型阳离子淀粉，如季铝盐阳离子淀粉、2-羟基-3-甲基丙烯酸羟丙基三甲基氯化铵等。

上述纳米纤维素凝胶的制备方法为：将微晶纤维素加入到质量浓度为30-70%的硫酸溶液中，在30-60℃温度下搅拌，使微晶纤维素发生水解反应，生成粒径小于100nm的纳米纤维素；将此纳米纤维素溶液经蒸馏水多次洗涤后，经超声波处理10-60min，即制得纳米纤维素凝胶。其中，微晶纤维素与硫酸溶液按重量比（1-10）:100进行混合。

本发明中上述步骤（三）的作用：是将木材中细胞腔及细胞间隙的空气抽出，有利于浸渍液（复合乳液）的浸注；同时也因木材在罐子中处于负压力状况，所以复合乳液能更快、更彻底地进入木材中间去，浸渍效率高。