[发明专利]一种小分子酚醛单体在实木中强化木材的方法

说明书

技术领域

本发明是一种小分子酚醛单体在实木中原位聚合制备酚醛树脂强化木材的方法，属于木材强化功能性改良和高值化利用技术领域，特别涉及到原木、锯材、板方等实体木材填充强化和高附加值利用。

背景技术

木质材料是四大建筑装修材料之一，木质材料具有天然的纹理和美感，自古以来人们就十分珍爱木材所具有的色、香、质、纹等特性，并将其广泛应用于建筑、家具等工作和生活环境中。它无毒、无害，是唯一可再生和可永续利用的“绿色材料”。随着人们生活水平的提高，高档珍贵木材的需求量日益增长。但是，许多木材由于材质松软、硬度小、强度低、开裂变形等缺陷使用价值不高。因此，对木材进行功能性改良很有必要。

酚醛树脂可分为热固性和热塑性两类。酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能，广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业。由于所采用酚醛的种类、催化剂类别、酚醛的摩尔比的不同可生产出多种多样的酚醛树脂，它包括：线型酚醛树脂、热固性酚醛树脂和油溶性酚醛树脂、水溶性酚醛树脂。线型酚醛树脂主要用于生产压塑粉、层压塑料；热固性酚醛树脂主要用于制造清漆或绝缘、耐腐蚀涂料；油溶性酚醛树脂主要用于制造日用品、装饰品；水溶性酚醛树脂主要用于制造隔音、隔热材料、人造板、铸造、耐火材料等。

木材工业中，常用酚醛树脂作胶黏剂制备木塑复合材料、竹质胶合板。同时，还有多项专利报道用酚醛树脂改性木材或者制备酚醛树脂基复合材料的方法。

合成树脂浸渍木材改性的工艺方法(CN201010214843.3)采用酚醛树脂液和碳酰胺在高压釜中浸渍木材，然后在烘箱干燥后得到酚醛树脂改性木材。

木材酚醛树脂层积材料及其制造方法(CN93105062.6)采用酚醛树脂液浸胶顺纹单板和横纹单板，并在浸胶单板之间设置金属网，获得木材酚醛树脂层积材料。

酚醛树脂基复合材料轨枕的制备方法(CN201210257304.7)，是将雾化喷施酚醛树脂胶的粒度为1～3mm的木屑、浸泡酚醛树脂胶的毛竹片与浸泡酚醛树脂胶的玻璃纤维方格布表面材料在模具中三段式热压，制得酚醛树脂基复合材料轨枕。

一种高品质杨木复合材料的制造方法（CN201110169691.4），是用高强度微波对杨木锯材进行拆解处理,然后再用酚醛树脂对其进行浸注处理,最后在热压机中对其进行热压、炭化与定型处理,生产高品质新型杨木复合材料。

一种短切碳纤维增强酚醛树脂基复合材料的制备方法(CN201010520238.9),是将分散处理后的短切碳纤维为增强材料,将其溶解于无水乙醇中,同时加入酚醛树脂均匀混合,经模压制得短切碳纤维增强酚醛树脂基复合材料。

然而，仿木材料虽然在一定程度上可以替代木材来使用，但在一些方面依然不如与真正的木材，比如木材的天然纹理，比如一些特殊木材拥有的珍贵特性，所以对木材进行改性加工依然是不可缺少的技术工艺。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种小分子酚醛单体在实木中强化木材的方法，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种小分子酚醛单体在实木中强化木材的方法，是一种利用小分子酚醛单体在实木中原位聚合生成酚醛树脂来强化木材的方法，具体步骤为：

（1）实木的锯解和干燥：将原木锯解成需要的规格，然后按照木材干燥基准进行干燥，含水率控制在10%以下；

（2）改性液的配制：改性液包括酸催化改性液或碱催化改性液；根据配方准确称量改性液的每个组份，并且充分搅拌，混合均匀；

（3）高压真空浸注：将锯解干燥过的木材装入真空高压浸注罐中，开启真空泵抽真空，罐内压力为0.01~0.02MPa维持10~120min；开启进液阀门将按照配方配置的酸催化改性液或碱催化改性液抽入浸注罐内，使酸催化改性液或碱催化改性液液面完全覆盖木材，加0.8~1.8MPa压力浸渍2.0~8.0h，开启排液阀门将酸催化改性液或碱催化改性液压送回储液槽，调整配比后留作下次使用，将浸注处理后的木材取出装入密闭的固化反应室；

（4）原位聚合固化反应：将经酸催化改性液或碱催化改性液浸注处理后的木材装入密闭的固化反应室，在40~60℃温度下保温0.5~1.0h匀质，然后在60~140℃温度下聚合固化反应2.0~48h在木材空隙内原位聚合形成酚醛树脂。