[发明专利]一种复合改性的速生木材及其复合改性方法

说明书

技术领域

本发明涉及木材改性技术领域，特别是涉及一种复合改性的速生木材及其复合改性方法。

背景技术

木材作为天然的高分子材料，拥有许多独特的性能例如多孔性、高强重比、各向异性、易加工性和美观性，但木材的缺点包括吸湿性、尺寸不稳定性、可燃性等限制了木材的实际应用。同时由于我国人工速生林的迅速发展，使得如何将这些材质松软、强度低、尺寸不稳定、材色浅的速生木材利用于需求量大的地板、家具和木制品市场变得尤为重要，因此，改善速生木材的尺寸稳定性、加深材色、提高表面疏水性对速生木材的高效利用具有重要意义。

传统的速生木材的硬化、强化和尺寸稳定化技术包括细胞腔填充改性、细胞壁及细胞腔填充改性以及化学处理。其中通过热改性或化学改性的化学处理是最有效的方法。公开号为CN101007412A的中国专利申请中公开了一种用于改善木材尺寸稳定性和耐久性的木材超高温热处理方法，但改性木材的强度、硬度等力学性能无显著改善。公开号为CN104057507A的中国专利申请中公开了一种室外用木地板木材增强改性处理剂，其包含糠醇组分的改性处理剂在渗透入木材内部后，与木材纤维吸附结合，提高了力学性能和尺寸稳定性，但糠醇单一改性木材在160℃至300℃之间的热稳定性劣于未改性木材。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出的是一种速生木材复合改性方法，所述方法利用速生木材通过复合改性技术处理制备综合性能优良的改性木材。其目的旨在有效改善传统有机聚合物改性木材热稳定性差以及无机化合物难以有效改性木材力学性能的缺点，同时提高速生木材的耐久性、尺寸稳定性以及表面疏水性。

为了实现本发明的目的，本发明提供一种速生木材的改性方法，包括如下步骤：

1)取速生木材，在甲苯、乙醇和丙酮的混合溶液中抽提8-24小时后取出备用；

2)将步骤1)处理后的所述速生木材在处理液中真空浸渍10-60分钟，然后常压浸渍2-6小时，依次交替重复所述真空浸渍和所述常压浸渍2-3次；

其中，按重量份计，所述处理液包括50-100份铝溶胶、0-50份去离子水和50-100份糠醇；

3)利用铝箔纸包裹已浸渍处理的所述速生木材，在80-120℃的温度下固化12-48小时，然后去除所述铝箔纸，继续在100-110℃的温度下干燥直至恒重，即得改性后的速生木材。

优选地，所述速生木材包括但不限于杨木、杉木、泡桐、桉木、松木等；优选为杨木、松木或杉木。

优选地，在抽提前，将所述速生木材加工制成一定规格的木块，以方便后续加工。

优选地，步骤1)的所述混合溶液中，所述甲苯、所述乙醇和所述丙酮的体积比为2-5:0-2:0-2，优选为3-4.5:0.5-1.5:0.5-1.5；更优选为4:1:1。更优选地，所述甲苯为2-5份，优选为3-4.5份；所述乙醇为0-2份，优选为0.5-1.5份；所述丙酮为0-2份，优选为0.5-1.5份。该混合比例下的混合溶液能够较完全地将木材中的抽提物去除。

优选地，所述抽提处理在索氏抽提器中进行，本发明的所述混合溶液相对于所述速生木材的用量为本领域常规用量，在此不作特别限定。

优选地，所述抽提处理后，还包括对处理后的所述速生木材进行干燥处理。优选在鼓风干燥箱中，在100-110℃下干燥10-15小时(优选为12小时)。

本发明通过将所述速生木材在上述混合溶液中抽提，可以将所述速生木材中的抽提物去除，使后续的浸渍处理中，处理液能够充分浸入所述速生木材中，使得浸渍液分布均匀，改性材性能均一，具有提高浸渍和改性效果的优点。

优选地，本发明所述的处理液为以重量份计，由70-80份铝溶胶、20-30份去离子水和70-80份糠醇均匀混合后调节pH值为3.5-4.5而形成。

本发明所述的处理液颜色均一，流动性好，具有较长是贮存稳定性。

优选地，步骤2)中，以甲酸调节所述处理液的pH值，优选调节pH值为4。

优选地，步骤2)中通过搅拌使混合液充分混合均匀。

本发明所述铝溶胶可通过市售购得，或通过常规技术手段制备得到。为了得到更高质量的铝溶胶，以确保速生木材的改性质量，本发明同时提供了铝溶胶的制备方法。

具体地，所述铝溶胶由以下方法制备得到：将异丙醇铝与去离子水按摩尔比1:80-120的比例加入带冷凝回流装置的反应器中，搅拌，调节pH值为3.0-5.0，然后在65-90℃下恒温加热6-12小时，即得。