[发明专利]一种木材-聚乳酸复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种木材‑聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下具体步骤：1）木材的预处理；2）将步骤1中处理好的木材浸没于溶有聚乳酸的三氯甲烷溶液中，并放入真空加压装置中，加压浸渍处理；3）将浸渍完的木材放在热压机中进行热压成型。采用上述方法制备的木材‑聚乳酸复合材料，具有力学强度高、无甲醛释放和可降解等优点，可用于家具和户外装修等领域。

技术领域

本发明涉及一种木材改性方法，具体涉及木材-聚乳酸复合材料的制备方法。

背景技术

第八次森林资源调查结果显示，我国人工林面积居世界首位。但力学性能低影响了人工林木材在家具制造和装饰装修中的应用。浸渍增强处理是提高人工林木材力学性能的重要手段，目前通常采用加压浸渍酚醛树脂和脲醛树脂的方法对木材进行改性处理。但酚醛树脂和脲醛树脂处理后的木材在使用过程中会释放甲醛，同时酚醛树脂和脲醛树脂无法生物降解。有文献公布了一种聚乳酸木塑复合线材及其制备方法和应用，该方法将木材打成木粉，然后与聚乳酸、聚乙烯和聚磷酸铵等混合挤出或者3D打印出复合材料。该方法将木材粉碎成木粉，生产成本高，同时失去了木材原有的天然纹理和花纹。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供木材-聚乳酸复合材料的制备方法，该方法能保持木材天然纹理和花纹，同时浸渍增强使力学性能提高，且无甲醛释放。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供木材-聚乳酸复合材料的制备方法，该真空干燥方法依次包括以下步骤：

(1)木材预处理：首先将木材堆放在大气中，自然干燥至含水率30-40%。然后采用功率密度为200 kW/m³的微波对木材进行预处理，使木材渗透性提高；

(2)聚乳酸树脂溶液的制备：在三氯甲烷溶液中加入1%的乙醇作稳定剂，之后匀速缓慢加入聚乳酸粉末，使用玻璃棒快速均匀搅拌，每100g聚乳酸粉末使用500ml三氯甲烷溶液进行充分溶解，不能留有较多气泡和白色固体；

(3)加压浸渍处理：将经过预处理后的木材置于加压浸渍罐中，加入步骤(2)中制备好的聚乳酸树脂溶液，并淹没所有木材。采用1Mpa的加压压力，加压浸渍处理时间60min；

(4)热压成型：将步骤(3)中加压浸渍后的木材取出，晾干至表明无明显液体，随后置于热压机中进行热压成型，采用厚度规控制热压压力，热压温度为160℃，控制压缩率为10%，热压时间为60min；

(5)冷却卸压：关闭热压机加热阀门，通入循环水让热板冷却，待压机热压板温度降低到50℃以下后，即可卸除压力，取出木材。

本发明的有益效果是：首先将木材含水率调整为30～40%范围内，此时木材内部的自由水较少，结合水处于饱和状态，细胞腔内有足够的空间容纳水蒸气，细胞壁内有足够多的水用来吸收微波能而产生蒸汽，在此含水率状态下，木材经过微波处理后，在木材细胞腔内部产生大量的水蒸气，木材的部分闭塞纹孔和纹孔塞被破坏，甚至木材产生宏观裂缝，产生新的流体通道，有利于聚乳酸溶液进入木材内部。聚乳酸能溶于三氯甲烷溶液，按照1:5的比例将聚乳酸充分溶解。采用1Mpa的加压压力能使聚乳酸溶液更好的深入木材内部，加压时间维持在60min。浸渍处理后只需控制压缩率10%，采用厚度规控制，最后冷却后出材，制备的木材-聚乳酸复合材料具有天然环保、力学性能优良等优点，同时可天然降解，不造成环境污染。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步，步骤(1)中木材含水率调整为30%；

进一步，步骤(3)中加压压力为1.5MPa；

进一步，步骤(4)中热压时间为90min；

上述参数为优选参数，在其参数下，制备的木材-聚乳酸复合材料力学性能最优。

具体实施方式