[发明专利]一种胺铜接枝氧化石墨烯杉木防腐剂及其制备方法与施工工艺

说明书

本发明公开了一种胺铜接枝氧化石墨烯杉木防腐剂及其制备方法与施工工艺，属于木材防腐处理技术领域。所述杉木防腐剂是先将异氰酸酯化氧化石墨烯与乙醇胺反应制备乙醇胺接枝氧化石墨烯，再将乙醇胺接枝氧化石墨烯与氢氧化铜反应制备而成。所述施工工艺是先用本发明制备的防腐剂分散液对杉木进行一次浸注处理，再用聚氨酯水溶液对杉木进行二次浸注处理。本发明制备的防腐剂以及提供的施工工艺不仅可以显著提高杉木的防腐性和防腐稳定性，而且可以大幅度提高杉木的硬度、耐磨性和尺寸稳定性，具有显著的经济价值和社会效益。

技术领域

本发明属于木材防腐处理技术领域，具体涉及一种胺铜接枝氧化石墨烯杉木防腐剂及其制备方法与施工工艺。

背景技术

随着社会对木材的需求量增加和我国天然林保护工程的实施，人工林木材成为国内木材获取的重要途径。杉木作为国内重要的速生林树种，具有生长速度快、结构均匀、轻而韧等优点，是建筑、家具、造船等工业的优良原材料。但由于生长速度快，杉木存在易腐朽、蓝变、虫蛀等缺点。杉木防腐处理可以提高木材的抗菌抗虫等性能，是延长木材寿命、提高木材利用效率、节约木材资源的重要途径。提高杉木耐腐性能最常用的方法是用化学药剂浸注木材，抑制微生物生长以保护木材。铜对于真菌具有较好的抑制作用，并且价格适中，环境友好，因而广泛应用于杉木防腐剂。但传统使用的杉木防腐剂铬化砷酸铜(CCA)中因含有铬和砷元素，铬和砷具有毒性，给人类和周围环境带来危害和污染，并且经其防腐处理后的杉木的后续处理也相当麻烦，因而限制了其应用。目前，胺铜类防腐剂因毒性低、环保性好等特点逐渐取代CCA，成为杉木防腐领域的研究热点。何勇(何勇；ACQ防腐剂处理杉木小径材的研究,林业科技,2006,31(6):43-44)利用真空/加压法用ACQ-D型胺铜防腐剂对杉木进行了防腐处理。研究结果表明，当ACQ-D的浓度为0.5％时，可以达到理想的防腐效果。但是，通常胺铜防腐剂与木纤维的结合力较弱，长时间受到雨水浸泡、冲刷，容易流失，失去防腐作用。

发明内容

本发明针对杉木在使用过程中易腐朽、吸湿、开裂变形、使用年限短等问题，提供一种胺铜接枝氧化石墨烯杉木防腐剂及其制备方法与施工工艺。本发明制备的防腐剂以及提供的施工工艺不仅可以显著提高杉木的防腐性和防腐稳定性，而且可以大幅度提高杉木的硬度、耐磨性和尺寸稳定性，具有显著的经济价值和社会效益。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种胺铜接枝氧化石墨烯杉木防腐剂是先将异氰酸酯化氧化石墨烯与乙醇胺反应制备乙醇胺接枝氧化石墨烯，再将乙醇胺接枝氧化石墨烯与氢氧化铜反应制备而成。

所述胺铜接枝氧化石墨烯杉木防腐剂的制备方法包括以下步骤：

(1)将1～5g异氰酸酯化氧化石墨烯(杨宏军,蒋振奇,柏涛,薛小强,黄文艳,蒋必彪；石墨烯/聚氨酯复合材料的合成及表征,高分子材料科学与工程,2016,32(5):28-32)加入到200～1000mL N,N-二甲基甲酰胺中，在室温下超声30～90min，制备异氰酸酯化氧化石墨烯的分散液I；将1～15g乙醇胺加入到10～150mL N,N-二甲基甲酰胺中，在室温下机械搅拌10～30min，制备乙醇胺溶液II；在-5～5℃和氮气保护下，将溶液II以20～60滴/min的速度滴加到分散液I中，机械搅拌反应12～36h。经过滤、洗涤和冷冻干燥，制备乙醇胺接枝氧化石墨烯；

(2)将1～3g乙醇胺接枝氧化石墨烯加入到100～300mL水中，在室温下超声30～90min，制备乙醇胺接枝氧化石墨烯分散液；分2～10次向上述分散液中加入3～15g氢氧化铜，在室温下超声30～120min后，升温至30～60℃，机械搅拌反应6～18h，经过滤、洗涤和冷冻干燥，制备所述胺铜接枝氧化石墨烯杉木防腐剂。

所述胺铜接枝氧化石墨烯杉木防腐剂的施工工艺包括以下步骤：