[发明专利]一种硅酸盐阻燃致密木材的制备方法

说明书

本发明公开了一种硅酸盐阻燃致密木材的制备方法，属于阻燃致密木材的制备方法技术领域。本发明通过木材成分脱除、硅酸盐渗透和高温热压过程等步骤形成致密的层压木材结构，在提高阻燃成分抗流失性的同时，彻底解决游离甲醛释放和浸渍改性材脆性大、成本高等问题，显著改善木材的力学强度和阻燃性能。且本发明成本低，工艺简单，不需要昂贵树脂合成装置，浸渍压力低，易控制，干燥周期短；绿色环保，无甲醛释放，减少环境污染；并且同时提高了木材的强度、韧性和阻燃性能。本发明对于人工林低质木材增强‑阻燃改性具有较高的参考价值，适于推广应用。

技术领域

本发明属于阻燃致密木材的制备方法技术领域，具体涉及一种硅酸盐阻燃致密木材的制备方法。

背景技术

在天然林全面禁伐导致木材供需矛盾紧张的背景下，改善低质人工林木材品质，实现其功能化高效利用，是我国林业可持续发展的一项重要战略决策。针对人工林木材密度小、强度低、易燃烧等缺陷，现阶段主要采用树脂浸渍改性与阻燃处理联合的一体化技术(有机树脂复配无机阻燃剂)，全面改善木材性能的同时提高无机阻燃成分的抗流失性，实现木材的高效高附加值利用。

然而传统树脂复配阻燃剂联合改性木材的冲击韧性大幅下降，在生产和使用过程中释放游离甲醛和挥发性有机化合物，且浸渍材干燥成本较高，因此有必要制备一种环境友好、低成本的兼具优异机械强度和阻燃性能的改性木材。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，而提供一种硅酸盐阻燃致密木材的制备方法，本发明通过木材成分脱除、硅酸盐渗透和高温热压过程形成致密的层压木材结构，在提高阻燃成分抗流失性的同时，彻底解决游离甲醛释放和浸渍改性材脆性大、成本高等问题，显著改善木材的力学强度和阻燃性能。

本发明采用如下技术方案：

一种硅酸盐阻燃致密木材的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，木材成分的脱除：将木材进行干燥，备用；然后配制酸性亚氯酸钠溶液；将干燥后的木材放入酸性亚氯酸钠溶液中，升温，保持液面始终高于木材样品，煮沸，以脱除木材中部分半纤维素和木质素；最后用蒸馏水多次冲洗木材以除去残留的化学物质；

步骤二，改性硅酸盐阻燃剂的制备：选取一定模数的硅酸钠，配制一定质量分数的硅酸钠溶液，在此基础上缓慢滴加3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550，纯度97％)，恒温匀速搅拌，制得无色透明的改性硅酸盐阻燃剂；

步骤三，改性硅酸盐阻燃剂浸渍处理：将步骤一所得脱除部分成分的木材放入密封的浸渍容器中，先进行抽真空处理，然后在真空条件下将改性硅酸盐阻燃剂加入到浸渍容器内，直到改性硅酸盐阻燃剂完全淹没容器内的木材，再将真空释放，抽真空和真空释放过程重复数次，最后将浸渍材取出；

步骤四，浸渍材高温热压处理：将浸渍材放入热压机中，在一定压力下，升至一定温度，保持一定时间，制得所述硅酸盐阻燃致密木材。

其中一些实施例中，步骤一中所述木材在103±5℃的条件下干燥24h。

其中一些实施例中，步骤一中所述配制酸性亚氯酸钠溶液具体为：用蒸馏水配制质量分数2％～3％的亚氯酸钠溶液，加入冰醋酸(98％)调节溶液pH值为4～6，即得所述酸性亚氯酸钠溶液；

其中一些实施例中，步骤一中所述升温至温度为100℃，所述煮沸时间为6～24h；

其中一些实施例中，步骤二中所述硅酸钠的模数为2.3～3.3，所述硅酸钠溶液的质量分数为30％～40％。

其中一些实施例中，步骤二中所述恒温匀速搅拌具体为：在50℃恒温条件下均速搅拌30min，所述搅拌速度为500～1000r/min，加入的所述3-氨基丙基三乙氧基硅烷的质量为所述硅酸钠溶液质量的1％～3％；