[发明专利]一种聚乙烯亚胺增强实木复合材料及其制备方法

说明书

本申请涉及实木复合材料的领域，具体公开了一种聚乙烯亚胺增强实木复合材料及其制备方法。一种聚乙烯亚胺增强实木复合材料，由实木原材经过聚乙烯亚胺水溶液和聚乙烯醇水溶液处理后制得，其中所述聚乙烯亚胺水溶液和聚乙烯醇水溶液的用量均至少能浸没实木原材。其制备方法为：S1：配制聚乙烯亚胺水溶液和聚乙烯醇溶液；S2：将实木原材烘干，用聚乙烯亚胺水溶液浸泡；S3：用聚乙烯醇水溶液浸泡；S4：经过步骤S3处理后的二次处理实木自然挥发水分，随后升温干燥，再进行养生处理，即可得到聚乙烯亚胺增强实木复合材料。本申请具有提高实木密度均一性以及各项物理性能的优点。

技术领域

本申请涉及实木复合材料的领域，更具体地说，它涉及一种聚乙烯亚胺增强实木复合材料及其制备方法。

背景技术

天然木材砍伐后在仓储、物流、加工等过程中存在易老化、腐朽、变形等问题，尤其是生长速度较快的实木种类，其原因在于木材在自然生长过程中，由于其自身结构特点与季节更替，会形成典型的从纳米到毫米的多尺度分级结构，导致木材的密度均一性较差。相同截面的木材中，芯材与边材吸水率、物理强度等性能存在较大差异时，会出现同一木材不同位置由于吸水率的差异导致的实木变形、开裂等情况，其会对实木加工与应用过程中使用设备精度、尺寸准确度等具有较高要求，从而影响速生实木在家具中的规模化应用。

目前，对于实木的增强处理通常采用无机盐溶液处理方式，但是盐类仅能在实木的孔隙中进行简单物理填充，经处理后仅木材密度有所增加，但理化性能与处理前相比未有明显提升。

发明内容

为了提高实木复合材料中各组分的相容性以及各项理化性能与尺寸稳定性，本申请提供一种聚乙烯亚胺增强实木复合材料及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种聚乙烯亚胺增强实木复合材料，采用如下的技术方案：

一种聚乙烯亚胺增强实木复合材料，由实木原材依次经过聚乙烯亚胺水溶液和聚乙烯醇水溶液处理后制得，其中所述聚乙烯亚胺水溶液和聚乙烯醇水溶液的用量均至少能浸没实木原材。

通过采用上述技术方案，以聚乙烯亚胺为化学修饰剂，以聚乙烯醇为物理增强剂，化学修饰剂通过木材的各级孔道浸入其组织结构，与实木木质纤维素中羟基发生脱水缩合，以共价键形式进行化学修饰，有效提升各组分与实木相容性；物理增强剂在实木中析出后于实木孔隙及细胞腔内实现物理填充，使得实木的气干密度、抗弯强度、顺纹抗压强度、冲击韧性等性能均得到显著提升。

优选地，所述聚乙烯亚胺水溶液中的聚乙烯亚胺选用聚合度为50-5000之间的聚乙烯亚胺，所述聚乙烯醇水溶液中的聚乙烯醇选用聚合度为200-5000之间的聚乙烯醇。

通过采用上述技术方案，经过试验，聚乙烯亚胺和聚乙烯醇选用该聚合度时，对于实木的各项性能提升最优。

优选地，所述聚乙烯亚胺水溶液的质量浓度选用0.1-25%，所述聚乙烯醇水溶液的质量浓度选用0.1-30%。

通过采用上述技术方案，聚乙烯亚胺水溶液和聚乙烯醇水溶液的浓度过低会使得以聚乙烯亚胺为化学修饰剂和以聚乙烯醇为物理增强剂很难将实木中的空隙填充到各处密度均一稳定的程度，而且对于实木的各项物理性能也较难起到显著提升作用。同时聚乙烯亚胺水溶液的浓度以及聚乙烯醇水溶液的浓度过高会使得浸渍溶液的粘度过高，使得浸渍过程中浸渍液无法有效地渗入到实木内部，从而影响实木的增强效果。

优选地，所述实木原材选用椿木、奥古曼、杨木、松木、铅笔柏、大桤木中的一种。

通过采用上述技术方案，椿木、奥古曼、杨木、松木、铅笔柏、大桤木这几种实木原材对于聚乙烯亚胺水溶液和聚乙烯醇水溶液处理后的表现出的性能提高更为明显。

优选的，所述聚乙烯亚胺水溶液中还添加有与聚乙烯亚胺的质量比例为1∶20-30的丙酸钙。