CN1350912A

CN1350912A - 纳米材料改性木材的方法

Info

Publication number: CN1350912A
Application number: CN 00131599
Authority: CN
Inventors: 邓昌五
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-11-01
Filing date: 2000-11-01
Publication date: 2002-05-29

Abstract

本发明是一种纳米材料改性木材的方法,将纳米材料分散于交联前的高分子聚合物预聚液中,做为浸渍液。木材不需碎化,直接使用由原木经锯截等加工的常规板材和方材。将胚料干燥,利用罐内真空把纳米材料浸渍液吸入,由于木材的导管、纹孔等细胞及纤维结构处在微米级,可把木材完全浸透,达到预设加压时间后,进入干燥室在80－115℃干燥固化到含水率12%上下。该改性材能满足木材使用的各项指标要求,具有超强、超硬、抗冲击、耐磨、防腐、阻燃、耐水、抗虫菌的性能,颜色任意选择。

Description

纳米材料改性木材的方法

本发明涉及一种利用纳米材料对木材的改性。特别是涉及一种对低档木材经物理化学处理的在物理力学性能上及外观上类似或优于珍贵木材的加工及其制造方法。

目前，国内外木材需要量极大，珍贵木材日渐稀少，但木材改性方法滞后，如CN1037105A“琥珀木及其制造方法”、CN109396A“新红木及其制造方法”，所述的浸渍液，在生产使用过程中，因固化收缩严重，造成木材开裂和变形。同时浸渍深度有限，木材径向只能达到100mm左右，弦向深度近于0，无法完成截面积较大，长度较长的浸渍(例如门框料等)，该浸渍液固化干缩率高达8％或更高，使木材严重变形、开裂、无法使用。

本发明的目的是提供一种利用纳米材料对木材的改性方法。由于木材的导管、纹孔等细胞及纤维结构均处在微米级，所以利用水溶性树脂预聚液做为载体，通过浸渍将纳米材料分布在木材纤维结构的各个部分，纳米材料巨大的比表面积、硬度和强度，如同水泥中的砂石，树脂固化后使木材的物理力学性能得到重大的改变，树脂固化收缩也得到有效地改善，这种改性木材能满足木材使用的任何指标要求，具有超强、超硬、抗冲击、耐磨、防腐、阻燃、耐水、抗虫菌的性能，色彩任意选择。

本发明所要达到的目的和效果是由下列构思来完成的：

本发明将纳米材料分散于交联前的高分子聚合物预聚液中，做为浸渍液。木材不需碎化，直接使用由原木经锯截等机械加工的常规板材和方材。

纳米材料浸渍液制备：

脲醛树脂预聚液∶nm高分子聚合物＝100∶0.1-0.5；

脲醛树脂预聚液∶nmSiO₂＝100∶0.05-0.3；

脲醛树脂预聚液∶nmAl₂O₃＝100∶0.05-0.3；

酚醛树脂∶nmSiO₂＝100∶0.05-0.2。

本技术纳米材料浸渍液可加入0.1-5％的染料，使木材获得各种色彩。

本发明利用纳米材料对木材的改性由下列步骤完成：

1、胚料的制备：

原料可采用低档速生散孔材经机械加工的板材和方材。

2、化学浸渍：

将上述木材胚料干燥，含水率控制在12％左右，干燥后放入真空加压罐内，在-0.07-0.093Mpa的真空状态下，经10-50min时间里把木材中的空气抽尽。

利用罐内真空把纳米材料浸渍液吸入，为把木材完全浸透，必须施以1.2-4.0Mpa的压力，保持15-120min。达到预设时间后，回压至0，利用气泵排出罐内残液，浸渍木料出罐，水洗晾晒气干，进入干燥室在80-115℃干燥至含水率12％上下，降至室温入库。

利用纳米材料对木材的改性，其效果是改性木材的几何尺寸十分稳定，外观纹理及纤维结构不被破坏，保持天然。物理力学性能得到巨大的提高。在强度、硬度、抗机械冲击、抗折、防腐、阻燃、耐水、抗虫菌、色彩、纹理诸方面涵盖了对木材生产使用上的要求，达到了理想状态。工艺简单、成本低廉，其强度及外观颜色可控制，具有与天然木材一样的广泛适用性，对于改性原材的选用不受限制，尤其是低档速生木材更加适用。有效的避免木材纤维素分子链的水解、氧化、热解、光波降解、生物酶降解，使改性的木制品可在露天或恶劣条件下使用，大大地提高了木制品使用的长期耐久性，蠕变值极大地降低。由于本技术制品致密，所以具有极佳的抛光性能、耐水，可不经油漆而裸用。

本发明的纳米材料改性木材方法的最佳实施例：

一、

板材：

1m³，树种小叶杨，含水率12％，长度1000mm，厚20mm

浸渍液：

脲醛树脂预聚液∶nmSiO₂＝100∶0.2 数量1.2T

染料：

直接冻黄∶脲醛树脂预聚液＝0.37∶100

真空度：

-0.084Mpa真空时间35min

液压压力：

3.5Mpa 加压时间40min

干燥：

115℃固化干燥时间172h制成品为仿黄檀木。板材：

1m³，树种麻柳，含水率11％，长度1000mm，厚30mm浸渍液：

脲醛树脂预聚液∶nmAl₂O₃＝100∶0.1 数量1.2T染料：

活性黑K-B∶脲醛树脂预聚液＝0.2∶100真空：

-0.084Mpa真空时间40min液压压力：

4Mpa加压时间50min干燥：

110℃ 固化干燥时间180h制成品为仿乌木。

Claims

1、一种纳米材料改性木材的方法，(重量比)：

脲醛树脂预聚液∶nm高分子聚合物＝100∶0.1-0.5；

脲醛树脂预聚液∶nmSiO₂＝100∶0.05-0.3；

脲醛树脂预聚液∶nmAl₂O₃＝100∶0.05-0.3；

酚醛树脂∶nmSiO₂＝100∶0.05-0.2。

2、根据权利要求1所述的纳米材料改性木材的方法，其特征在于：在上述纳米材料浸渍液中加入该液重量的0.1-5％的染料。