[发明专利]一种利用生物质热解油进行木材防腐处理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用生物质热解油进行木材防腐处理的方法，属于木材科学与技术领域。

背景技术

木材作为一种天然环保型低碳材料，与人工材料相比以其不可替代的独特美学特性、自然优良的质感和优良亲切的手感等优点一直受到人们的喜爱和广泛使用，在国民经济建设和人民生活中发挥着重要作用。然而，很多木材却易受腐朽菌侵蚀而影响其使用价值。因此，为了节约木材，高效利用森林资源，在使用木材之前通常要经过防腐处理，通过防腐处理，可以提高木材的耐腐朽、防变色、抗虫蛀能力，延长木材使用寿命。

木材防腐主要是通过浸渍防腐药剂而破坏菌类的生存条件、抑制木腐菌的繁殖和生存而实现的。目前，国内外常用的木材防腐剂主要有CCA、铜铬硼(CCB)、氟铬酚砷(FCAP)、氨溶砷酸铜(ACA)、酸性铬酸铜(ACC)等。例如，专利CN201410273377.4一种木材防腐剂及其制备方法，成分包含氨溶烷基胺铜、五氯酚、煤焦油、二甲基二硫代氨基甲酸铜、曼陀罗、半夏、百叶；专利CN201210342575.2公布了一种纳米复合木材防腐剂及其制备方法，该防腐剂成分包括二氧化硅纳米材料、高分子铵和胺以及胺螯合铜离子；专利CN201210326864.3公布了一种铜唑木材防腐剂及其制备方法，成分包括铜、一乙醇胺、氨、三唑类化合物、有机溶剂、表面活性剂等。这些专利提出的木材防腐剂中含有铜、五氯酚等有毒有害物质，用这些防腐剂处理过的木材在使用和用后处理的过程中都会给人体及环境带来不良的影响。

由于传统木材化学防腐剂本身固有的缺点以及人们的不合理使用，在使用过程中产生了一系列公害问题，例如环境污染、对生物潜在毒性等一些不良影响已引起人们普遍关注。因此，人们将目光投向天然源木材防腐剂，特别是植物源木材防腐剂的研究和开发。专利CN200910147579.3公开了一种新型木材防腐剂，原料包括：蛇床，苦参，地肤子，百部，土茯苓，苦楝子根皮等。专利CN201110440511.1公开了一种水载型扁柏酚木材防腐剂及其制备方法，成分包括扁柏酚、蛀溶剂和栲胶等。这些专利提出的纯植物型木材防腐剂中原料来源于昂贵的中草药或植物提取物，提取工艺复杂、得率较低，生产成本高，在使用过程中稳定性欠佳、固着性较差、防腐效果不持久，使其应用范围受到限制。

生物质热解油是以农林废弃物等为原料，经过快速热裂解液化而得到的液态产物，原料来源广泛、绿色环保且生产成本低廉。由于富含酚类、有机酸类、呋喃类、醇类以及木质素低聚物等组分，生物质热解油表现出了较好的抗氧化活性和一定的抑菌性，在木材防腐领域也具有应用潜力，但是目前还缺乏相应的技术方法。

发明内容

本发明的目的是提出一种利用生物质热解油进行木材防腐处理的方法，以有效拓展热解油应用范围，并实现木材防腐处理的低成本和绿色化。

本发明提出的利用生物质热解油进行木材防腐处理的方法，包括以下步骤：

(1)配制生物质热解油醇溶液：

取10-20质量份的生物质热解油和50-200份的醇类有机溶剂，混合均匀后进行超声处理，超声功率为100-150W，处理时间20-30min、温度25-35℃，得到生物质热解油溶液，所述的醇类有机溶剂为无水甲醇或无水乙醇；

本方法中使用的生物质热解油，可以在无氧条件下，以林木废弃物、农业秸秆等农林生物质为原料，在热解反应温度500-600℃、气相停留时间<2秒，冷凝温度<4℃的条件下经过快速热裂解液化反应得到的液态产物，主要成份包括酚类、有机酸类、醛类、糖类、呋喃类、醇类以及木质素低聚物等。

(2)制备羧甲基壳聚糖季铵盐：

取5-15质量份羧甲基壳聚糖和第一批10-30份的3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵加入到60-100份的15％异丙醇溶液，在超声功率60-120W、60-80℃搅拌反应1小时；之后，加入第二批10-30份的3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵，继续以相同的反应条件搅拌反应3-4个小时；反应结束后，将略带黄色的粘稠状反应液倒入烧杯中，用蒸馏水冲洗反应釜后也倒入烧杯溶解羧甲基壳聚糖季铵盐，之后加入无水乙醇析出白色沉淀并进行抽滤，再用无水乙醇洗涤2-3次后抽滤，所得沉淀物放入真空干燥箱内45-65℃下干烘干，得到羧甲基壳聚糖季铵盐；

(3)配制生物质热解油/羧甲基壳聚糖季铵盐防腐剂：