[发明专利]一种抗弯曲木陶瓷的制备方法

说明书

本发明公开了一种抗弯曲木陶瓷的制备方法，属于建筑材料技术领域。本发明将木材截断，干燥，粉碎，过筛，得木粉，将木粉，巴氏芽孢杆菌菌液，尿素，水混合发酵，接着滴加硝酸钙溶液和硝酸铁溶液，搅拌混合，过滤，干燥，得一次处理木粉；将一次处理木粉与正硅酸乙酯混合浸泡，过滤，干燥，得二次处理木粉；将二次处理木粉，壳聚糖液，低熔点合金，氟化钠溶液和卡波姆搅拌混合，接着加入对苯二甲醛，搅拌混合，注模，模压成型，脱模，真空炭化，充氮高温反应，降温，即得抗弯曲木陶瓷。本发明提供的抗弯曲木陶瓷具有高的孔隙率和优异的力学性能。

技术领域

本发明公开了一种抗弯曲木陶瓷的制备方法，属于建筑材料技术领域。

背景技术

木陶瓷的制造工艺可分为三种：a.木质材料先经树脂浸渍后，炭化得到木陶瓷板材，然后再加工为成品；b.木质材料先经过切削加工成型，再用树脂浸渍，高温烧结，最后再进行磨削加工；c.木材纤维与酚醛树脂混合，硬化成型，然后进行高温烧结，再进行磨削加工。而整个木陶瓷的制造过程中，关键步骤是树脂浸渍及高温烧结木陶瓷。

木陶瓷通常是由各种木质材料浸渍热固性树脂或液化木材后经高温真空碳化制成的，既是一种新型的环境友好型材料，又是一种新型的多孔碳材料。据报道，在碳化过程中，热固性树脂转变为玻璃态的硬碳，木粉转变为无定形的软碳，同时形成很多气孔，因此木陶瓷是由玻璃碳、无定形碳和气孔组成的。正是木陶瓷的这种特殊结构决定了木陶瓷具有很多优异的性能，如良好的隔热、耐磨擦磨损、耐腐蚀、阻尼、电学和电磁屏蔽等性能，以及高比表面积、轻质、多孔等特性。木陶瓷的原料来源广泛，如各种果渣、废纸、废弃的农作物和木质材料等。总而言之，木陶瓷性能优异，原料廉价，生产成本低且不污染环境，是一种新型的工程材料和生态材料。酶解木质素（EHL）是从生物质酶解制备功能性多糖、生物天然气、生物乙醇等生物炼制过程的残渣中提取出来的，整个提取过程都是在相对温和的条件下进行，木质素原有的很多功能团，如酚羟基、醇羟基和甲氧基等，都得到较好的保留。因此，酶解木质素相对于传统造纸工业得到的木质素产品具有更好的应用价值。合理利用酶解木质素，不仅能促进自然资源的有效利用，减少污染，而且能为生物炼制工业带来可观的经济利益。但是目前传统的木陶瓷还存在孔隙率低和力学性能不佳的问题，因此还需对其进行研究。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统抗弯曲木陶瓷孔隙率低和力学性能不佳的问题，提供了一种抗弯曲木陶瓷的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）将木材截断，干燥，粉碎，过筛，得木粉；

（2）按重量份数计，将30～40份木粉，3～5份巴氏芽孢杆菌菌液，2～3份尿素，40～60份水混合发酵，接着滴加木粉质量0.01～0.02倍的硝酸钙溶液和木粉质量0.01～0.02倍的硝酸铁溶液，搅拌混合，过滤，干燥至含水率为8～10%，得一次处理木粉；

（3）将一次处理木粉与正硅酸乙酯按质量比1：10～1：20混合浸泡，过滤，干燥，得二次处理木粉；

（4）按重量份数计，依次取20～30份二次处理木粉，30～40份壳聚糖液，3～5份对苯二甲醛，5～8份低熔点合金，5～8份氟化钠溶液，5～8份卡波姆，3～5份磷脂，将二次处理木粉，壳聚糖液，低熔点合金，氟化钠溶液和卡波姆搅拌混合，接着加入对苯二甲醛，搅拌混合，注模，模压成型，脱模，真空炭化，充氮高温反应，降温，即得抗弯曲木陶瓷。

步骤（1）所述木材为杨木，柏木，松木或榉木中的任意一种。

步骤（2）所述巴氏芽孢杆菌菌液是由以下重量份数的原料组成：3～5份巴氏芽孢杆菌，2～3份甘油，1～2份聚乙二醇，10～20份水。

步骤（4）所述壳聚糖液的制备过程为：将壳聚糖与水按质量比1：50～1：100混合，静置溶胀后，加热搅拌溶解，即得壳聚糖液。