[发明专利]一种多功能微纳米结构改性木材的制备方法

说明书

本发明公开了一种多功能微纳米结构改性木材的制备方法，其中改性溶液A包括以下重量份组成：硅烷偶联剂0.1‑5份、硅酸钠1‑20份、糠醇1‑50份、催化剂0.1‑5份，以及去离子水100份，木板在浸泡罐内浸泡一段时间后，改性溶液A被木板吸收，通过向浸泡罐内加入适量的改性溶液B，并通过后期的高温干燥，促使已吸收至木材细胞壁及细胞空隙的改性溶液与木材的木质纤维素表面的羟基、羧基发生交联反应，生成微纳米网状结构，使得木材的力学结构得到改变，使得本改性木材的硬度、弹性模量和抗弯强度得到显著提高。

技术领域

本发明涉及木材改性技术领域，具体为一种多功能微纳米结构改性木材的制备方法。

背景技术

随着天然林保护不断加强，天然商品林被禁伐以及国际木材进口渠道的紧缩，森林采伐由天然林向人工林快速转变，人工林已经逐步成为我国木材工业的主要原材料。然而，人工速生长木材，如杨木、桉木、杉木、松木、柳木和桃花心等，由于其材质软、强度低、易变形，难以满足高端木材制品的需求，没有得到高效利用。为实现人工林木材资源的有效配置，人工林木材的改性越来越重要。未来我国木材改性的重点仍是抵挡木材的高档化，从提高木材的密度、强度，改善木材的尺寸稳定性等方面提高木材的利用率，延长木材的使用寿命。

木质资源材料含有丰富的极性羟基基团，在水分进入或析出时会出现体积的湿胀或干缩。这种胀缩是各向异性的，从而会造成木质资源材料几何形状的不稳定性；有时因胀缩的各向不均匀性，还会导致木质资源材料发生开裂、翘曲等弊病。为了克服湿胀、干缩给木质资源材料使用带来的障碍，可以通过各种物理、化学手段进行处理，从而使木材具备更优的性能，如耐磨性、高弹性和抗弯强度等，从而延长木材的使用寿命。

改性木材是通过采用改性剂在木材细胞壁内与其组成成分发生反应形成牢固的化学键结合型界面，定向对木材细胞壁增厚，使木材的物理力学性能显著改善，得到性能优良的改性材，是木材改性技术的发展趋势。改性木材的力学性能是根据改性溶液的配方以及处理工艺的变化而不同的。申请号为CN201811252454.2公开的木材改性方法中，其改性剂的主要成分为糠醇、聚乙烯作为有机改性剂，改善了糠醇改性木材脆性较大的问题。申请号为201911293129.5提出了一种无机改性剂，分别引入硅溶胶、硅酸钠、硅酸钾溶液中的一种或几种作改性剂组份A，Ca(OH)₂溶液，饱和CaCl2溶液和饱和Ca(NO3)2溶液中的一种或几种作为改性剂组份B，通过A混合液与B混合液的反应，改善木材性能。申请号为201811069590.8提出采用有机与无机材料混的的改性剂，主要由聚乙烯醇、硅酸钠、二氧化硅、氧化镁、三氧化二铝、氧化锌、硅酸铝水配置而成，所得改性木材的力学性能有所提高。

然而，虽让经过改性处理的木材的力学性能及耐久性相比原木有所提高，但是长期暴露在高温高湿的环境下，仍然会发生一定的膨胀及变形，影响其使用寿命。目前，该问题的普遍解决方法为在改性木材表面涂上一层防水涂层。

针对上述问题，本发明提供了一种多功能微纳米结构改性木材的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能微纳米结构改性木材的制备方法，在浸泡过程中，对浸泡罐内进行加压或改变压力处理，并设置不同重量份组成的改性溶液，使得改性木材的性能更好，从而解决了背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多功能微纳米结构改性木材的制备方法，包括以下步骤：

S01：配制改性溶液A及B；

S02：木板放置改性溶液A中加温加压在超声条件下浸泡；

S03：清空S02浸泡液，加入适量改性溶液B；

S04：将浸泡过的原木进行加压、干燥和成型处理。

进一步地，步骤S01中改性溶液A包括以下重量份组成：硅烷偶联剂0.1-5份、硅酸钠1-20份、糠醇1-50份、催化剂0.1-5份，以及去离子水100份。