一种环保型无机质复合木材的制备方法与流程

1.本发明涉及复合木材的制备方法，特别涉及一种环保型无机复合木材的制备方法。


背景技术：

2.无机质复合木材其加工性能与普通木材相同，对层积、胶合、涂饰无不良影响，其力学强度除韧性有所下降外，弯曲强度、刚度都有所增加，硬度、耐磨性明显提高，具有优良的阻燃性和耐腐性，能最大限度的保留木材的环境学特性。今年来随着无机材料特别是无机纳米材料科学的研究发展，关于无机质复合木材的研究日渐增多。
3.四水八硼酸钠是无毒、无臭的环保型无机木材改性剂，表现出优异的木材改性功能，但是由于其水溶性大、易吸潮的缺点，在使用过程中容易流失，导致其对木材的改性功能无法持久，而对于在户外使用的木材防腐剂和防腐木材，其抗流失性是决定其使用年限长短的重要因素。因此，四水八硼酸钠应用范围只局限于室内低湿环境中，大大缩小了其使用范围。发明专利一种木材阻燃剂及其制备方法和处理工艺(cn201010558421.8)公开了一种木材阻燃剂，它是由下述重量百分比的原料配制而成：二氧化硅溶胶40-60％和四水八硼酸钠5-20％组成，这种阻燃剂通过真空加压的方式浸入到木材中，可有效提高木材的阻燃性，但这种阻燃剂加工的木材其四水八硼酸钠也容易向外流失，因此其防霉、防潮等耐久性能会相应变差，因此有必要对现有的无机质复合木材的制备方法做进一步的改进。


技术实现要素：

4.为克服上述现有技术中的不足，本发明的目的在于开发一种能有效防止木材中四水八硼酸钠流失，可有效提高无机质复合木材耐久性能的环保型无机质复合木材的制备方法。一种环保型无机质复合木材的制备方法，其包括如下步骤：
5.1)将木材放置在真空加压设备中进行抽真空处理，抽真空30-90分钟，真空度保持0.095mpa；
6.2)向真空加压设备中注入四水八硼酸钠溶液，将木材浸泡在四水八硼酸钠溶液中进行加压处理，浸注木材；
7.3)从真空加压设备中取出木材进行烘干处理；
8.4)将烘干后木材放入真空加压设备中进行抽真空处理，抽真空30-90分钟，真空度保持0.095mpa，向真空加压设备中注入二氧化硅溶液，进行加压处理，浸注木材；
9.5)从真空加压设备中取出木材进行烘干处理，这样完成环保型无机质复合木材的制备。优选的，步骤2)中，木材在四水八硼酸钠溶液中先常压浸注30分钟，然后再加压至1mpa，浸注时间1小时。
10.优选的，步骤4)中，木材在二氧化硅溶液中先常压浸注30分钟，然后再加压至1mpa，浸注时间1小时。
11.优选的，步骤2)中四水八硼酸钠溶液浓度为5％-25％。
12.优选的，步骤4)中二氧化硅溶液浓度为5％-10％。
13.优选的，步骤3)中木材烘干温度为100-120
°
，烘干时间10-15小时。
14.优选的，步骤5)中木材烘干温度为100-120
°
，烘干时间10-15小时。
15.上述技术方案具有如下有益效果：该环保型无机质复合木材的制备方法采用两次浸注的方式，分别向木材中浸注四水八硼酸钠溶液和二氧化硅溶液，利用二氧化硅溶胶具有强渗透性的特性，将四水八硼酸钠与二氧化硅溶胶进行复配，改善了四水八硼酸钠的抗流失性能，从而实现木材改性的耐久化。该方法具有工艺简单、价格经济、无毒环保的优点。
附图说明
16.图1为本发明实施例与对照样针对蓝变菌的防治效力对比图。
17.图2为本发明实施例与对照样针对木霉的防治效力对比图。
18.图3为本发明实施例与对照样针对桔青霉的防治效力对比图。
19.图4为本发明实施例与对照样针对黑曲霉防治效力对比图。
20.图5为对照样蚁蛀前后对比图。
21.图6为本发明实施例制备木材蚁蛀前后对比图。
22.图7为采用本发明实施例处理木材与对照样吸湿率的对比图。
23.图8为采用本发明实施例处理木材与对照样抗浸提值的对比图。
具体实施方式
24.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
25.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本发明的各方面变得模糊。
26.实施例一
27.本专利公开了一种环保型无机质复合木材的制备方法，其包括如下步骤：
28.首先将木材放置在真空加压设备中进行抽真空处理，抽真空30-90分钟，真空度保持0.095mpa；然后向真空加压设备中注入四水八硼酸钠溶液，将木材浸泡在四水八硼酸钠溶液中进行加压处理，浸注木材，木材在四水八硼酸钠溶液中先常压浸注30分钟，然后再加压至1mpa，浸注时间1小时；接着将木材从真空加压设备中取出木材进行烘干处理；木材烘干温度为100-120
°
，烘干时间10-15小时。烘干处理完成后可检测木材中四水八硼酸钠的吸入量。吸入量的多少与四水八硼酸钠溶液的浓度有一定关系，通常四水八硼酸钠溶液浓度为5％-25％。
29.接着将烘干后的木材再放入真空加压设备中进行抽真空处理，抽真空30-90分钟，
真空度保持0.095mpa，向真空加压设备中注入二氧化硅溶液，进行加压处理，浸注木材，木材在二氧化硅溶液中先常压浸注30分钟，然后再加压至1mpa，浸注时间1小时，二氧化硅溶液浓度为5％-10％。从真空加压设备中取出木材进行烘干处理，木材烘干温度为100-120
°
，烘干时间10-15小时这样完成环保型无机质复合木材的制备。
30.该环保型无机质复合木材的制备方法采用两次浸注的方式，分别向木材中浸注四水八硼酸钠溶液和二氧化硅溶液，利用二氧化硅溶胶具有强渗透性的特性，将四水八硼酸钠与二氧化硅溶胶进行复配，改善了四水八硼酸钠的抗流失性能，从而实现木材改性的耐久化。该方法具有工艺简单、价格经济、无毒环保的优点。
31.性能测试：
32.1)木材防霉性
33.根据gb/t 18261-2000标准试验方法，研究其防霉效力。研究表明：四水八硼酸钠/二氧化硅溶胶复合防霉剂对霉菌(木霉、黑曲霉、桔青霉)和蓝变菌(可可球二孢)的防治效力均达到100％，防霉效果非常显著。具体效果可参照图1至图4所示，对照样为只采用单一四水八硼酸钠所制备的木材，处理样为采用本专利方法四水八硼酸钠/二氧化硅溶胶复合制备的木材。经测试，采用本发明技术方案制备的木材防霉性能优越，具体测试结果如表1所示。
34.表1.四水八硼酸钠/二氧化硅溶胶/木材的防霉性能
[0035][0036]
2)木材防虫性
[0037]
如图5、6所示，根据gb/t 18260-2000测试四水八硼酸钠/二氧化硅溶胶/木材的防虫蛀性能。对照样为只采用单一四水八硼酸钠所制备的木材，处理样为采用本专利方法四水八硼酸钠/二氧化硅溶胶复合制备的木材。研究结果表明：经四水八硼酸钠/二氧化硅溶胶复合防虫剂(处理浓度5％、10％、15％和25％)处理的试样在测试结束后白蚁全部死亡，试样完好无损，蚁蛀等级均为0，试样完好率均为100％。四水八硼酸钠/二氧化硅溶胶复合防虫剂可以有效抵抗白蚁的侵害，抗蚁蛀性等级属于强抗。
[0038]
3)木材防潮性能测试
[0039]
如图7所示，根据gb/t 18260-2000测试四水八硼酸钠/二氧化硅溶胶/木材的防潮性能。研究结果表明：单一四水八硼酸钠处理材(5％、15％和25％)的吸湿率分别是12.13％、14.66％与15.12％，而通过与二氧化硅溶胶二次复合处理之后，吸湿率为9.02％、11.29％和11.77％，基本接近于未处理材的吸湿率10.44％。
[0040]
4)木材抗流失性
[0041]
如图8所示，研究结果表明：单一四水八硼酸钠处理材在5个处理浓度下，抗浸提值都小于4％，甚至为负数，说明其抗流失性能很差。通过与二氧化硅溶胶的复合处理之后，所得到的处理材抗浸提值分别达到了88.58％、81.14％、72.24％、71.06％和60.64％，抗流失性能明显改善。
[0042]
通过上述研究表明：利用四水八硼酸钠与二氧化硅溶胶，采用特定处理工艺对木
材进行二次加压浸注处理，制得环保型无机质复合木材——四水八硼酸钠/二氧化硅溶胶/木材具有良好的防霉、防蛀、防潮和阻燃性能；同时具有较好抗流失性能，保证了木材改性效果的持久保持，从不同的方面提升了木材耐久性能。
[0043]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。