[发明专利]强化改性竹柳木材的方法

说明书

技术领域

本发明属木材加工技术领域，涉及一种强化改性竹柳木材的方法。

背景技术

竹柳(Salix discolor Mühl)为杨柳科(salicaceae)柳属植物，乔木，是我国从国外引种经选优选育驯化出的一个速生树种。竹柳抗逆性好，耐寒、抗旱、抗盐、抗病虫害；并且生长速度快，速生竹柳的生长速度是速生桉和速生杨的1～2倍，树高度可达20m以上。竹柳对种植土壤要求不严，在pH 5.0～8.5的土壤或砂地及不适宜农耕的荒地、山谷江河滩地、沿海滩涂或弱盐碱地均能生长。目前，竹柳在我国大部分省、直辖市、自治区均有一定面积的种植，种植面积逐年上升较快。速生竹柳有望成为我国继速生杨、速生桉之后的又一个大面积种植的速生丰产人工林树种。

竹柳木材品质上乘，物理力学性能(抗压、抗弯、抗拉、抗剪等能力)比野生桦木和杨树好，木质细密均匀，不空心、黑心，材质白度较高。据测定，1年龄竹柳木材的气干密度平均为0.40g/cm³，与成材杨木气干密度0.35～0.40g/cm³接近；5年龄竹柳木材的气干密度平均为0.48g/cm³，与密度较大的速生桉(尾细桉)气干密度0.43～0.49g/cm³接近。竹柳木材是制造人造板、纸浆的上等材料，但直接将其锯材用作实木家具、实木地板等的原料，则显得木材硬度、强度方面不够理想。

公开号为CN101474817的专利申请，公开了一种提高杉木、杨木、桉树、桐木等速生树种木材的强度、硬度、密度的方法：使用高压力(20～80MPa)，通过水介质对木材进行全材均匀压缩30～40％，得到改性强化木材。但是压缩强化改性木材的设备要求较高，且压缩木材膨胀反弹很难完全避免。公开号为CN101758539的发明专利公开一种硅溶胶改性杨木纤维的方法：用正硅酸乙酯、无水乙醇、水，盐酸作为催化剂制备得的硅溶胶，真空浸渍处理经热磨、干燥后又经丙酮、自来水抽提、100℃干燥恒重的杨木纤维，然后用乙醇洗涤过滤再于70℃烘干得到硅溶胶改性杨木纤维，并以该纤维为原料压制纤维板，旨在解决尺寸稳定性差、易腐朽、易燃等问题。浙江大学的叶箐箐、钱晓倩、来俊英等用八硼酸钠和硅溶胶二次加压浸注处理木材，研究了处理材的阻燃、防霉、防蛀、抗流失等性能及改性剂对木材的吸湿性能和力学强度的影响。北京工业大学的王群、郭红霞、李永卿等研究了用硅溶胶、苯-丙乳液混合液处理毛白杨木材的方法，处理材的抗水性、尺寸稳定性、抗压强度、抗弯强度、硬度等物理力学性能得到提高。但是硅溶胶用正硅酸乙酯水解得到，用来处理纤维板生产用的纤维，成本相对显得太高，离实际应用看来还有一段距离；用八硼酸钠和硅溶胶处理木材，使之获得阻燃性的同时力学性能也有一定的改善，但硅溶胶中存在大量的无机盐八硼酸钠，体系的稳定性值得商榷；硅溶胶、苯-丙乳液处理木材，则由于这两种材料的价格较高，按其研究数据木材增重30～78％来策略推算，其处理1m³木材费用达到约1700～4000元，对于低档木材来说成本过于昂贵。

发明内容

本发明提出一种利用硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯组合物强化改性竹柳木材的方法，目的在于提高竹柳木材的强度、硬度等物理力学性能，使之能作为高档木材，用于生产实木家具、实木地板等场合，从而扩大速生竹柳木材的应用范围并使其价值提高。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种强化改性竹柳木材的方法，包括如下两个工艺步骤：1)制备硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯组合物；2)波动压力加压满细胞法浸渍硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯组合物处理竹柳木材。

制备硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯组合物的重量配比方法为：在反应釜中加入1000单位水并升温至50～60℃，转速为50～70r/min搅拌下加入100-150单位聚乙烯醇，继续搅拌升温至85～95℃，加入8-10单位十六醇搅拌至溶解完全，冷却至75～85℃加入10-15单位十二烷基硫酸钠，冷却至40～50℃出料得A溶液；在搅拌桶中将1.2-1.8过单位氧化二异丙苯加入40-60单位苯乙烯中，缓慢搅拌溶解完全，加入1.0-1.5单位多乙烯多胺，搅拌均匀得到B溶液；在反应釜中加入硅溶胶和A溶液，转速为50～70r/min搅拌均匀后，用磷酸调整pH值至2～3，搅拌下缓慢加入全部B溶液，搅拌30分钟，在≥18℃室温下存放24小时，存放过程中每隔3小时搅拌5～10分钟。