[发明专利]一种CaCO3/木材复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料生产领域，具体而言涉及一种CaCO₃/木材复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

目前我国不可再生资源日益枯竭，环境不堪重负，为保证可持续发展，应充分利用可再生、无污染的生物质资源和生物质材料。木材是自然界中最典型的生物质材料，广泛应用在建筑、装修和家具制造等领域，但目前我国优质木材资源严重匮乏，优质木材进口量超过消费量的40％，木材市场出现很大的供应缺口。我国速生林面积已超过0.53公顷，居世界第一，但速生林木材材质较软、力学性能差且易燃烧的缺点严重限制了其应用前景。对速生林木材增强密实改性处理，不但可提高其力学性能，同时还赋予木材防腐、阻燃和抑烟等功能，使速生林木材高性能化和多功能化，对于我国加速实现低碳绿色经济，实现木材工业和林产业的可持续发展具有重要的意义。

发明内容

本发明提供一种CaCO₃/木材复合材料的制备方法，对速生林木材进行改性处理，克服其自身缺陷，使其力学性能和阻燃性能得到改善，扩大速生林木材的使用范围。

本发明通过化学沉淀法在木材内部空隙中生成碳酸钙，制备碳酸钙/木材复合材料，能够解决速生林木材材质较软、力学性能差且易燃烧的缺点。

具体而言，本发明一方面涉及一种CaCO₃/木材复合材料的制备方法，包括将木材放入NaOH溶液中抽真空浸渍后干燥待用的步骤；和用MgCl₂溶液浸渍的步骤。优选地，其中NaOH溶液的浓度为1％；MgCl₂溶液的浓度为30％。

在本发明的一个具体的实施方式中，还包括生成碳酸钙的步骤，包括(1)采用真空减压系统对经NaOH溶液中抽真空浸渍后的木材进行CaCl₂和MgCl₂溶液浸渍，温度控制在20℃-100℃，保持2-5h，并在常温常压下浸渍12-48h，然后取出试件置于真空干燥箱中烘干；(2)重复上述步骤，真空减压下浸渍Na₂CO₃溶液，温度控制在20℃-100℃，保持2-5h，并常温常压下浸渍24-60h；(3)对步骤(2)中处理过的木材进行水洗脱盐处理，脱盐处理后取出恒温干燥。

优选地，CaCl₂溶液浓度为3.5mol/L；Na₂CO₃溶液浓度为2.0mol/L。

优选地，步骤(1)、(2)中温度为20℃；步骤(1)中保持3h，在常温常压下浸渍24h；步骤(2)中保持3h，常温常压下浸渍48h。

优选地，本发明所应用的木材来源于速生林。

本发明主要是通过氯化钙和碳酸钠在木材内部反应，生产碳酸钙，制备碳酸钙/木材复合材料。

本发明另一方面的目的在于提供一种CaCO₃/木材复合材料，其是由上述方法制备得到。

具体的，本发明所提供的CaCO₃/木材复合材料，其制备方法包括将木材放入NaOH溶液中抽真空浸渍后干燥待用的步骤和和用MgCl₂溶液浸渍的步骤。优选地，其中NaOH溶液的浓度为1％；MgCl₂溶液的浓度为30％。

在本发明的一个具体的实施方式中，其制备方法还包括生成碳酸钙的步骤，包括(1)采用真空减压系统对经NaOH溶液中抽真空浸渍后的木材进行CaCl₂和MgCl₂溶液浸渍，温度控制在20℃-100℃，保持2-5h，并在常温常压下浸渍12-48h，然后取出试件置于真空干燥箱中烘干；(2)重复上述步骤，真空减压下浸渍Na₂CO₃溶液，温度控制在20℃-100℃，保持2-5h，并常温常压下浸渍24-60h；(3)对步骤(2)中处理过的木材进行水洗脱盐处理，脱盐处理后取出恒温干燥。

优选地，CaCl₂溶液浓度为3.5mol/L；Na₂CO₃溶液浓度为2.0mol/L。

优选地，步骤(1)、(2)中温度为20℃；步骤(1)中保持3h，在常温常压下浸渍24h；步骤(2)中保持3h，常温常压下浸渍48h。

优选地，本发明所应用的木材来源于速生林。

本发明第三方面的目的在于提供CaCO₃/木材复合材料的应用，应用于建筑、装修和家具制造。