[发明专利]一种有机酸溶液及其制备方法和应用于焊接木材表面的改性方法

说明书

本发明公开了一种有机酸溶液及其制备方法和应用于焊接木材表面的改性方法，属于木材焊接领域。通过室温条件下，按照质量百分比称取乙醇倒入容器中，然后加入有机酸，搅拌使其完全溶解，应用于焊接木材表面的改性，解决了水分的敏感程度较高，使得焊接结合的强度明显下降，以及木材焊接强度的变异性问题；同时也客服了现有技术中也设备成本高，焊接需要在真空条件下等一系列复杂的工艺缺陷，实现了木材焊接界面的耐水性能提高，同时也降低木材焊接强度的变异性能，使得木材焊接能够在常规制备中得到广泛的使用。

技术领域

本发明涉及一种木材摩擦焊接改性方法，特别涉及一种有机酸溶液及其制备方法和应用于焊接木材表面的改性方法，属于木材加工技术领域。

背景技术

木材焊接技术是利用木材本身的天然物质，在不添加任何其它物质的情况下，完成的木材与木材之间的结合。与传统的金属连接件连接和胶粘剂胶合相比，它有着许多方面的优势。首先是利用该技术生产的木构件不存在甲醛释放的问题，绝对的纯绿色无污染，在人们对室内空气质量要求不断提高的今天显得尤为重要；同时该技术完全不需要消耗任何的不可再生的化石原料，是一种环境友好型和资源节约型的新连接技术。该技术只需要数十秒的时间就能够得到令人满意的木材之间的结合强度，进入下一道的工序生产，大大提高了生产效率，节约了各方面的生产成本。其次，用该技术生产的木构件的回收利用也较为简单和方便，因为没有胶粘剂和金属连接件的加入，大大降低了木构件回收利用的成本。该技术的推广和使用完全符合当今社会对于可持续发展以及低碳高环保性能的要求，所以木材焊接技术方面的研究和发展得到了各国的重视。木材焊接技术可以应用于木结构构件、家具连接以及各式的木材制品中。Sutthoff等人于1996年第一次实现了木材之间的木材焊接，并申请了德国专利(DE 19620273C2)。随后世界各国都开始了木材焊接方面的研究和应用工作。

木材焊接强度的实现主要是由于化学作用和物理作用两个方面。物理作用体现为木材界面在加压摩擦热量的作用下，使得木质素发生热熔和流动，并覆包裹着相互交织的木材纤维，使得木材焊接胶合得以实现。化学作用主要体现为在摩擦高温作用下，木材中的半纤维素发生降解，焊接界面酸度提高，温度和酸性的提高又推动者木质素的化学键的断裂，生成一些活性较高的物质，最后新生成的物质之间以及新生成的物质与木质素之间会发生化学交联反应，形成胶合强度。经过研究发现物理作用占据着较大的焊接强度形成作用，这就使得木材焊接技术存在着一下问题：

(1)由于物理作用占主导，木材焊接过程中形成的这种特殊的界面物质和结构对水分的敏感程度较高，无论湿度较大的环境还是液态水都会使得焊接结合的强度明显下降。

(2)焊接过程中界面上所形成的这种特殊的热熔木质素包裹交织的木材纤维的结构均匀程度并不是特别好，使得木材焊接强度的变异性较大，使得木材焊接的应用收到很大限制。

中国专利申请号:201610423994.7,公开了一种气体保护木材摩擦焊接的装置及方法，其通过将木材焊接过程至于负压状态或者惰性气体保护状态下进行，有利于解决焊接界面的过渡碳化和水蒸气和挥发性气体压力的干扰问题，但是该装置和方法操作相对复杂，成本较高。而且如果焊接试件较大，这就使得真空室的体积较大，焊接效率大大降低，成本都会大幅度提高，所以我们需要一种绿色可持续的且高效成本低的木材焊接耐水性和变异性的改善方法。

本发明旨在通过对木材焊接界面进行改性，使得化学作用对于焊接强度的贡献提高，从而提高木材焊接的耐水性能和降低焊接强度的变异性能。

发明内容

1、发明要解决的技术问题