[发明专利]一种木质陶瓷复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种木质陶瓷复合材料的制备方法，属于建筑材料技术领域。本发明先将木材切割成板材，再将板材于氮气保护状态下，加热处理，得预处理板材，再将预处理板材酶解，制得干燥酶解板材，随后在用硫酸钠和尿素饱和溶液浸渍，经冷却结晶后，取出，沥干水分后，干燥至恒重，得干燥浸渍板材，再于高压釜中，用载有三甲基铝的氮气对干燥浸渍板材进行保压处理，制得板坯，最终将板坯于氮气保护状态下加热热解，冷却出料，即得木质陶瓷复合材料。本发明所得木质陶瓷复合材料具有优异的力学性能和阻燃性。

技术领域

本发明公开了一种木质陶瓷复合材料的制备方法，属于建筑材料技术领域。

背景技术

木陶瓷，主要的原料是酚醛树脂浸渍过的木材（或木质材料）。原料在隔绝氧气的条件下烧结，制得木陶瓷。木陶瓷的制造工艺可分为三种：a.木质材料先经树脂浸渍后，炭化得到木陶瓷板材，然后再加工为成品；b.木质材料先经过切削加工成型，再用树脂浸渍，高温烧结，最后再进行磨削加工；c.木材纤维与酚醛树脂混合，硬化成型，然后进行高温烧结，再进行磨削加工。而整个木陶瓷的制造过程中，关键步骤是树脂浸渍及高温烧结木陶瓷。

树脂浸渍木质材料的方法传统的有真空加压法，即对木材先抽真空，后加压。该方法的效果受加压的压力、保持时间、树种、木材的形状尺寸以及树脂溶液的种类等影响，且有树脂浸渍不均匀的问题，如果木材样品的尺寸太大，树脂则难以充分地浸渍木材，树脂浸渍不均匀，炭化前试样的组成不均匀，就容易导致产品在烧结过程中形状发生变化，导致产品严重变性。树脂要均匀地浸渍木材，则要耗费很长时间，为此工作人员采用在浸渍时附加超声波作用的方法，以利于树脂均匀浸渍木材，缩短了树脂浸渍木材的时间，采用超声波真空加压处理后，树脂渗透速度快且均匀，能够提高树脂浸渍效率约10%，但由于酚醛树脂粘度高，且木质材料内部具有一定的致密度及特殊结构，导致酚醛树脂在木质材料内部扩散困难，尤其是难以渗透进入木质材料细胞内部，从而导致产品性能无法进一步提高。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统木质陶瓷制备过程中，树脂浸渍效率低，难以充分渗透进入木质材料内部，从而导致制备的木质陶瓷产品制备过程中易发生变形，且力学性能无法进一步提高的问题，提供了一种木质陶瓷复合材料的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）将木材切割成板材，再将板材于氮气保护状态下，加热至150～160℃，保温，得预处理板材；

（2）将预处理板材浸没于复配酶液中，保温超声酶解8～10h，升温灭酶后，取出，再经干燥至恒重，得干燥酶解板材；

（3）将干燥酶解板材浸没于温度为55℃的硫酸钠和尿素混合饱和溶液中，超声浸渍，再经冷却结晶，取出，沥干水分后，于温度为30～32℃条件下，干燥至恒重，得干燥浸渍板材；

（4）将干燥浸渍板材置于高压釜中，以3～5L/min速率向高压釜中通入载有三甲基铝的氮气，直至高压釜中压力达1.2～1.8MPa，保压8～12h后，将高压釜内温度上升至55～60℃，保温45～60min后，泄压，得板坯；

（5）将板坯置于热解炉中，于氮气保护状态下，加热热解后，随炉冷却至室温，出料，即得木质陶瓷复合材料。

步骤（1）所述木材为杨木、杉木、橡木、榉木、香樟木、柳木或白蜡木中的任意一种。

步骤（1）所述板材为厚度为1～10cm的板材。

步骤（2）所述复配酶液是由以下重量份数的原料复配而成：1～3份纤维素酶，2～4份果胶酶，0.1～0.3份氯化钙和300～500份水。

步骤（3）所述55℃的硫酸钠和尿素饱和溶液的配置过程为：将去离子水加入烧杯中，预热至55℃后，向烧杯中加入硫酸钠，直至硫酸钠不再溶解后，再加入尿素，直至尿素不再溶解，得55℃的硫酸钠和尿素饱和溶液。