一种纳米氧化锌/木材复合材料的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及木材生产技术领域，具体地说是一种纳米氧化锌/木材复合材料的生产方法。
【背景技术】
[0002]木材作为一种天然可再生的资源，并具有纹理美观、色泽天然、质感舒适、可塑性好、易于加工等优点，因而被作为建筑装修和家具制造的理想材料。但木材由于长期与氧、光、湿气接触，容易干缩湿胀、尺寸稳定性差，而且易变色、开裂、磨损和挫伤，还容易燃烧和易被虫菌蛀蚀等。所以，对木材的改性处理长期以来一直受到广泛关注。纳米氧化锌(ZnO)粒径介于I?100 nm之间，是一种面向21世纪的新型高功能无机产品，表现出许多特殊的性质，如非迀移性、荧光性、光催化性、抗菌性、耐老化性、化学稳定性、力学增强性、高分散性等的一系列优异性和十分诱人的应用前景，因此对纳米氧化锌的开发与应用已成为许多研发人员关注的焦点。将纳米氧化锌应用于木材改性处理，能够赋予木材优异的耐候性、抗菌性、表面硬度、耐磨性、冲击韧性等，因而具有很高的现实意义。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种处理工艺简单、改性效果好的纳米氧化锌/木材复合材料的生产方法。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种纳米氧化锌/木材复合材料的生产方法，包括以下步骤:
(1)、木材预处理:将原木去皮、切锯剖成所需尺寸的规格后，在50°C?80°C的条件下干燥8?24h，控制木材的含水率达8%?25%，然后微波处理10?30min ；
(2)、配制木材改性剂:在搅拌器中加入纳米氧化锌5?10质量份和脂肪醇聚氧乙烯醚
0.2?I质量份，然后加入蒸馏水300?400质量份，按照转速不低于6000r/min高速搅拌10?50min，然后加入硅溶胶15?25质量份、八硼酸钠10?15质量份、硼酸锌8?12质量份、磷酸二钱6?10质量份、十二烧基硫酸钠I?2质量份，以80?200r/min转速搅拌15?30min，再超声分散10?20min，即制得所用的木材改性剂；
(3)、配制木材改性液:将步骤(2)制得的木材改性剂用水稀释至质量百分比浓度为20%?40%的悬浮溶液，即得所需的木材改性液；
(4)、浸渍处理:将步骤(I)得到的木材放入密闭的浸渍处理罐中，抽真空使罐内真空度在-0.08?-0.1MPa,保持30?60min，再将步骤(3)配制的木材改性液注入浸渍处理罐中，并使完全淹没木材，然后解除真空，向处理罐内施加0.6?1.5MPa气压，并加热至30°C?70°C，保持 I ?4h ;
(5)、后干燥处理:解除压力和将温度冷却至室温后，排出剩余的改性液，取出木材风干至表面无明显水迹残留，再移至干燥窑进行干燥，先将干燥温度控制在60°C?85°C，保持12?24h，然后升温至90°C?120°C，并保持8?16h后，冷却至室温，即制得纳米氧化锌/木材复合材料。
[0005]步骤(I)所述原木适于任何木材，包括杨木、桦木、楠木、桉木、杉木、松木等。
[0006]步骤(2)所述纳米氧化锌的粒径在I?10nm范围。
[0007]步骤(2)所述硅溶胶中的二氧化硅质量含量为25%?30%。
[0008]本发明的有益效果是，本发明具有处理工艺简单、高效、环保和渗透性强、性能稳定、复合均匀等优点，经过处理后的木材在保持原有特性和无明显外观变化的同时，其热稳定性、吸湿性和防水性明显改善，力学性能和尺寸稳定性大为提高，而且防腐阻燃好，附加值高，适于室内外装饰、建筑材料、家具用材等领域。
【具体实施方式】
[0009]下面结合具体的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案。
[0010]一种纳米氧化锌/木材复合材料的生产方法，包括以下步骤:
(I)、木材预处理:将原木去皮、切锯剖成所需尺寸的规格后，在50°C?80°C的条件下干燥8?24h，控制木材的含水率达8%?25%，然后微波处理10?30min ;其中，所述原木适于任何木材，包括杨木、桦木、楠木、桉木、杉木、松木等。
[0011](2)、配制木材改性剂:在搅拌器中加入纳米氧化锌5?10质量份和脂肪醇聚氧乙烯醚0.2?I质量份，然后加入蒸馏水300?400质量份，按照转速不低于6000r/min高速搅拌10?50min，然后加入硅溶胶15?25质量份、八硼酸钠10?15质量份、硼酸锌8?12质量份、磷酸二铵6?10质量份、十二烷基硫酸钠I?2质量份，以80?200r/min转速搅拌15?30min，再超声分散10?20min，即制得所用的木材改性剂；其中，所述纳米氧化锌的粒径在I?10nm范围，所述硅溶胶中的二氧化硅质量含量为25%?30%。
[0012](3)、配制木材改性液:将步骤(2)制得的木材改性剂用水稀释至质量百分比浓度为20%?40%的悬浮溶液，即得所需的木材改性液；
(4)、浸渍处理:将步骤(I)得到的木材放入密闭的浸渍处理罐中，抽真空使罐内真空度在-0.08?-0.1MPa,保持30?60min，再将步骤(3)配制的木材改性液注入浸渍处理罐中，并使完全淹没木材，然后解除真空，向处理罐内施加0.6?1.5MPa气压，并加热至30°C?70°C，保持 I ?4h ;
(5)、后干燥处理:解除压力和将温度冷却至室温后，排出剩余的改性液，取出木材风干至表面无明显水迹残留，再移至干燥窑进行干燥，先将干燥温度控制在60°C?85°C，保持12?24h，然后升温至90°C?120°C，并保持8?16h后，冷却至室温，即制得纳米氧化锌/木材复合材料。
【主权项】
1.一种纳米氧化锌/木材复合材料的生产方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)、木材预处理:将原木去皮、切锯剖成所需尺寸的规格后，在50°C?80 0C的条件下干燥8?24h，控制木材的含水率达8%?25%，然后微波处理10?30min ； (2)、配制木材改性剂:在搅拌器中加入纳米氧化锌5?10质量份和脂肪醇聚氧乙烯醚0.2?I质量份，然后加入蒸馏水300?400质量份，按照转速不低于6000r/min高速搅拌10?50min，然后加入硅溶胶15?25质量份、八硼酸钠10?15质量份、硼酸锌8?12质量份、磷酸二钱6?10质量份、十二烧基硫酸钠I?2质量份，以80?200r/min转速搅拌15?30min，再超声分散10?20min，即制得所用的木材改性剂； (3)、配制木材改性液:将步骤(2)制得的木材改性剂用水稀释至质量百分比浓度为20%?40%的悬浮溶液，即得所需的木材改性液； (4)、浸渍处理:将步骤(I)得到的木材放入密闭的浸渍处理罐中，抽真空使罐内真空度在-0.08?-0.1MPa,保持30?60min，再将步骤(3)配制的木材改性液注入浸渍处理罐中，并使完全淹没木材，然后解除真空，向处理罐内施加0.6?1.5MPa气压，并加热至30°C?70°C，保持 I ?4h ; (5)、后干燥处理:解除压力和将温度冷却至室温后，排出剩余的改性液，取出木材风干至表面无明显水迹残留，再移至干燥窑进行干燥，先将干燥温度控制在60°C?85°C，保持12?24h，然后升温至90°C?120°C，并保持8?16h后，冷却至室温，即制得纳米氧化锌/木材复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种纳米氧化锌/木材复合材料的生产方法，其特征在于，步骤(2)所述纳米氧化锌的粒径在I?10nm范围。
【专利摘要】本发明公开了一种纳米氧化锌/木材复合材料的生产方法，包括木材预处理、配制木材改性剂、配制木材改性液、浸渍处理和后干燥处理五个步骤，其中，所述木材改性剂是由纳米氧化锌、脂肪醇聚氧乙烯醚、蒸馏水、硅溶胶、八硼酸钠、硼酸锌、磷酸二铵和十二烷基硫酸钠配制而成。本发明的有益效果是，本发明具有处理工艺简单、高效、环保和渗透性强、性能稳定、复合均匀等优点，经过处理后的木材在保持原有特性和无明显外观变化的同时，其热稳定性、吸湿性和防水性明显改善，力学性能和尺寸稳定性大为提高，而且防腐阻燃好，附加值高，适于室内外装饰、建筑材料、家具用材等领域。
【IPC分类】B27K5-04, B27K3-52, B27K3-02
【公开号】CN104858951
【申请号】CN201410819942
【发明人】不公告发明人
【申请人】王玉燕
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2014年12月25日