一种家具木材的油脂封闭处理工艺的制作方法

文档序号:20705160发布日期:2020-05-12 16:18阅读:990来源:国知局

本发明属于木材处理技术领域,具体涉及一种家具木材的油脂封闭处理工艺。



背景技术:

木材中的油脂是一种与生俱来的“油”,油脂历来是判断一块木材好坏的重要指标,木材中油脂含量越高,触摸时越有润滑感,平滑耐磨,不易开裂,呈现家具亮泽的一面。但是在加工油脂含量较高的木材时,丰富的油脂往往会影响木材的加工特性和表面质量,降低木材的尺寸稳定性,束缚了这类木材的使用范围。因此在木材的加工过程中,往往需要将木材进行脱脂处理,进而提高其加工性能和表面质量。

但是,随着木材中油脂的脱除,虽然提高了木材的加工性能和表面质量,但同时也降低了木材的润滑感,使得家具的亮泽性降低。因此对木材中的油脂进行封闭处理,抑制木材中油脂的析出,从而改善木材的加工性能十分必要。例如中国专利cn2011103419494公开了一种木材封闭底漆以及应用,该木材封闭底漆对木材中的油脂具有很好的封闭效果,形成的底漆膜可以有效的抑制油脂的析出,从而改善木材的加工性能,但是封闭底漆的应用往往是在木材喷涂面漆前的最后一道工序,只能对加工完成后的木材起到防止内部残余油脂的析出,因此封闭底漆的应用只能对木材中残余的油脂起到封闭作用,并不能对木材前期加工过程中流失的油脂起到阻碍作用,从而使得木材的润滑感和亮泽性差强人意。



技术实现要素:

本发明的目的是针对现有的问题,提供了一种家具木材的油脂封闭处理工艺,通过对木材进行浸渍处理,使得木材中的部分油脂被吸附并固定在木材的浅表层,从而减少木材中油脂的流失,使得木材具有优良的润滑感和亮泽性。

本发明是通过以下技术方案实现的:

一种家具木材的油脂封闭处理工艺,具体处理工艺如下:

1)使用浓度为1-2%的醋酸溶液作为溶剂配制壳聚糖溶液,将聚乙烯醇加入到壳聚糖溶液中,在75-85℃恒温水浴中搅拌溶解,然后加入少量的戊二醛、二异氰酸酯,混匀后再加入过硫酸钾,形成的反应体系中,壳聚糖质量占0.50-0.58%,聚乙烯醇质量占3.2-3.5%,戊二醛质量占0.03-0.06%,二异氰酸酯质量占0.05-0.08%,过硫酸钾质量占0.02-0.04%,经充分搅拌后在50-60℃下反应1-2h,然后在70-80℃恒温鼓风干燥箱中烘至绝干,即可获得预处理壳聚糖;利用聚乙烯醇对壳聚糖进行预处理,利用聚乙烯醇和壳聚糖进行交联聚合形成含有羟基和氨基的交联聚合物,聚合物中的氨基和羟基可以与木材中的羟基形成分子间氢键,从而提高聚合物在木材中的抗流失性,而且通过二者之间的交互作用,可以改善单独以壳聚糖为原料制备的复合物存在的脆性大、强度低的缺陷,从而有助于提高形成的多孔壳聚糖复合物的柔韧性,同时聚乙烯醇的存在也使得壳聚糖的热稳定性得到一定程度提升,可以避免经过油脂封闭处理的木材在后续的加工过程中出现油脂逸出的现象;

2)将质量比为5:4-4.5的预处理壳聚糖和硬脂酸加入到容器中,然后按照质量体积比为1:50-60g/ml,加入体积比为1:1的乙醇-水溶液,使用浓度0.3-0.6mol/l的氢氧化钠溶液调节ph至7.5-8,在30-40℃水浴中恒温搅拌反应3-4h,停止加热后在-10--15℃下冷冻1-2h,然后在10-30pa,30-35℃下干燥10-15h,获得预处理壳聚糖复合物;利用预处理壳聚糖和硬脂酸通过盐键结合形成复合物,壳聚糖的-nh3基团和硬脂酸-coo-基团结合形成含有亲油基的离子复合物,可以有效的吸附木材中的油脂,起到防止油脂脱除的作用;

3)将质量浓度为0.8-1.3%的纳米纤维素溶液和质量浓度为0.6-1.1%的木素磺酸盐溶液按体积比为9-14:20混合,在转速为300-500r/min下搅拌1-2h,混匀后再加入混合溶液质量0.3-0.6%的预处理壳聚糖复合物,继续搅拌40-50min,然后在-25--30℃下进行冷冻,待完全冷冻后放入冷冻干燥机中,在-50--60℃下冷冻5-10h,然后在5-15pa,25-30℃下干燥8-13h,粉碎研磨后过800目筛,获得多孔壳聚糖复合物;本发明中,预处理壳聚糖和纳米纤维素之间存在着氢键相互作用,使得二者之间形成相互作用较强的网络结构,而木素磺酸盐会粘附在纳米纤维素的表面,形成相互交联的复合结构,在冷冻干燥过程中,随着水分的移除,纳米纤维素表面的羟基间会形成氢键作用,使得纳米纤维素在木素磺酸盐的体积内部相互交织成网状缠结结构,从而降低了木素磺酸盐在冷冻干燥过程中的收缩现象,使得形成的复合物在冷冻干燥过程中总收缩率降低,进而形成结构规整的多孔结构复合物,规整的多孔结构可以有效的锁住油脂,防止吸附的油脂流失;

4)将质量分数为35-38%的甲醛溶液与尿素按质量比为1:0.5-1混合,加入浓度为0.1-0.2mol/l的三乙醇胺溶液调节ph至8-9,在70-80℃下反应40-60min,得到预聚体溶液,然后按照β-环糊精与甲醛的质量比为0.2-0.5:1,将浓度为15-20%的β-环糊精在50-60℃恒温水浴和400-500r/min转速条件下缓慢加入到预聚体溶液中,混匀后使用浓度为10-13%的柠檬酸调节ph至2-3,加入反应体系总重量5-7.5%的多孔壳聚糖复合物,恒温下反应2-3h,即可得到木材处理液;利用β-环糊精独特的分子空腔结构,可以嵌入多孔壳聚糖复合物,形成包接复合物,从而增大比表面积,提高对木材中油脂的吸附能力;木材处理液中的脲醛树脂在浸渍处理过程中渗入木材中,部分树脂会填充在木材的细胞腔和纹孔中,对形成的包接复合物的渗入起到阻碍作用,从而使得包接复合物进入木材内部深处的量有限,大部分都残留在木材的浅表层,使得吸附固定的油脂大量聚集在木材的浅表层,从而使得木材具有很好的润滑感和亮泽性;

5)将待处理木材在50-60℃下预热处理8-12h;通过对木材进行较低温度的预热处理,可以防止木材中油脂在高温下的流失以及木材在后续加工过程中产生内裂;然后放入浸渍罐中,抽真空至0.03-0.08mpa,保持20-30min,然后向浸渍罐中注入木材处理液,保持50-90min,再加压至1-1.5mpa后保持100-150min,取出后烘干即可。

本发明相比现有技术具有以下优点:

本发明提供的家具木材的油脂封闭处理工艺,对木材中的油脂具有很好的吸附、固定作用,减少木材中油脂的流失,使得木材中的油脂聚集在木材的浅表层,使得木材具有优良的润滑感和亮泽性,并且木材浅表层聚集的油脂在后续的加工过程中不会流失、析出,使得木材具有良好的加工性能和表面质量,从而保证了木材表面漆膜的颜色和表面状态。

具体实施方式

下面结合具体实施方法对本发明做进一步的说明。

实施例1

一种家具木材的油脂封闭处理工艺,具体处理工艺如下:

2)使用浓度为1%的醋酸溶液作为溶剂配制壳聚糖溶液,将聚乙烯醇加入到壳聚糖溶液中,在75℃恒温水浴中搅拌溶解,然后加入少量的戊二醛、二异氰酸酯,混匀后再加入过硫酸钾,形成的反应体系中,壳聚糖质量占0.50%,聚乙烯醇质量占3.2%,戊二醛质量占0.03%,二异氰酸酯质量占0.05%,过硫酸钾质量占0.02%,经充分搅拌后在50℃下反应1h,然后在70℃恒温鼓风干燥箱中烘至绝干,即可获得预处理壳聚糖;

2)将质量比为5:4的预处理壳聚糖和硬脂酸加入到容器中,然后按照质量体积比为1:50g/ml,加入体积比为1:1的乙醇-水溶液,使用浓度0.3mol/l的氢氧化钠溶液调节ph至7.5,在30℃水浴中恒温搅拌反应3h,停止加热后在-10℃下冷冻1h,然后在10pa,30℃下干燥10h,获得预处理壳聚糖复合物;

3)将质量浓度为0.8%的纳米纤维素溶液和质量浓度为0.6%的木素磺酸盐溶液按体积比为9:20混合,在转速为300r/min下搅拌1h,混匀后再加入混合溶液质量0.3%的预处理壳聚糖复合物,继续搅拌40min,然后在-25℃下进行冷冻,待完全冷冻后放入冷冻干燥机中,在-50℃下冷冻5h,然后在5pa,25℃下干燥8h,粉碎研磨后过800目筛,获得多孔壳聚糖复合物;

4)将质量分数为35%的甲醛溶液与尿素按质量比为1:0.5混合,加入浓度为0.1mol/l的三乙醇胺溶液调节ph至8,在70℃下反应40min,得到预聚体溶液,然后按照β-环糊精与甲醛的质量比为0.2:1,将浓度为15%的β-环糊精在50℃恒温水浴和400r/min转速条件下缓慢加入到预聚体溶液中,混匀后使用浓度为10%的柠檬酸调节ph至2,加入反应体系总重量5%的多孔壳聚糖复合物,恒温下反应2h,即可得到木材处理液;

5)将待处理木材在50℃下预热处理8h,然后放入浸渍罐中,抽真空至0.03mpa,保持20min,然后向浸渍罐中注入木材处理液,保持50min,再加压至1mpa后保持100min,取出后烘干即可。

采用本实施例的处理工艺对柚木进行处理,然后对柚木喷涂不饱和聚酯漆,未出现附着力不好、掉漆的现象,而且经过处理的柚木,表面手感润滑感强,表面的色泽度好。

实施例2

一种家具木材的油脂封闭处理工艺,具体处理工艺如下:

3)使用浓度为1.5%的醋酸溶液作为溶剂配制壳聚糖溶液,将聚乙烯醇加入到壳聚糖溶液中,在80℃恒温水浴中搅拌溶解,然后加入少量的戊二醛、二异氰酸酯,混匀后再加入过硫酸钾,形成的反应体系中,壳聚糖质量占0.53%,聚乙烯醇质量占3.4%,戊二醛质量占0.05%,二异氰酸酯质量占0.07%,过硫酸钾质量占0.03%,经充分搅拌后在55℃下反应1.5h,然后在75℃恒温鼓风干燥箱中烘至绝干,即可获得预处理壳聚糖;

2)将质量比为5:4.2的预处理壳聚糖和硬脂酸加入到容器中,然后按照质量体积比为1:55g/ml,加入体积比为1:1的乙醇-水溶液,使用浓度0.5mol/l的氢氧化钠溶液调节ph至7.5,在35℃水浴中恒温搅拌反应3.5h,停止加热后在-13℃下冷冻1.5h,然后在20pa,32℃下干燥12h,获得预处理壳聚糖复合物;

3)将质量浓度为1.0%的纳米纤维素溶液和质量浓度为0.8%的木素磺酸盐溶液按体积比为12:20混合,在转速为400r/min下搅拌1.5h,混匀后再加入混合溶液质量0.5%的预处理壳聚糖复合物,继续搅拌45min,然后在-28℃下进行冷冻,待完全冷冻后放入冷冻干燥机中,在-55℃下冷冻7h,然后在10pa,28℃下干燥10h,粉碎研磨后过800目筛,获得多孔壳聚糖复合物;

4)将质量分数为37%的甲醛溶液与尿素按质量比为1:0.7混合,加入浓度为0.1mol/l的三乙醇胺溶液调节ph至8.5,在75℃下反应50min,得到预聚体溶液,然后按照β-环糊精与甲醛的质量比为0.3:1,将浓度为17%的β-环糊精在55℃恒温水浴和450r/min转速条件下缓慢加入到预聚体溶液中,混匀后使用浓度为12%的柠檬酸调节ph至2.5,加入反应体系总重量6.5%的多孔壳聚糖复合物,恒温下反应2.5h,即可得到木材处理液;

5)将待处理木材在55℃下预热处理10h,然后放入浸渍罐中,抽真空至0.05mpa,保持25min,然后向浸渍罐中注入木材处理液,保持70min,再加压至1.2mpa后保持130min,取出后烘干即可。

采用本实施例的处理工艺对胡桃木进行处理,然后对胡桃木喷涂不饱和聚酯漆,未出现附着力不好、掉漆的现象,而且经过处理的胡桃木,表面手感润滑感强,表面的色泽度好。

实施例3

一种家具木材的油脂封闭处理工艺,具体处理工艺如下:

4)使用浓度为2%的醋酸溶液作为溶剂配制壳聚糖溶液,将聚乙烯醇加入到壳聚糖溶液中,在85℃恒温水浴中搅拌溶解,然后加入少量的戊二醛、二异氰酸酯,混匀后再加入过硫酸钾,形成的反应体系中,壳聚糖质量占0.58%,聚乙烯醇质量占3.5%,戊二醛质量占0.06%,二异氰酸酯质量占0.08%,过硫酸钾质量占0.04%,经充分搅拌后在60℃下反应2h,然后在80℃恒温鼓风干燥箱中烘至绝干,即可获得预处理壳聚糖;

2)将质量比为5:4.5的预处理壳聚糖和硬脂酸加入到容器中,然后按照质量体积比为1:60g/ml,加入体积比为1:1的乙醇-水溶液,使用浓度0.6mol/l的氢氧化钠溶液调节ph至8,在40℃水浴中恒温搅拌反应4h,停止加热后在-15℃下冷冻2h,然后在30pa,35℃下干燥15h,获得预处理壳聚糖复合物;

3)将质量浓度为1.3%的纳米纤维素溶液和质量浓度为1.1%的木素磺酸盐溶液按体积比为14:20混合,在转速为500r/min下搅拌2h,混匀后再加入混合溶液质量0.6%的预处理壳聚糖复合物,继续搅拌50min,然后在-30℃下进行冷冻,待完全冷冻后放入冷冻干燥机中,在-60℃下冷冻10h,然后在15pa,30℃下干燥13h,粉碎研磨后过800目筛,获得多孔壳聚糖复合物;

4)将质量分数为38%的甲醛溶液与尿素按质量比为1:1混合,加入浓度为0.2mol/l的三乙醇胺溶液调节ph至9,在80℃下反应60min,得到预聚体溶液,然后按照β-环糊精与甲醛的质量比为0.5:1,将浓度为20%的β-环糊精在60℃恒温水浴和500r/min转速条件下缓慢加入到预聚体溶液中,混匀后使用浓度为13%的柠檬酸调节ph至3,加入反应体系总重量7.5%的多孔壳聚糖复合物,恒温下反应3h,即可得到木材处理液;

5)将待处理木材在60℃下预热处理12h,然后放入浸渍罐中,抽真空至0.08mpa,保持30min,然后向浸渍罐中注入木材处理液,保持90min,再加压至1.5mpa后保持150min,取出后烘干即可。

采用本实施例的处理工艺对玫瑰木进行处理,然后对玫瑰木喷涂不饱和聚酯漆,未出现附着力不好、掉漆的现象,而且经过处理的玫瑰木,表面手感润滑感强,表面的色泽度好。

对照组1

采用中国专利cn2011103419494实施例1中提供的木材封闭底漆对柚木进行喷涂,先在柚木表面均匀的喷涂一次,50min后在喷涂一次,再间隔50min喷涂一次,待木材封闭底漆漆膜干后4h,打磨后喷涂不饱和聚酯漆,未出现附着力不好、掉漆的情况,但是柚木表面色泽度较差,而且手感润滑感也不尽人意。

对照组2

采用中国专利cn2014105138287实施例1中提供的木材真空热处理深度脱脂方法对柚木进行脱脂处理,然后对玫瑰木喷涂不饱和聚酯漆,未出现附着力不好、掉漆的现象,但是柚木表面色泽暗淡,而且缺少油润感。

通过上述实施例和对照组的试验可知,本发明提供的木材油脂的封闭处理工艺,不仅可以解决木材因油脂丰富造成表面漆膜附着力差,易掉漆的现象,而且还解决了现有技术中木材经过处理使得色泽度以及润滑感变差的缺陷,具有广泛的应用前景。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何不经过创造性劳动想到的变换或替换,都应涵盖在本发明的保护范围内。

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