本發(fā)明涉及木材加工領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種木材改性的方法。
背景技術(shù)：
木材是能夠次級(jí)生長的植物，如喬木和灌木，所形成的木質(zhì)化組織。這些植物在初生生長結(jié)束后，根莖中的維管形成層開始活動(dòng)，向外發(fā)展出韌皮，向內(nèi)發(fā)展出木材。木材是維管形成層向內(nèi)的發(fā)展出植物組織的統(tǒng)稱，包括木質(zhì)部和薄壁射線。木材對于人類生活起著很大的支持作用。根據(jù)木材不同的性質(zhì)特征，人們將它們用于不同途徑。
現(xiàn)有技術(shù)中，木材本身具有較好的拉伸強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度，但是在長期載荷的作用下，其本身的拉伸強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度都會(huì)，有損失，特別是在長時(shí)間在陽光照射下，會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度損失加劇。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種長期載荷條件下強(qiáng)度損失較少的木材改性的方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：
一種木材改性的方法，
步驟一：將木材切割成厚度小于5cm的板材；
步驟二：將木材板材在50～80℃條件下烘干10～20小時(shí)；
步驟三：將木材浸泡在質(zhì)量濃度為20％的復(fù)合疏松劑的水溶液中10～20小時(shí)；
步驟四：將疏松后的木材，放入到密閉的浸泡罐中，加入改性劑水溶液，其中改性劑的質(zhì)量濃度為20～40％，升溫至60～80℃，浸泡時(shí)間為10～20小時(shí)，其中所述改性劑包括下述重量份組成：
納米二氧化硅溶膠：100份
2-氨基-2-(2-氯苯基)環(huán)己酮鹽酸鹽：5份
3-氨基丙基三(三甲基硅氧基)硅烷：5份
甲基三(2-亞丁基氨氧基)硅烷：2份
2-氟-5-羥基苯硼酸頻那醇酯：3份；
步驟五：靜置冷卻至室溫，排出改性液，清理木材表面改性液，烘干。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，
所述復(fù)合疏松劑包括下述重量份組成：
碳酸氫鈉：30份
酒石酸氫鉀：10份
磷酸鈣：5份
硫酸鋁鉀：5份
淀粉：25份。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，
所述步驟四中，先將木材直接放入密閉容浸泡罐中抽真空，真空度為-0.1mpa，靜置30～60min，之后再加入改性劑水溶液，淹沒整個(gè)木材，加壓至1mpa浸泡。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，
所述步驟五中，先解除壓力，排出改性液后對木材進(jìn)行水洗，自然風(fēng)干后再放入烘箱烘干。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，
所述步驟五中烘干溫度為90～120℃，烘干時(shí)間為12小時(shí)。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，
所述改性劑溶液的制備方法為將納米二氧化硅溶膠、與溶膠等重的水混合加入到攪拌機(jī)中，攪拌速度為6000轉(zhuǎn)每分鐘，再加入其余成分物質(zhì)，升溫至80℃，攪拌30分鐘，之后自然冷卻，降低攪拌速度至100轉(zhuǎn)每分鐘，攪拌2小時(shí)得到改性劑溶液。
本發(fā)明的有益效果，首先將木材進(jìn)行切割成型后，先浸泡在復(fù)合疏松劑中，通過復(fù)合疏松劑的加入，可以在浸泡木材的過程中，產(chǎn)生氣泡，氣泡可以用來疏通木材的內(nèi)部，能夠使得后期改性劑水溶液能夠更好地滲入到其中，之后通過加入改性劑水溶液，能夠提高整體木材在長期受力情況下的力學(xué)強(qiáng)度。其中改性劑選用納米二氧化硅溶膠、2-氨基-2-(2-氯苯基)環(huán)己酮鹽酸鹽、3-氨基丙基三(三甲基硅氧基)硅烷、甲基三(2-亞丁基氨氧基)硅烷、2-氟-5-羥基苯硼酸頻那醇酯的混合物，通過上述成分的復(fù)配，在密閉浸泡罐中逐漸滲入到木材的內(nèi)部，填充到木材的間隙中，之后在一定溫度下浸泡，使得其中的成分與木材分子結(jié)合，使得木材分子間形成相互聯(lián)結(jié)的鏈段結(jié)構(gòu)，從而保證了在長期受壓下仍然具有較好的力學(xué)強(qiáng)度，同時(shí)，由于2-氨基-2-(2-氯苯基)環(huán)己酮鹽酸鹽、3-氨基丙基三(三甲基硅氧基)硅烷、甲基三(2-亞丁基氨氧基)硅烷、2-氟-5-羥基苯硼酸頻那醇酯的復(fù)配使用，起到了協(xié)同效果，使得在長期太陽光曝曬的情況下仍然具有較好的長期受壓能力。
另外，在復(fù)合疏松劑的選擇上，優(yōu)先選用碳酸氫鈉、酒石酸氫鉀、磷酸鈣、硫酸鋁鉀、淀粉的復(fù)配方式，使得復(fù)合疏松劑水溶液，能夠深入到木材內(nèi)部，從而使得氣泡可以在木材內(nèi)部生產(chǎn)，同時(shí)，可以很好控制產(chǎn)氣量，不會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)氣量過大造成木材內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損壞。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合所給出的實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳述。
實(shí)施例一：
一種木材改性的方法，
步驟一：將木材切割成厚度小于5cm的板材；
步驟二：將木材板材在50～80℃條件下烘干10～20小時(shí)；
步驟三：將木材浸泡在質(zhì)量濃度為20％的復(fù)合疏松劑的水溶液中10～20小時(shí)；
步驟四：將疏松后的木材，放入到密閉的浸泡罐中，加入改性劑水溶液，其中改性劑的質(zhì)量濃度為20～40％，再加入其余成分物質(zhì)，升溫至60～80℃，浸泡時(shí)間為10～20小時(shí)，其中所述改性劑包括下述重量份組成：
納米二氧化硅溶膠：100份
2-氨基-2-(2-氯苯基)環(huán)己酮鹽酸鹽：5份
3-氨基丙基三(三甲基硅氧基)硅烷：5份
甲基三(2-亞丁基氨氧基)硅烷：2份
2-氟-5-羥基苯硼酸頻那醇酯：3份；
步驟五：靜置冷卻至室溫，排出改性液，清理木材表面改性液，烘干。
所述復(fù)合疏松劑包括下述重量份組成：
碳酸氫鈉：30份
酒石酸氫鉀：10份
磷酸鈣：5份
硫酸鋁鉀：5份
淀粉：25份。
所述步驟四中，先將木材直接放入密閉容浸泡罐中抽真空，真空度為-0.1mpa，靜置30～60min，之后再加入改性劑水溶液，淹沒整個(gè)木材，加壓至1mpa浸泡。所述步驟五中，先解除壓力，排出改性液后對木材進(jìn)行水洗，自然風(fēng)干后再放入烘箱烘干。
所述步驟五中烘干溫度為90～120℃，烘干時(shí)間為12小時(shí)。
所述改性劑溶液的制備方法為將納米二氧化硅溶膠、與溶膠等重的水混合加入到攪拌機(jī)中，攪拌速度為6000轉(zhuǎn)每分鐘，升溫至80℃，攪拌30分鐘，之后自然冷卻，降低攪拌速度至100轉(zhuǎn)每分鐘，攪拌2小時(shí)得到改性劑溶液。
對比例一：
一種木材改性的方法，
步驟一：將木材切割成厚度小于5cm的板材；
步驟二：將木材板材在50～80℃條件下烘干10～20小時(shí)；
步驟三：將木材浸泡在水中10～20小時(shí)；
步驟四：將疏松后的木材，放入到密閉的浸泡罐中，加入改性劑水溶液，其中改性劑的質(zhì)量濃度為20～40％，升溫至60～80℃，浸泡時(shí)間為10～20小時(shí)，其中所述改性劑為納米二氧化硅溶膠
步驟五：靜置冷卻至室溫，排出改性液，清理木材表面改性液，烘干。
所述復(fù)合疏松劑包括下述重量份組成：
碳酸氫鈉：30份
淀粉：25份。
所述步驟四中，先將木材直接放入密閉容浸泡罐中抽真空，真空度為-0.1mpa，靜置30～60min，之后再加入改性劑水溶液，淹沒整個(gè)木材，加壓至1mpa浸泡。所述步驟五中，先解除壓力，排出改性液后對木材進(jìn)行水洗，自然風(fēng)干后再放入烘箱烘干。
所述步驟五中烘干溫度為90～120℃，烘干時(shí)間為12小時(shí)。
對比例二：
一種木材改性的方法，
步驟一：將木材切割成厚度小于5cm的板材；
步驟二：將木材板材在50～80℃條件下烘干10～20小時(shí)；
步驟三：將木材浸泡在水中10～20小時(shí)；
步驟四：將疏松后的木材，放入到密閉的浸泡罐中，加入改性劑水溶液，其中改性劑的質(zhì)量濃度為20～40％，再加入其余成分物質(zhì)，升溫至60～80℃，浸泡時(shí)間為10～20小時(shí)，其中所述改性劑包括下述重量份組成：
納米二氧化硅溶膠：100份
3-氨基丙基三(三甲基硅氧基)硅烷：5份
甲基三(2-亞丁基氨氧基)硅烷：2份
步驟五：靜置冷卻至室溫，排出改性液，清理木材表面改性液，烘干。
所述步驟四中，先將木材直接放入密閉容浸泡罐中抽真空，真空度為-0.1mpa，靜置30～60min，之后再加入改性劑水溶液，淹沒整個(gè)木材，加壓至1mpa浸泡。所述步驟五中，先解除壓力，排出改性液后對木材進(jìn)行水洗，自然風(fēng)干后再放入烘箱烘干。
所述步驟五中烘干溫度為90～120℃，烘干時(shí)間為12小時(shí)。
所述改性劑溶液的制備方法為將納米二氧化硅溶膠、與溶膠等重的水混合加入到攪拌機(jī)中，攪拌速度為6000轉(zhuǎn)每分鐘，升溫至80℃，攪拌30分鐘，之后自然冷卻，降低攪拌速度至100轉(zhuǎn)每分鐘，攪拌2小時(shí)得到改性劑溶液。
對比例三：
直接采用原木。
上述實(shí)施例和對比例均采用針葉樹材，在長期受力和紫外燈照射情況下的拉伸強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度，并計(jì)算其強(qiáng)度損失情況。
實(shí)施例一在正常情況下測試：
對比例一在正常情況下測試：
對比例二在正常情況下測試：
對比例三在正常情況下測試：
實(shí)施例一在紫外燈照射24小時(shí)候情況下測試：
對比例一在紫外燈照射24小時(shí)候情況下測試：
對比例二在紫外燈照射24小時(shí)候情況下測試：
對比例三在紫外燈照射24小時(shí)候情況下測試：
本發(fā)明的有益效果，首先將木材進(jìn)行切割成型后，先浸泡在復(fù)合疏松劑中，通過復(fù)合疏松劑的加入，可以在浸泡木材的過程中，產(chǎn)生氣泡，氣泡可以用來疏通木材的內(nèi)部，能夠使得后期改性劑水溶液能夠更好地滲入到其中，之后通過加入改性劑水溶液，能夠提高整體木材在長期受力情況下的力學(xué)強(qiáng)度。其中改性劑選用納米二氧化硅溶膠、2-氨基-2-(2-氯苯基)環(huán)己酮鹽酸鹽、3-氨基丙基三(三甲基硅氧基)硅烷、甲基三(2-亞丁基氨氧基)硅烷、2-氟-5-羥基苯硼酸頻那醇酯的混合物，通過上述成分的復(fù)配，在密閉浸泡罐中逐漸滲入到木材的內(nèi)部，填充到木材的間隙中，之后在一定溫度下浸泡，使得其中的成分與木材分子結(jié)合，使得木材分子間形成相互聯(lián)結(jié)的鏈段結(jié)構(gòu)，從而保證了在長期受壓下仍然具有較好的力學(xué)強(qiáng)度，同時(shí)，由于2-氨基-2-(2-氯苯基)環(huán)己酮鹽酸鹽、3-氨基丙基三(三甲基硅氧基)硅烷、甲基三(2-亞丁基氨氧基)硅烷、2-氟-5-羥基苯硼酸頻那醇酯的復(fù)配使用，起到了協(xié)同效果，使得在長期太陽光曝曬的情況下仍然具有較好的長期受壓能力。
另外，在復(fù)合疏松劑的選擇上，優(yōu)先選用碳酸氫鈉、酒石酸氫鉀、磷酸鈣、硫酸鋁鉀、淀粉的復(fù)配方式，使得復(fù)合疏松劑水溶液，能夠深入到木材內(nèi)部，從而使得氣泡可以在木材內(nèi)部生產(chǎn)，同時(shí)，可以很好控制產(chǎn)氣量，不會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)氣量過大造成木材內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損壞。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。