一种木材改性处理方法技术

本发明专利技术公开了一种木材改性处理方法，涉及木材加工领域。该方法包括：将速生木材进行超声清洗；使用改性剂、CaCO3和土壤对速生木材进行改性处理，所述速生木材与所述改性剂的体积比为1:3，所述改性剂包括纳米SiO2、桐油、松香和单宁，所述纳米SiO2、桐油、松香和单宁的体积比为1‑3:1‑3:1‑2:1；将速生木材使用混合后的土壤包裹密实，然后放入恒温恒湿箱环境中1‑3个月；将恒温恒湿箱中包裹着土壤的速生木材放入真空加压热处理罐中，加速木材改性。本发明专利技术通过模拟缺氧、高温、高压、微生物作用的生态环境，同时添加纳米改性物质及天然植物提取物等方式加速速生林木材的“阴沉化”，得到密度大、强度高、尺寸稳定性好的改性木材。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及木材加工领域，更具体的涉及一种木材改性处理方法。
技术介绍
木材、钢材、水泥和塑料并称为四大建设材料。其中，木材是四大材料中唯一天然可再生的结构材料，具有美观环保、无毒、易加工等特点，它与人类之间最为亲和，是深受人们喜爱的绿色天然材料，但随着人类需求量的增加，天然林资源正处于日益匮乏的状态，尤其稀有树种更是濒临灭绝，且从2016年开始我国已开始实施天然林全面商业禁伐，因此速生林将成为目前和未来的主要商业用材。但速生林木材大多材质疏松、密度较低、极易发生生物降解导致腐朽、虫蛀、霉变、蓝变，使得木材的使用寿命变短。通常使用木材改性处理以保护木材，延长木材的使用寿命以及减少木材由于腐朽、虫蛀引起的降等、降级，并且还可以起到提高木材产品质量、强度、尺寸稳定性，增加木材产品功能的作用。到目前为止，最为常用的防止木材腐朽且改善其密度、尺寸稳定性的方法多是化学改性，但化学改性从一定程度上对环境、人类安全等方面造成了一定的影响。随着国际化进程的进一步发展，我国对改性木材的使用要求也越来越规范。因此开发新的木材改性处理方法，以便提高优化木材性能、减少环境污染、延长木材使用寿命、保护环境。
技术实现思路
本专利技术提供一种木材改性处理方法，清洁环保，使得改性后的木材具有密度大、强度高、尺寸稳定性好、耐腐蚀性能强等优点。具体的，本专利技术中木材改性处理方法，包括以下步骤：步骤1：将速生木材进行超声清洗预处理20-40min；步骤2：使用改性剂、CaCO3和土壤对速生木材进行改性处理，所述速生木材与所述改性剂的体积比为1:3，所述改性剂包括纳米SiO2、桐油、松香和单宁，所述纳米SiO2、桐油、松香和单宁的体积比为1-3:1-3:1-2:1，所述速生木材与所述土壤的体积比为1:5，所述CaCO3与所述土壤的体积比为0.03-0.08:1；步骤3：将速生木材使用混合后的土壤包裹密实，然后在恒温恒湿环境中放置1-3个月，温度为20-30℃，湿度为60-80％；步骤4：将步骤3中包裹土壤的速生木材放入真空加压热处理罐中，加速木材改性，所述真空加压热处理罐的压力为0.8-1.2MPa，温度为160-220℃，时间为2-10h。优选的，纳米SiO2为质量分数3-10％的纳米SiO2溶液或纳米SiO2凝胶。优选的，CaCO3配制成质量分数为20-30％的溶液进行使用。优选的，桐油为纯桐油。优选的，松香配制成质量分数为20-30％的松香溶液进行使用。优选的，单宁配制成质量分数为20-30％的单宁溶液进行使用。优选地，步骤2中对速生木材进行改性的具体步骤为：按比例分别称取纳米SiO2、桐油、松香和单宁，纳米SiO2为质量分数为3-10％的纳米SiO2溶液或纳米SiO2凝胶，松香配制成质量分数为20-30％的松香溶液，单宁配制成质量分数为20-30％的单宁溶液；将纳米SiO2、桐油、松香溶液和单宁溶液混合均匀，形成改性剂；并称取一定量的CaCO3，配制成质量分数为20-30％的CaCO3溶液；将改性剂按比例混入土壤中进行搅拌，再向搅拌后的土壤中加入CaCO3溶液，搅拌均匀至粘稠状，将速生木材埋入粘稠的土壤中。优选的，步骤2中对速生木材进行改性的具体步骤为：按比例分别称取纳米SiO2、桐油、松香和单宁，纳米SiO2为质量分数为3-10％的纳米SiO2溶液或纳米SiO2凝胶，松香配制成质量分数为20-30％的松香溶液，单宁配制成质量分数为20-30％的单宁溶液；将纳米SiO2、桐油、松香溶液和单宁溶液依次真空浸渍注入速生木材中；称取一定量的CaCO3，配制成质量分数为20-30％的CaCO3溶液，将CaCO3溶液加入土壤中搅拌均匀至粘稠状，然后向粘稠的土壤中埋入浸渍后的速生木材。本专利技术中，通过模拟缺氧、高温、高压、微生物作用的生态环境，同时添加纳米改性物质及天然植物提取物等方式加速速生林木材的“阴沉化”，在短时间内形成类似于阴沉木的“阴沉化”改性材，使其具有密度大、强度高、尺寸稳定性好、耐腐性能强等优点，减少了对环境的污染以及不存在防腐剂抗流失性问题，且生产成本低，适用木材种类多。具体实施方式实施例1本专利技术实施例1提供的木材改性处理方法，包括以下步骤：步骤1：将尺寸规格为20mm×20mm×20mm的速生木材进行超声清洗30min，清洗速生木材表面的杂质以改善木材的渗透性，木材选用杨木；步骤2：按1:1:1:1的体积比分别称取纳米SiO2、桐油、松香和单宁，纳米SiO2为质量分数3％的纳米SiO2溶液，桐油为纯桐油，松香配制成20％的松香溶液，单宁配制成质量分数为20％的单宁溶液；将质量分数3％的纳米SiO2溶液、桐油、松香溶液和单宁溶液混合均匀，形成改性剂；根据速生木材与土壤的体积比为1:5，CaCO3溶液与土壤的体积比为0.03:1的比例，准备相应的土壤，并称取相应的CaCO3，配制成质量分数为20％的CaCO3溶液；将改性剂按比例混入土壤中进行搅拌，再向搅拌后的土壤中加入CaCO3溶液，搅拌均匀至粘稠状，将速生木材埋入粘稠的土壤中；步骤3：将步骤2中处理后的速生木材使用混合后的土壤包裹密实，然后放入恒温恒湿箱中3个月，使得木材与土壤充分适应，恒温恒湿箱中温度为25℃，湿度为70％；步骤4：将步骤3中包裹土壤的速生木材放入真空加压热处理罐中，加速木材改性，真空加压热处理罐中的工艺参数按照表1中的组合进行处理。表1真空加压热处理罐处理时的工艺参数实施例2本专利技术实施例2提供的木材改性处理方法，包括以下步骤：步骤1：将尺寸规格为20mm×20mm×10mm的速生木材进行超声清洗20min，清洗速生木材表面的杂质以改善木材的渗透性，木材选用杨木；步骤2：按1:3:2:1的体积比分别称取纳米SiO2、桐油、松香和单宁，纳米SiO2为质量分数为5％的纳米SiO2凝胶，松香配制成质量分数为25％的松香溶液，桐油为纯桐油，单宁配制成质量分数为25％的单宁溶液；将质量分数5％的纳米SiO2凝胶、桐油、松香溶液和单宁溶液依次真空浸渍注入速生木材中；根据速生木材与土壤的体积比为1:5，CaCO3溶液与土壤的体积比为0.05:1的比例，准备相应的土壤，并称取相应的CaCO3，配制成质量分数为30％的CaCO3溶液，将CaCO3溶液加入土壤中搅拌均匀至粘稠状，然后向粘稠的土壤中埋入浸渍后的速生木材；步骤3：将步骤2中处理后的速生木材使用混合后的土壤包裹密实，然后放入恒温恒湿箱中3个月，使得木材与土壤充分适应，恒温恒湿箱中温度为20℃，湿度为60％；步骤4：将步骤3中包裹土壤的速生木材放入真空加压热处理罐中，加速木材改性，真空加压热处理罐中的工艺参数按照表2中的组合进行处理。表2真空加压热处理罐处理时的工艺参数实施例3本专利技术实施例3提供的木材改性处理方法，包括以下步骤：步骤1：将尺寸规格为20mm×20mm×20mm的速生木材进行超声清洗40min，清洗速生木材表面的杂质以改善木材的渗透性，木材选用杉木；步骤2：按3:3:2:1的体积比分别称取纳米SiO2、桐油、松香和单宁，纳米SiO2为质量分数为7％的纳米SiO2溶液，松香配制成质量分数为30％的松香溶液，桐油为纯桐油，单宁配制成质量分数为30％的单宁溶液；将质量分数7％的纳米SiO2溶液、桐油、松香溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种木材改性处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将速生木材进行超声清洗预处理20‑40min；步骤2：使用改性剂、CaCO3和土壤对速生木材进行改性处理，所述速生木材与所述改性剂的体积比为1:3，所述改性剂包括纳米SiO2、桐油、松香和单宁，所述纳米SiO2、桐油、松香和单宁的体积比为1‑3:1‑3:1‑2:1，所述速生木材与所述土壤的体积比为1:5，所述CaCO3与所述土壤的体积比为0.03‑0.08:1；步骤3：将速生木材使用混合后的土壤包裹密实，然后在恒温恒湿环境中放置1‑3个月，温度为20‑30℃，湿度为60‑80％；步骤4：将步骤3中包裹土壤的速生木材放入真空加压热处理罐中，加速木材改性，所述真空加压热处理罐的压力为0.8‑1.2MPa，温度为160‑220℃，时间为2‑10h。

【技术特征摘要】
1.一种木材改性处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将速生木材进行超声清洗预处理20-40min；步骤2：使用改性剂、CaCO3和土壤对速生木材进行改性处理，所述速生木材与所述改性剂的体积比为1:3，所述改性剂包括纳米SiO2、桐油、松香和单宁，所述纳米SiO2、桐油、松香和单宁的体积比为1-3:1-3:1-2:1，所述速生木材与所述土壤的体积比为1:5，所述CaCO3与所述土壤的体积比为0.03-0.08:1；步骤3：将速生木材使用混合后的土壤包裹密实，然后在恒温恒湿环境中放置1-3个月，温度为20-30℃，湿度为60-80％；步骤4：将步骤3中包裹土壤的速生木材放入真空加压热处理罐中，加速木材改性，所述真空加压热处理罐的压力为0.8-1.2MPa，温度为160-220℃，时间为2-10h。2.根据权利要求1所述的木材改性处理方法，其特征在于，所述纳米SiO2为质量分数3-10％的纳米SiO2溶液或纳米SiO2凝胶。3.根据权利要求1所述的木材改性处理方法，其特征在于，所述CaCO3配制成质量分数为20-30％的溶液进行使用。4.根据权利要求1所述的木材改性处理方法，其特征在于，所述桐油为纯桐油。5.根据权利要求1所述的木材改性处理方法，其特征在于，所述松香配制成质量分数为20-30％的松香溶液进行使用。6.根据权利要求1所述的木材改性处...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雅梅，张振新，于建芳，王洁，贺勤，赵喜龙，
申请(专利权)人：内蒙古农业大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15