一种改性香樟木复合木材的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改性香樟木复合木材的制备方法，包括三元复合改性剂的制备和对香樟木进行浸泡改性与干燥处理得到改性香樟木复合木材，本发明专利技术采用场发射扫描电镜观察了处理前后木材微观结构与形貌，表明通过浸泡处理工艺无机改性剂成功的渗入木材内部细胞与管孔中，并以结晶形式存在从而导致了木材表面硬度的提高。

A preparation method of modified camphor wood composite wood

The invention discloses a preparation method of modified camphor wood composite wood, including the preparation of ternary composite modifier and the soaking modification and drying treatment of camphor wood to obtain modified camphor wood composite wood. The field emission scanning electron microscope is used to observe the micro structure and morphology of the wood before and after the treatment, which shows that the inorganic modifier successfully penetrates into the wood through the soaking treatment process The cell and the pore are crystallized, which leads to the increase of the surface hardness of wood.

【技术实现步骤摘要】
一种改性香樟木复合木材的制备方法
本专利技术涉及改性木材
，具体涉及一种改性香樟木复合木材的制备方法。
技术介绍
我国林业资源丰富，但木材资源开发不合理，造成一定的资源浪费。木材作为一种天然可再生资源，运用领域非常广泛，有着其他材料无法比拟的优点。如美丽的纹理，容易加工，有良好的电绝缘和绝热性能，在建筑和家具装饰领域有着广泛的使用。但是木材大多数具有密度小，力学性能及稳定性差等缺点，使其使用范围受到了一定的限制。如何进行木材的改性处理，扩大其使用范围，提高木材综合利用率，做到物尽其用，同时提升木材的经济价值，把我国的林业资源优势提升并转化为经济与加工制造优势。木材存在材质软、密度低、变异性大、尺寸稳定性差等问题，大大限制了其应用范围，不能直接用于实木家具、地板等生产。对人工林木材进行增强改性引起了广泛关注和研究。目前，在国内外采用了多种不同的工艺对木材进行了一些基础研究，有学者采用有机树脂类，对木材进行浸泡，热压等工艺，制得树脂复合木材。也有学者采用无机物填充，将无机改性剂通过一定的加工工艺使其进入木材内部，从而得到无机复合材料，这些工艺因采用的无机改性剂的溶液性差，且向木材内部渗透性亦非良好，故工艺中必须采用高温、强压技术，这必将引发更高的设备要求与生产成本。为了克服高温、高压工艺的不足，本专利技术提供了一种改性香樟木复合木材的制备方法。本专利技术以香樟木为基体，无机矿物为增强体，通过一定工艺技术得到木质复合材料，让处理后香樟木材具有功能材料类似的优点，如表面硬度增加、重量增加等等，使得这一材料在室内装修、家具装饰和建筑用材等应用领域具有更强的竞争优势，从而实现香樟木经济价值的提升与木材的高效利用。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术通过提供一种改性香樟木复合木材的制备方法，克服了高温、高压工艺的不足，处理后香樟木材具有功能材料类似的优点，如表面硬度增加、重量增加等，从而实现香樟木经济价值的提升与木材的高效利用。具体的，本专利技术的目的是提供一种改性香樟木复合木材的制备方法，包括三元复合改性剂的制备和对香樟木进行浸泡改性与干燥处理得到改性香樟木复合木材；一种改性香樟木复合木材的制备方法，其特征在于，包括三元复合改性剂的制备和对香樟木进行浸泡改性与干燥处理得到改性香樟木复合木材；其中三元复合改性剂的制备方法如下：分别称取硅酸钠和硫酸铝，加水溶解后，加入硅烷偶联剂，充分搅拌均匀，使体系混合均匀，即得到三元复合改性剂，其中，所述硅酸钠、硫酸铝、硅烷偶联剂和水的比例为0.5～2.5mol：0.5～2.5mol：0.1mol：1000mL。优选地，改性香樟木复合木材具体制备过程如下：S1，将香樟木进行预处理：将香樟木原材料进行低温烘干处理，调整木块含水率至13-17％；S2，将预处理的香樟木加入三元复合改性剂进行浸泡处理得到改性香樟木；S3，对改性香樟木进行干燥处理：将浸泡处理后的香樟木进行低温烘干处理，调整木块含水率至13-17％，得到改性香樟木复合木材。优选地，S1中，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)或γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)的一种。优选地，S1中，低温烘干处理在真空干燥箱中进行，烘干条件为55-60℃处理4-6h。优选地，S2中，浸泡处理时，保证三元复合改性剂完全淹没香樟木。优选地，S2中，浸泡处理温度为40-80℃，浸泡处理时间为5-25d与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1)通过三种无机盐对香樟木材的浸泡增重处理后，香樟木材都实现了重量的增加，而且木材的表面硬度性能起到了很好的改善作用；2)采用场发射扫描电镜观察了处理前后木材微观结构与形貌，表明通过浸泡处理工艺无机改性剂成功的渗入木材内部细胞与管孔中，并以结晶形式存在。从而导致了木材密度的增加及表面硬度的提高，也增强了改性木材抗弯强度、抗压强度、剪切强度等物理力学性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术不同改性剂以及不同改性剂的浓度对增重率的影响图；图2为本专利技术不同处理时间对木块增重率的影响图；图3为本专利技术不同处理温度对木块增重率的影响图；图4为本专利技术不同处理方法对木块冲击韧性的影响图；图5为本专利技术硬度检测点的分布图；图6为本专利技术为本专利技术不同处理方法的洛氏硬度测定图；图7为本专利技术香樟木材切片扫描电镜图，其中，A图为原木横向切片的SEM图，B图为原木径向切片的SEM图，C图为原木放大6000倍下的射线细胞内的SEM图像，D图为经过15天改性处理后的木块切片扫描电镜图像。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。除非另有定义，下文中所用是的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。除非另有特别说明，本专利技术以下各实施例中用到的各种原料、试剂、仪器和设备均可通过市场购买得到或者通过现有方法制备得到。下面结合附图1-7，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面实施例均以香樟木例，提供一种改性香樟木复合木材的制备方法，对本专利技术的技术方案进行具体的举例说明。1实验材料与方法1.1实验材料与试剂香樟木：木材来自湖南省怀化市雪峰山林场。实验香樟木材料规格为60mm×60mm×50mm。木材表面用砂纸进行打磨处理，选取纹理均匀，没有任何缺陷的木材用作实验材料。试剂：硅酸钠(分析纯，成都金山化学试剂有限公司)，硫酸铝(分析纯，天津永大化学试剂有限公司)，硅氧偶联剂KH550、KH560、KH570(分析纯，南京金希化工有限公司)，硫酸(分析纯，成都金山化学试剂有限公司)等试剂，实验中用水均为去离子水。1.2实验设备电热鼓风干燥箱(GZX-9070MBE，上海博讯实业有限公司医疗设备厂)；DZ-1BC真空干燥箱(上海合恒仪器设备有限公司)；电子分析天平(梅特勒－托利多仪器(上海)有限公司)；场发射扫描电子显微镜(德国蔡司，SigmaHD)；牛津X-Max电制冷能谱仪(OXFORDINSTRUMENTS，英国)；108auto离子溅射仪(美国，TedPella)、电动洛氏硬度计(XHRD-150，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性香樟木复合木材的制备方法，其特征在于，包括三元复合改性剂的制备和对香樟木进行浸泡改性与干燥处理得到改性香樟木复合木材；其中三元复合改性剂的制备方法如下：/n分别称取硅酸钠和硫酸铝，加水溶解后，加入硅烷偶联剂，充分搅拌均匀，使体系混合均匀，即得到三元复合改性剂，其中，所述硅酸钠、硫酸铝、硅烷偶联剂和水的比例为0.5～2.5mol：0.5～2.5mol：0.1mol：1000mL。/n

【技术特征摘要】
1.一种改性香樟木复合木材的制备方法，其特征在于，包括三元复合改性剂的制备和对香樟木进行浸泡改性与干燥处理得到改性香樟木复合木材；其中三元复合改性剂的制备方法如下：
分别称取硅酸钠和硫酸铝，加水溶解后，加入硅烷偶联剂，充分搅拌均匀，使体系混合均匀，即得到三元复合改性剂，其中，所述硅酸钠、硫酸铝、硅烷偶联剂和水的比例为0.5～2.5mol：0.5～2.5mol：0.1mol：1000mL。


2.根据权利要求1所述的一种改性香樟木复合木材的制备方法，其特征在于，改性香樟木复合木材具体制备过程如下：
S1，将香樟木进行预处理：
将香樟木原材料进行低温烘干处理，调整木块含水率至13-17％；
S2，将预处理的香樟木加入三元复合改性剂进行浸泡处理得到改性香樟木；
S3，对改性香樟木进行干燥处理：
将浸泡处理后的香樟木进行低温烘干处理，调...

【专利技术属性】
技术研发人员：连琰，罗青霞，赵子剑，王秋良，连婧渝，
申请(专利权)人：怀化学院，怀化市鹤祥化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43