一种竹木板材改性剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种竹木板材改性剂及其制备方法和应用，竹木板材改性剂的制备原料包括：改性无机纳米粒子和多聚甲醛，改性无机纳米粒子上修饰有酚羟基基团。本发明专利技术提出一种板材改性剂，能够实现板材的阻燃性能和力学性能的增强。的增强。

【技术实现步骤摘要】
一种竹木板材改性剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于竹木板材改性剂，具体涉及一种竹木板材改性剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]木竹材，如杨树人工林等，具有产量高，生长快等优点，但其木材密度低、且力学强度差，表面硬度低、耐磨性低及耐腐性能差等缺陷，限制了其使用，与天然林木材相比较，其材性和装饰性相差甚远。因此对速生林木材进行化学改性极为必要。同时，由于桉木、杨木等速生林木材常用用于制备人造板，制成人造板后虽然物理力学性能有显著变化，但是其依旧易燃，且易霉变腐朽。
[0003]综上，开发一种竹木板材改性剂及其制备方法和应用，能够有效提高速材料的物理力学性能、阻燃和抗菌等性能的问题是当务之急。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种竹木板材改性剂，能够实现人造板的阻燃性、抗菌性和力学性能的提升。
[0005]根据本专利技术的第一方面实施例的一种板材改性剂，所述竹木板材改性剂的制备原料包括：改性无机纳米粒子和多聚甲醛；
[0006]所述改性无机纳米粒子上修饰有酚羟基基团。
[0007]本专利技术的反应原理为：通过修饰有酚羟基基团无机纳米粒子和多聚甲醛通过化学反应，形成酚醛树脂预聚体，应用于木材改性中，无机纳米粒子的自身具有阻燃防火、抗菌防霉防腐、自清洁的功能，另一方面，通过引入修饰有酚羟基基团无机纳米粒子，替代了苯酚，显著增强改性无机纳米粒子和多聚甲醛反应得到的酚醛树脂的机械性能，酚醛树脂预聚体浸渍进入木材内部后，通过热固化，预聚体之间发生聚合反应，预聚体与板材细胞壁化学组份中的羟基等活性基团同时发生缩合反应，不仅能与板材组份稳固聚合，还能有效降低板材组份中的亲水基团和活性反应基团，降低改性木材的吸水性，提高木材的耐老化性能。
[0008]根据本专利技术的一些实施例，所述改性无机纳米粒子的制备原料包括：无机纳米粒子、对甲苯磺酸和3,4
‑
二羟基苯甲醛。
[0009]3,4
‑
二羟基苯甲醛为具有醛基和两个酚羟基的化合物，对甲苯磺酸的作用下，通过中间反应，促进无机纳米粒子表面的羟基与3,4
‑
二羟基苯甲醛进行反应，醛基与羟基进行缩合反应，使酚羟基修饰到纳米粒子表面，邻酚羟基活性高，使得无机粒子具备参与后续反应的相应的活性。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，所述改性无机纳米粒子的制备原料包括：无机纳米粒子、对甲苯磺酸、二甲基亚砜和3,4
‑
二羟基苯甲醛。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，所述无机纳米粒子、所述对甲苯磺酸和所述3,4
‑
二羟
基苯甲醛的摩尔比为0.3～0.6：1～1.8：0.8～1.5。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，所述无机纳米粒子、所述对甲苯磺酸、所述3,4
‑
二羟基苯甲醛和所述二甲基亚砜的摩尔比为0.3～0.6：1～1.8：0.8～1.5：3～4。
[0013]根据本专利技术的一些实施例，所述改性无机纳米粒子的制备方法包括：将所述无机纳米粒子、所述对甲苯磺酸和所述3,4
‑
二羟基苯甲醛分散后，反应。
[0014]根据本专利技术的一些实施例，所述改性无机纳米粒子的制备中，所述反应的温度为70
‑
80℃。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，所述改性无机纳米粒子的制备中，所述反应的时间为4
‑
12h。
[0016]根据本专利技术的一些优选地实施例，所述改性无机纳米粒子的制备方法包括：将所述无机纳米粒子、所述对甲苯磺酸、所述3,4
‑
二羟基苯甲醛和二甲基亚砜混合，升温至70
‑
80℃反应4
‑
12h，然后停止反应，冷却至室温后将反应得到的反应液滴加到去离子水中，再反复用去离子水洗涤产物，最终得到3,4
‑
二羟基苯甲醛改性纳米粒子，即含酚羟基纳米粒子。
[0017]根据本专利技术的一些实施例，所述无机纳米粒子包括氧化铜、银、二氧化钛、氧化锌、蒙脱土、勃姆石和坡缕石中的至少两种。
[0018]根据本专利技术的一些实施例，所述无机纳米粒子的粒径不大于100nm。
[0019]根据本专利技术的一些实施例，所述竹木板材改性剂的制备原料还包括间苯二酚和氨水。
[0020]根据本专利技术的一些实施例，所述改性无机纳米粒子、所述多聚甲醛、所述间苯二酚和所述氨水的摩尔比为0.5～1：0.8～1.4：0.6～1.2：0.2～0.4。
[0021]根据本专利技术的第二方面实施例的一种所述的板材改性剂的制备方法，包括：将所述板材改性剂的制备原料混合反应。
[0022]根据本专利技术的一些实施例，所述竹木板材改性剂的制备原料混合反应后还包括加压浸渍。
[0023]根据本专利技术的第三方面实施例的一种人造板，所述人造板的制备原料包括所述的板材改性剂。
[0024]根据本专利技术的一些实施例，所述人造板包括复合板和单板中的至少一种。
具体实施方式
[0025]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0026]实施例1
[0027]本实施例公开了竹木板材改性剂的制备方法，具体步骤为：
[0028]将纳米勃姆石、对甲苯磺酸、3,4
‑
二羟基苯甲醛和二甲基亚砜混合(摩尔比0.4:1:1.2：4)，升温至70℃反应4h，然后停止反应，冷却至室温后将反应得到的反应液滴加到去离子水中，再反复用去离子水洗涤产物，最终得到3,4
‑
二羟基苯甲醛改性纳米粒子，即含酚羟基纳米粒子。将改性无机纳米粒子、多聚甲醛、间苯二酚、氨水按一定比例(摩尔比0.8:1.1:
0.9:0.3)混合得到板材改性剂。
[0029]实施例2
[0030]本实施例和实施例1的区别在于反应温度为80℃，其它同实施例1。
[0031]实施例3
[0032]本实施例和实施例1的区别在于纳米勃姆石、对甲苯磺酸、3,4
‑
二羟基苯甲醛和二甲基亚砜混合(摩尔比0.4:1:0.8:4)，其余条件相同。
[0033]实施例4
[0034]本专利技术提供一种杨木的改性方法，本实施例和实施例1的区别在于选用纳米银和蒙脱土为无机原料，其它同实施例1。
[0035]实施例5
[0036]本实施例和实施例1的区别在于选用毛竹为改性对象，其它同实施例1。
[0037]实施例6
[0038]本实施例和实施例1的区别在于选用马尾松为改性对象，其它同实施例1。
[0039]对比例1
[0040]本对比例公开了一种竹木板材改性剂的制备方法以及以该板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种竹木板材改性剂，其特征在于，所述板材改性剂的制备原料包括：改性无机纳米粒子和多聚甲醛；所述改性无机纳米粒子上修饰有酚羟基基团。2.根据权利要求1所述的竹木板材改性剂，其特征在于，所述改性无机纳米粒子的制备原料包括：无机纳米粒子、对甲苯磺酸和3,4
‑
二羟基苯甲醛。3.根据权利要求2所述的竹木板材改性剂，其特征在于，所述无机纳米粒子、所述对甲苯磺酸和所述3,4
‑
二羟基苯甲醛的摩尔比为0.3～0.6：1～1.8：0.8～1.5。4.根据权利要求2所述的竹木板材改性剂，其特征在于，所述改性无机纳米粒子的制备方法包括：将所述无机纳米粒子、所述对甲苯磺酸和所述3,4
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二羟基苯甲醛分散后，反应。5.根据权利要求4所述的竹木板材改性剂，其特征在于，所述反应的温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，邓腊云，李贤军，李永进，李霞镇，吴红，罗佳，李美群，王杰超，李拥军，
申请(专利权)人：中南林业科技大学湖南恒信新型建材有限公司湖南家乐竹木股份有限公司，
类型：发明
国别省市：