一种增强增韧可塑性木材的制造方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种增强增韧可塑性木材的制造方法，该制造方法包括以下步骤：将树脂组分

【技术实现步骤摘要】
一种增强增韧可塑性木材的制造方法及其应用


[0001]本专利技术属于木材强化功能性改良和高值化利用
，特别涉及一种增强增韧可塑性木材的制造方法及其应用
。

技术介绍

[0002]木材作为具有固碳作用
、
轻质高强的可再生材料，是一种重要的天然资源，不但广泛应用于日常生活的各个领域，还用于各类工业生产，如交通道路
、
建筑家居等
。
但我国木材资源尤其是优质硬阔叶树材等实木资源严重依赖进口，加之国内天然林禁伐和国外木材出口限制，速生材将成为木材的主要供给来源
。
人工速生林具有生长周期短
、
易种植和产量高等优点，同时伴随着材质差
、
力学强度低
、
尺寸稳定性差等缺陷，进而限制了速生林木材的使用范围，使得人工速生林木材多用于造浆造纸等轻工行业，或者家具领域，但在高附加值的行业里应用较少，比如房屋建设
、
汽车
、
能源和航空航天行业的工程部件等
。
[0003]为了提高木质材料的性能以扩展其应用，木材改性已成为生产高性能木质产品的重要工业实践，通过物理
、
化学或者两者相结合的方法对木材进行处理，改善木材的材质和性能，或赋予其新的功能
。
木材的力学性能是其使用过程的一个重要指标
。
但是，无论物理改性或是化学改性，几乎无法同时实现木材的增强增韧
。
[0004]目前，现有的改性手段有乙酰化改性
、
糠醇改性
、
热固性树脂浸渍改性和高聚物单体浸渍改性
。
赋予人工速生林木材的高附加值，往往会牺牲其力学性能为代价
。
例如乙酰化改性可以提高木材的尺寸稳定性，但在力学性能上并无明显的贡献，而热处理
、
糠醇处理
、DMDHEU
树脂浸渍更是会导致木材变脆，韧性下降
。
此外，几乎所有的改性均未涉及到材料的后续利用或回收
。
尤其是，一些热固性树脂的使用，包括醛类树脂（酚醛树脂
、
脲醛树脂
、
三聚氰胺甲醛树脂）
、
环氧树脂
、
聚丁二烯树脂，改性后的木材力学性能提升明显，但由于其刚性的三维网络结构带来的不熔不溶特性，改性材及其制品废弃后通常只能以焚烧或填埋的方式处理，无法回收处理
。
[0005]因此，木材改性除了实现增强增韧效果，更应赋予其报废后的回收利用
、
循环加工等特性，充分发挥其固碳的作用
。
通过赋予木材可塑性是一种全新的思路，不仅可以实现木材及其制品的异形加工
、
破损废弃后的多次回收及循环加工，同时也可以实现木材的重组及焊接
。
现有木材改性技术中，无法满足力学强度和韧性增强的同时赋予改性木材塑性加工特性的技术方法
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的至少一个不足，提供一种增强增韧可塑性木材的制造方法及其应用
。
[0007]本专利技术所采取的技术方案是：本专利技术提供一种增强增韧可塑性木材的制造方法，包括以下步骤：将树脂组分
A
溶液采用浸渍方式浸渍到木材内部，使树脂组分
A
在木材细胞腔和
/
或导管内自聚合或交联，
或使树脂组分
A
与木材内部的表面活性基团共聚合或交联，所述树脂组分
A
溶液的溶质为热塑性聚合物单体和
/
或预聚体
。
[0008]在一些实例中，所述热塑性聚合物单体或预聚体选自乙烯
、
丙烯
、
氯乙烯
、
丙烯酸甲酯
、
丙烯酸乙酯
、
丙烯酸丁酯
、
丙烯酸
、
甲基丙烯酸
、
甲基丙烯酸甲酯
、
丙烯腈
、
苯乙烯
、
对苯二甲酸乙二醇酯
、
乙烯
‑
醋酸乙烯酯中的至少一种包括甲基丙烯酸甲酯
、
丙烯酸乙酯的至少一种
。
[0009]在一些实例中，所述树脂组分
A
溶液的粘度为
10
～
300mPa
·
s。
[0010]在一些实例中，所述浸渍方式选自常压浸渍
、
真空浸渍
、
加压浸渍中的任意一种
。
[0011]在一些实例中，所述常压浸渍的时间为
10
～
60min
；所述真空浸渍的压力为
‑
0.05MPa
～
‑
0.1MPa
，真空浸渍时间为1～
60min
；所述加压浸渍的压力为
0.1
～
0.8MPa
，加压浸渍的时间为5～
200min。
[0012]在一些实例中，所述树脂组分
A
溶液还包括引发剂
、
助剂
。
[0013]在一些实例中，所述木材选自针叶材
、
阔叶材
、
竹材中的任意一种，木材厚度为
0.1
～
100mm。
[0014]在一些实例中，所述可塑性木材按本专利技术所述的方法制备得到，包括如下步骤：将可塑性木材破碎，干燥后热压重塑
、
成型
。
[0015]在一些实例中，所述成型方法包括热压和
/
或焊接
。
[0016]本专利技术所述的制造方法制备的增强增韧可塑性木材在房屋建设
、
汽车
、
能源或航空航天行业中的应用
。
[0017]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过将树脂组分
A
通过浸渍的方式填充于木材内部；组分
A
通过物理
/
化学方式在木材内部转化为常温下为固体
、
高温下具备热塑性加工性的物质，得到增强增韧可塑性木材及其制品
。
[0018]本专利技术制备的增强增韧可塑性木材及其制品可实现焊接
、
异形加工
、
可回收及循环加工等，由该方法制造得到的改性木材较素材不仅强度
、
刚度和韧性都有了提升，改性木材还具备可塑性，可以多次热塑加工和反复回收利用
。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例9～
11
的回收样品及热压板材的实物图片
。
[0020]图2为本专利技术将实施例1平板异形加工后的制品实物图片...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种增强增韧可塑性木材的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：将树脂组分
A
溶液采用浸渍方式浸渍到木材内部，使树脂组分
A
在木材细胞腔和
/
或导管内自聚合或交联，或使树脂组分
A
与木材内部的表面活性基团共聚合或交联，所述树脂组分
A
溶液的溶质为热塑性聚合物单体和
/
或预聚体
。2.
根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述热塑性聚合物单体或预聚体选自乙烯
、
丙烯
、
氯乙烯
、
丙烯酸甲酯
、
丙烯酸乙酯
、
丙烯酸丁酯
、
丙烯酸
、
甲基丙烯酸
、
甲基丙烯酸甲酯
、
丙烯腈
、
苯乙烯
、
对苯二甲酸乙二醇酯
、
乙烯
‑
醋酸乙烯酯中的至少一种包括甲基丙烯酸甲酯
、
丙烯酸乙酯的至少一种
。3.
根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述树脂组分
A
溶液的粘度为
10
～
300mPa
·
s。4.
根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述浸渍方式选自常压浸渍
、
真空浸渍

【专利技术属性】
技术研发人员：欧荣贤，周嘉华，郝笑龙，王清文，陈川富，廖玉申，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：