软质木材的改性方法及专用设备技术

本发明专利技术公开了一种软质木材的改性方法及专用设备，旨在提供一种通过高分子在木材中发生不稳定相分离，使木材达到所要求的硬度及防水防腐性能的软质木材的改性方法及设备。将软质木材的型材放入密闭容器中，加热密闭容器，同时对密闭容器内部抽真空。停止抽真空，泄压后，再向密闭容器中注入浸渍液体，向密闭容器内加入不燃性气体，保持１０－６０分钟后泄压，泄至常压后再次抽真空，停止抽真空，待恢复常压后从密闭容器内取出型材得到改性型材。本发明专利技术的方法中，高分子真溶液浸入软质木材的空隙中，在特定的压力和温度下，高分子在木材纤维中发生不稳定相分离，能够使软质木材更坚硬，具有防水、防腐功能，提高了木材的使用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种软质木材的改性方法及专用设备。
技术介绍
目前，世界各国对不成材的软质木材，如速生林、泡桐等的改性均采用高分子单体 注入木材纤维中的方法，使高分子单体在纤维内聚合，制出所谓的合成木材。在使用高分子 单体进行改性时，必须使用催化剂作为引发剂，要求单体最好是液态，同时要限制所使用的 单体的沸点，实施困难。如果要使用气态单体，则需要加压，因此需要使用耐高压的设备，生 产危险性大。因此，只有少数的单体能够浸入。而且，由于催化剂的使用，提高了生产成本。 同时，由于选用的染料不能溶于高分子单体，所以当需要各种颜色时，只能喷涂不 同颜色的油漆或进行表面染色，容易污染环境，木材的使用价值低。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种通过高分子在木材中发生不 稳定相分离，使木材达到所要求的硬度及防水防腐性能，同时，能够满足各种颜色的要求， 提高木材使用价值的软质木材的改性方法。 本专利技术的另一个目的是提供一种实现上述软质木材改性方法的专用设备。 本专利技术通过下述技术方案实现 —种软质木材的改性方法，其特征在于，包括下述步骤 (1)将软质木材的型材放入密闭容器中，加热密闭容器，使密闭容器内部的温度为 30-250°C ，同时，对密闭容器内部抽真空，并使密闭容器的内部压力为1000-7000Pa，保持上 述压力0.5-3小时，抽出密闭容器内的水分和气体物质，之后停止抽真空。在抽真空过程 中，木材中的水分也在温度和压力的作用下一起被抽出，留下空隙。 (2)停止抽真空后，经泄压阀泄压至常压，之后向密闭容器中注入浸渍液体使软质 木材的型材被完全浸没，在温度为30-25(TC浸渍10-60分钟。所述浸渍液体包括由高分子 材料与溶剂组成的高分子真溶液和油溶性染料，所述浸渍液体中，油溶性染料的质量为所 述高分子材料质量的0_10%。在浸渍过程中，高分子真溶液浸入木材中的空隙内。之后向 密闭容器内加入不燃性气体，使密闭容器内的压力为0. 11-0. 5Mpa，以提高高分子真溶液的 浸入率。保持上述压力10-60分钟后停止通入不燃性气体，之后泄压，泄至常压后再次抽真 空，使密闭容器内的压力为1000-7000Pa，保持上述压力5-60分钟，使高分子真溶液在木材 纤维中发生不稳定相分离，实现骤变闪蒸过程。抽出后的高分子溶液可以经过回收后再利 用。之后停止抽真空，打开泄压阀泄压，待恢复常压后从密闭容器内取出型材，经矫直定型 后得到改性型材。 其中，高分子真溶液的制备方法为将高分子材料与相应的溶剂放入反应釜中，加 温充分搅拌溶解制成高分子聚合物的真溶液。加温温度应使保持高分子的溶液状态。 所述高分子材料为热塑性高分子聚合物、热固性高分子聚合物、热塑性高分子聚合物合金、热固性高分子聚合物合金中的任一种。 所述浸渍液体中，高分子材料的质量百分比浓度为5% -50%。 所述高分子材料可以选用PVC、 PE、 PP、 PET、 PC、 ABS、 PP/PS合金、PE/PS合金、PC/PS合金、PET/PVDC合金等中的任一种。 浸渍液体中的溶剂可以选用卣代烃类溶剂、芳香烃溶剂、直链烷烃溶剂、环状烷烃 溶剂、环状醇溶剂、环状酮类溶剂、烷基酮溶剂、酰胺类溶剂、酯类溶剂、杂环类溶剂、环状醚 类溶剂、縮醛类溶剂中的任一种。 所述不燃性气体C02或N2。 —种上述软质木材的改性方法所使用的专用设备，其特征在于，包括由筒体和上 盖组成的密闭容器、与密闭容器内部相应的型材篮筐，所述筒体外部套有加热套，所述上盖 上设置有气体出口和泄压阀，所述筒体上设置有液体进口 ，所述筒体底部设置有液体出口 ， 所述气体出口第一路通过阀门和管道与真空泵连接，第二路通过管道和阀门与不燃性气体 气源连接，第三路通过管道和阀门与换热器的气体进口连接，所述换热器的出口与磁力泵 连接；所述液体进口通过循环泵与储液罐连接。 在筒体内部的上盖上设置有防止高分子溶液液滴随气体逸出的伞形帽。 所述加热套上分别设置有与加热套内腔连通的传热介质进口和传热介质出口。 所述型材篮筐包括由支撑杆和加强筋连接而成的篮体，所述篮体的底部连接有篮 筐底，篮体的上开口上设置有提手。 本专利技术具有下述技术效果 1.本专利技术的改性方法中，高分子真溶液浸入软质木材的空隙中，在特定的压力和 温度下，高分子在木材纤维中发生不稳定相分离，使高分子粒子成为处于纳米或接近纳米 量级的微粒并锁定在纤维中间，由于小分子效应及表面效应使高分子微粒牢固地与纤维、 木质素分子结合，其力量大于键合力，从而能够使软质木材更坚硬，而且，具有防水、防腐等 功能，提高了木材的使用价值。同时，由于没有使用催化剂等，能够降低产品的成本。 2.本专利技术的改性方法采用高分子聚合物的真溶液浸渍软质木材，油溶性染料可以 溶于高分子真溶液中，可以使改性后的软质木材具有各种颜色，在使用过程中不用喷涂油 漆，提高了木材的使用价值。而且，有利于满足环保要求。附图说明 图1为本专利技术软质木材的改性方法使用的专用设备的示意图； 图2为型材篮筐的示意图。具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术详细说明。 本专利技术的软质木材改性方法可以使用现有的设备组合成的设备，也可以使用本发 明公开的专用设备。 本专利技术的软质木材改性方法使用的专用设备的示意图如图1所示，包括由筒体2 和上盖3组成的密闭容器、与密闭容器内部相应的型材篮筐12，筒体外部套有加热套15，上 盖3上设置有气体出口和泄压阀，筒体2上设置有液体进口，筒体底部设置有液体出口 14，气体出口分为三路，第一路通过阀门5和管道与真空泵8连接，第二路通过管道和阀门4与不燃性气体气源10连接，第三路通过管道和阀门6与换热器7的气体进口连接，换热器7的出口与磁力泵9连接，磁力泵的出口通过管道与筒体2上的液体进口连接，用于回收骤变闪蒸过程中的溶剂。所述液体进口通过循环泵16与储液罐1连接。 在筒体内部的上盖上设置有防止高分子溶液液滴随气体逸出伞形帽11。 所述加热套15可以采用多种形式，本实施例中的加热套为采用传热介质的加热形式，在加热套15上分别设置有与加热套内腔连通的传热介质进口 13和传热介质出口 17。传热介质选择加热油。 所述型材篮筐可以采用现有技术中的任意结构。本实施例中的型材篮筐的示意图 如图2所示，包括由支撑杆19和加强筋20连接而成的篮体，所述篮体的底部连接有篮筐 底，篮体的上开口上设置有提手18。 以下以使用图1和图2所示的软质木材改性的专用设备为例对本专利技术的木材改性 方法进行说明。 本专利技术中采用我国国家标准规定的金氏硬度法进行硬度测定。 实施例1 (1)将PVC20kg与溶剂四氢呋喃100kg投入到反应釜中，在6(TC充分搅拌使PVC 全部溶解制成PVC真溶液。放入储液罐l中备用。储液罐l用导热油保温，保持储液罐内 温度不高于60°C。 (2)将端面硬度为19. 5MPa，密度0. 283g/cm3的0. 5M3泡桐型材装入型材篮筐12 中，再将装有泡桐型材的篮筐放入筒体2中，将上盖3与筒体2之间密封形成密闭容器。密 封后，导热油从传热介质进口 13进入加热套15内并从传热介质出口 17流出，对筒体进行 加热，使密闭容器内部的温度为不高于60°C，同时，打开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软质木材的改性方法，其特征在于，包括下述步骤：（１）将软质木材的型材放入密闭容器中，加热密闭容器，使密闭容器内部的温度为３０－２５０℃，同时，对密闭容器内部抽真空，并使密闭容器内部的压力为１０００－７０００Ｐａ，保持上述压力０．５－３小时，之后停止抽真空；（２）泄至常压后，再向密闭容器中注入浸渍液体，使软质木材的型材被完全浸没，在温度为３０－２５０℃浸渍１０－６０分钟，之后向密闭容器内加入不燃性气体，使密闭容器内的压力为０．１１－０．５Ｍｐａ，保持上述压力１０－６０分钟后停止通入不燃性气体，泄至常压后在３０－２５０℃再次抽真空，使密闭容器内的压力为１０００－７０００Ｐａ，保持上述压力５－６０分钟后停止抽真空，待恢复常压后从密闭容器内取出型材得到改性型材；所述浸渍液体包括由高分子材料与溶剂组成的高分子真溶液和油溶性染料，所述浸渍液体中，油溶性染料的质量为所述高分子材料质量的０－１０％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何光临，金宗琴，
申请(专利权)人：何光临，金宗琴，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]