一种复合木材制造技术

一种复合木材，其特征在于，所述复合木材含有孔隙，且至少部分孔隙中沉积有高分子。本实用新型专利技术提供的复合高分子产品的物理性能、耐湿、耐热性能、尺寸稳定性有大幅度提升。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种复合木材。
技术介绍
天然存在的多糖类材料来源广泛，主要成分有纤维素、半纤维素、淀粉、壳聚糖等。 这类天然多糖材料的代表有木材、竹子、木藤、秸秆等。这些天然材料尽管有各自的用途，但 往往在强度、硬度、耐湿、耐热稳定性，尺寸稳定性上表现有所不足。传统处理这类材料的方 法包括物理方法和化学方法。物理方法主要是应用压力对这类多糖类材料进行强化。化学 方法主要是通过加入一些酸、碱、醛类物质，与多糖类材料发生化学反应，达到材料改性的 目的。但由于这些多糖类材料的反应活性有限，因此改性效果有限。而且材料中有大量孔 隙没有被填充，也限制了材料的性能表现。多羟基类化合物和含有与羟基有反应活性的多官能团化合物，如羧酸、脂、异氰酸 酯、醛等能发生聚合反应，生成高分子。这类高分子反应对这两类单体的纯度要求高，以避 免副反应，并且羟基和与羟基有反应活性的官能团摩尔比控制在接近1 1。更进一步的， 这些反应要求进行的非常充分，一般要求达到98%以上，以达到足够大的分子量，反应过程 中要移除水，醇等副产物。目前，这类高分子反应没有被广泛用于多糖类材料的处理，以提 高多糖类材料的各种性能。
技术实现思路
本技术提供一种改良的复合木材，该复合木材通过用多羟基类化合物和含有 与羟基有反应活性的多官能团化合物组成的高分子组合物处理多糖类材料所得，处理后的 多糖类材料在强度、硬度、耐湿、耐热稳定性、尺寸稳定性上有大幅提高。本技术提供一种复合木材，其特征在于，所述复合木材含有孔隙，且至少部分 孔隙中沉积有高分子。所述复合木材由以下方法制备而成，该方法包括1)提供一种多糖类材料；2)提供一种高分子组合物，该组合物含有至少一种多羟基化合物和至少一种含有 多于一个与羟基有反应活性官能团的化合物；3)使所述高分子组合物进入多糖类材料内部；4)处理所述多糖类材料，使所述高分子组合物中的多羟基化合物、含与羟基有反 应活性官能团的化合物以及多糖类材料之间发生聚合反应，形成一种不溶于水的复合木 材。上述步骤；3)中，优选将含有至少一种多羟基化合物和至少一种含有多于一个与 羟基有反应活性官能团的化合物的所述高分子组合物通过真空-高压浸渍的方法进入多 糖类材料内部；所述高分子组合物进入多糖类材料内部的方式包括但不限于注射、流动、迁 移或扩散等方式。上述步骤4)中，所述的处理方法通常为常温、高温或者高温高压处理。本技术所述高温指温度高于180°C ；本专利技术所述高压指10-25个大气压力。适用于本技术的处理对象为多糖类材料，这类多糖物质包括但不限于秸秆、 木材、藤材、纸制品、甘蔗渣、竹制品以及任何上述所提及的材料组合。上述方法尤其适用于 处理富含纤维素的多糖类材料，这类多糖材料包括任何含纤维素或者/和半纤维素的固体 材料。下面我们以木材为例对这类多糖材料做进一步说明，这只是一种说明性的描述，并不 限制本技术所保护的处理对象的范围。作为被处理的对象木材包含任何几何形状，适 用的木材包括但不限于软木，硬木，速生材；所述软木包括但不限于松木、枫木、杉木、杨 木和山毛榉，所述硬木包括但不限于桦木、桉木和白腊；以及任何上述所提及的材料组合。 其中松木包括但不限于红松、落叶松、马尾松、辐射松、欧洲赤松、针叶松、云南松、澳洲柏、 海岸松以及任何上述所提及的材料组合。木材本身可以是木片、木板、木纤维、未处理的木 材、半干的木材、梁、地板、木饰材等。木材在处理前本身可以经过抛光、蒸煮、漂白或者蚀刻 等处理方法。适用于本技术处理的多糖类材料一般都含有孔隙，至少含有部分孔隙。这类 空隙是伴随树木生长过程中形成的。这些空隙可以被导管连接起来。一般说来，软木更倾向 于形成大尺寸的导管和更高比例的孔隙。孔隙也可以通过已知的化学或者机械方法增加， 如蚀刻和刻痕。这些孔隙的线性尺寸范围从纳米到微米。适用于本技术的高分子组合物的多羟基化合物可以包括任何多于一个羟基 的有机小分子，低聚物和高聚物。下面举例说明一些典型的适用于本方法的多羟基化合物， 如乙二醇、丙二醇、丙三醇、多糖、聚乙烯醇、季戊四醇、二乙醇胺、三乙醇胺、多羟基氨基酸、 聚羟基丙烯酸及以上化合物的任何衍生物。含有超过2个羟基的多羟基化合物，这类化合 物一般对于组合物的另一组分——含与羟基有反应活性官能团的化合物，有更强的反应活 性。举例来讲，这样的多羟基化合物可以有2到4000个羟基，优选2到2000个羟基，更优 选3到1000个羟基不等，并且和含与羟基有反应活性官能团的化合物有很强的反应活性。在适用于本技术的这类多羟基化合物中，多糖是一种重要的候选物。这类多 糖包括纤维素、葡聚糖、凝胶多糖、小核菌葡萄糖、裂褶多糖、右旋糖苷、淀粉、木聚糖、糊精、 普鲁兰、瓜尔胶、菊粉、甲壳素、壳聚糖、海藻酸盐及以上化合物的任何衍生物。所述的淀粉 包括直链淀粉、支链淀粉及以上化合物的任何衍生物。其中水溶性的多糖——糊精来源广 泛，是一种具有工业化应用潜力的原料。这类糊精包括干糊精、麦芽糊精、环糊精、玉米糊精 及以上化合物的任何衍生物。所述麦芽糊精及其衍生物的DE值在1-30%之间。高分子组合物中多于一个与羟基有反应活性官能团的化合物，含有至少2个与羟 基发生反应的活性官能团。这些官能团包括异氰酸酯基、酯基、羧基、酸酐基、酰胺基、醇羟 基、酚羟基、醛羰基及任何上述所提及的官能团的组合。由于可以与羟基发生反应，这类化 合物可以和上文介绍的多羟基化合物发生反应，并生成新的共价键，最终产物不溶于水。多 元羧酸是这类含有至少含有2个与羟基有反应活性官能团的化合物的代表。本技术所 述包含羧基的含有多于一个与羟基有反应活性官能团的化合物含有羧基时，其可以选自己 二酸、戊二酸、丁二酸、丙二酸、草酸、3，4_ 二羧基己二酸、谷氨酸、天冬氨酸、顺丁烯二酸、 反丁烯二酸、2-甲基反丁烯二酸、2-甲基顺丁烯二酸、2-乙烯基丁二酸、柠檬酸、D-型酒石 酸、L-型酒石酸、DL型酒石酸、葡萄糖二酸、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、乙二胺四乙酸、饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸及以上化合物的任何衍生物。 本技术所述包含羧基的含有多于一个与羟基有反应活性官能团的化合物含有酸酐时， 其可以选自顺丁烯二酸酐、丁二酸酐、戊二酸酐、邻苯二甲酸酐以及以上化合物的任何衍 生物。根据本技术，所述的含有多于一个与羟基有反应活性官能团的化合物每个分 子至少含有3个羧基。本技术的复合木材可以进一步经过恒温恒湿、循环加湿加热、高温高压蒸汽、 自然风干及以上所述方法的任何组合处理。优选地，处理多糖类材料的方法包括1)提供一种含有孔隙的多糖类材料；2)提供一种高分子组合物，该组合物含有至少一种多羟基化合物和至少一种含有 多于一个与羟基有反应活性官能团的化合物；3)将所述多糖类材料浸渍在所述高分子组合物中，以至于部分所述多糖类材料的 孔隙至少部分地被该高分子组合物填充；4)所述高分子组合物中的多羟基化合物、含与羟基有反应活性官能团的化合物以 及多糖类材料之间发生聚合反应，形成一种不溶于水的复合木材。所述的浸渍步骤包括对所述多糖类材料先进行抽真空处理；然后使该处理后的 多糖类材料与高分子组合物接触；最后通过不断加本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种复合木材，其特征在于，所述复合木材含有孔隙，且至少部分孔隙中沉积有高分子。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：资虹，
申请(专利权)人：程怡，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]