专利名称：用木材微/纳纤丝增强杉木表面抗菌和耐磨性能的方法
技术领域：
本发明涉及的是一种用木材微/纳纤丝增强杉木表面抗菌和耐磨性能及其它性能的方法，属于木材加工和木质复合材料的技术领域。
背景技术：
目前尚未有用木材微/纳纤丝增强杉木表面抗菌和耐磨性能及其它性能的方法报导。杉木在我国的人工林中占据较大的比例，通过加工和改性，已经在建筑装修、家具材料、地板等方面得到广泛应用。随着市场对绿色环保型复合材料的需求不断增长，天然微 /纳纤丝增强的可生物降解纳米复合材料将占有重要的地位。木材是一种天然的复合材料， 实验证明利用木材微/纳纤丝的增强作用，可以有效地提高抗菌处理后的杉木表面抗菌性能的持久性，同时提高杉木表面其它性能，如尺寸稳定性、表面硬度和耐磨性能等，使其使用性能提高，用途扩大。
发明内容
本发明的目的是利用木材微/纳纤丝，增强杉木表面抗菌、尺寸稳定性、表面硬度和耐磨等性能。本发明的技术解决方案用木材微/纳纤丝增强杉木表面抗菌和耐磨性能及其它性能的方法，其特征是该方法包括如下工艺步骤
一、木材微/纳纤丝制备，
选用已经去除木素和半纤维素的木材化学浆为原料，采用两步法制备木材微/纳纤丝。第一步通过高压纳米均质器(压力为1000 -3000bar)制备出分散在水中的木材微/纳纤丝，即微/纳纤丝分散液，其重量浓度为0. 5-1. 0%，即IOOg水中含有0. 5-1. Og的木材微 /纳纤丝；第二步采用超声波细胞破碎仪将分散在水中的木材微/纳纤丝进一步细化，超声波细胞破碎仪的功率为450-600W，振幅80-100、破碎时间为0. 5-1. 5小时。二、混合液制备，
混合液制备采用两步混合的方法第一步是在IOOg微/纳纤丝分散液中加入 0. 005-0. OlOg固体抗菌剂，充分搅拌均勻；第二步将含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂充分混合搅拌均勻，两者混合的重量比例为1:1。三、杉木准备，
将杉木锯切成板材，厚度为15-30mm，再通过热压干燥，使其含水率达到6 10%，然后进行表面刨光处理；
四、杉木表面涂树脂，
将含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂混合液涂布在准备好的杉木表面，用量为每平方米杉木表面涂150 200克含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂混合液；
五、陈化，
将表面涂过含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂混合液的杉木陈化2-6小时；
六、热压，
将陈化后的表面涂过含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂混合液的杉木送入热压机热压，热压压力0. 5-1. 5MPa，热压温度170 190°C，热压时间0. 5 1. 0分钟；
七、后期处理，热压后的杉木需要自然冷却1 2小时，然后堆放2 3天，使其内应力释放、含水率平衡。本发明的优点由于木材微/纳纤丝具有高的透光率，可以保持杉木表
面纹理的清晰，由于木材微/纳纤丝的化学成分以纤维素为主，使杉木表面纤维素含量提高，改善了尺寸稳定性、表面硬度和耐磨性能等。与不加木材微/纳纤丝的树脂处理杉木相比，杉木的尺寸稳定性和表面抗菌性能的持久性提高30-50%，杉木表面硬度和耐磨性能提高50-80%。
具体实施例方式实施例1
选用已经去除木素和半纤维素的木材化学浆为原料，采用两步法制备木材微/纳纤丝。第一步通过高压纳米均质器(压力为2000bar)制备出分散在水中的木材微/纳纤丝， 即微/纳纤丝分散液，其重量浓度为0. 5%，即IOOg水中含有0. 5g的木材微/纳纤丝；第二步采用超声波细胞破碎仪将分散在水中的木材微/纳纤丝进一步细化，超声波细胞破碎仪的功率为450W，振幅80，破碎时间为1. 5小时。二、混合液制备，
混合液制备采用两步混合的方法第一步是在IOOg微/纳纤丝分散液中加入0. 015g 固体抗菌剂，充分搅拌均勻；第二步将含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂充分混合搅拌均勻，两者混合的重量比例为1:1。三、杉木准备，
将杉木锯切成板材，厚度为15mm，再通过热压干燥，使其含水率达到6%，然后进行表面刨光处理；
四、杉木表面涂树脂，
将含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂混合液涂布在准备好的杉木表面，用量为每平方米杉木表面涂150克含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂混合液；
五、陈化，
将表面涂过含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂混合液的杉木陈化2小时；
六、热压，
将陈化后的表面涂过含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂混合液的杉木送入热压机热压，热压压力0. 5MPa，热压温度180°C，热压时间0. 6分钟；
七、后期处理，热压后的杉木需要自然冷却1小时，然后堆放2天，使其内应力释放、含水率平衡。
实施例2
选用已经去除木素和半纤维素的木材化学浆为原料，采用两步法制备木材微/纳纤丝。第一步通过高压纳米均质器(压力为3000bar)制备出分散在水中的木材微/纳纤丝， 即微/纳纤丝分散液，其重量浓度为1. 0%，即IOOg水中含有1. Og的木材微/纳纤丝；第二步采用超声波细胞破碎仪将分散在水中的木材微/纳纤丝进一步细化，超声波细胞破碎仪的功率为600W，振幅100，破碎时间为0. 5小时。二、混合液制备，
混合液制备采用两步混合的方法第一步是在IOOg微/纳纤丝分散液中加入0. 005g 固体抗菌剂，充分搅拌均勻；第二步将含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂充分混合搅拌均勻，两者混合的重量比例为1 :1。三、杉木准备，
将杉木锯切成板材，厚度为30mm，再通过热压干燥，使其含水率达到10%，然后进行表面刨光处理；
四、杉木表面涂树脂，
将含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂混合液涂布在准备好的杉木表面，用量为每平方米杉木表面涂200克含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂混合液；
五、陈化，
将表面涂过含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂混合液的杉木陈化6小时；
六、热压，
将陈化后的表面涂过含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂混合液的杉木送入热压机热压，热压压力1. 5MPa，热压温度190°C，热压时间0. 5分钟；
七、后期处理，热压后的杉木需要自然冷却2小时，然后堆放3天，使其内应力释放、含水率平衡。实施例3
选用已经去除木素和半纤维素的木材化学浆为原料，采用两步法制备木材微/纳纤丝。第一步通过高压纳米均质器(压力为2000bar)制备出分散在水中的木材微/纳纤丝， 即微/纳纤丝分散液，其重量浓度为0. 75%，即IOOg水中含有0. 75g的木材微/纳纤丝；第二步采用超声波细胞破碎仪将分散在水中的木材微/纳纤丝进一步细化，超声波细胞破碎仪的功率为500W，振幅90，破碎时间为1. 5小时。二、混合液制备，
混合液制备采用两步混合的方法第一步是在IOOg微/纳纤丝分散液中加入0. OlOg 固体抗菌剂，充分搅拌均勻；第二步将含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂充分混合搅拌均勻，两者混合的重量比例为1:1。三、杉木准备，
将杉木锯切成板材，厚度为20mm，再通过热压干燥，使其含水率达到8%，然后进行表面刨光处理；
四、杉木表面涂树脂，将含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂混合液涂布在准备好的杉木表面，用量为每平方米杉木表面涂175克含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂混合液；
五、陈化，
将表面涂过含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂混合液的杉木陈化4小时；
六、热压，
将陈化后的表面涂过含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂混合液的杉木送入热压机热压，热压压力1. OMPa，热压温度170°C，热压时间0. 8分钟；
七、后期处理，热压后的杉木需要自然冷却1.5小时，然后堆放2.5天，使其内应力释放、含水率平衡。
权利要求
1.用木材微/纳纤丝增强杉木表面抗菌和耐磨性能的方法，其特征是该方法包括如下工艺步骤一、木材微/纳纤丝制备，选用已经去除木素和半纤维素的木材化学浆为原料，采用两步法制备木材微/纳纤丝，第一步通过高压纳米均质器，压力为1000 -3000bar，制备出分散在水中的木材微/纳纤丝，即微/纳纤丝分散液，其重量浓度为0. 5-1. 0%，即IOOg水中含有0. 5-1. Og的木材微 /纳纤丝；第二步采用超声波细胞破碎仪将分散在水中的木材微/纳纤丝进一步细化，超声波细胞破碎仪的功率为450-600W，振幅80-100，破碎时间为0. 5-1. 5小时；二、混合液制备，混合液制备采用两步混合的方法，第一步是在IOOg微/纳纤丝分散液中加入0.005-0. 015g固体抗菌剂，充分搅拌均勻；第二步将含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂充分混合搅拌均勻，两者混合的重量比例为1:1 ；三、杉木准备，将杉木锯切成板材，厚度为15-30mm，再通过热压干燥，使其含水率达到6 10%，然后进行表面刨光处理；四、杉木表面涂树脂，将含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂混合液涂布在准备好的杉木表面，用量为每平方米杉木表面涂150 200克含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂混合液；五、陈化，将表面涂过含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂混合液的杉木陈化2-6小时；六、热压，将陈化后的表面涂过含有抗菌剂的微/纳纤丝分散液与水溶性的三聚氰胺树脂混合液的杉木送入热压机热压，热压压力0. 5-1. 5MPa，热压温度170 190°C，热压时间0. 5 1.0分钟； 七、后期处理，热压后的杉木需要自然冷却1 2小时，然后堆放2 3天，使其内应力释放、含水率平衡。
全文摘要
本发明是用木材微/纳纤丝增强杉木表面抗菌和耐磨性能及其它性能的方法，包括如下工艺步骤一、木材微/纳纤丝制备，二、混合液制备，三、杉木准备，四、杉木表面涂树脂，五、陈化，六、热压，七、后期处理，热压后的杉木需要自然冷却1～2小时，然后堆放2～3天，使其内应力释放、含水率平衡。本发明的优点由于木材微/纳纤丝具有高的透光率，可以保持杉木表面纹理的清晰，由于木材微/纳纤丝的化学成分以纤维素为主，使杉木表面纤维素含量提高，改善了尺寸稳定性、表面硬度和耐磨性能等。与不加木材微/纳纤丝的树脂处理杉木相比，杉木的尺寸稳定性和表面抗菌性能的持久性提高30-50%，杉木表面硬度和耐磨性能提高50-80%。
文档编号B27M1/08GK102248564SQ201110127019
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月17日 优先权日2011年5月17日
发明者刘聪, 吴羽飞, 周兆兵, 崔举庆, 张洋, 曹轩, 李文定, 李琛, 杨雨微, 田野, 苏勇, 贾翀, 迟恺, 黄润州 申请人:南京林业大学