本发明属木材加工技术领域,涉及一种强化改性竹柳木材的方法。
背景技术:
竹柳(SalixdiscolorMühl)为杨柳科(salicaceae)柳属植物,乔木,是我国从国外引种经选优选育驯化出的一个速生树种。竹柳抗逆性好,耐寒、抗旱、抗盐、抗病虫害;并且生长速度快,速生竹柳的生长速度是速生桉和速生杨的1~2倍,树高度可达20m以上。竹柳对种植土壤要求不严,在pH5.0~8.5的土壤或砂地及不适宜农耕的荒地、山谷江河滩地、沿海滩涂或弱盐碱地均能生长。目前,竹柳在我国大部分省、直辖市、自治区均有一定面积的种植,种植面积逐年上升较快。速生竹柳有望成为我国继速生杨、速生桉之后的又一个大面积种植的速生丰产人工林树种。竹柳木材品质上乘,物理力学性能(抗压、抗弯、抗拉、抗剪等能力)比野生桦木和杨树好,木质细密均匀,不空心、黑心,材质白度较高。据测定,1年龄竹柳木材的气干密度平均为0.40g/cm3,与成材杨木气干密度0.35~0.40g/cm3接近;5年龄竹柳木材的气干密度平均为0.48g/cm3,与密度较大的速生桉(尾细桉)气干密度0.43~0.49g/cm3接近。竹柳木材是制造人造板、纸浆的上等材料,但直接将其锯材用作实木家具、实木地板等的原料,则显得木材硬度、强度方面不够理想。公开号为CN101474817的专利申请,公开了一种提高杉木、杨木、桉树、桐木等速生树种木材的强度、硬度、密度的方法:使用高压力(20~80MPa),通过水介质对木材进行全材均匀压缩30~40%,得到改性强化木材。但是压缩强化改性木材的设备要求较高,且压缩木材膨胀反弹很难完全避免。公开号为CN101758539的发明专利公开一种硅溶胶改性杨木纤维的方法:用正硅酸乙酯、无水乙醇、水,盐酸作为催化剂制备得的硅溶胶,真空浸渍处理经热磨、干燥后又经丙酮、自来水抽提、100℃干燥恒重的杨木纤维,然后用乙醇洗涤过滤再于70℃烘干得到硅溶胶改性杨木纤维,并以该纤维为原料压制纤维板,旨在解决尺寸稳定性差、易腐朽、易燃等问题。浙江大学的叶箐箐、钱晓倩、来俊英等用八硼酸钠和硅溶胶二次加压浸注处理木材,研究了处理材的阻燃、防霉、防蛀、抗流失等性能及改性剂对木材的吸湿性能和力学强度的影响。北京工业大学的王群、郭红霞、李永卿等研究了用硅溶胶、苯-丙乳液混合液处理毛白杨木材的方法,处理材的抗水性、尺寸稳定性、抗压强度、抗弯强度、硬度等物理力学性能得到提高。但是硅溶胶用正硅酸乙酯水解得到,用来处理纤维板生产用的纤维,成本相对显得太高,离实际应用看来还有一段距离;用八硼酸钠和硅溶胶处理木材,使之获得阻燃性的同时力学性能也有一定的改善,但硅溶胶中存在大量的无机盐八硼酸钠,体系的稳定性值得商榷;硅溶胶、苯-丙乳液处理木材,则由于这两种材料的价格较高,按其研究数据木材增重30~78%来策略推算,其处理1m3木材费用达到约1700~4000元,对于低档木材来说成本过于昂贵。
技术实现要素:
本发明提出一种利用硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯组合物强化改性竹柳木材的方法,目的在于提高竹柳木材的强度、硬度等物理力学性能,使之能作为高档木材,用于生产实木家具、实木地板等场合,从而扩大速生竹柳木材的应用范围并使其价值提高。为实现上述目的,本发明提供的技术方案为:一种强化改性竹柳木材的方法,包括如下两个工艺步骤:1)制备硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯组合物;2)波动压力加压满细胞法浸渍硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯组合物处理竹柳木材。制备硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯组合物的重量配比方法为:在反应釜中加入1000单位水并升温至50~60℃,转速为50~70r/min搅拌下加入100-150单位聚乙烯醇,继续搅拌升温至85~95℃,加入8-10单位十六醇搅拌至溶解完全,冷却至75~85℃加入10-15单位十二烷基硫酸钠,冷却至40~50℃出料得A溶液;在搅拌桶中将1.2-1.8过单位氧化二异丙苯加入40-60单位苯乙烯中,缓慢搅拌溶解完全,加入1.0-1.5单位多乙烯多胺,搅拌均匀得到B溶液;在反应釜中加入硅溶胶和A溶液,转速为50~70r/min搅拌均匀后,用磷酸调整pH值至2~3,搅拌下缓慢加入全部B溶液,搅拌30分钟,在≥18℃室温下存放24小时,存放过程中每隔3小时搅拌5~10分钟。上述波动压力加压满细胞法浸渍制备硅溶胶-聚乙烯醇-苯乙烯组合物处理竹柳木材的方法为:木材在真空-加压罐中,进行“前真空”-“加压”-“后真空”步骤的满...