一种气相法处理柳木木材的方法与流程

本发明属于柳木处理
技术领域：
，特别是一种气相法处理柳木木材的方法。
背景技术：
：木材是一种有机材料，具有明显的生物特性，易被菌、虫、海生钻孔虫等生物侵袭,所以木材的长期使用特别是长期户外使用受到很大的限制。腐败生物会引起木材的腐烂，使其受到破坏。在使用前，根据不同的应用环境，选用合适的防腐剂，进行恰当的处理，则可以有效地延缓木材腐朽。对木材进行防腐处理，延长木材的使用年限，是节约木材、保护森林资源的重要途径之一。目前世界各国使用的木材防腐剂主要是cca防腐剂，该类防腐剂由于含有砷、铬等物质而具有毒性，不利于环境保护，在一些国家已严格限制使用。另外，木材也是国家建设和人们日常生活用品的重要原材料之一，广泛应用于建筑装饰材料及家具的制造，由于木材是有机材料，不耐腐蚀，如果长期在户外使用，木材会因其腐败生物引起的腐烂而受到损坏。柳木是中原地区最重要的速生树种，人工柳树林虽然具有速生丰产特点，但其木质疏松、含水率高、尺寸稳定性不好，导致目前柳木不能直接利用，为提高柳木物理学特性，对柳木进行各种处理在学术界已经达成共识。技术实现要素：本发明的目的是提供一种气相法处理柳木木材的方法，以解决现有技术中的不足。本发明采用的技术方案如下：一种气相法处理柳木木材的方法，包括以下步骤：（1）碱液浸渍处理：将待处理的柳木木材浸泡到碱液中，然后再加热至70-75℃，保温浸渍2小时，然后进行过滤，自然沥干；（2）反应处理：将上述处理后的柳木木材添加到反应池中，然后再向反应池中添加清水，再添加十八醇，搅拌均匀后，调节反应池中水体系ph至8.0，静置15-20min后，再添加过氧化二异丙苯和二乙醇胺，在60-70℃下，反应2小时，然后进行过滤，表面清洗至中性，自然沥干后，得到处理柳木；在进行反应处理时，还可以进行加压处理，加压压力为2-2.5mpa，保压时间为30min；（3）氟/氨化处理：将上述得到的处理柳木放入反应釜中，先通入氨气，排出反应釜内空气，然后再通入氟气，然后缓慢加热温度至120-128℃，保温1小时，然后再继续快速加热温度至152-156℃，继续保温1-1.5小时，取出柳木，即可。所述碱液由碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾混合溶于水中配制得到；所述碳酸氢钠质量分数为3.5-5%；所述氢氧化钠质量分数为6-7%；所述氢氧化钾质量分数为1-2%。所述柳木木材与碱液混合比例为200-220g：450ml。所述十八醇与清水质量比为1:12-14。所述十八醇与氧化二异丙苯和二乙醇胺摩尔比为3:1:2。所述调节池中水体系ph采用质量分数为5%的氢氧化钠溶液进行调节。所述反应釜内氟气与氨气体积比为1:8-10，。所述缓慢加热速率为1℃/min。所述快速加热速率为5℃/min。一种气相法处理柳木木材的方法得到的柳木木材在家具、工艺品领域中的应用。氟气，元素氟的气体单质，化学式f2，淡黄色，氟气化学性质十分活泼，具有很强的氧化性，除全氟化合物外，可以与几乎所有有机物和无机物反应，本发明通过氟气活泼的化学性质，能取代有机物中的氢元素，形成碳氟键（c—f），通过氟化处理后的有机物对水、热和光等具有较高的稳定性，因此，本发明通过采用氟气对柳木木材进行处理，然而，直接将氟气与柳木木材进行接触，仅仅只会与柳木木材啊表面进行反应，渗透性较差，处理的效果无法达到，因此，本发明通过先对柳木木材进行碱液浸泡处理，一定程度上疏解柳木内部组织纤维素，然后再进行反应处理，提高柳木木材组织的化学活性，降低氟气与柳木木材组织之间的反应难易度，柳木木材主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，在氟气的作用下发生反应，将氟元素接到柳木组织中。同时，将氟气与氨气进行结合，能够有效的提高反应活性，通过氟取代了柳木木材木质素苯环上的羟基生成了碳氟多取代（c—fn），从而，能够极大的提高柳木木材的稳定性能。有益效果：本发明提供了一种气相法处理柳木木材的方法，本发明方法处理得到的柳木木材，不仅具有良好的尺寸稳定性，同时，由于经过本发明中一系列的处理，改变了柳木木材组织结构中有机物，使得其稳定性更高，从而，能够极大的避免虫蛀的发生，进一步的保护了柳木木材制品的使用寿命。附图说明图1为红外光谱全谱图。具体实施方式一种气相法处理柳木木材的方法，包括以下步骤：（1）碱液浸渍处理：将待处理的柳木木材浸泡到碱液中，然后再加热至70-75℃，保温浸渍2小时，然后进行过滤，自然沥干；（2）反应处理：将上述处理后的柳木木材添加到反应池中，然后再向反应池中添加清水，再添加十八醇，搅拌均匀后，调节反应池中水体系ph至8.0，静置15-20min后，再添加过氧化二异丙苯和二乙醇胺，在60-70℃下，反应2小时，然后进行过滤，表面清洗至中性，自然沥干后，得到处理柳木；二乙醇胺：相对分子量：105.14；外观与性状：无色粘性液体或结晶，有碱性，能吸收空气中的二氧化碳和硫化氢等气体；分子量105.14蒸汽压0.67kpa/138℃闪点：137℃；密度：1.097；凝结点（℃）：28；沸点（℃）：268.8；闪点（℃）：146；137（闭式）；粘度mpa·s（20℃）：351.9（30℃）；折射率：1.4776；溶解性：易溶于水、乙醇，微溶于苯和乙醚，有吸湿性；密度：相对密度（水=1）1.09；相对密度（空气=1）3.65；稳定性：稳定；（3）氟/氨化处理：将上述得到的处理柳木放入反应釜中，先通入氨气，排出反应釜内空气，然后再通入氟气，然后缓慢加热温度至120-128℃，保温1小时，然后再继续快速加热温度至152-156℃，继续保温1-1.5小时，取出柳木，即可。氟气相对分子质量：37.9968；熔点（101.325kpa）：-219.62℃；沸点（101.325kpa）：-188.1℃；液体密度（-188.1℃，s.p.）：1507kg/m3；气体密度（25℃，101.325kpa）：1.554kg/m3；相对密度（气体，空气=1，25℃，101.325kpa）：1.312；比容（21.1℃，101.325kpa）：0.6367m3/kg；临界温度：-128.8℃；临界压力：5215kpa；临界密度：574kg/m3；熔化热（-219.67℃，0.252kpa）：13.44kj/kg；气化热（-188.2℃，101.325kpa）：175.51kj/kg；比热比（气体，21.1℃，101.325kpa）：cp/cv=1.358；蒸气压（53.56k）：0.223kpa；表面张力（-193.2℃）：14.81mn/m；导热系数（气体，0℃，101.325kpa）：0.024769w/(m·k)；（液体，-188.1℃）：0.159w/(m·k)；折射率（气体，25℃，101.325kpa）：1.000187；（液体，-188.1℃）：1.2；电负性：4.0（泡林标度）3.98（新泡林标度）；所述碱液由碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾混合溶于水中配制得到；所述碳酸氢钠质量分数为3.5-5%；所述氢氧化钠质量分数为6-7%；所述氢氧化钾质量分数为1-2%。所述柳木木材与碱液混合比例为200-220g：450ml。所述十八醇与清水质量比为1:12-14。所述十八醇与氧化二异丙苯和二乙醇胺摩尔比为3:1:2。所述调节池中水体系ph采用质量分数为5%的氢氧化钠溶液进行调节。所述反应釜内氟气与氨气体积比为1:8-10，。所述缓慢加热速率为1℃/min。所述快速加热速率为5℃/min。一种气相法处理柳木木材的方法得到的柳木木材在家具、工艺品领域中的应用。下面将结合本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1一种气相法处理柳木木材的方法，包括以下步骤：（1）碱液浸渍处理：将待处理的柳木木材浸泡到碱液中，然后再加热至70℃，保温浸渍2小时，然后进行过滤，自然沥干，所述碱液由碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾混合溶于水中配制得到；所述碳酸氢钠质量分数为3.5%；所述氢氧化钠质量分数为6%；所述氢氧化钾质量分数为1%。所述柳木木材与碱液混合比例为200g：450ml；（2）反应处理：将上述处理后的柳木木材添加到反应池中，然后再向反应池中添加清水，再添加十八醇，搅拌均匀后，调节反应池中水体系ph至8.0，静置15min后，再添加过氧化二异丙苯和二乙醇胺，在60℃下，反应2小时，然后进行过滤，表面清洗至中性，自然沥干后，得到处理柳木，所述十八醇与清水质量比为1:12。所述十八醇与氧化二异丙苯和二乙醇胺摩尔比为3:1:2。所述调节池中水体系ph采用质量分数为5%的氢氧化钠溶液进行调节。所述反应釜内氟气与氨气体积比为1:8；（3）氟/氨化处理：将上述得到的处理柳木放入反应釜中，先通入氨气，排出反应釜内空气，然后再通入氟气，然后缓慢加热温度至120℃，保温1小时，然后再继续快速加热温度至152℃，继续保温1小时，取出柳木，即可。缓慢加热速率为1℃/min。快速加热速率为5℃/min。实施例2一种气相法处理柳木木材的方法，包括以下步骤：（1）碱液浸渍处理：将待处理的柳木木材浸泡到碱液中，然后再加热至75℃，保温浸渍2小时，然后进行过滤，自然沥干，所述碱液由碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾混合溶于水中配制得到；所述碳酸氢钠质量分数为5%；所述氢氧化钠质量分数为7%；所述氢氧化钾质量分数为2%。所述柳木木材与碱液混合比例为220g：450ml；（2）反应处理：将上述处理后的柳木木材添加到反应池中，然后再向反应池中添加清水，再添加十八醇，搅拌均匀后，调节反应池中水体系ph至8.0，静置20min后，再添加过氧化二异丙苯和二乙醇胺，在70℃下，反应2小时，然后进行过滤，表面清洗至中性，自然沥干后，得到处理柳木，所述十八醇与清水质量比为1:14。所述十八醇与氧化二异丙苯和二乙醇胺摩尔比为3:1:2。所述调节池中水体系ph采用质量分数为5%的氢氧化钠溶液进行调节。所述反应釜内氟气与氨气体积比为1:8-10；（3）氟/氨化处理：将上述得到的处理柳木放入反应釜中，先通入氨气，排出反应釜内空气，然后再通入氟气，然后缓慢加热温度至128℃，保温1小时，然后再继续快速加热温度至156℃，继续保温1.5小时，取出柳木，即可。缓慢加热速率为1℃/min。快速加热速率为5℃/min。实施例3一种气相法处理柳木木材的方法，包括以下步骤：（1）碱液浸渍处理：将待处理的柳木木材浸泡到碱液中，然后再加热至72℃，保温浸渍2小时，然后进行过滤，自然沥干，所述碱液由碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾混合溶于水中配制得到；所述碳酸氢钠质量分数为3.8%；所述氢氧化钠质量分数为6.5%；所述氢氧化钾质量分数为1.5%。所述柳木木材与碱液混合比例为210g：450ml；（2）反应处理：将上述处理后的柳木木材添加到反应池中，然后再向反应池中添加清水，再添加十八醇，搅拌均匀后，调节反应池中水体系ph至8.0，静置18min后，再添加过氧化二异丙苯和二乙醇胺，在66℃下，反应2小时，然后进行过滤，表面清洗至中性，自然沥干后，得到处理柳木，所述十八醇与清水质量比为1:13。所述十八醇与氧化二异丙苯和二乙醇胺摩尔比为3:1:2。所述调节池中水体系ph采用质量分数为5%的氢氧化钠溶液进行调节。所述反应釜内氟气与氨气体积比为1:9；（3）氟/氨化处理：将上述得到的处理柳木放入反应釜中，先通入氨气，排出反应釜内空气，然后再通入氟气，然后缓慢加热温度至125℃，保温1小时，然后再继续快速加热温度至155℃，继续保温1.4小时，取出柳木，即可。缓慢加热速率为1℃/min。快速加热速率为5℃/min。实施例4一种气相法处理柳木木材的方法，包括以下步骤：（1）碱液浸渍处理：将待处理的柳木木材浸泡到碱液中，然后再加热至72℃，保温浸渍2小时，然后进行过滤，自然沥干，所述碱液由碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾混合溶于水中配制得到；所述碳酸氢钠质量分数为3.8%；所述氢氧化钠质量分数为6.5%；所述氢氧化钾质量分数为1.5%。所述柳木木材与碱液混合比例为210g：450ml；（2）反应处理：将上述处理后的柳木木材添加到反应池中，然后再向反应池中添加清水，再添加十八醇，搅拌均匀后，调节反应池中水体系ph至8.0，静置18min后，再添加过氧化二异丙苯和二乙醇胺，在66℃下，反应2小时，然后进行过滤，表面清洗至中性，自然沥干后，得到处理柳木，所述十八醇与清水质量比为1:13。所述十八醇与氧化二异丙苯和二乙醇胺摩尔比为3:1:2。所述调节池中水体系ph采用质量分数为5%的氢氧化钠溶液进行调节。所述反应釜内氟气与氨气体积比为1:9；在进行反应处理时，还可以进行加压处理，加压压力为2mpa，保压时间为30min；（3）氟/氨化处理：将上述得到的处理柳木放入反应釜中，先通入氨气，排出反应釜内空气，然后再通入氟气，然后缓慢加热温度至125℃，保温1小时，然后再继续快速加热温度至155℃，继续保温1.2小时，取出柳木，即可。缓慢加热速率为1℃/min。快速加热速率为5℃/min。实施例5一种气相法处理柳木木材的方法，包括以下步骤：（1）碱液浸渍处理：将待处理的柳木木材浸泡到碱液中，然后再加热至72℃，保温浸渍2小时，然后进行过滤，自然沥干，所述碱液由碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾混合溶于水中配制得到；所述碳酸氢钠质量分数为3.8%；所述氢氧化钠质量分数为6.5%；所述氢氧化钾质量分数为1.5%。所述柳木木材与碱液混合比例为210g：450ml；（2）反应处理：将上述处理后的柳木木材添加到反应池中，然后再向反应池中添加清水，再添加十八醇，搅拌均匀后，调节反应池中水体系ph至8.0，静置18min后，再添加过氧化二异丙苯和二乙醇胺，在66℃下，反应2小时，然后进行过滤，表面清洗至中性，自然沥干后，得到处理柳木，所述十八醇与清水质量比为1:13。所述十八醇与氧化二异丙苯和二乙醇胺摩尔比为3:1:2。所述调节池中水体系ph采用质量分数为5%的氢氧化钠溶液进行调节。所述反应釜内氟气与氨气体积比为1:9；在进行反应处理时，还可以进行加压处理，加压压力为2.5mpa，保压时间为30min；（3）氟/氨化处理：将上述得到的处理柳木放入反应釜中，先通入氨气，排出反应釜内空气，然后再通入氟气，然后缓慢加热温度至125℃，保温1小时，然后再继续快速加热温度至155℃，继续保温1.2小时，取出柳木，即可。缓慢加热速率为1℃/min。快速加热速率为5℃/min。尺寸稳定性尺寸稳定性测试采用3次浸水-干燥循环试验，模拟竹材在户外晴雨环境中的尺寸变化，并采用3次吸湿-干燥循环，模拟干湿交替下的竹材尺寸稳定性。具体方法如下：①吸湿-干燥循环。取实施例和未处理试样，先以55℃干燥5h，再以100℃干燥6h。用游标卡尺测量长度、宽度和厚度，精确到0.01mm，计算体积。然后将试块置于温度为22℃，相对湿度为90%的环境中，3d后再次测量，此为1个干燥-加湿循环，重复3次。②吸水-干燥循环。取实施例和未处理试样，按照上述干燥程序进行干燥并测量尺寸。然后，将试块置于试验26℃的水浴中浸泡3d，再次测量尺寸和干燥。循环3次。尺寸稳定性参数包括体积膨胀率（sw）、体积收缩率（sh）和抗缩率（ase），按照公式进行计算：sw＝（vtn－von）/von×100％；sh＝（von－vtn）/vtn×100％；ase＝（su－shn）/su×100％；其中：vtn为第5次吸湿或浸水后试块的体积；von为第5次干燥后试块的体积；su为未处理试块的体积收缩率；shn为第5次处理后试块的体积收缩率：表1体积膨胀率%体积收缩率%抗缩率%实施例12.983.0522.1实施例22.702.7623.5实施例32.752.8323.0实施例42.622.6824.2实施例52.532.5725.7对比例13.353.4416.2对比例1：一种气相法处理柳木木材的方法，包括以下步骤：（1）碱液浸渍处理：将待处理的柳木木材浸泡到碱液中，然后再加热至72℃，保温浸渍2小时，然后进行过滤，自然沥干，所述碱液由碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾混合溶于水中配制得到；所述碳酸氢钠质量分数为3.8%；所述氢氧化钠质量分数为6.5%；所述氢氧化钾质量分数为1.5%。所述柳木木材与碱液混合比例为210g：450ml；（3）氟/氨化处理：将上述得到的处理柳木放入反应釜中，先通入氨气，排出反应釜内空气，然后再通入氟气，然后缓慢加热温度至125℃，保温1小时，然后再继续快速加热温度至155℃，继续保温1.2小时，取出柳木，即可。缓慢加热速率为1℃/min。快速加热速率为5℃/min；由表1可以看出，本发明方法处理后的柳木木材的体积膨胀率与收缩率大幅度降低，抗收缩率得到极大的提高，可见，本发明方法处理后的柳木木材尺寸稳定性得到显著的提高。图1为红外光谱全谱图；ck为未处理的柳木木材；ahf为实施例5柳木木材；832cm－1处的峰是木质素芳核的弯曲振动，经过本发明处理后，该峰基本消失，说明木质素芳环结构发生变化。该组试样在878cm－1处形成了强度较强的单峰，说明氟在苯环上由单取代变为了多取代，另外在1088cm－1有强度较弱的峰产生，进一步说明由于氟取代了竹材木质素苯环上的羟基生成了碳氟多取代（c—fn）。以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。当前第1页12