一种松木木材脱油固脂组合物及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属木材加工技术领域，具体是一种松木木材脱油固脂组合物及其制备方法 和应用。
【背景技术】
[0002] 松木中含有松脂，脱脂处理可防止或减轻木材使用过程中的变形、溢脂现象，提高 油漆性能和粘合性能。松脂由松香和松节油组成，可以采用碱性溶液高温皂化法、溶剂浸取 法、高温干燥法等方法脱脂。这些脱脂方法大都存在某些缺点，在去除松木中的松节油的同 时，松香也被抽提出来，使得木材的密度、硬度和强度有所下降。另外耗时长、能耗高，环境 污染、脱脂不彻底。
[0003] 在松木木材改性技术领域，过去普遍认为，要改善松木的溢脂和变形性问题，就得 脱脂，把松脂从松木中脱除出来，越干净越好。松脂的流动性是松节油的存在而引起的， 因此只要将松节油从松木中去除，就可以获得理想的处理效果，没必要追求很高的脱脂率 (即将松香、松节油一起脱除干净）。其实，木材中保留松香还起到保持木材密度、硬度和强 度的作用。
[0004] 微波辐射对许多有机化学反应有显著的加速作用，一些反应的反应速率能提高数 百倍乃至上千倍，大大缩短了化学反应时间。有关在微波作用下松香与氢氧化钙的皂化反 应未见文献报道。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种脱油固脂效果好的松木木材脱油固脂组 合物及其制备方法和应用。
[0006] 本发明以如下技术方案解决上述技术问题：
[0007] 本发明一种松木木材脱油固脂组合物，它主要由饱和氢氧化钙水溶液、催化剂、渗 透剂和净洗剂配制而成，其制备工艺如下：
[0008] 1)将饱和氢氧化钙水溶液与醋酸或醋酸钙搅拌均匀，饱和氢氧化钙水溶液与醋 酸、醋酸钙按重量份配比为：饱和氢氧化钙水溶液1000份：醋酸〇. 75~1. 1份或醋酸钙 1~1. 5份；
[0009] 2)澄清后取清液加入渗透剂及净洗剂搅拌均勾，清液与渗透剂、净洗剂按重量份 配比为：清液1000份：渗透剂0. 3~0. 5份：净洗剂0. 3~0. 5份。
[0010] 所述饱和氢氧化钙水溶液的制备是：将氧化钙或/和氢氧化钙加入水中，搅拌溶 解成氢氧化钙饱和溶液。
[0011] 将本发明松木木材脱油固脂组合物应用于松木木材脱油固脂的方法是：
[0012] 将组合物溶液浸注入松木木材中，自然晾干或室干表面，或进行预干至木材含水 率为40~70%，然后采用微波-真空干燥法将木材干燥至平衡含水率。
[0013] 所述将组合物溶液浸注入松木木材的方法为常压法或满细胞浸注法。
[0014] 本发明将组合物溶液浸注入松木木材中，可采用常压法或满细胞法浸注。常压浸 注需要较长的时间周期，根据木材厚度和含水率不同，需浸泡长达数天甚至数十天，可用于 浸注厚度较小（一般< 2. 5cm)、含水率较低（一般< 30% )的板材；对厚度较大、含水率较 低（一般<30%)的板材采用满细胞法浸注为宜。满细胞法大大地缩短了浸注时间，一般 耗时数十分钟到数小时即可；对于湿材或渗透性差的树种的木材，采用"气蒸-真空"过程 结合满细胞法浸注，可获得较短的浸注周期和满意的浸注效果。
[0015] 松香成分的90%为各种树脂酸及脂肪酸，树脂酸分子中的羧基-C00H连接在C4 位的叔碳原子上，位阻高，化学反应惰性大。松香可与氢氧化钙反应生成松香钙皂（树脂酸 钙），但反应速度慢，要求反应温度也较高。因此本发明的组合物中采用催化剂醋酸钙，以及 应用中采用微波的双重作用来降低反应活化能，使木材中的松香与组合物溶液中的氢氧化 钙，可以在干燥过程中顺利地完成皂化反应，形成较稳定的松香钙沉淀，沉积在树脂道内， 增强了木材的尺寸稳定性，且使木材的密度、硬度和强度基本上不降低。
[0016] 松香形成松香钙之后，与松香相比，松香钙的熔点有较大的提高，与松节油的相容 程度则大幅度降低，因此遇热溢脂现象得到有效的抑制。而松香钙与松节油的相容程度的 降低，即松香钙与松节油之间的缔合力减弱，使得松节油的饱和蒸汽压增大，利于松节油的 扩散和挥发，为木材在较低温度下真空脱油创造了更有利的条件。
[0017] 本发明通过利用催化剂和微波双重作用，使松香与氢氧化钙反应形成松香钙，达 到有效的固脂目的；在形成松香钙的同时，松节油在真空-微波干燥中得到较彻底的清除。 使用本发明组合物对松木进行脱油固脂处理，脱除松节油>90%，而树脂（松香）被脱去 < 13%，物理力学性能降低< 10%，完全能够满足松木制品加工的要求。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合实施例对本发明作进一步的描述。下述实例中渗透剂JFC为烷基酚聚氧 乙烯醚，净洗剂209为N-甲基N-油酰基牛磺酸钠，净洗剂LS为对甲氧基脂肪酰胺基苯磺 酸钠。
[0019] 实施例1
[0020] A配制组合物溶液：将150kg氢氧化钙（熟石灰）粉加入15T水中，用循环栗循环 搅拌30min，2小时后加入醋酸钙22. 5kg，再用循环栗循环搅拌20min，澄清12小时后栗出 清液10T，加入3kg渗透剂JFC和5kg净洗剂LS，用循环栗循环lOmin搅拌均匀备用。
[0021] B松木木材脱油固脂：将含水率18. 1 %、厚度4. 2cm、长度210cm的俄勒冈松锯材 10. 50m3,放入装载量为12m3的真空-压力罐，采用满细胞法浸注组合物溶液：前真空压力 为-0. 092MPa，前真空时间为45min ;浸注加压压力1. 2MPa，加压时间为90min ;后真空时 间为8min。浸注完毕，组合物溶液排放回原槽重复利用；板材出罐后逐层水平堆码，相邻 两层互成90°叠放，每层相邻两块板间距10cm左右。板材自然晾干2天后（测得含水率 70. 6 % )，放入装载量为12m3的间歇辐射式微波-真空干燥罐，选控制仪干燥基准档位为 "密度=0. 5~0. 75"档（指木材密度，下同），干燥82hr至含水率读数为13. 0%。
[0022] 实施例2
[0023] A配制组合物溶液：将55kg氧化钙（生石灰）块加入6T水中，lhr后用循环栗循 环搅拌lOmin，2小时后加入6kg冰醋酸，再用循环栗循环搅拌lOmin，澄清12小时后栗出清 液5T于另一池中，加入2kg渗透剂JFC、0. 75kg净洗剂209和0. 75kg净洗剂LS，用循环栗 循环lOmin搅拌均勾备用。
[0024] B松木木材脱油固脂：处理材为马尾松生锯材7. 95m3,厚度5. 5cm、长度210cm，含 水率87. 6%。
[0025] ①气蒸-真空处理：设备为装载量12m3带气蒸装置的真空-压力罐。木材先在罐 外叠放于设备配套的装载车上，每层板材之间等距横放4条5mm厚的隔条隔开。木材入罐 后关闭罐门并设置好其它阀门，进行交替气蒸-真空处理过程，重复3次；气蒸过程的温度 为105~110°C，真空过程的真空度为_0.085MPa;气蒸时间（ST)、真空时间（VT)为：ST s lS= 30min、VT||lS = 15m