本发明涉及陶瓷木及其制造方法。尤其是使用到夹具、装饰材料、建筑材料、艺术品上的陶瓷木。
背景技术
木材的应用非常的广泛，如家具、装饰材料、建筑材料、艺术品等等。对于长久使用的木材来说，一般需要做防腐、防水处理，在进行上述处理过程中，通常采用防腐防水材料对木材进行处理，但目前的防腐防水材料只在木材的表面，难以进入到木材的缝隙中，这样，一旦木材表面的防腐防水材料被破坏，则木材的防腐、防水性能下降，木材容易出现变形、发霉等现象。目前市面的防腐木，是采用防腐剂处理，不防水，一旦防腐剂失效，就开始腐蚀、发霉，不是真正的防腐木。
木材是一种天然有机材料，木材中存在很多的纤维，而且存在很多的缝隙，这样就会造成木材的硬度、防腐性能、防虫性能、防水性能、尺寸稳定性等不够好，现有的方式是在木材表面涂覆一层涂料，当一旦涂料被破坏，涂层在木材上的性能随即消失，木材同样会存在上述缺陷。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种基于肟类封端的陶瓷木及制造方法，利用本发明的陶瓷木和通过该制造方法获得的陶瓷木，像陶瓷一样防腐、防水、防蛀、尺寸稳定、使用寿命长，性能好，使得木材不容易变形、发霉，同时耐用，而且陶瓷木的里层和外层一致，不会因外层材料被打磨掉后与内层陶瓷木不一样。
为达到上述目的，一种基于肟类封端的陶瓷木，包括木材，在木材的缝隙中填充有与木材纤维结合和与木材纤维形成网状结构的填充物，填充物由如下重量百分比的原料制备而成：
基于肟类封端陶瓷木的制造方法包括如下步骤：
(1)制备预聚体，将10％-15％的多异氰酸酯和8％-12％的聚酯多元醇反应；
(2)在预聚体中加入10％-15％的醛肟类封闭剂，用醛肟类封闭剂封闭nco基团形成封闭型预聚体，在该步骤中会分解出二氧化碳、烯烃和伯胺；伯胺对自由或游离态nco基团进行封闭；
(3)在封闭型预聚体中加入1％-2％的烯烃聚合催化剂、16％-25％的氨基酸和40％-50％的水形成浸渍液；
(3)将木材浸渍在浸渍液中，浸渍液在1-10mpa的压力下通过12-24小时进入到木材内；
(4)取出经过浸渍的木材，然后放入到加热釜中，对经过浸渍的木材进行加热10-20小时，加热温度为100-120℃，在加热过程中，被醛肟类封闭剂封闭的nco基团被解封，同时，氨基酸中的羟基与被伯胺封闭的封闭型预聚体进行作用，被伯胺封闭的nco基团被解封，同时发生化学反应，反应完成后，在木材内形成木材纤维构成网状结构的聚合物并制得陶瓷木；发生的化学反应主要有：
烯烃在烯烃聚合催化剂的作用下发生加成聚合。
进一步的，烯烃聚合催化剂为铬基催化剂。
进一步的，多异氰酸酯为tdi、mdi、hdi、ipdi中的一种或者几种。
进一步的，聚酯多元醇为乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇中的一种。
在本发明中，基于木材内具有羟基、酚羟基和大量水的特性，而多异氰酸酯中的nco基团的活性有非常的高，为此，本发明先对nco基团进行封闭，在本发明中，采用的封闭剂为醛肟类封闭剂，而目前的研究发现，醛肟类封闭剂在封闭多异氰酸酯时会分解出二氧化碳、烯烃和伯胺，本发明正是利用这一性能制造陶瓷木，理由是：(1)二氧化碳的产生能加速封闭型预聚体的流动，而产生的伯胺本身属于封闭剂，且其封闭的速度较快，从而加快了整个封闭速度，所产生的烯烃需要在一定的压力下在催化剂的作用下才能发生加成聚合，由于在制备浸渍液的过程中没有压力，因此，烯烃不会发生加成聚合反应。另外，在本发明中采用醛肟类封闭剂，其解封的温度低，在解封过程中对木材的损伤小。
当浸渍液制备完成后，让浸渍液在压力和控制的时间内完全进入到木材的缝隙中后，通过加热对nco基团进行解封，但由于经过伯胺封闭的nco基团解封较为困难，其主要受到电子效应的影响，因此，加入具有-cooh的氨基酸，而-cooh的电负性大于伯胺中的-ch3，因此，解决了因伯胺封闭nco基团难以解封的技术问题。在解封的过程中，nco基团与水、羟基、酚羟基进行反应固化形成聚合物，同时烯烃在催化剂的作用下发生加成聚合，增加了木材中聚合物的填充量，在固化过程中，聚合物即填充物与木材纤维形成网状结构，在解封和固化过程中，多异氰酸酯填充木材缝隙首先来自于异氰酸酯基与木材中大量的活泼氢之间的反应所形成的化学键，如纤维素、半纤维索中的羟基，木素中的酚羟基，还包括木材中所含有的大量的水，它们都能与异氰酸酯发生反应，这是异氰酸酯基与基材活泼氢反应形成化学键结合；其次，异氰酸酯树脂与基材含氧、氮等的大极性基团形成氢键结合，异氰酸基自身或异氰酸基与异氰酸基和木材的产物之问可以产生自身交联反应。这样，不仅将木材中的缝隙完全填充，而且让木材的内外保持一致，让木材像陶瓷一样防腐、防水、防蛀、尺寸稳定、使用寿命长，性能好，使得木材不容易变形、发霉，同时耐用。在加热过程中，解封出来的部分封闭剂进入到木纤维中，部分封闭剂因温度高的原因被水分带走，采用分段加热的目的是让小分子与水分全部挥发，达到环保的目的。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。
基于肟类封端的陶瓷木，包括木材，在木材的缝隙中填充有与木材纤维结合和与木材纤维形成网状结构的填充物，填充物由如下重量百分比的原料制备而成：
其中，多异氰酸酯为tdi、mdi、hdi、ipdi中的一种或者几种。烯烃聚合催化剂为铬基催化剂。聚酯多元醇为乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇中的一种。
实施例1。
基于肟类封端陶瓷木的制造方法包括如下步骤：
(1)制备预聚体，将15％的多异氰酸酯和8％的聚酯多元醇反应。
(2)在预聚体中加入15％的醛肟类封闭剂，用醛肟类封闭剂封闭nco基团形成封闭型预聚体，在该步骤中会分解出二氧化碳、烯烃和伯胺；伯胺对自由或游离态nco基团进行封闭。
(3)在封闭型预聚体中加入1％的烯烃聚合催化剂、16％的氨基酸和45％的水形成浸渍液。
(3)将木材浸渍在浸渍液中，浸渍液在1-10mpa的压力下通过12-24小时进入到木材内。
(4)取出经过浸渍的木材，然后放入到加热釜中，对经过浸渍的木材进行加热10-20小时，加热温度为100-120℃，在加热过程中，被醛肟类封闭剂封闭的nco基团被解封，同时，氨基酸中的羟基与被伯胺封闭的封闭型预聚体进行作用，被伯胺封闭的nco基团被解封，同时发生化学反应，反应完成后，在木材内形成木材纤维构成网状结构的聚合物并制得陶瓷木；发生的化学反应主要有：
烯烃在烯烃聚合催化剂的作用下发生加成聚合，以上百分比为重量百分比。
实施例2。
基于肟类封端陶瓷木的制造方法包括如下步骤：
(1)制备预聚体，将10％的多异氰酸酯和12％的聚酯多元醇反应。
(2)在预聚体中加入10％的醛肟类封闭剂，用醛肟类封闭剂封闭nco基团形成封闭型预聚体，在该步骤中会分解出二氧化碳、烯烃和伯胺；伯胺对自由或游离态nco基团进行封闭。
(3)在封闭型预聚体中加入2％的烯烃聚合催化剂、25％的氨基酸和41％的水形成浸渍液。
(3)将木材浸渍在浸渍液中，浸渍液在1-10mpa的压力下通过12-24小时进入到木材内。
(4)取出经过浸渍的木材，然后放入到加热釜中，对经过浸渍的木材进行加热10-20小时，加热温度为100-120℃，在加热过程中，被醛肟类封闭剂封闭的nco基团被解封，同时，氨基酸中的羟基与被伯胺封闭的封闭型预聚体进行作用，被伯胺封闭的nco基团被解封，同时发生化学反应，反应完成后，在木材内形成木材纤维构成网状结构的聚合物并制得陶瓷木；发生的化学反应主要有：
烯烃在烯烃聚合催化剂的作用下发生加成聚合，以上百分比为重量百分比。
实施例3。
基于肟类封端陶瓷木的制造方法包括如下步骤：
(1)制备预聚体，将11％的多异氰酸酯和9％的聚酯多元醇反应。
(2)在预聚体中加入11％的醛肟类封闭剂，用醛肟类封闭剂封闭nco基团形成封闭型预聚体，在该步骤中会分解出二氧化碳、烯烃和伯胺；伯胺对自由或游离态nco基团进行封闭。
(3)在封闭型预聚体中加入1.5％的烯烃聚合催化剂、17.5％的氨基酸和50％的水形成浸渍液。
(3)将木材浸渍在浸渍液中，浸渍液在1-10mpa的压力下通过12-24小时进入到木材内。
(4)取出经过浸渍的木材，然后放入到加热釜中，对经过浸渍的木材进行加热10-20小时，加热温度为100-120℃，在加热过程中，被醛肟类封闭剂封闭的nco基团被解封，同时，氨基酸中的羟基与被伯胺封闭的封闭型预聚体进行作用，被伯胺封闭的nco基团被解封，同时发生化学反应，反应完成后，在木材内形成木材纤维构成网状结构的聚合物并制得陶瓷木；发生的化学反应主要有：
烯烃在烯烃聚合催化剂的作用下发生加成聚合，以上百分比为重量百分比。
在本发明中，基于木材内具有羟基、酚羟基和大量水的特性，而多异氰酸酯中的nco基团的活性有非常的高，为此，本发明先对nco基团进行封闭，在本发明中，采用的封闭剂为醛肟类封闭剂，而目前的研究发现，醛肟类封闭剂在封闭多异氰酸酯时会分解出二氧化碳、烯烃和伯胺，本发明正是利用这一性能制造陶瓷木，理由是：(1)二氧化碳的产生能加速封闭型预聚体的流动，而产生的伯胺本身属于封闭剂，且其封闭的速度较快，从而加快了整个封闭速度，所产生的烯烃需要在一定的压力下在催化剂的作用下才能发生加成聚合，由于在制备浸渍液的过程中没有压力，因此，烯烃不会发生加成聚合反应。另外，在本发明中采用醛肟类封闭剂，其解封的温度低，在解封过程中对木材的损伤小。
当浸渍液制备完成后，让浸渍液在压力和控制的时间内完全进入到木材的缝隙中后，通过加热对nco基团进行解封，但由于经过伯胺封闭的nco基团解封较为困难，其主要受到电子效应的影响，因此，加入具有-cooh的氨基酸，而-cooh的电负性大于伯胺中的-ch3，因此，解决了因伯胺封闭nco基团难以解封的技术问题。在解封的过程中，nco基团与水、羟基、酚羟基进行反应固化形成聚合物，同时烯烃在催化剂的作用下发生加成聚合，增加了木材中聚合物的填充量，在固化过程中，聚合物即填充物与木材纤维形成网状结构，在解封和固化过程中，多异氰酸酯填充木材缝隙首先来自于异氰酸酯基与木材中大量的活泼氢之间的反应所形成的化学键，如纤维素、半纤维索中的羟基，木素中的酚羟基，还包括木材中所含有的大量的水，它们都能与异氰酸酯发生反应，这是异氰酸酯基与基材活泼氢反应形成化学键结合；其次，异氰酸酯树脂与基材含氧、氮等的大极性基团形成氢键结合，异氰酸基自身或异氰酸基与异氰酸基和木材的产物之问可以产生自身交联反应。这样，不仅将木材中的缝隙完全填充，而且让木材的内外保持一致，让木材像陶瓷一样防腐、防水、防蛀、尺寸稳定、使用寿命长，性能好，使得木材不容易变形、发霉，同时耐用。在加热过程中，解封出来的部分封闭剂进入到木纤维中，部分封闭剂因温度高的原因被水分带走，采用分段加热的目的是让小分子与水分全部挥发，达到环保的目的。