本发明属于木材处理技术技术领域，具体涉及一种湿热压缩-等离子体预处理木材的方法。
背景技术
木材是一种绿色环保的天然生物质材料，具有美观、坚实耐用等优点，在木建筑和家居装饰类材料中得到人们的广泛运用。木材是一种天然高分子材料，具有粘弹性。木材的组成成分复杂，主要由纤维素、半纤维素和木质素３种高分子化合物组成，而木材的粘弹性实质上就是由木材细胞壁中这３种高分子化合物的复合运动引起。但木材各个组分之间存在相互作用，对木材的各方面性能影响复杂，要想具体探究有何影响难度甚高。探究组分间相互作用，探讨在力学松弛中各个组分所扮演的角色，对于木材的加工和使用有着极其重要的作用。
木材的润湿性是表征某些液体与木材接触时，在木材表面上润湿、扩散及黏附的难易程度和效果，是进行木材改性与复合研究的一种重要的界面特性表征技术，对木材界面胶接、表面涂饰和各种改性处理工艺极为重要。木材是一种天然的高分子聚合物，既具有生物学特征，也具有物理化学特征，同时又是一种不均匀的各向异性材料，其表面结构和化学组成影响着胶合性能，进而影响木材的总体性能，如强度、韧性、耐久性等。改善木材表面润湿性是增强木材表面胶合性能的关键。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种湿热压缩-等离子体预处理木材的方法，按该方法处理的木材具有优良的润湿性，碱处理会使木材更容易发生松弛，有利于对木材进行喷涂、上色、胶合、接枝等处理。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种湿热压缩-等离子体预处理木材的方法，包括如下步骤：
（1）碱处理木材：
将木材单板先水洗后烘干，再按浴比1:20-30放入50-53℃的草酸溶液中，进行酸洗处理1-2h除杂后，用大量清水洗净烘干，再按浴比1:10-20将木材试件放入105-115℃碱液中蒸煮30-35min，用大量清水洗净烘干；
（2）湿热-压缩处理工艺：
先控制蒸汽处理温度为105-115℃，设置径向压缩率为20-30%，将（1）中碱处理木材试件进行湿热压缩处理5-7min，再通过160-180℃的蒸汽保温保压处理30-35min，冷却至室温；
（3）等离子体处理木材：
先接通低温等离子体处理设备电源，调整设备参数，将木材单板置于托盘上，放入反应腔中，打开真空泵抽真空，打开等离子体处理空气气体，按下启动键进行等离子体处理3-4min后，取出，进行喷涂、上色、胶合、接枝处理。
进一步的，步骤（1）中草酸溶液的浓度为3-5g/l，碱液是指浓度为18-20g/l的氢氧化钠。
进一步的，步骤（3）中调整设备参数为输入电压220v、电流1.4a、真空度2000-2200pa。
进一步的，在木材进行喷涂、上色、胶合、接枝处理后，采用一步水热法在木材基底上构建超疏水结构：
向15-17份无水乙醇中加入0.5-0.7份去离子水和0.05-0.1份浓硝酸，磁力搅拌10-15min，缓慢加入5-10份钛酸四丁酯和5-10份乙烯基三乙氧基硅烷，磁力搅拌20-25min，将木材试件放入水热反应釜中，加入配制的混合液，在100-105℃鼓风干燥箱中保温5-6h，取出晾至室温，将木材试件放入去离子水中超声清洗30-35min，放入58-62℃真空干燥箱中干燥5-6h。
本发明相比现有技术具有以下优点：
（1）采用氢氧化钠溶液对木材单板进行沸腾蒸煮处理，碱处理会增加木材试样的结晶度，碱处理会使木材更容易发生松弛，这主要是由半纤维素的溶出导致的；溶剂抽提可溶出木材内可溶性物质，提高染液渗透性，有利于对木材进行喷涂、上色、胶合、接枝等处理。
（2）采用径向压缩结合高温蒸汽方法，湿热-压缩处理木材，木材纤维素微纤丝角无明显变化，木材细胞壁纤维素结晶度和微晶宽均增大，受到蒸汽处理温度影响，木材细胞壁基质或纤维素准结晶领域的发生结晶化致使微晶宽增大，有利于对木材进行喷涂、上色、胶合、接枝等处理。
（3）以空气为处理气体对木材试件进行等离子体改性处理，木材表面与水、二碘甲烷的接触角均明显减小，表面自由能增大，润湿性得到显著改善，采用空气等离子体处理提高木材及木基复合材料间的胶合、接枝等性能。
（4）在木材进行喷涂、上色、胶合、接枝处理后，采用一步水热法在木材基底上构建超疏水结构，可增大水滴静态接触角、减小滚动角，超疏水木材经湿热老化处理后，仍能保持较高的表面水滴静态接触角，该水热反应处理的超疏水木材具有良好的耐湿热老化性能和耐酸性能，可提高木材的使用寿命。
具体实施方式
实施例1
一种湿热压缩-等离子体预处理木材的方法，包括如下步骤：
（1）碱处理木材：
将木材单板先水洗后烘干，再按浴比1:20放入50-53℃的草酸溶液中，进行酸洗处理1h除杂后，用大量清水洗净烘干，再按浴比1:10将木材试件放入105-115℃碱液中蒸煮30min，用大量清水洗净烘干；
（2）湿热-压缩处理工艺：
先控制蒸汽处理温度为105-115℃，设置径向压缩率为20%，将（1）中碱处理木材试件进行湿热压缩处理5min，再通过160-180℃的蒸汽保温保压处理30min，冷却至室温；
（3）等离子体处理木材：
先接通低温等离子体处理设备电源，调整设备参数，将木材单板置于托盘上，放入反应腔中，打开真空泵抽真空，打开等离子体处理空气气体，按下启动键进行等离子体处理3min后，取出，进行喷涂、上色、胶合、接枝处理。
进一步的，步骤（1）中草酸溶液的浓度为3g/l，碱液是指浓度为18g/l的氢氧化钠。
进一步的，步骤（3）中调整设备参数为输入电压220v、电流1.4a、真空度2000pa。
进一步的，在木材进行喷涂、上色、胶合、接枝处理后，采用一步水热法在木材基底上构建超疏水结构：
向15份无水乙醇中加入0.5份去离子水和0.05份浓硝酸，磁力搅拌10min，缓慢加入5份钛酸四丁酯和5份乙烯基三乙氧基硅烷，磁力搅拌20min，将木材试件放入水热反应釜中，加入配制的混合液，在100-105℃鼓风干燥箱中保温5h，取出晾至室温，将木材试件放入去离子水中超声清洗30min，放入58-62℃真空干燥箱中干燥5h。
实施例2
一种湿热压缩-等离子体预处理木材的方法，包括如下步骤：
（1）碱处理木材：
将木材单板先水洗后烘干，再按浴比1:30放入50-53℃的草酸溶液中，进行酸洗处理2h除杂后，用大量清水洗净烘干，再按浴比1:20将木材试件放入105-115℃碱液中蒸煮35min，用大量清水洗净烘干；
（2）湿热-压缩处理工艺：
先控制蒸汽处理温度为105-115℃，设置径向压缩率为30%，将（1）中碱处理木材试件进行湿热压缩处理7min，再通过160-180℃的蒸汽保温保压处理35min，冷却至室温；
（3）等离子体处理木材：
先接通低温等离子体处理设备电源，调整设备参数，将木材单板置于托盘上，放入反应腔中，打开真空泵抽真空，打开等离子体处理空气气体，按下启动键进行等离子体处理4min后，取出，进行喷涂、上色、胶合、接枝处理。
进一步的，步骤（1）中草酸溶液的浓度为5g/l，碱液是指浓度为20g/l的氢氧化钠。
进一步的，步骤（3）中调整设备参数为输入电压220v、电流1.4a、真空度2200pa。
进一步的，在木材进行喷涂、上色、胶合、接枝处理后，采用一步水热法在木材基底上构建超疏水结构：
向17份无水乙醇中加入0.7份去离子水和0.1份浓硝酸，磁力搅拌15min，缓慢加入10份钛酸四丁酯和10份乙烯基三乙氧基硅烷，磁力搅拌25min，将木材试件放入水热反应釜中，加入配制的混合液，在100-105℃鼓风干燥箱中保温6h，取出晾至室温，将木材试件放入去离子水中超声清洗35min，放入58-62℃真空干燥箱中干燥6h。
本实验木材表面处理后接触角为151°，滚动角小于5°，具备超疏水性能，绿色环保，具有良好的疏水、自清洁和防污性能，木材的使用寿命高，经久耐用。