本发明属于木材加工领域,具体涉及一种高导热木基复合材料的制备方法。
背景技术:
地暖全称为地板辐射采暖,是通过在地面以下铺设的加热源加热地板放射出的热量,使人感到温暖的采暖方式。与传统的对流供暖方式相比,地暖能够减少空气对流进而减少扬尘,更有利于人体健康。随着人们居住品质的提升,对地暖地板的需求也在逐年递增。
然而木材的导热系数较低,一般为0.04-0.15w/(m.k),不易散热也不易导热。市场上的地暖地板由于木材缺少良好的导热性能,存在着升温时间长,温度分散不均,传热不稳定等行业共性问题。因此,亟需开发一种高导热木基复合材料。
技术实现要素:
基于上述技术问题,本发明提供了一种高导热木基复合材料的制备方法,所述方法制备获得的木基复合材料具有优异的导热性能,能够用于地暖地板,并且制备方法简单、适用于工业化生产。
本发明技术方案具体如下:
一种高导热木基复合材料的制备方法,包括如下步骤:
s1、木材预处理:将木材置于预处理液中,恒温反应,烘干至含水率为3-7%,得预处理木材;预处理液组成为:20-35%乙二胺、1-5%单乙醇胺,余量为稀氨水;s2、木材浸渍处理:将预处理木材沉入合金液中,真空加压浸渍处理,去除表面浸渍液,即得高导热木基复合材料。
优选地,s1中,所述恒温反应温度为70-85℃,反应时间为2.5-4.5h。
优选地,s1中,所述稀氨水的浓度为5-10%。
优选地,s2中,所述合金选自镓铟锡合金或铋铟锡锌合金。
优选地,所述镓铟锡合金中,镓含量为60-70%、铟含量为10-25%,余量为锡。
优选地,所述铋铟锡锌合金中,铋含量为30-35%、铟含量为40-48.6%、锡含量为10-16%,余量为锌。
优选地,真空加压浸渍的真空度为-0.01至-0.1mpa,压力为1-5mpa,浸渍时间为1-3h。
优选地,真空加压浸渍的浸渍温度高于合金熔点。
有益效果:(1)本发明首先采用预处理液对木材进行预处理,然后以合金液进行浸渍改性,由此获得的木基复合材料具有良好的导热性能,能够用于地暖地板。(2)本发明所述预处理液在保持木材原有结构和强度的基础上,能够较大程度去除木质素,获得更高孔隙率,预处理后的木材具有优异的渗透性,有利于合金液的浸润,使得合金高导热性得以充分发挥。(3)本发明所述浸渍合金液熔点低,真空加压浸渍过程中浸渍温度低,大大降低了能耗,更为经济、环保,适合产业化。
具体实施方式
下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明,但是应该明确提出这些实施例用于举例说明,但是不解释为限制本发明的范围。
导热系数测定:采用激光闪射导热系数测量仪,利用一束短促的激光脉冲加热样品正面,通过红外检测器测量样品背面温度升高与时间的关系,计算样品垂直于纤维方向导热系数。
实施例1
(1)木材预处理:将木材生材放入由20%乙二胺、5%单乙醇胺、75%稀氨水(浓度5%)组成的预处理液中,于70℃反应4.5h,取出,烘至含水率为3%;
(2)将预处理后木材置于真空加压浸渍装置中,以67%镓、20.5%铟、12.5%锡合金液(熔点为10.5℃)进行浸渍处理,控制真空度-0.1mpa,压力为1.5mpa,温度为40℃,时间为3h,取出,去除表面浸渍液冷却,即得高导热木基复合材料,测定其导热系数为2.8w/m.k。
实施例2
(1)木材预处理:将木材生材放入由35%乙二胺、2%单乙醇胺、63%稀氨水(浓度10%)组成的预处理液中,于80℃反应3h,取出,烘至含水率为5%;
(2)将预处理后木材置于真空加压浸渍装置中,以35%铋、48.6%铟、16%锡、0.4%锌合金液(熔点为58℃)进行浸渍处理,控制真空度-0.08mpa,压力为3mpa,温度为80℃,时间为1.5h,取出,去除表面浸渍液冷却,即得高导热木基复合材料,测定其导热系数为3.5w/m.k。。
实施例3
(1)木材预处理:将木材生材放入由30%乙二胺、5%单乙醇胺、65%稀氨水(浓度8%)组成的预处理液中,于85℃反应2.5h,取出,烘至含水率为7%;
(2)将预处理后木材置于真空加压浸渍装置中,以67%镓、20.5%铟、12.5%锡合金液(熔点为10.5℃)进行浸渍处理,控制真空度-0.05mpa,压力为5mpa,温度为45℃,时间为1h,取出,去除表面浸渍液冷却,即得高导热木基复合材料,测定其导热系数为4.7w/m.k。
对比例1
相对于实施例1,仅省去木材预处理步骤,其他同实施例1,测定导热系数为1.2w/m.k。
对比例2
相对于实施例1,仅将预处理液由“20%乙二胺、5%单乙醇胺、75%稀氨水”替换为“100%稀氨水”,其他同实施例1,测定导热系数为1.6w/m.k。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
1.一种高导热木基复合材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
s1、木材预处理:将木材置于预处理液中,恒温反应,烘干至含水率为3-7%,得预处理木材;预处理液组成为:20-35%乙二胺、1-5%单乙醇胺,余量为稀氨水;s2、木材浸渍处理:将预处理木材沉入合金液中,真空加压浸渍处理,去除表面浸渍液,即得高导热木基复合材料。
2.根据权利要求1所述的高导热木基复合材料的制备方法,其特征在于,s1中,所述恒温反应温度为70-85℃,反应时间为2.5-4.5h。
3.根据权利要求1或2所述的高导热木基复合材料的制备方法,其特征在于,s1中,所述稀氨水的浓度为5-10%。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高导热木基复合材料的制备方法,其特征在于,s2中,所述合金选自镓铟锡合金或铋铟锡锌合金。
5.根据权利要求4所述的高导热木基复合材料的制备方法,其特征在于,所述镓铟锡合金中,镓含量为60-70%、铟含量为10-25%,余量为锡。
6.根据权利要求4所述的高导热木基复合材料的制备方法,其特征在于,所述铋铟锡锌合金中,铋含量为30-35%、铟含量为40-48.6%、锡含量为10-16%,余量为锌。
7.根据权利要求1-6任一项所述的高导热木基复合材料的制备方法,其特征在于,所述真空加压浸渍的真空度为-0.01至-0.1mpa,压力为1-5mpa,浸渍时间为1-3h。
8.根据权利要求1-7任一项所述的高导热木基复合材料的制备方法,其特征在于,所述真空加压浸渍的浸渍温度高于合金熔点。