一种提高糠醇改性速生木材浸渍效果的制备方法

本发明涉及木材改性领域，具体是一种提高糠醇改性速生木材浸渍效果的制备方法。

背景技术：

1、低分子量树脂浸渍是目前常用的木材增强提质改性的技术之一，功能改性树脂亦可以赋予木材优异的性能。真空浸渍是目前最常规的用于木材树脂浸渍的方法，但存在浸渍初期速率高、后期浸渍效率呈指数形式降低的问题，同时在实际生产中，与实验室生产相比，木材尺寸规格更大，宏观尺度上尤其是厚度方向上的浸渍不均匀问题，一直以来存在争议。此外，由于真空浸渍使用的浸渍液是由催化剂和糠醇溶液混合的，随着时间的增长，糠醇会大量聚合沉淀，影响浸渍效果，并且容易产生大量的浸渍废液。

2、为了提升树脂浸渍的效果，微波爆破处理利用高温带来的气流破坏木材内部的孔膜、射线薄壁细胞等结构，增加木材中的流体渗透。但是同样对微波预处理的装置提出了较高的要求，虽然具有一定可行性，但尚未在工业化规模生产中得到大量应用。

3、因此，本发明提出了一种浸渍效果好、更为环保和具有工业化生产可行性的糠醇改性速生木材浸渍效果的制备方法。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种提高糠醇改性速生木材浸渍效果的制备方法，本提高糠醇改性速生木材浸渍效果的制备方法采用蒸汽浸渍方式，蒸汽浸渍能够更好进入木材内部，附着在木材细胞壁中，有效提升浸渍效果，糠醇蒸汽冷凝处理后与浸渍后残留的糠醇溶液可一同回收再使用，减少废液产生，更为环保，同时，对制备过程中所采用的设备要求低，具有工业化生产可行性。

2、为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种提高糠醇改性速生木材浸渍效果的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)、糠醇溶液制备：制备糠醇溶液；

5、(2)、糠醇汽化：采用热解法使得糠醇溶液汽化为糠醇蒸汽；

6、(3)、速生木材浸渍：将速生木材干燥预处理后置入浸渍罐内，向浸渍罐进气口通入氮气，排除罐内空气，后通入糠醇蒸汽和氮气，对速生木材进行蒸汽浸渍，温度降低的过程中，糠醇蒸汽慢慢液化，在木材内部残留；

7、(4)、糠醇蒸汽冷凝再循环：对浸渍罐的排气口排出的气体进行冷凝处理，浸渍完成后，浸渍罐中残留液化后的糠醇溶液从浸渍罐中排出后也与冷凝处理后得到的糠醇溶液一起回收，溶解后再次用于步骤(1)；

8、(5)、固化处理：浸渍完成后，将半成品置入酸酐饱和溶液，对酸酐饱和溶液的ph值进行调节；当速生木材呈饱和状态后，将速生木材置入封闭容器中，高温进行固化，得到糠醇改性速生木材。

9、作为本发明进一步改进的技术方案，所述的步骤(1)具体为：

10、选取蒸馏水为溶剂，磁力搅拌至糠醇充分溶解在蒸馏水中，呈澄清黄色，控制糠醇质量分数为60％～80％，得到糠醇溶液。

11、作为本发明进一步改进的技术方案，所述的步骤(2)具体为：

12、使用气化炉对糠醇溶液先预热至60℃，后升温至170℃，采用热解法使得糠醇溶液汽化为糠醇蒸汽，其中气化炉的内表面附着聚四氟乙烯涂层。

13、作为本发明进一步改进的技术方案，所述的步骤(3)具体为：

14、气化炉的排气口通过150℃的保温管道与浸渍罐顶部进气口连通；

15、将速生木材干燥预处理后置入浸渍罐内，向浸渍罐进气口先通入氮气，排除浸渍罐内的空气，后通过150℃的保温管道通入150℃的糠醇蒸汽和氮气，糠醇蒸汽和氮气的流量比为4：1，对速生木材进行蒸汽浸渍，温度降低的过程中，糠醇蒸汽慢慢液化，在木材内部残留；浸渍时间为30min～2h；

16、其中传输管道内壁附着聚四氟乙烯涂层，若浸渍罐为金属材质，浸渍罐的内表面附着聚四氟乙烯涂层。

17、作为本发明进一步改进的技术方案，所述的步骤(5)具体为：

18、浸渍完成后，将半成品置入酸酐饱和溶液，依据糠醇聚合物的分子量指标，对酸酐饱和溶液的ph值在1.5-5.5ph内进行调节；当速生木材呈饱和状态后，将速生木材置入封闭容器中，高温进行固化，固化温度为100～105℃，固化时间为3～5h。

19、作为本发明进一步改进的技术方案，当速生木材呈饱和状态具体为：

20、每隔2小时从酸酐饱和溶液中取出速生木材，沥干速生木材后称重，称重后将速生木材再次置入酸酐饱和溶液内；当两次质量称重的变化率低于0.2％，则速生木材呈饱和状态。

21、本发明的有益效果为：

22、本发明的制备方法采用糠醇蒸汽浸渍方式，糠醇蒸汽浸渍能够更好进入木材内部，附着在木材细胞壁中，同时，在温度降低过程中，糠醇蒸汽缓慢液化，在木材内部滞留，从而提升了糠醇浸渍效果，与传统真空浸渍方法相比，浸渍效果更好。当糠醇气体在冷却过程中凝结在速生木材内部后，为了进一步固化糠醇，需要酸酐饱和溶液提供酸性固化条件，ph浓度会影响糠醇自缩聚产物为直链型聚合物还是团聚型高分子聚合物，酸酐饱和溶液酸性越强，团聚型聚合物越多。糠醇蒸汽冷凝处理后与浸渍后残留的糠醇溶液可一同回收再使用，减少废液产生，更为环保，同时，对制备过程中所采用的设备要求低，不需要特殊的设备，仅需要对现有仪器进行适当改进，如涂敷聚四氟乙烯涂层即可实现该操作，具有工业化生产可行性。

技术特征：

1.一种提高糠醇改性速生木材浸渍效果的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的提高糠醇改性速生木材浸渍效果的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)具体为：

3.根据权利要求1所述的提高糠醇改性速生木材浸渍效果的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)具体为：

4.根据权利要求1所述的提高糠醇改性速生木材浸渍效果的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)具体为：

5.根据权利要求1所述的提高糠醇改性速生木材浸渍效果的制备方法，其特征在于，所述的步骤(5)具体为：

6.根据权利要求5所述的提高糠醇改性速生木材浸渍效果的制备方法，其特征在于，当速生木材呈饱和状态具体为：

技术总结
本发明公开一种提高糠醇改性速生木材浸渍效果的制备方法，包括：采用热解法使得糠醇溶液汽化为糠醇蒸汽；将速生木材预处理后置入浸渍罐内，向浸渍罐进气口通入氮气，后通入糠醇蒸汽和氮气，对速生木材进行蒸汽浸渍，温度降低，糠醇蒸汽慢慢液化；浸渍完成后，将半成品置入酸酐饱和溶液，对酸酐饱和溶液的PH值进行调节；当速生木材呈饱和状态后，将速生木材进行高温进行固化，得到糠醇改性速生木材。本发明采用蒸汽浸渍方式，蒸汽浸渍能够更好进入木材内部，附着在木材细胞壁中，有效提升浸渍效果，糠醇蒸汽冷凝处理后与浸渍后残留的糠醇溶液可一同回收再使用，减少废液产生，更为环保，对制备过程中所采用的设备要求低，具有工业化生产可行性。

技术研发人员：徐伟,吴双双
受保护的技术使用者：南京林业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13