一种低吸水率枕木的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于枕木加工技术，尤其涉及一种具有吸水率低、尺寸稳定、耐腐蚀、防虫蛀、无毒无害、环境友好的枕木的制备方法。
【背景技术】
[0002]枕木是承载物体，是用于铁路、桥梁和其它专用轨道走行设备铺设和承载设备铺垫的一种材料，其重量轻，弹性好，制作简单，价格便宜，被广泛应用。但木材易吸水，尺寸不稳定，以及易腐蚀，易被虫蛀，所以木枕的寿命很短，隔几年就需要重新更换，从而需要消耗大量的木材，对环境和资源造成很大的压力。目前为了提高木枕的寿命，常对木枕进行注油处理，形成油枕，即将原木素枕浸在煤焦油和蒽油的混合溶液里，经过高温高压处理，混合油浸渍到木材中，木材变得非常坚硬，非但不容易腐烂，而且防水，尺寸稳定。但这种处理方式有很多弊端，如油处理过程中所采用的防腐剂对人体有一定的危害性;在搬运与使用中，与皮肤接触会造成皮肤过敏或灼伤，若入口中则会引起中毒;在干旱和炎热天气环境下，产品表面会有少量溢油现象，会污染其它物品；另外，由于产品中注入了大量油，会更容易引发燃烧，因而存在很大的危险。
[0003]注油处理枕木存在上述弊端，因此人们开始思考新的方法来处理枕木。制备枕木的木材一般为松木、杉木、榆木、楓木等，其细胞壁主要由纤维素、半纤维素和木质素三种高聚物组成，而这三种高聚物中都含有羟基，它们亲水能力强，吸水能力高，这就是为什么枕木尺寸不稳定，防腐、防虫蛀性能差的根本原因。针对这种情况，我们使用化学方法对原木素枕进行处理，让亲水性弱的基团取代羟基，从根本上降低枕木的吸水能力，从而也就提高了枕木的尺寸稳定性和防腐防蛀性能。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中原木素枕性能的不足以及目前注油处理方式的弊端，提供一种低吸水率枕木的制备方法。
[0005]为解决技术问题，本发明的解决方案是:
[0006]本发明提供了一种低吸水率枕木的制备方法，包括以下步骤:
[0007](1)将原木素枕放入干燥箱中，在120°C干燥4?8小时；
[0008](2)干燥后的原木素枕置于密闭的反应容器中，抽真空30?120分钟；然后加入化学试剂，将反应容器加压至2?10个大气压，使化学试剂渗入至原木素枕的外层；
[0009]所述化学试剂是酸酐、酯中的至少一种；
[0010](3)控制反应容器内的反应温度为100?150°C，加热时间4?10小时，使化学试剂与原木素枕细胞壁中的高聚物发生反应；
[0011](4)反应结束后取出枕木，放入60?100°C的热水中浸泡4?12小时;然后转至真空干燥箱中，在100?150°C烘干4?10小时，即得到低吸水率枕木。
[0012]本发明中，所述原木素枕是松木、杉木、楓木，杨木、榆木或桦木中的任意一种材质。
[0013]本发明中，应控制所述化学试剂的用量，使原木素枕在进行反应时能够全部浸没于化学试剂中。
[0014]本发明中，所述化学试剂优选酸酐和酯的混合物，其质量配比关系为1?5:1。
[0015]本发明中，所述酸酐优选乙酸酐，所述酯优选乙酸乙烯酯。
[0016]发明原理描述:
[0017]本发明通过使原木素枕外层细胞壁中的纤维素、半纤维素和木质素等高聚物与化学试剂发生化学反应，使枕木的吸水率大幅降低，从而也就间接提高了枕木的尺寸稳定性和防腐、防蛀性能。
[0018]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0019]1、本发明制备的低吸水率枕木，其饱和吸水率为原木素枕的10?50 % ；间接提高了枕木的尺寸稳定性和防腐、防蛀性能。
[0020]2、与注油处理工艺相比，本发明工艺简单，容易实现，成本更低；制得的低吸水率枕木不含对人体有危害性的防腐剂，产品表面干净不会污染;产品避免了注入油性物质，不会产生易燃的危险。
[0021]3、本发明制备的低吸水率枕木可作为铁路枕木、桥梁枕木、道岔枕木和其它专用用途。
【附图说明】
[0022]图1为本发明制备得到的低吸水率枕木结构示意图。
[0023]图中:1为化学处理层，2为未经化学反应处理的枕芯原木层，前者将后者全方位包覆。
【具体实施方式】
[0024]实施例1
[0025]将原木素枕(松木，长2500mm;宽220mm;厚145mm)放入120°C干燥箱中干燥4小时，然后放入密闭反应容器中，抽真空30分钟后加入乙酸酐，并施加2个大气压压力将乙酸酐注入到枕木中，随后加热乙酸酐至100°C，反应4小时。反应结束后，将枕木放入60°C的水中，浸泡4个小时后，将枕木放入120°C真空干燥箱中，烘干4小时，其饱和吸水率为原木素枕的50%。制得的低吸水率枕木包括化学处理层1和未经化学反应处理的枕芯原木层2，前者将后者全方位包覆。
[0026]实施例2
[0027]将原木素枕(松木，长2500mm;宽220mm;厚145mm)放入120°C干燥箱中干燥8小时，然后放入密闭反应容器中，抽真空120分钟后加入乙酸酐，并施加10个大气压压力将乙酸酐注入到枕木中，随后加热乙酸酐至150°C，反应10小时。反应结束后，将枕木放入100°C的水中，浸泡12个小时后，将枕木放入100°C真空干燥箱中，烘干10小时，其饱和吸水率为原木素枕的25%。制得的低吸水率枕木包括化学处理层1和未经化学反应处理的枕芯原木层2，前者将后者全方位包覆。
[0028]实施例3
[0029]将原木素枕(杉木，长2500mm;宽220mm;厚160mm)放入120°C干燥箱中干燥8小时，然后放入密闭反应容器中，抽真空60分钟后加入乙酸酐，并施加5个大气压压力将乙酸酐注入到枕木中，随后加热乙酸酐至120°C，反应6小时。反应结束后，将枕木放入80°C的水中，浸泡8个小时后，将枕木放入120°C真空干燥箱中，烘干8小时，其饱和吸水率为原木素枕的20%。制得的低吸水率枕木包括化学处理层1和未经化学反应处理的枕芯原木层2，前者将后者全方位包覆。
[0030]实施例4
[0031]将原木素枕(楓木，长2500mm;宽220mm;厚300mm)放入120°C干燥箱中干燥6小时，然后放入密闭反应容器中，抽真空90分钟后加入乙酸酐，并施加10个大气压压力将乙酸酐注入到枕木中，随后加热乙酸酐至150°C，反应10小时。反应结束后，将枕木放入100°C的水中，浸泡12个小时后，将枕木放入120°C真空干燥箱中，烘干10小时，其饱和吸水率为原木素枕的35%。制得的低吸水率枕木包括化学处理层1和未经化学反应处理的枕芯原木层2，前者将后者全方位包覆。
[0032]实施例5
[0033]将原木素枕(松木，长2500mm;宽220mm;厚145mm)放入120°C干燥箱中干燥4小时，然后放入密闭反应容器中，抽真空50分钟后加入乙酸乙烯酯，并施加2个大气压压力将乙酸酐注入到枕木中，随后加热乙酸乙烯酯至100°C，反应4小时。反应结束后，将枕木放入60°C的水中，浸泡4个小时后，将枕木放入120°C真空干燥箱中，烘干4小时，其饱和吸水率为原木素枕的45%。制得的低吸水率枕木包括化学处理层1和未经化学反应处理的枕芯原木层2，前者将后者全方位包覆。
[0034]实施例6
[0035]将原木素枕(杉木，长2500mm;宽220mm;厚160mm)放入120°C干燥箱中干燥8小时，然后放入密闭反应容器中，抽真空120分钟后加入乙酸乙烯酯，并施加10个大气压压力将乙酸酐注入到枕木中，随后加热乙酸乙烯酯至150°C，反应10小时。反应结束后，将枕木放入100°C的水中，浸泡12个小时后，将枕木放入150°C真空干燥箱中，烘干10小时，其饱和吸水率为原木素枕的30%。制得的低吸水率枕木包括化学处理层1和未经化学反应处理的枕芯原木层2，前者将后者全方位包覆。
[0036]实施例7
[0037]将原木素枕(楓木，长2500mm;宽220mm;厚300mm)放入120°C干燥箱中干燥6小时，然后放入密闭反应容器中，抽真空120分钟后加入乙酸乙烯酯，并施加8个大气压压力将乙酸酐注入到枕木中，随后加热乙酸酐至130°C