本發(fā)明涉及一種速生材功能性加工領(lǐng)域,特別涉及一種將速生材原位密實,同時具有吸附功能的加工方法。
背景技術(shù):
速生材樹種是指生長快、成材早、輪伐期短的樹木品種,我國常見的有楊樹、桉樹、松樹、柳樹等。由這些速生樹種制成的木材叫速生材,速生材最大的問題是材質(zhì)疏松,空隙度大,密度低,因此力學和機械強度都低,不耐磨,易吸濕,因此,速生材一直以來主要都是做人造板,造紙、做包裝材料,建筑模板等,而較少做家具,尤其是高檔家具。但是,速生材一般色澤比較淺,容易做成各種涂裝色彩,而且變形小,干燥容易,重量輕,尺寸穩(wěn)定性比較好,收縮小,吸音效果好,彈性好,易于加工。
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,對木材的需求越來越大。所以,我們需要找到一種彌補速生材短處,增強長處的加工方法。其中,密實技術(shù)能夠很好的提高材料的力學和機械性能,常用的密實技術(shù),有沿木材橫紋方向進行徑向或弦向壓縮密實,但該技術(shù)處理后的木材壓縮變形不穩(wěn)定,容易變形回復(fù),所以更多的采用浸漬密實。隨著社會的進步,還需要擴展木材的功能化改性,賦予木材新的功能,進一步提高木材附加值。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種加工方法,將速生材進行原位密實化處理,同時在加密過程中,對其進行功能化改性,制備出具有吸附功能的功能性復(fù)合木材。
為了實現(xiàn)上述目的,提供以下技術(shù)方案:
(1)將速生材放入納米材料、改性劑的混合水溶液A中浸漬45-50h后,密封于真空加壓罐中,抽真空至壓力為0.1-0.16Mpa后加入納米材料、改性劑的混合水溶液A,然后加壓至25-30Mpa保持110-120min后泄壓;
(2)再次抽真空為0.1-0.16Mpa保持50-55min,然后加壓25-30Mpa保持80-90min,同時對溶液加熱至80-90℃,保溫30-40min后泄壓,然后在100-110℃下,通入二氧化碳進行干燥,得到半成品;
(3)將上述半成品進行碳化處理,得到吸附材料。
所述的溶液A中納米材料濃度為17%,改性劑的濃度為4%。所述的納米材料為氧化鈦粉。所述的改性劑為硬脂酸偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑中的一種或幾種。
所述的納米材料的納米粒子尺寸為10-100nm。
步驟(3)中所述的碳化是用160-180℃的火焰烤制5-7min。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果:
(1)本發(fā)明的加工方法,對木材無壓縮屬于原位密實,工藝簡單易操作。
(2)通過本發(fā)明方法處理后的木材密度、抗彎彈性模量及表面硬度與未處理木材對比分別提高70%,21.7%,36.1%。
(3)吸附強度提高17%。
附圖說明:
圖1為速生材原位密實及具有吸附功能的加工工藝流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合試驗例及具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例,凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
實施例1
一種速生材原位密實及具有吸附功能的加工方法,包括以下步驟:
(1)將的速生材放入納米粒子尺寸為50nm的納米材料、改性劑的混合水溶液A中浸漬48h后,密封置于真空加壓罐中,抽真空至壓力為0.1Mpa后加入納米粒子尺寸為50nm的納米材料、改性劑的混合水溶液A,然后加壓至25Mpa保持110min后泄壓;其中,溶液A中納米材料濃度為17%,改性劑的濃度為4%,納米材料為氧化鈦粉,改性劑為硬脂酸偶聯(lián)劑。
(2)再次抽真空為0.16Mpa保持55min,然后加壓30Mpa保持80min,在高壓下同時對溶液加熱至90℃,保溫30min后泄壓,然后在110℃下,通入二氧化碳進行干燥,得到半成品;
(3)將上述半成品用160℃的火焰烤制5min進行碳化處理,得到吸附材料。
所得的吸附材料的木材密度、抗彎彈性模量及表面硬度與未處理木材對比分別提高71.1%,22.2%,37.1%,吸附性能提高17%。
實施例2
一種速生材原位密實及具有吸附功能的加工方法,包括以下步驟:
(1)將的速生材放入納米粒子尺寸為10nm的納米材料、改性劑的混合水溶液A中浸漬45h后,密封置于真空加壓罐中,抽真空至壓力為0.16Mpa后加入納米粒子尺寸為10nm的納米材料、改性劑的混合水溶液A,然后加壓至30Mpa保持110min后泄壓;其中,溶液A中納米材料濃度為17%,改性劑的濃度為4%,納米材料為氧化鈦粉,改性劑由硅烷偶聯(lián)劑與硬脂酸偶聯(lián)劑按照質(zhì)量比2:1混合而成。
(2)再次抽真空為0.1Mpa保持50min,然后加壓25Mpa保持80min,在高壓下同時對溶液加熱至85℃,保溫30min后泄壓,然后在100℃下,通入二氧化碳進行干燥,得到半成品;
(3)將上述半成品用180℃的火焰烤制7min進行碳化處理,得到吸附材料。
所得的吸附材料的木材密度、抗彎彈性模量及表面硬度與未處理木材對比分別提高72%,21.7%,37.0%,吸附性能提高17.7%。
實施例3
一種速生材原位密實及具有吸附功能的加工方法,包括以下步驟:
(1)將的速生材放入納米粒子尺寸為100nm的納米材料、改性劑的混合水溶液A中浸漬50h后,密封置于真空加壓罐中,抽真空至壓力為0.13Mpa后加入納米粒子尺寸為100nm的納米材料、改性劑的混合水溶液A,然后加壓至27Mpa保持115min后泄壓;其中,溶液A中納米材料濃度為17%,改性劑的濃度為4%,納米材料為氧化鈦粉,改性劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑。
(2)再次抽真空為0.16Mpa保持53min,然后加壓30Mpa保持80min,在高壓下同時對溶液加熱至80℃,保溫40min后泄壓,然后在105℃下,通入二氧化碳進行干燥,得到半成品;
(3)將上述半成品用170℃的火焰烤制6min進行碳化處理,得到吸附材料。
所得的吸附材料的木材密度、抗彎彈性模量及表面硬度與未處理木材對比分別提高70%,22%,36.1%,吸附性能提高17.3%。