浸漬木材的微波固化的製作方法
2023-04-23 05:33:31 1
專利名稱：：浸漬木材的微波固化的製作方法浸漬木材的微波固化
背景技術：
：改性木材是通過首先用適當量的可聚合液體對木材樣品進行浸漬而生產出來的，所述可聚合液體例如為低分子量呋喃衍生物的溶液，所述呋喃衍生物例如為糠醛、糠醇、二羥甲基呋喃(bishydroxymethylfuran)或其組合。在浸漬後，對木材樣品進行加熱，由此使得該可聚合的化合物在木材細胞中被聚合成呋喃聚合物。該聚合過程被稱作浸漬木材的"固化(curing)，，。需要提供一種更高效的方法對浸漬木材進行固化。
發明內容根據本發明的一個方面，浸漬木材是通過使用微波輻射(下文中被稱作"麗")進行固化的。在本發明的一個實施例中，首先對木材樣品實施浸漬步驟，所述浸漬步驟包括糠醇、糠醛、二羥甲基呋喃或其它低分子量可聚合呋喃衍生物的溶液。在該實施例的一個方面中，可用水或其它適當溶劑將浸漬溶液稀釋成介於20%與80%之間的濃度，且所述浸漬溶液可進一步包括適當的催化劑和/或引發劑。這種浸漬步驟通常是"全細胞"型的。其次實施固化步驟，在該步驟中，對所述浸漬木材實施至少一次微波重複加熱(麗heatingiteration)而使其達到7(TC至14(TC的溫度，由此在木材細胞中形成呋喃聚合物。該微波固化步驟可多次重複實施以便確保對所述浸漬木材進行最優的固化，且甚至可完成所述木材的最終乾燥，從而減少了實施獨立的最終乾燥過程的需要。根據本發明的一個方面，採用的重複加熱次數介於1與50次之間，且根據本發明的另一方面，採用的重複加熱次數介於10與30次之間。在本發明的一個方面中，用於實施微波固化的能量處在10-200kWh/(n^木材)範圍內。儘管可使用多種不同的微波頻率，但所述微波頻率是根據在木材中需要引發的熱量穿透深度來設定的。根據本發明的另一實施例，在實施所述加熱步驟之前將所述木材樣品包在箔片中。根據本發明的另一方面，微波輻射處理裝置可被包括在傳送帶上的產品分級系統中。根據本發明的另一方面，提供了可通過上述方法獲得的產品。在本發明的一個方面中，可通過上述方法獲得的經過呋喃聚合物改性的木材產品所具有的聚合物填入量被表示為比乾燥的未經處理的木材增加了10%至100%的重量百分比。在需要重視耐久性、硬度、尺寸穩定性和較少的水分攝入量的情況下，這些改性木材產品將是有用的。正如下面的實例所述，可通過對木材進行微波輻射實施這種固化，而不會導致木材的開裂。實例材料和方法用於進行評估的樣品為刨平的硬質歐洲赤松邊材長白松(Pi皿ssylvestris)，尺3寸為25(r)X25(t)X500(l)mm3。此次試驗使用的浸漬溶液包括濃度為26%的糠醇水溶液，且加入了馬來酸酐和檸檬酸作為催化劑。浸漬前的木材水分含量為11%。在實施了浸漬之後，木材材料被直接用於微波處理。樣品可選地可被包在塑料箔片中以便避免在微波輻射下出現不均勻的聚合或氣化。在微波(麗)處理過程中，使用了磁控管，且頻率為2.45GHz，功率水平為600W-1800W。通過使用傳送帶將木材樣品輸運進入麗輻射室內。傳送帶的速度被設定在10mm/秒與34mm/秒之間。對木材樣品重複地實施多次微波輻射。在木材樣品的能量消耗為15-30kWh/tf的情況下，重複實施10-30次的微波輻射。結果可以看到在適當的條件下，可在不足一小時的時間內重複實施30次微波輻射。在這些麗參數下處理的木材樣品沒有裂紋，水分含量減少且由於糠醇的聚合而帶有褐色。固著度(degreeoffixation)可用作一種分析聚合化糠醇的量的方法。分析在進行了麗處理之後，根據EN84對木材樣品進行浸出處理，並分析水浸出物中的未反應糠醇。固著度按如下方式進行計算屍G:IF".掘[%1(1)FG二固著度[X]W=被引入木材樣品內的糠醇的量[mg/樣品]1=浸出物中未被聚合的糠醇的量[mg/樣品]結果在重複實施了10-30次微波輻射處理之後且每次麗處理的能量消耗為15-30kWh/m3的情況下，先前進行了FA浸漬的木材樣品產生了固化。其顏色變為褐色，沒有裂紋形成且樣品略被乾燥。在對根據EN84處理的松木樣品進行浸出之後，用高壓液相色譜(HPLC)分析水浸出物中殘餘的糠醇。根據上述公式1計算固著度。根據計算結果，未固化樣品的固著度最低。tableseeoriginaldocumentpage5時間[天]:浸漬糠醇的松樹邊材樣品在進行了三種不同的微波處理之後在浸出試驗圖1(EN84)過程中測得的固著度。進行了30次重複輻射(微波處理3)的麗處理樣品所計算出的固著度高於95%。將來開展的工作接下來將對固化材料開展進一步的研究，從而以烘爐固化樣品作為對比來評價微波處理給材料性質(抗黴性、膨脹/收縮行為和強度性質)帶來的可能變化。微波處理可以改進樣品的性質。08S42000CD409990J9COOOCO固著度S權利要求一種對浸漬木材進行固化的方法，所述方法包括以下步驟a)用可聚合的液體對木材樣品進行浸漬；b)對所述木材樣品進行至少一次重複加熱，其中通過微波輻射將所述木材加熱到70攝氏度至140攝氏度從而使得在木材細胞中形成聚合物。2.根據權利要求1所述的方法，其中用包括低分子量呋喃衍生物的溶液對所述木材進行浸漬。3.根據權利要求2所述的方法，其中所述低分子量呋喃衍生物選自糠醛、糠醇和二羥甲基呋喃或其組合。4.根據權利要求3所述的方法，其中所述微波輻射具有處在10-200kWh/(m3木材)範圍內的強度。5.根據權利要求4所述的方法，其中對所述木材進行的重複加熱次數介於1與50次之間。6.根據權利要求5所述的方法，其中對所述木材進行的重複加熱次數介於10與30次之間。7.根據權利要求6所述的方法，進一步包括在實施所述加熱步驟之前將所述木材樣品包在箔片中的步驟。8.—種通過根據權利要求1-7中任一項所述的方法獲得的木材產品。全文摘要一種對浸漬木材進行固化的方法，所述方法包括以下步驟用可聚合的液體對木材樣品進行浸漬、對所述木材樣品進行至少一次重複加熱，其中通過微波(MW)輻射將所述木材加熱至70攝氏度至140攝氏度的溫度範圍從而使得在木材細胞中形成聚合物。文檔編號B27K3/15GK101790445SQ200880015463公開日2010年7月28日申請日期2008年5月9日優先權日2007年5月11日發明者A·特魯,H·米利茨申請人:凱邦尼股份有限公司