低質速生材原位密實與抗菌防腐處理技術的製作方法
2023-04-30 20:33:41 1
專利名稱：低質速生材原位密實與抗菌防腐處理技術的製作方法
技術領域：
本發明涉及低質速生材無機溶液浸漬密實技術及配方，並通過摻雜納米銀實現抗菌防腐的功能性，屬於木材學領域。
背景技術：
密實技術能較大程度上提高木材的力學性能，目前，國內外低質速生材密實技術
主要有1)壓縮密實。主要是沿木材橫紋方向進行徑向或弦向壓縮。木材經壓縮密實後最 突出的一個問題是壓縮變形的不穩定性，當木材在施加外力作用下發生較大變形時，其內 部就會產生一定的應力，隨著時間的延續，特別是當木材處於溼熱環境時，其內部的殘餘應 力就會逐漸得以釋放，產生變形回復。2)浸漬密實。目前，包括有機樹脂溶液浸漬和無機溶液浸漬。有機溶液浸漬是將樹脂擴散進入木材細胞壁並使木材增容，經乾燥除去水分，樹 脂由於加熱而固化，生成不溶於水的聚合物，沉積填充於細胞壁內，或與木材組分發生交 聯，從而使木材密度增大、強度提高。目前主要選用酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺改性樹 月旨、異氰酸酯等樹脂來浸漬密實處理木材，木材表面密實的效果主要取決於這些物質在木 材橫向上的滲透性。使用有機樹脂溶液會對人體健康和生態環境產生一定的影響。無機溶膠浸漬採用溶膠_凝膠法。通過陽離子溶液和陰離子溶液交替擴散滲透到 木材空隙中發生無機反應，生成非水溶性鹽而獲得的一種木材/無機複合材料溶膠，進入 木材內部後，在一定溫度作用下與木材發生凝膠反應，凝膠填充在木材孔隙內，同時也與木 材的細胞壁發生化學鍵結合。因為填充的無機物質可阻止木材的熱分解、腐朽真菌絲體的 成長和白蟻的侵食等，可獲得良好的阻燃性、耐腐性和抗蟻性，同時所生成的非水溶性鹽相 當於複合材料中的增強體，分散到木材基體中，因而木材的強度也可得至一定程度的提高， 此方法能實現與木材在分子水平上的原位複合，保留了木材的優良環境學特性，且尺寸穩 定性較好。在無機溶膠浸漬方法裡，通過摻雜特定的金屬離子對木材進行浸漬能賦予木材一 些特定的功能性。在潮溼的環境下，木材容易變色、發黴、脆化降解，而且還會危害人體健 康。人們對木製品的抗菌防腐的要求正在逐漸提高。銀無論是在抗菌能力方面，還是在對 人體的安全性方面，都大大優於其他金屬，所以國際上比較成熟的無機抗菌劑是銀系抗菌 齊U。納米銀由丁具有納米材料的特殊結構和性能，具有比普通銀更優異的抗菌活性，因此在 抗菌材料領域有著廣闊的應用前景。
發明內容
本發明目的在於設計一種低質速生材原位密實及抗菌防腐處理技術，能保證木材 力學性能得到較大的提高，具有良好的尺寸穩定性，且具有良好的抗菌防腐性能。本發明的實驗方法是溶膠_凝膠法。生產步驟如下
1)採用正矽酸乙酯(TEOS)、冰醋酸(CH3C00H)、乙醇(EtOH)製備溶膠一2)利用成本低廉的液相化學法製備納米銀，並將納米銀粒子均勻分散於溶膠一中 形成穩定的分散體系，製得溶膠二。3)將待處理低質速生材樣品置丁裝有溶膠二的器皿，並置於真空壓力浸漬烘乾機 中，抽真空，消除溶膠與樣品內氣泡，浸漬2h。4)將裝有溶膠的器皿移出，對樣品乾燥，乾燥溫度為80°C，直至烘乾。本發明操 作溫度低，對木材無壓縮，屬原位密實，處理周期短，並且原料無毒，可安全使用在木材處理 行業，處理後木材抗彎強度、抗彎彈性模量及表面硬度與未處理木材對比分別提高5. 7%, 36.2%、43.5%。該技術進入國內外市場，有著巨大的經濟和社會效益。
具體實施例方式實施方式一將正矽酸乙酯、乙醇及冰醋酸混合製得溶膠一，將製備好的粒子尺寸 為IOnm納米銀粒子均勻分散到溶膠一中形成分散體系，然後先後加入PVP、FWT，利用電動 攪拌機攪拌30min，形成納米銀複合分散體系，正矽酸乙酯、乙醇、冰醋酸、納米銀、PVP及 FWT摩爾比為1 1 0.01 0.01 0.01 0.001。將待處理的低質速生材樣品浸漬在 溶膠二中，置入真空壓力浸漬烘乾機中，抽真空，2h後將樣品取出乾燥，乾燥溫度為80°C， 直至烘乾，即可得抗菌防腐原位密實材。實施方式二將正矽酸乙酯、乙醇及冰醋酸混合製得溶膠一，將製備好的粒子尺寸 為20nm納米銀粒子均勻分散到溶膠一中形成分散體系，然後先後加入PVP、FWT，利用電動 攪拌機攪拌30min，形成納米銀複合分散體系，正矽酸乙酯、乙醇、冰醋酸、納米銀、PVP及 FWT摩爾比為1 1 0.01 0.04 0.02 0.002。將待處理的低質速生材樣品浸漬在 溶膠二中，置入真空壓力浸漬烘乾機中，抽真空，2h後將樣品取出乾燥，乾燥溫度為80°C， 直至烘乾，即可得抗菌防腐原位密實材。實施方式三將正矽酸乙酯、乙醇及冰醋酸混合製得溶膠一，將製備好的粒子尺寸 為40nm納米銀粒子均勻分散到溶膠一中形成分散體系，然後先後加入PVP、FWT，利用電動 攪拌機攪拌30min，形成納米銀複合分散體系，正矽酸乙酯、乙醇、冰醋酸、納米銀、PVP及 FWT摩爾比為1 1 0.01 0.02 0.01 0.001。將待處理的低質速生材樣品浸漬在 溶膠二中，置入真空壓力浸漬烘乾機中，抽真空，2h後將樣品取出乾燥，乾燥溫度為80°C， 直至烘乾，即可得抗菌防腐原位密實材。實施方式四將正矽酸乙酯、乙醇及冰醋酸混合製得溶膠一，將製備好的粒子尺寸 為50nm納米銀粒子均勻分散到溶膠一中形成分散體系，然後先後加入PVP、FWT，利用電動 攪拌機攪拌30min，形成納米銀複合分散體系，正矽酸乙酯、乙醇、冰醋酸、納米銀、PVP及 FWT摩爾比為1 1 0.01 0.04 0.02 0.002。將待處理的低質速生材樣品浸漬在 溶膠二中，置入真空壓力浸漬烘乾機中，抽真空，2h後將樣品取出乾燥，乾燥溫度為80°C， 直至烘乾，即可得抗菌防腐原位密實材。實施方式五將正矽酸乙酯、乙醇及冰醋酸混合製得溶膠一，將製備好的粒子尺寸為IOOnm納米銀粒子均勻分散到溶膠一中形成分散體系，然後先後加入PVP、FWT，利用電 動攪拌機攪拌30min，形成納米銀複合分散體系，正矽酸乙酯、乙醇、冰醋酸、納米銀、PVP及 FWT摩爾比為1 1 0.01 0.04 0.02 0.002。將待處理的低質速生材樣品浸漬在溶膠二中，置入真空壓力浸漬烘乾機中，抽真空，2h後將樣品取出乾燥，乾燥溫度為80°C，直至烘乾，即可得抗菌防腐原位密實材。
權利要求
利用液相化學法製備具有不同粒徑大小球狀納米銀粒子，納米銀粒子尺寸在10～100nm大小可調。
2.低質速生材原位密實技術，木材抗彎強度、抗彎彈性模量及表面硬度與未處理木材 對比分別提高5. 7%,36. 2%,43. 5%，且木材尺寸穩定性較好。
3.經浸漬處理製備的低質速生材具有高效、速效的廣譜抗菌活性，200mg/L濃度的納 米銀分散液在5min內對白色念珠菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的殺滅率大於99. 99%。
4.通過溶膠-凝膠法將摻雜Ag的Si02凝膠充分滲透進入木材內部，利用PVP、FWT黏 合劑等對納米銀粒子進行表面處理，納米銀漿料配方為(摩爾百分比)納米銀(0.01 0. 04mol)、PVP (0. 01 0. 02g)、FWT (0. 001 0. 002g)。
5.將浸漬2h的低質速生材從溶膠二中取出，乾燥直至烘乾，即可得抗菌防腐原位密實材。
全文摘要
本發明涉及一種低質速生材原位密實與抗菌防腐處理技術，屬於木材學領域。採用溶膠-凝膠法製備摻雜納米Ag的SiO2/木材複合材料，其中採用液相化學法製備尺寸在10～100nm納米銀，將納米銀分散溶解在由正矽酸乙酯、乙醇及冰醋酸混合製得溶膠中，並加入PVP、粘合劑FWT。得到不同納米銀粒徑、濃度的原位密實處理溶膠。通過整理工藝，浸漬2h，乾燥凝膠後形成抗菌防腐原位密實材，該發明所處理製備的木材在保持較好的尺寸溫度性上，力學性能也有較大的提高，並同時具有良好的抗菌防腐性能。
文檔編號B27K5/06GK101829788SQ20091003781
公開日2010年9月15日 申請日期2009年3月11日 優先權日2009年3月11日
發明者劉志平, 尹荔松, 王向軍, 胡社軍, 範海陸, 趙燕, 陽素玉, 龔青 申請人:五邑大學;江門市蓬江區文森裝飾材料有限公司