一种木材的复合硅改性热处理方法与流程

本发明属于木材热加工，尤其涉及一种木材的复合硅改性热处理方法。

背景技术：

1、木材是一种高强重比、环境特性优良的生物质材料，广泛应用于家具、装修、建筑等领域。我国拥有丰富的人工林资源，人工林杨木面积和蓄积量均为世界第一，但速生杨木材质软、尺寸不稳定等问题大大限制了其利用，通过改性提质增效，可实现其高效高值利用。

2、木材浸渍改性是改善其性能的重要途径，改性木材是经过特殊处理和改良的木材，具有许多好处，首先，改性木材具有更好的耐候性能，能够抵抗紫外线辐射、湿度变化和温度波动等环境因素的侵害，从而延长其使用寿命。其次，改性木材具有较低的吸水率和膨胀系数，不易受潮变形，能够在潮湿或高温环境下保持稳定性能。此外，改性木材还具有较高的抗腐蚀性能，能够抵抗真菌、昆虫和微生物的侵蚀，减少木材的损坏和腐朽。此外，改性木材还具有较好的机械性能，如抗弯强度和抗压强度等，能够满足不同场合的使用需求。此外，改性木材还具有较好的阻燃性能，能够有效减少火灾风险。总之，改性木材通过改良和优化木材的结构和性能，提高了其耐久性、稳定性和安全性，使其更适合用于户外建筑、家具制造和地板材料等领域，为人们提供了一种可持续、环保和高品质的木材选择。

3、目前常用的木材浸渍改性剂，包括uf、pf等低分子量甲醛基树脂及糠醛、醋酸酐、二羟甲基二羟基乙烯脲等活性单体，能有效提高木材力学强度等性能，但存在甲醛、醋酸等小分子物质释放引起的环保问题。

4、为此，我们提出来一种木材的复合硅改性热处理方法解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中，现有的常用的木材浸渍改性剂，包括uf、pf等低分子量甲醛基树脂及糠醛、醋酸酐、二羟甲基二羟基乙烯脲等活性单体，能有效提高木材力学强度等性能，但存在甲醛、醋酸等小分子物质释放引起的环保的问题，而提出的一种木材的复合硅改性热处理方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种木材的复合硅改性热处理方法，包括以下步骤：

4、s1、材料准备：选择适合的木材材料，确保其质量和适用性并确定试材；

5、s2、对试材进行预处理：将木材进行预处理，包括去皮、切割、干燥等；

6、s3、筛选改性剂的配比参数；

7、s4、对木材进行满细胞法浸渍处理；

8、s5、对改性后的木材进行热处理；

9、s6、改性木材的性能测试；

10、s7、工艺优化并确定以及投产。

11、作为进一步的优选方案，所述s3中的改性剂的配比参数，按重量百分比如下组分组成：

12、

13、作为进一步的优选方案，所述硅改性剂包括如有硅溶胶、硅酸盐矿石、硅酸钠、硅石粉中一种或几种；

14、稀释剂通常是有机溶剂，如醇类、酮类、酯类中的一种或几种；

15、所述助剂包括包括增稠剂、分散剂、防腐剂、表面活性剂中的一种或几种；

16、所述填料包括为二氧化硅、碳酸钙，树脂微珠、纤维素中的一种或几种；

17、所述添加剂包括阻燃剂、抗氧化剂、增韧剂中的一种或几种。

18、作为进一步的优选方案，所述改性剂的制作包括以下流程

19、a1、将将硅石粉和所需的液化剂按一定比例混合在一个容器中中搅拌均匀，直至硅石完全悬浮于水中；

20、a2、在搅拌的同时，加入适量的碱性溶液，并持续搅拌直至硅石完全溶解；

21、a3、经过搅拌和反应后，硅石粉逐渐溶解成为硅石溶液；

22、a4、进行的有机硅进行有机杂化操作。

23、作为进一步的优选方案，所述a2中的碱性溶液包括氢氧化钠、氢氧化钾溶液中的一种或多种。

24、作为进一步的优选方案，所述a4中的有机硅的有机杂化流程包括以下流程：

25、b1、取适量的硅石溶液，加入有机溶剂中，并充分搅拌均匀；

26、b2、在搅拌的同时，加入适量的有机硅偶联剂，并继续搅拌反应一定时间；

27、b2、经过偶联剂的作用，硅石溶液中的硅原子与有机基团发生化学反应，形成有机硅化合物；

28、b4、最后，经过过滤或离心，将有机硅化合物从溶液中分离得到，即完成了有机硅的有机杂化过程。

29、作为进一步的优选方案，所述b2中的有机硅偶联剂为甲硅油、丙烯酸硅烷中的一种或多种。

30、作为进一步的优选方案，所述s4中木材的满细胞法浸渍技术包括以下流程：

31、c1、采用抽真空(-0.09mpa、0.5h)-注液-加压(1.0mpa、24h)-卸压的满细胞法浸渍工艺处理杨木；

32、c2、木材取出后先气干至约50％含水率，再梯度升温至103℃干燥至绝干，分别得到硅石改性材、偶联剂杂化硅改性材；

33、c3、常温常压下，将绝干硅石改性材浸泡硅油中12h，取出，干燥，得到硅油复合硅改性材。

34、作为进一步的优选方案，所述s5中的热处理包括以下流程：

35、d1、将预处理后的木材放入热压机中，确保木材均匀分布；

36、d2、加热热压机，使温度达到预定的处理温度；

37、d3、施加压力，使木材在高温高压环境下进行热处理；

38、d4、冷却：热处理结束后，将木材从热压机中取出，进行冷却。

39、作为进一步的优选方案，所述s6中的性能测试包括以下检查密度测试、抗弯强度测试、抗压强度测试、吸水性测试和耐腐蚀性测试中的一种或多种。

40、综上所述，本发明的技术效果和优点：该木材的复合硅改性热处理方法，将硅石粉液化制成硅石溶液，再用有机硅进行有机杂化，制得有机-无机杂化的复合硅改性剂，通过真空加压浸渍处理，显著提高木材的密度和力学等性能，再通过热处理改性，降低其吸湿性，提高其尺寸稳定性，从而有效提升改性材的综合性能，调制的复合硅改性剂，与木材组分发生了化学交联并覆盖在木材表面，有效阻隔了热量传递，减缓了热降解速度，延长了热降解时间，提高了改性材热稳定性；

41、通过热处理改性和木材浸渍改性相结合，提高了木材的尺寸稳定性及表面硬度，延长了家具的使用寿命，减少木材的损失，提高了木材本身的价值，能有效改善人工林杨木的综合性能，是一种绿色木材改性方法，可广泛应用于高档家具制造、高档家庭装修等。

技术特征：

1.一种木材的复合硅改性热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种木材的复合硅改性热处理方法，其特征在于，所述s3中的改性剂的配比参数，按重量百分比如下组分组成：

3.根据权利要求2所述的一种木材的复合硅改性热处理方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的一种木材的复合硅改性热处理方法，其特征在于，所述改性剂的制作包括以下流程

5.根据权利要求4所述的一种木材的复合硅改性热处理方法，其特征在于，所述a2中的碱性溶液包括氢氧化钠、氢氧化钾溶液中的一种或多种。

6.根据权利要求4所述的一种木材的复合硅改性热处理方法，其特征在于，所述a4中的有机硅的有机杂化流程包括以下流程：

7.根据权利要求6所述的一种木材的复合硅改性热处理方法，其特征在于，所述b2中的有机硅偶联剂为甲硅油、丙烯酸硅烷中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的一种木材的复合硅改性热处理方法，其特征在于，所述s4中木材的满细胞法浸渍技术包括以下流程：

9.根据权利要求1所述的一种木材的复合硅改性热处理方法，其特征在于，所述s5中的热处理包括以下流程：

10.根据权利要求1所述的一种木材的复合硅改性热处理方法，其特征在于，所述s6中的性能测试包括以下检查密度测试、抗弯强度测试、抗压强度测试、吸水性测试和耐腐蚀性测试中的一种或多种。

技术总结本发明公开了一种木材的复合硅改性热处理方法，属于木材热加工技术领域，包括材料准备：选择适合的木材材料，确保其质量和适用性并确定试材；对试材进行预处理：将木材进行预处理，包括去皮、切割、干燥等；筛选改性剂的配比参数；对木材进行满细胞法浸渍处理；对改性后的木材进行热处理；改性木材的性能测试；工艺优化并确定以及投产。该木材的复合硅改性热处理方法，将硅石粉液化制成硅石溶液，再用有机硅进行有机杂化，制得有机‑无机杂化的复合硅改性剂，通过真空加压浸渍处理，显著提高木材的密度和力学等性能，再通过热处理改性，降低其吸湿性，提高其尺寸稳定性，从而有效提升改性材的综合性能。技术研发人员：沈杨,张玲云,孙雪峰,朱松建,李立辉,钱海强受保护的技术使用者：亚振家居股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/8