一种木基薄膜及其制备方法

本发明涉及一种木基薄膜及其制备方法，尤其涉及一种利用植物纤维提高木材薄膜强度的方法。

背景技术：

1、木材薄膜是原木通过旋切或刨切获得的，厚度小于1mm，用于制造胶合板等人造板材的木质材料。木材薄膜的强度由原木的种类决定，但是常用原木的强度通常在50-70mpa，导致木材薄膜的强度较低，无法单独应用，现有技术通常将多层木材薄膜层叠粘合后作为胶合板来使用。虽然胶合板的强度大幅高于木材薄膜，但是其制备过程中需要使用大量的粘合剂，粘合剂中含有的挥发性溶剂可能会污染环境，而且这种多层胶合板的强度依赖于多层木材薄膜之间的紧密粘合，一旦出现开胶、开裂等情况时，胶合板的强度会大幅降低，其主要原因还是单层木材薄膜的强度较低。

2、中国专利cn1850459a公开了一种皮革木的制备方法，该皮革木采用三层结构，面板和衬板材质为桦木或柳桉、杨木等阔叶树木旋切成的木材薄膜，中间层为无纺布，三层之间用白乳胶粘贴，经过压合、热定型、软化等工序处理后，即制作成为皮革木。该方法采用两层木材薄膜之间复合无纺布的方法提高木材薄膜的强度，同样存在缓慢挥发溶剂和开胶的问题。

3、目前现有技术中缺少针对木材薄膜的环保强化改性方法，而成功强化改性木材薄膜后可以满足单独或复合使用木材薄膜的多种需求，不再受限于木材薄膜的较低强度，因此，如何利用环保的植物纤维木基薄膜成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是提供一种木基薄膜，解决现有木材薄膜强度较低的问题，本发明的另一目的在于提出一种木基薄膜的制备方法，解决如何制备高强度的木基薄膜的问题。

2、技术方案：本发明所述的一种木基薄膜，包括部分去木质素的木材薄膜，该木材薄膜的表面紧密交联有再生植物纤维，所述再生植物纤维与木材薄膜的表面纤维形成致密的结构。

3、为获得上述木基薄膜，本发明提供一种木基薄膜的制备方法，包括如下步骤：

4、(1)将木材薄膜在蚀刻溶液中浸泡后取出，用水冲洗表面；

5、(2)烘干木材薄膜后在木材薄膜表面均匀涂覆植物纤维混合液；

6、(3)将涂覆有植物纤维混合液的木材薄膜进行纤维素再生处理后即得木基薄膜。

7、优选地，所述植物纤维混合液包含非衍生化溶剂，该溶剂中溶解有聚合度为100-5000的植物纤维素，该植物纤维素占植物纤维混合液的质量百分比为1-20％。

8、优选地，所述非衍生化溶剂包括碱/尿素混合溶液、氯化锂/二甲基乙酰胺溶液、离子液体、n-甲基吗啉-n-氧化物中的一种。

9、优选地，所述植物纤维混合液按如下方法制得：将含纤维素的原料与非衍生化溶剂混合，混合物在-20-105℃下搅拌溶解0.5-3h，恢复至室温，得到植物纤维混合液；所述含纤维素的原料包括滤纸浆、溶解浆、阔叶木浆中的至少一种。

10、优选地，所述含纤维素的原料与非衍生化溶剂的料液比为5-20g：100ml。适当的料液比不仅可以保证植物纤维混合液的流动性，还可以防止不溶解的纤维素影响木材薄膜的整体强度。

11、优选地，在步骤(1)中，蚀刻溶液为氢氧化钠溶液、亚硫酸钠溶液、次氯酸钠溶液中的一种或多种，蚀刻溶液的浸泡时间为20-120min；蚀刻温度为45-90℃；所述木材薄膜的材质为针叶木材或阔叶木材中的一种或多种，木材薄膜的厚度在0.01-1.0mm。

12、优选地，在步骤(2)中，木材薄膜烘干后的含水率低于20wt％；植物纤维混合液在木材薄膜表面的涂覆量为30-400g/m2。适当的涂覆量可以保证致密结构对木基薄膜整体强度的提升作用，防止再生纤维素层过厚而影响木基薄膜的整体强度。

13、优选地，在步骤(3)中，纤维素再生处理的方法为：将涂覆有植物纤维混合液的木材薄膜50-100℃烘干30-120min。直接烘干也同样可以有效去除非衍生化溶剂，并不影响纤维素的再生交联过程以及致密结构的形成。

14、优选地，在步骤(3)中，纤维素再生处理的方法为：将涂覆有植物纤维混合液的木材薄膜浸入水中处理20-200min，取出木材薄膜50-100℃烘干30-120min。浸水处理可以有效去除非衍生化溶剂，促进纤维素的再生，促进致密结构的形成。

15、有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：本发明制备的木基薄膜的力学性能优异，抗拉强度可以达到500mpa，可以满足单独或复合使用木材薄膜的多种需求，应用前景广阔。本发明采用植物纤维混合液制备木基薄膜的方法基于蚀刻步骤充分发挥再生纤维素的交联作用，利用再生纤维素与木材薄膜表面暴露的木材纤维形成致密的结构，利用致密结构大幅提升木材薄膜的力学性能，此外，该方法制得的木基薄膜全生命周期不释放甲醛及其他挥发性有机物。

技术特征：

1.一种木基薄膜，其特征在于，包括部分去木质素的木材薄膜，该木材薄膜的表面紧密交联有再生植物纤维，所述再生植物纤维与木材薄膜的表面纤维形成致密的结构。

2.如权利要求1所述木基薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述木基薄膜的制备方法，其特征在于，所述植物纤维混合液包含非衍生化溶剂，该溶剂中溶解有聚合度为100-5000的植物纤维素，该植物纤维素占植物纤维混合液的质量百分比为1-20％。

4.根据权利要求3所述木基薄膜的制备方法，其特征在于，所述非衍生化溶剂包括碱/尿素混合溶液、氯化锂/二甲基乙酰胺溶液、离子液体、n-甲基吗啉-n-氧化物中的一种。

5.根据权利要求3所述木基薄膜的制备方法，其特征在于，所述植物纤维混合液按如下方法制得：将含纤维素的原料与非衍生化溶剂混合，混合物在-20-105℃下搅拌溶解0.5-3h，恢复至室温，得到植物纤维混合液；所述含纤维素的原料包括滤纸浆、溶解浆、阔叶木浆中的至少一种。

6.根据权利要求5所述木基薄膜的制备方法，其特征在于，所述含纤维素的原料与非衍生化溶剂的料液比为5-20g：100ml。

7.根据权利要求2所述木基薄膜的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，蚀刻溶液为氢氧化钠溶液、亚硫酸钠溶液、次氯酸钠溶液中的一种或多种，蚀刻溶液的浸泡时间为20-120min；蚀刻温度为45-90℃；所述木材薄膜的材质为针叶木材或阔叶木材中的一种或多种，木材薄膜的厚度在0.01-1.0mm。

8.根据权利要求2所述木基薄膜的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，木材薄膜烘干后的含水率低于20wt％；植物纤维混合液在木材薄膜表面的涂覆量为30-400g/m2。

9.根据权利要求2所述木基薄膜的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，纤维素再生处理的方法为：将涂覆有植物纤维混合液的木材薄膜50-100℃烘干30-120min。

10.根据权利要求2所述木基薄膜的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，纤维素再生处理的方法为：将涂覆有植物纤维混合液的木材薄膜浸入水中处理20-200min，取出木材薄膜50-100℃烘干30-120min。

技术总结本发明公开了一种木基薄膜及其制备方法，木基薄膜包括部分去木素的木材薄膜与再生植物纤维，所述再生植物纤维与木材薄膜的表面纤维形成致密的结构。该木基薄膜的力学性能优异，抗拉强度为500MPa。所述木基薄膜的制备方法，包括如下步骤：将木材薄膜在蚀刻溶液中浸泡后取出用水冲洗表面；烘干木材薄膜后，在木材薄膜表面均匀涂覆植物纤维混合液；将涂覆有植物纤维混合液的木材薄膜进行纤维素再生处理后即得木基薄膜。本发明利用再生纤维素与木材薄膜表面暴露的木材纤维形成致密的结构，利用致密结构大幅提升木材薄膜的力学性能，制备步骤简单，应用前景广阔。技术研发人员：祝名伟,黄仲雷,陈延峰受保护的技术使用者：南京大学技术研发日：技术公布日：2024/4/22