專利名稱：改善木質(zhì)纖維素材料尺寸穩(wěn)定性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括木材在內(nèi)的木質(zhì)纖維素材料的處理，具體涉及一種提 高木質(zhì)纖維素材料的尺寸穩(wěn)定性并增密增硬，形成一種復(fù)合材料的方法。
背景技術(shù)：
多孔的蜂窩狀木質(zhì)纖維素材料，如木材，可以被化學(xué)物質(zhì)處理，這些 化學(xué)物質(zhì)在加壓作用下，浸注入木材內(nèi)部，可以填充材料的內(nèi)部空間，并 與細(xì)胞壁的天然高聚物發(fā)生反應(yīng)，因而增加密度和材料的硬度并改善尺寸 穩(wěn)定性。
熟知的實(shí)現(xiàn)這種目的的方法包括使用苯乙烯、甲基丙烯酸曱酯、鄰苯 二甲酸二乙酯和其他含有一個(gè)乙烯基并且具有一個(gè)可選的聚合作用催化劑
的單體。被處理的木材可以隨后被加熱，或者用鈷60伽馬射線源輻照以開 始聚合作用，以形成一種充滿木材細(xì)胞結(jié)構(gòu)間隙的聚合體。
類似的方法，木材可以被可以自交聯(lián)的化學(xué)制劑諸如酚醛樹脂、三聚 氰胺縮甲醛樹脂預(yù)聚體等進(jìn)行處理，浸注完成后，在加熱的條件下完成縮 聚反應(yīng)，形成堅(jiān)硬的聚合體。在自交聯(lián)聚合的同時(shí)，這些預(yù)聚體也與木材 細(xì)胞壁天然高聚物進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)也填充木材細(xì)胞間隙，生成一種致密、 堅(jiān)硬并具有優(yōu)異尺寸穩(wěn)定性的合成材料。
但上述組合物或是價(jià)格過高不具有市場價(jià)值，僅在特殊領(lǐng)域使用?；?是含有游離甲醛而限制了使用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的就是提供一種改善包括木材在內(nèi)的木質(zhì)纖維素材料的 環(huán)保并價(jià)格適中的增加密度，提高尺寸穩(wěn)定性的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提出了一種改善木質(zhì)纖維素材料尺寸穩(wěn)定性的 方法，包含用一種浸漬劑浸入到木質(zhì)纖維素材料中，所述浸漬劑包括交聯(lián)
劑、防水劑、成膜劑和具有10到30葡萄糖當(dāng)量的多糖，并在木質(zhì)纖維素 材料內(nèi)交聯(lián)或固化形成交聯(lián)產(chǎn)物，從而形成一種高尺寸穩(wěn)定性的硬化的木 質(zhì)纖維素材料。
由本發(fā)明的方法生成的復(fù)合材料的尺寸穩(wěn)定性優(yōu)于一般的木材，而保 溫性、抗蠕變性和強(qiáng)重比高于塑料或常見的木塑共擠復(fù)合材。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使用 一種包含葡萄糖當(dāng)量10 - 30的麥芽糊精的 浸漬劑浸注木質(zhì)纖維素材料，并且交聯(lián)或固化麥芽糊精，使之成為充分不 可溶解的交聯(lián)產(chǎn)物，從而形成一種復(fù)合材料。
麥芽糊精可以與具有至少一個(gè)羥基集團(tuán)或者烷基化羥基集團(tuán)的交聯(lián)劑 一起被浸注入木質(zhì)纖維素材料之中，或者麥芽糊精可以在浸注入木質(zhì)纖維 素材料之前與 一種具有至少 一個(gè)羥基集團(tuán)或烷基化羥基集團(tuán)的交聯(lián)劑 一起 被預(yù)先反應(yīng)成部分交聯(lián)麥芽糊精和交聯(lián)劑。
麥芽糊精可能是單一的或者是和一種或多種麥芽糊精混合的，或者混 有其他水溶性碳水化合物，例如含有其他糊精、糖膠和樹脂的淀粉水解物。 也可考慮使用麥芽糊精之外的其他多糖。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述交聯(lián)產(chǎn)物是不可溶物或基本不可溶物。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述交聯(lián)劑包含具有烷基化的、羥甲基的、羥 基亞甲基的、和羥基次甲基的集團(tuán)的一組化合物中的一個(gè)或多個(gè)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述交聯(lián)劑為丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸 曱酯、丁二烯、或苯乙烯。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例，所述交聯(lián)劑為N-羥甲基丙烯酰胺。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述浸漬劑還包括防水劑和成膜劑。所述防水 劑優(yōu)選為乳化蠟。所述成膜劑優(yōu)選為聚乙烯醇。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將所述浸漬劑浸注到木質(zhì)纖維素的浸注過程是
在密閉容器中完成，且加注壓力為從lMPa至8MPa。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例，在所述浸注過程的開始階段在裝入木 材后，對密閉容器抽真空，真空度為-760mm汞柱至-700mm汞柱。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例，所述浸注過程的壓力是階梯式升高的。 優(yōu)選地，所述浸注過程的壓力的升高幅度與液體滲透的程度和木材的性質(zhì) 相關(guān)，且壓力的升高以液體充分滲透并以木材無塌陷為最高P艮值。
例如，當(dāng)所述木質(zhì)纖維素材料為楊木時(shí)，所述浸注過程包括5kg/cm2 保壓一定時(shí)間，10kg/cm2保壓一定時(shí)間，15kg/cm2保壓一定時(shí)間，20kg/cm2 保壓一定時(shí)間，25kg/cm2保壓一定時(shí)間，30kg/cm2保壓一定時(shí)間，其中 所述保壓時(shí)間由木材裝填量和液體滲透量決定，且可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員 通過簡單的實(shí)驗(yàn)來確定。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，在所述浸注過程的保壓和加壓過程中，壓 力在設(shè)定值和0 kg/cm2之間周期性變化，其頻率為6次/ min到60次/ min。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述浸注過程的溫度為0 - 50'C 。 根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例，所述浸注過程的溫度為20-30匸。 本發(fā)明的方法可以被用于增加木材的密度，包括對軟木或硬木進(jìn)行固 化，例如方木、木板、鋸材、翻新木、風(fēng)格木或木制品，并且包括再造木 產(chǎn)品例如密度板、纖維板、膠合板，并且也包括其他非木材的木質(zhì)纖維素 材料例如卡板和紙張。
經(jīng)由本發(fā)明的方法處理過的木材或其他木質(zhì)纖維素材料與未經(jīng)處理的 木質(zhì)纖維素材料相比，增加了密度并且也已經(jīng)提高了硬度、抗沖擊性、強(qiáng) 度和耐水性，也很可能提高膠合能力、粘接強(qiáng)度、耐腐蝕性和包括褪色性 在內(nèi)的光照穩(wěn)定性。同樣，木材可以提高裝飾性能。當(dāng)打磨后麥芽糊精增 密硬化木合成物的表面具有一種吸引人的外觀，并且與由木材和乙烯型單 體例如曱基丙烯酸甲酯制造成的合成物相比在外表上具有較少的塑料或人造合成感。
以上描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于改善木質(zhì)纖維素材料尺寸穩(wěn)定 性的方法，應(yīng)指出的是，以上所述的各種細(xì)節(jié)僅為對本發(fā)明的示例性+兌明， 而不是對本發(fā)明的限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)上述說明進(jìn)行各種改變， 而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1、一種改善木質(zhì)纖維素材料尺寸穩(wěn)定性的方法，包含用一種浸漬劑浸入到木質(zhì)纖維素材料中，所述浸漬劑包括交聯(lián)劑、防水劑、成膜劑和具有10到30葡萄糖當(dāng)量的多糖，并在木質(zhì)纖維素材料內(nèi)交聯(lián)或固化形成交聯(lián)產(chǎn)物，從而形成一種高尺寸穩(wěn)定性的硬化的木質(zhì)纖維素材料。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述交聯(lián)劑為N-羥曱 基丙烯酰胺。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述交聯(lián)產(chǎn)物是基本不 可溶物。
4、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述交聯(lián)產(chǎn)物是不可溶物。
5、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述多糖與交聯(lián)劑、防 水劑和成膜劑同時(shí)被浸注入木質(zhì)纖維素材料中，且所述交聯(lián)劑至 少具有一個(gè)羥基集團(tuán)或烷基化羥基集團(tuán)。
6、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述多糖在浸注入木質(zhì) 纖維素之前被或不被部分地與交聯(lián)劑反應(yīng)。
7、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述交聯(lián)劑包含具有烷 基化的、羥甲基的、羥基亞曱基的、和羥基次甲基的集團(tuán)的一組 化合物中的一個(gè)或多個(gè)。
8、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述交聯(lián)劑是丙烯酸、 丙烯酰胺、甲基丙烯酸曱酯、丁二烯、或苯乙烯。
9、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述多糖為麥芽糊精。
10、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述防水劑為乳化蠟。
11、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述成膜劑為聚乙烯醇。
12、 如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述浸注過程在密閉容 器中完成，加注壓力為從lMPa至8MPa。
13、 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，在所述浸注過程的開 始階段在裝入木材后，對密閉容器抽真空，真空度為-760mm汞柱 至誦700mm汞柱。
14、 如根據(jù)權(quán)利要求13所述方法，其中，所述浸注過程的壓 力是階梯式升高的。
15、 如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述浸注過程的壓力 的升高幅度與液體滲透的程度和木材的性質(zhì)相關(guān)，且壓力的升高 以液體充分滲透并以木材無塌陷為最高限值。
16、 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述木質(zhì)纖維素材料為 楊木，且所述浸注過程包括5kg/cm2保壓一定時(shí)間，10kg/cm2 保壓一定時(shí)間，15kg/cm2保壓一定時(shí)間，20kg/cm2保壓一定時(shí)間， 25kg/cm2保壓一定時(shí)間，30kg/cm2保壓一定時(shí)間，其中所述保壓 時(shí)間由木材裝填量和液體滲透量決定。
17、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，在所述浸注過程的 保壓和加壓過程中，壓力在i殳定值和0 kg/cm2之間周期性變化， 其頻率為6次/ min到60次/ min。
18、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述浸注過程的溫度 為0 - 50°C。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述浸注過程的溫度 為20-30匸。
全文摘要
本發(fā)明包含一種諸如木材的木質(zhì)纖維素材料的增密硬化方法。木材在真空且/或加壓的條件下被以麥芽糊精溶液浸注然后麥芽糊精經(jīng)過交聯(lián)成為不可溶性物質(zhì)。一種木材-聚合物復(fù)合材料就形成了。適當(dāng)?shù)慕宦?lián)劑包括具有至少一個(gè)羥基集團(tuán)的化合物。麥芽糊精具有15到30葡萄糖當(dāng)量較為適當(dāng)。最終的合成物材料具有改進(jìn)的外觀、硬度、抗沖擊力、強(qiáng)度和耐水性。
文檔編號B27K3/00GK101637931SQ20081011736
公開日2010年2月3日 申請日期2008年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月30日
發(fā)明者請求不公開姓名 申請人:北京輝杰森木業(yè)科技有限公司