一種纖維材料的酯化方法及一種酯化材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種纖維材料的酯化方法，其中，該方法包括：將纖維材料與含有醋酸酐的流體接觸得到接觸后的物料，接觸的條件包括：壓力為0.1-2.0MPa，溫度為60-140℃，所述含有醋酸酐的流體與纖維材料的體積比為1-10:1。本發(fā)明提供了一種由本發(fā)明的纖維材料的酯化方法酯化得到的酯化材料。本發(fā)明的纖維材料的酯化方法，通過將纖維材料與含有醋酸酐的流體接觸，并合理的控制接觸過程中流體的用量，并對流體進行加熱加壓使纖維材料與醋酸酐發(fā)生酯化反應，使得本發(fā)明的方法無需在任何催化劑的作用下即可以很好的進行纖維材料的酯化，且得到的酯化材料具有較高的酯化率。本發(fā)明得到的酯化材料產(chǎn)品附加值高，可以用于制作門窗、戶外平臺甲板、扶梯、柵欄等。
【專利說明】一種纖維材料的酯化方法及一種酯化材料
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種纖維材料的酯化方法，以及一種由本發(fā)明的方法酯化得到的酯化材料。
【背景技術】
[0002]采用醋酸酐對木材進行酯化處理，可顯著提高木材的尺寸穩(wěn)定性和耐腐性，從而可以延長木質品的使用壽命，節(jié)約了木材資源。
[0003]現(xiàn)有的醋酸酐酯化木材處理工藝，多采用二甲苯或氯化烴等溶劑作稀釋劑，以吡啶、硫酸或無水高氯酸鎂等為催化劑，將木材與醋酸酐接觸進行酯化反應來實現(xiàn)。
[0004]雖然催化劑的加入提高了酯化反應的速度，但同時也給后續(xù)的分離、回收再利用造成了很大困難，并且現(xiàn)有技術的酯化木材處理工藝后期干燥周期長，且易發(fā)生木材翹曲、內裂等干燥缺陷，導致成品合格率過低。
[0005]因此，在現(xiàn)有技術的基礎上開發(fā)出一種工藝簡單、反應液易分離且能夠使得到的酯化材料具有優(yōu)異性質的纖維材料的酯化處理工藝將具有很大的工業(yè)應用價值。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于在現(xiàn)有技術的基礎上提供一種工藝簡單、反應液易分離且能夠使得到的酯化材料具有優(yōu)異性質的纖維材料的酯化方法。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種纖維材料的酯化方法，其中，該方法包括:將纖維材料與含有醋酸酐的流體接觸得到接觸后的物料，接觸的條件包括:壓力為
0.1-2.0MPa，溫度為60-140°C，所述含有醋酸酐的流體與纖維材料的體積比為1-10:1。
[0008]本發(fā)明提供了一種由本發(fā)明的纖維材料的酯化方法酯化得到的酯化材料。
[0009]本發(fā)明的纖維材料的酯化方法，通過將纖維材料與含有醋酸酐的流體接觸，并合理的控制接觸過程中流體的用量，并對流體進行加熱加壓使纖維材料與醋酸酐發(fā)生酯化反應，使得本發(fā)明的方法無需在任何催化劑的作用下即可以很好的進行纖維材料的酯化，且得到的酯化材料具有較高的酯化率。進一步，相比于現(xiàn)有技術的將纖維材料與含有醋酸和醋酸酐的混合流體接觸，然后排出混合流體再引入氣體對接觸后的纖維材料進行加熱加壓完成酯化反應的酯化方法，本發(fā)明的直接在纖維材料與含有醋酸酐的流體的接觸過程中進行加熱加壓完成醋酸酐對纖維材料的酯化的酯化方法，工藝操作簡單且可控性強，并且得到的酯化材料酯化率高、尺寸穩(wěn)定性好、抗脹率高，同時不損失材料的力學性能。
[0010]本發(fā)明得到的酯化材料產(chǎn)品附加值高，可以用于制作門窗、戶外平臺甲板、扶梯、柵欄等。
[0011]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【具體實施方式】
[0012]以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0013]本發(fā)明提供了一種纖維材料的酯化方法，該方法包括:將纖維材料與含有醋酸酐的流體接觸得到接觸后的物料，接觸的條件包括:壓力為0.1-2.0MPa，溫度為60-140°C，所述含有醋酸酐的流體與纖維材料的體積比為1-10:1。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的纖維材料的酯化方法，只要保證在纖維材料與含有醋酸酐的流體接觸的過程中對流體進行加熱加壓且合理的控制所述含有醋酸酐的流體與纖維材料的體積t匕，使纖維材料與醋酸酐發(fā)生酯化反應即可很好的實現(xiàn)本發(fā)明的目的，針對本發(fā)明，優(yōu)選接觸過程中所述含有醋酸酐的流體與纖維材料的體積比為2-5:1
[0015]本發(fā)明的纖維材料的酯化方法，通過將纖維材料與含有醋酸酐的流體接觸，并合理的控制接觸過程中流體的用量，并對流體進行加熱加壓使纖維材料與醋酸酐發(fā)生酯化反應，使得本發(fā)明的方法無需在任何催化劑的作用下即可以很好的進行纖維材料的酯化，且得到的酯化材料具有較高的酯化率。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的纖維材料的酯化方法，只要保證在纖維材料與含有醋酸酐的流體接觸的過程中對流體進行加熱加壓使纖維材料與醋酸酐發(fā)生酯化反應即可很好的實現(xiàn)本發(fā)明的目的，針對本發(fā)明，優(yōu)選所述接觸的壓力為0.5-1.5MPa，溫度為90_140°C，如此可以進一步提高纖維材料的酯化率和酯化均勻度，且可以保證纖維材料不會因壓力過大而被壓潰，或因溫度過高而被焦化。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的纖維材料的酯化方法，所述接觸的時間的可選范圍較寬，一般控制為0.5-10h，更優(yōu)選為2-8h。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的纖維材料的酯化方法，所述流體中不含有酯化催化劑，即本發(fā)明的纖維材料的酯化方法無需在酯化催化劑存在下進行即可很好的完成纖維材料的酯化，且能夠獲得較高的酯化率，且進一步，相比于現(xiàn)有技術的加入酯化催化劑進行酯化的纖維材料的酯化方法，本發(fā)明的方法可以有效節(jié)約催化劑的投入成本，并且可以有效減少催化劑與反應液的分離成本。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的纖維材料的酯化方法，為了進一步提高纖維材料的酯化率，優(yōu)選本發(fā)明的所述流體中還含有酯化稀釋劑，所述酯化稀釋劑為本領域所熟知的用于酯化反應的稀釋劑。例如可以選自C6-C10的芳烴、Cl-ClO的鹵代烴、Cl-ClO的酸中的一種或多種，針對本發(fā)明，優(yōu)選所述酯化稀釋劑為C6-C10的芳烴和Cl-ClO的酸中的一種或多種，為了進一步減少后續(xù)的分離成本和進一步提高酯化率，優(yōu)選所述稀釋劑為醋酸；特別優(yōu)選流體中醋酸與醋酸酐的體積比為0.001-0.5:1，優(yōu)選為0.001-0.25:1。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的纖維材料的酯化方法，優(yōu)選本發(fā)明的方法還包括:將所述接觸后的物料冷卻至40°C以下，優(yōu)選為20-30°C ;然后排出流體得到接觸后的纖維材料；將所述接觸后的纖維材料進行干燥。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的纖維材料的酯化方法，一般將所述接觸后的物料于室溫下冷卻即可完成本發(fā)明的所述冷卻，但合理的控制冷卻的溫度可以使得本發(fā)明的酯化后的纖維材料的可加工性增強。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的纖維材料的酯化方法，將所述接觸后的纖維材料進行干燥的方法有多種，現(xiàn)有技術常規(guī)的干燥方法均可實現(xiàn)本發(fā)明的目的，而本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用高頻真空加熱的方法進行干燥可以進一步提高采用本發(fā)明的纖維材料的酯化方法得到的酯化材料的性能，例如可以提高本發(fā)明的酯化材料的尺寸穩(wěn)定性。進一步，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用如下高頻真空加熱進行干燥的方法可以進一步優(yōu)化本發(fā)明的酯化材料的性質，具體如下:將接觸后的纖維材料進行多階段高頻真空加熱干燥，且相鄰的后一階段高頻真空加熱條件相比于前一階段的高頻真空加熱條件頻率高5-35MHZ，溫度高10-40°C，優(yōu)選10-201:，相對真空度低0.01-0.05MPa。按照前述方法進行干燥即可很好的實現(xiàn)本發(fā)明的目的，針對本發(fā)明，進一步優(yōu)選第一階段的高頻真空加熱條件包括:頻率為5-20MHZ，溫度為50-70°C，相對真空度為-0.0lMPa至-0.05MPa，時間為1_4天；更優(yōu)選最后一階段的高頻真空加熱條件中，頻率不高于50MHz，溫度不高于100°C，相對真空度不低于-0.1MPa。
[0023]本發(fā)明中，進一步優(yōu)選將接觸后的纖維材料進行2-4個階段的高頻真空加熱干燥，當將接觸后的纖維材料進行2個階段的高頻真空加熱干燥時，一般高頻真空加熱干燥的條件包括:所述第一階段高頻真空加熱條件包括:頻率為5-20MHZ，溫度為50-70°C，相對真空度為-0.0lMPa至-0.05MPa,時間為1_4天；所述第二階段高頻真空加熱條件包括:頻率為20-40MHZ，溫度為70-90°C，相對真空度為-0.05MPa至-0.09MPa,時間為7-10天。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的纖維材料的酯化方法，優(yōu)選本發(fā)明的方法還包括將干燥后的接觸后的纖維材料進行冷卻(一般在室溫下冷卻即可)，如此得到本發(fā)明的所述酯化材料可以直接使用，對此本領域技術人員均能熟知，在此不再詳細描述。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的纖維材料的酯化方法，為了使得含有醋酸酐的流體可以很好的滲透進入纖維材料的細胞壁以更好的完成酯化反應，優(yōu)選本發(fā)明的方法還包括:在將纖維材料與含有醋酸酐的流體接觸之前，將所述纖維材料抽真空。
[0026]本發(fā)明中將所述纖維材料抽真空的主要目的是除去纖維材料中的氣體如空氣，以使得含有醋酸酐的流體可以很好的滲透進入纖維材料的細胞壁以更好的完成酯化反應，從而可以進一步提高纖維材料的酯化率，對此本領域技術人員均能知悉。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的纖維材料的酯化方法，將所述纖維材料抽真空的方法可以參照現(xiàn)有技術進行，例如一般可以將纖維材料置于可加熱的耐高壓罐體中，通過抽真空，使罐體內部達到0.08-0.1MPa的負壓狀態(tài)，保持一段時間一般為30_60min，從而完成纖維材料的抽真空步驟。
[0028]本發(fā)明中，負壓亦指的相對真空度。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的纖維材料的酯化方法，所述纖維材料的種類的可選范圍較寬，現(xiàn)有技術的各種需要酯化的纖維材料均可采用本發(fā)明的方法進行酯化，例如可以為木質纖維材料、竹質纖維材料中的一種或多種，在本發(fā)明的具體實施過程中，采用的為木質纖維材料進行試驗，所述木質纖維材料可以為松木材料、楊木材料、杉木材料和桉木材料中的一種或多種。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的纖維材料的酯化方法，所述纖維材料的含水率的可選范圍較寬，現(xiàn)有技術的含水率較低的干的纖維材料和現(xiàn)有技術的含水率較高的濕的纖維材料均可采用本發(fā)明的方法進行酯化，而本發(fā)明的發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，合理的控制纖維材料的含水率可以進一步提高最終得到的酯化材料的酯化率，因此，本發(fā)明優(yōu)選所述纖維材料的含水率為5-20重量％，優(yōu)選為8-15重量％。
[0031 ] 本發(fā)明的纖維材料的酯化方法一般可以在耐高壓的罐體中進行，對此，本領域技術人員均能知悉。[0032]根據(jù)本發(fā)明的一種特別優(yōu)選的實施方式，本發(fā)明的纖維材料的酯化方法可以按如下具體步驟進行:
[0033]( I)纖維材料的抽真空過程:將含水率5-20重量％的纖維材料置于可加熱的耐高壓罐體中進行抽真空，使得耐高壓罐體處于真空狀態(tài)(0.08-0.1MPa的負壓)，纖維材料在真空狀態(tài)的耐高壓罐體中保持30-60min，由此實現(xiàn)纖維材料的抽真空；
[0034](2)酯化過程:在真空作用下，將含有醋酸酐和稀釋劑的流體注入耐高壓罐體中，持續(xù)加熱加壓進行酯化；
[0035](3)冷卻、干燥過程:將流體冷卻至40°C以下，然后將其從耐高壓罐體內排出得到接觸后的纖維材料，將接觸后的纖維材料移入高頻真空加熱干燥設備中進行干燥；
[0036](4)關閉高頻發(fā)生器，將高頻真空加熱干燥設備內溫度降至40°C以下，解除真空，即可得到本發(fā)明的酯化材料。
[0037]本發(fā)明提供了 一種由本發(fā)明的纖維材料的酯化方法酯化得到的酯化材料。
[0038]本發(fā)明的酯化材料具有優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性和耐腐性，并且保持了材料原有的力學性能，產(chǎn)品附加值高，可以用于制作門窗、戶外平臺甲板、扶梯、柵欄等。
[0039]本發(fā)明的所述酯化材料的酯化率高、密度大、尺寸穩(wěn)定性和耐腐性優(yōu)良，酯化率為20-35%，優(yōu)選能達到25-35% ;密度為0.5-1.0g/cm3,優(yōu)選能達到0.7-1.0g/cm3 ;抗脹率為60%以上，優(yōu)選能夠達到70-80% ;耐腐蝕性達到II級以上，優(yōu)選能達到I級(強耐腐)。
[0040]下面通過具體實施例對本發(fā)明進行詳細的說明，但本發(fā)明不局限于此。
[0041]本發(fā)明中，纖維材料的酯化率是指纖維材料中的羥基被乙酰基所取代而形成酯鍵結合的百分率，即羥基的取代率，通過高壓液相色譜方法測得。
[0042]本發(fā)明中，含水率是指纖維材料中所含水分的數(shù)量，即以水分重量占木材總重量的百分率計算，通過稱重方法測得。
[0043]本發(fā)明中，抗脹率按如下公式計算得到:抗脹率=(酯化處理前的纖維材料的體積濕脹率-酯化處理后的酯化材料的體積濕脹率)/酯化處理前的纖維材料的體積濕脹率 X 100%O
[0044]本發(fā)明中，密度，體積濕脹率的測定分別參照國家標準GB/T 1933-2009，GB/T1934.2-2009規(guī)定的測定方法進行測定。
[0045]實施例1
[0046](I)將規(guī)格為2000mmx200mmx30mm (縱向X弦向X徑向)(密度為0.56g/cm3)、含水率為10重量％的落葉松板材規(guī)整地碼放于可加熱的耐高壓罐體中，關閉耐高壓罐體，開始抽真空，使耐高壓罐體內部達到0.096MPa的負壓狀態(tài)，保持60min ；
[0047](2)然后在真空作用下，將醋酸酐與醋酸的混合流體注入耐高壓罐體(流體與板材的體積比為3:1 )，流體中醋酸占15體積％，醋酸酐占85體積％，然后持續(xù)加熱，使耐高壓罐體內部流體溫度保持在140°C，同時使耐高壓罐體內部壓力維持在IMPa，如此保持5h ；
[0048](3)然后通過耐高壓罐體的冷水循環(huán)系統(tǒng)使耐高壓罐體內流體溫度降至20°C，排出流體，將板材移入高頻真空加熱干燥設備中進行干燥，啟動高頻發(fā)生器，頻率控制在10MHz，并使高頻真空加熱干燥設備內部相對真空度維持在-0.02MPa，將板材加熱到50°C，并維持此溫度2天；再調整頻率為15MHz，并使高頻真空加熱干燥設備內部相對真空度維持在-0.04MPa,將板材加熱到65°C，并維持此溫度2天；然后將頻率控制在40MHz，將木材加熱到80°C，并使設備內部真空度維持在-0.06MPa，干燥木材10天；
[0049](4)然后關閉聞頻真空加熱干燥設備的聞頻發(fā)生器，將聞頻真空加熱干燥設備內溫度降至30°C以下，解除真空，即可得到酯化落葉松木材(酯化率為31%，密度為0.8g/cm3,抗脹率達到75%，耐腐蝕性能達到國家標準GB/T 13942.1-1992《木材天然耐久性試驗方法木材天然耐腐性實驗室試驗方法》中所規(guī)定的I級別(強耐腐)的要求。
[0050]實施例2
[0051](I)將規(guī)格為2000mmx 150mmx40mm (縱向X弦向X徑向)、含水率為8重量％的楊木板材(密度為0.39g/cm3)規(guī)整地碼放于可加熱的耐高壓罐體中，關閉耐高壓罐體，開始抽真空，使耐高壓罐體內部達到0.096MPa的負壓狀態(tài)，保持30min ；
[0052](2)然后在真空作用下，將醋酸酐與醋酸的混合流體注入耐高壓罐體(流體與板材的體積比為2:1 )，流體中醋酸占10體積％，醋酸酐占90體積％，然后持續(xù)加熱，使耐高壓罐體內部流體溫度保持在120°C，同時使耐高壓罐體內部壓力維持在0.8MPa，如此保持4h ；
[0053](3)然后通過耐高壓罐體的冷水循環(huán)系統(tǒng)使耐高壓罐體內流體溫度降至25°C，排出流體，將板材移入高頻真空加熱干燥設備中進行干燥，啟動高頻發(fā)生器，頻率控制在15MHz，并使高頻真空加熱干燥設備內部相對真空度維持在-0.03MPa，將板材加熱到50°C，并維持此溫度2天；再調整頻率為25MHz，并使高頻真空加熱干燥設備內部相對真空度維持在-0.04MPa，將板材加熱到70°C，并維持此溫度2天；然后將頻率控制在40MHz，將木材加熱到80°C，并使設備內部真空度維持在-0.09MPa，干燥木材10天；
[0054](4)然后關閉聞頻真空加熱干燥設備的聞頻發(fā)生器，將聞頻真空加熱干燥設備內溫度降至30°C以下，解除真空，即可得到酯化楊木木材(酯化率為28%，密度為0.52g/cm3，抗脹率達到71%，耐腐蝕性能達到國家標準GB/T13942.1-1992《木材天然耐久性試驗方法木材天然耐腐性實驗室試驗方法》中所規(guī)定的I級別(強耐腐)的要求。
[0055]實施例3
[0056](I)將規(guī)格為2000mmx 150mmx25mm (縱向X弦向X徑向)、含水率為15重量％的桉樹板材(密度0.60g/cm3)規(guī)整地碼放于可加熱的耐高壓罐體中，關閉耐高壓罐體,開始抽真空，使耐高壓罐體內部達到0.096MPa的負壓狀態(tài)，保持60min ；
[0057](2)然后在真空作用下，將醋酸酐與醋酸的混合流體注入耐高壓罐體(流體與板材的體積比為5:1 )，流體中醋酸占20體積％，醋酸酐占80體積％，然后持續(xù)加熱，使耐高壓罐體內部流體溫度保持在130°C，同時使耐高壓罐體內部壓力維持在1.2MPa，如此保持6h ；
[0058](3)然后通過耐高壓罐體的冷水循環(huán)系統(tǒng)使耐高壓罐體內流體溫度降至25°C，排出流體，將板材移入高頻真空加熱干燥設備中進行干燥，啟動高頻發(fā)生器，頻率控制在5MHz,并使高頻真空加熱干燥設備內部相對真空度維持在-0.0lMPa，將板材加熱到50°C，并維持此溫度I天,再調整頻率為20MHz，并使高頻真空加熱干燥設備內部相對真空度維持在-0.04MPa，將板材加熱到60°C，并維持此溫度I天；再調整頻率為30MHz，并使高頻真空加熱干燥設備內部相對真空度維持在-0.05MPa，將板材加熱到70°C，并維持此溫度2天；然后將頻率控制在40MHz，將木材加熱到80°C，并使設備內部真空度維持在-0.08MPa,干燥木材10天；
[0059](4)然后關閉聞頻真空加熱干燥設備的聞頻發(fā)生器，將聞頻真空加熱干燥設備內溫度降至30°C以下，解除真空，即可得到酯化桉樹木材(酯化率為26%，密度為0.85g/cm3,抗脹率達到72%，耐腐蝕性能達到國家標準GB/T13942.1-1992《木材天然耐久性試驗方法木材天然耐腐性實驗室試驗方法》中所規(guī)定的I級別(強耐腐)的要求。
[0060]實施例4
[0061]按照實施例1的方法進行酯化，不同的是步驟(2)中耐高壓罐體內部流體溫度保持在70°C，壓力維持在0.4MPa，得到的酯化材料酯化率為8%，密度為0.65g/cm3，抗脹率達到35%，耐腐蝕性能達到國家標準GB/T13942.1-1992《木材天然耐久性試驗方法木材天然耐腐性實驗室試驗方法》中所規(guī)定的II級別(耐腐)的要求。
[0062]實施例5
[0063]按照實施例1的方法進行酯化，不同的是步驟(2)中流體中醋酸占50體積％，醋酸酐占50體積％，得到的酯化材料酯化率為10%，密度為0.66g/cm3,抗脹率達到38%，耐腐蝕性能達到國家標準GB/T 13942.1-1992《木材天然耐久性試驗方法木材天然耐腐性實驗室試驗方法》中所規(guī)定的II級別(耐腐)的要求。
[0064]實施例6
[0065]按照實施例1的方法進行酯化，不同的是步驟(2)中流體與板材的體積比為
0.5:1，得到的酯化材料酯化率為4%，密度為0.60g/cm3,抗脹率達到25%，耐腐蝕性能達到國家標準GB/T 13942.1-1992《木材天然耐久性試驗方法木材天然耐腐性實驗室試驗方法》中所規(guī)定的III級別(稍耐腐)的要求。
[0066]實施例7
[0067]按照實施例1的方法進行酯化，不同的是使用的纖維材料為含水率35重量％的落葉松板材，得到的酯化材料酯化率為15%，密度為0.70g/cm3,抗脹率達到45%，耐腐蝕性能達到國家標準GB/T 13942.1-1992《木材天然耐久性試驗方法木材天然耐腐性實驗室試驗方法》中所規(guī)定的II級別(耐腐)的要求。
[0068]對比例I
[0069]目前現(xiàn)有的醋酸酐酯化處理纖維材料技術，一般是將流體(醋酸酐或醋酸酐與其他液體的混合流體)排出后再引入惰性氣體進行加熱加壓完成對纖維材料的酯化，并采用常規(guī)干燥窯對酯化材干燥，這與本發(fā)明的直接在纖維材料與混合流體的接觸過程中進行加熱加壓完成對纖維材料的酯化方式有所不同，即除步驟(2)和步驟(3)外，其余步驟和工藝參數(shù)保持與本發(fā)明(例如實施例1)相同，具體地按照以下步驟進行:
[0070](I)將規(guī)格為2000mmx200mmx30mm (縱向X弦向X徑向)、含水率為10重量％的落葉松板材規(guī)整地碼放于可加熱的耐高壓罐體中，關閉耐高壓罐體，開始抽真空,使耐高壓罐體內部達到0.096MPa的負壓狀態(tài)，保持60min ；
[0071](2)然后在真空作用下，將醋酸酐與醋酸的混合流體注入耐高壓罐體(流體與板材的體積比為3:1)，流體中醋酸占15體積％，醋酸酐占85體積％，然后加壓，使耐高壓罐體內部壓力維持在IMPa，保持2h后卸壓，將罐體內醋酸酐與醋酸的混合流體排出后，通入氮氣(或二氧化碳等惰性氣體)并持續(xù)加熱，使耐高壓罐體內部溫度保持在140°C，同時使耐高壓罐體內部壓力維持在IMPa，保持4h ；
[0072](3)然后通過耐高壓罐體的冷水循環(huán)系統(tǒng)使耐高壓罐體內溫度降至20°C，排出惰性氣體，將板材移入常規(guī)干燥窯中進行干燥，溫度控制在40_90°C，干燥10天；
[0073]得到的酯化落葉松木材酯化率為22重量％，密度為0.72g/cm3,抗脹率達到50%，耐腐蝕性能達到國家標準GB/T 13942.1-1992《木材天然耐久性試驗方法木材天然耐腐性實驗室試驗方法》中所規(guī)定的II級別(強耐腐)的要求。
[0074]可見，與本發(fā)明的技術相比，現(xiàn)有的醋酸酐酯化處理纖維材料技術其酯化率比本發(fā)明要低8%左右，酯化材料的密度和尺寸穩(wěn)定性低于本發(fā)明的酯化材料，而且采用氣體加熱加壓對材料進行酯化的方法，工藝相對復雜、可控性不高、危險性大，所以對酯化處理設備的技術要求就高，處理成本也會相應增大。
[0075]由此可以看出，本發(fā)明的纖維材料的酯化方法，工藝操作簡單且可控性強，并且得到的酯化材料酯化率高、尺寸穩(wěn)定性好、抗脹率高，同時不損失原始纖維材料的力學性能。
[0076]以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術構思范圍內，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0077]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。
[0078]此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內容。
【權利要求】
1.一種纖維材料的酯化方法，其特征在于，該方法包括:將纖維材料與含有醋酸酐的流體接觸得到接觸后的物料，接觸的條件包括:壓力為0.1-2.0MPa，溫度為60-140°C，所述含有醋酸酐的流體與纖維材料的體積比為1-10:1。
2.根據(jù)權利要求1所述的酯化方法，其中，所述含有醋酸酐的流體與纖維材料的體積比為2-5:1。
3.根據(jù)權利要求1所述的酯化方法，其中，所述接觸的壓力為0.5-1.5MPa，溫度為90-1400C ;優(yōu)選接觸的時間為0.5-10h，更優(yōu)選為2-8h。
4.根據(jù)權利要求1-3中任意一項所述的酯化方法，其中，所述含有醋酸酐的流體中不含有酯化催化劑，優(yōu)選所述含有醋酸酐的流體中還含有酯化稀釋劑，所述酯化稀釋劑選自C6-C10的芳烴、Cl-ClO的鹵代烴、Cl-ClO的酸中的一種或多種，優(yōu)選為C6-C10的芳烴和Cl-ClO的酸中的一種或多種，更優(yōu)選為醋酸；特別優(yōu)選流體中醋酸與醋酸酐的體積比為0.001-0.5:1，優(yōu)選為 0.001-0.25:1。
5.根據(jù)權利要求1-3中任意一項所述的酯化方法，其中，該方法還包括:將所述接觸后的物料冷卻至40°C以下，優(yōu)選為20-30°C ;然后排出流體得到接觸后的纖維材料；將所述接觸后的纖維材料進行干燥。
6.根據(jù)權利要求5所述的酯化方法，其中，將所述接觸后的纖維材料進行干燥的方法包括:將接觸后的纖維材料進行多階段高頻真空加熱干燥，且相鄰的后一階段高頻真空加熱條件相比于前一階段的高頻真空加熱條件頻率高5-35MHZ，溫度高10-40°C，相對真空度低0.01-0.05MPa ;優(yōu)選第一階段的高頻真空加熱條件包括:頻率為5_20MHz，溫度為50-70°C，相對真空度為-0.0lMPa至-0.05MPa,時間為1-4天。
7.根據(jù)權利要求1-3中任意一項所述的酯化方法，其中，該方法還包括:在將纖維材料與含有醋酸酐的流體接觸之前，將所述纖維材料抽真空。
8.根據(jù)權利要求1-3中任意一項所述的酯化方法，其中，所述纖維材料的含水率為5-20重量％，優(yōu)選為8-15重量％。
9.一種由權利要求1-8中任意一項所述的酯化方法酯化得到的酯化材料。
10.根據(jù)權利要求9所述的酯化材料，其特征在于，所述酯化材料的酯化率為25-35%，密度為0.5-1.0g/cm3，抗脹率為60%以上，耐腐蝕性達到II級以上。
【文檔編號】B27K5/00GK103659971SQ201210326125
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月5日 優(yōu)先權日:2012年9月5日
【發(fā)明者】劉君良, 秦特夫, 柴宇博, 儲富祥, 黃洛華, 孫柏玲 申請人:中國林業(yè)科學研究院木材工業(yè)研究所