本發(fā)明公開了一種園林戶外防腐木的制備方法，屬于園林綠化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代社會追求時(shí)尚、節(jié)奏感、簡潔感的生活，故園林景觀中應(yīng)與時(shí)代趨同。以一種集自然、生態(tài)、優(yōu)雅于一身的景觀-防腐木，是一種新興而又有廣泛用途的景觀材料，并越來越被人所推崇、喜愛。防腐木技術(shù)是隨著化學(xué)工業(yè)發(fā)展起來的，顧名思義，該木材是可防腐、防水、防蟻的木材，是將篩選過的實(shí)木通過封閉的壓力防腐罐，用真空力把防腐劑壓入木材內(nèi)部的一種戶外防腐木。
隨著人們對回歸自然、提升生活質(zhì)量的要求越來越高，防腐木已成為景觀工程中保證質(zhì)量的首選。目前，我國每年的防腐木年產(chǎn)量為60萬立方米，僅占國內(nèi)木材用量的1%，而歐美國家是15%，可見其應(yīng)用的需求量多，前景發(fā)展的潛力巨大，尤其在園林建筑設(shè)計(jì)中越來越多的受到設(shè)計(jì)師的青睞，防腐木天然的色澤和美麗的花紋，較強(qiáng)的絕緣性優(yōu)于代用品，防腐木優(yōu)美的外觀，良好的親和力，易拆裝組合的特性符合了現(xiàn)代追求生態(tài)、自然、環(huán)保的設(shè)計(jì)需求，以促使木材防腐業(yè)真正迎來了新的發(fā)展契機(jī)。
然而，傳統(tǒng)防腐木在制備過程中，防腐劑無法充分完全的固定在木材中，在使用過程中，雨水或者認(rèn)為因素導(dǎo)致防腐木長期浸泡在水中，或者長期處于潮濕空氣中，導(dǎo)致木材的含水率升高，水分的存在，使防腐劑緩慢流失，一方面導(dǎo)致水體被防腐劑污染，另一方面導(dǎo)致木材內(nèi)各類木腐菌迅速生長，而木腐菌可降解木材，進(jìn)而使木材強(qiáng)度降低，甚至完全喪失。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是：針對傳統(tǒng)防腐木在制備和使用過程中出現(xiàn)的，采用的化學(xué)防腐劑無法完全固定在木材中，易流失導(dǎo)致水體和土壤污染，防腐性能不持久，使用壽命有限的問題，提供了一種園林戶外防腐木的制備方法，本發(fā)明采用廉價(jià)易得的楊木為原料，經(jīng)自然風(fēng)干后，用鈦酸四丁酯乙醇溶液浸泡，使細(xì)胞吸收溶液，在程序升溫炭化過程中，木材內(nèi)部營養(yǎng)成分炭化，乙醇揮發(fā)，鈦酸四丁酯水解為二氧化鈦，作為抗菌成分分散于木纖維中，再將預(yù)處理后的楊木用硫酸鎂浸泡，經(jīng)液氮冷凍再經(jīng)浸泡解凍使溶液充分進(jìn)入木纖維內(nèi)部，再用高壓氨氣熏蒸，使木纖維內(nèi)部形成鎂鹽晶須，達(dá)到增強(qiáng)木材強(qiáng)度的目的，最后經(jīng)干燥得到園林戶外防腐木。本發(fā)明所得防腐木在使用過程中，對水體和土壤無污染，防腐性能優(yōu)異，可有效抵御真菌、細(xì)菌和蛀蟲的侵害，是安全、天然、環(huán)保的防腐防蟲建材，可廣泛推廣使用。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
（1）截取3～5根尺寸為220cm×8cm×8cm楊木，置于避光通風(fēng)處自然放置，直至楊木含水率為10～15%，隨后將楊木置于水槽中，并用鐵絲將楊木固定于水槽底部，再向水槽中注入濃度為0.1～0.3mol/L鈦酸四丁酯乙醇溶液，直至完全淹沒楊木，浸泡處理3～5天；
（2）待浸泡處理結(jié)束，取出楊木，擦去表面殘留溶液，再將楊木置于烘箱中，于50～55℃條件下干燥36～48h，隨后將干燥后的楊木碼放于真空高溫箱中，將真空高溫箱中相對真空度抽至-0.02～-0.04MPa，再以3～5℃/min速率程序升溫至100～120℃，保溫保壓反應(yīng)30～45min，繼續(xù)以6～8℃/min速率程序升溫至180～200℃，保溫保壓反應(yīng)2～4h，待自然冷卻至室溫，取出楊木，得預(yù)處理?xiàng)钅荆?/p>
（3）將上述所得預(yù)處理?xiàng)钅敬a放于水槽中，用鐵絲將其固定于水槽底部，再將水槽中注入濃度為1.8～2.2mol/L硫酸鎂溶液，直至完全淹沒楊木，浸泡處理3～5天，取出楊木，用液氮冷卻處理4～6s，再將楊木浸入上述水槽中，繼續(xù)用硫酸鎂溶液浸泡4～6h；
（4）待浸泡結(jié)束，將楊木轉(zhuǎn)入高壓反應(yīng)釜中，開啟反應(yīng)釜加熱器，加熱升溫至70～75℃，再以3～5mL/min速率向反應(yīng)釜內(nèi)通入氨氣，直至反應(yīng)釜內(nèi)壓力達(dá)2.8～3.5MPa，保溫保壓反應(yīng)3～5h；
（5）待反應(yīng)結(jié)束，以0.02～0.04MPa/min速率使反應(yīng)釜逐步泄壓至常壓，開啟反應(yīng)釜，取出楊木，將其轉(zhuǎn)入烘箱中，于105～110℃條件下干燥至恒重，即得園林戶外防腐木。
本發(fā)明的物理性質(zhì)：本發(fā)明所得防腐木內(nèi)外顏色一致，呈古銅色，密度為0.4～0.6g/cm3，含水率為2.8～3.0%，抗彎強(qiáng)度可達(dá)80～90MPa，抗彎彈性模量可達(dá)6800～7000MPa，與常規(guī)防腐木相比，在相同養(yǎng)護(hù)條件下，使用壽命可延長4～6年。
本發(fā)明的有益效果是：
（1）本發(fā)明所得防腐木內(nèi)外顏色一致，顏色變?yōu)楣陪~色，富有古典的美感，優(yōu)美的光澤和紋理給人以溫暖、柔和的感覺；
（2）本發(fā)明所得防腐木尺寸穩(wěn)定性得以大大提高，吸水率降低，濕漲干縮現(xiàn)象減少，克服了木材易開裂、變形的弱點(diǎn)；
（3）本發(fā)明所得防腐木可有效抵御真菌、細(xì)菌和蛀蟲的侵害，具有防腐防蟲功能，延長了木材的使用時(shí)間，減少了木材的損耗，符合我國可持續(xù)發(fā)展的政策，不添加任何有毒化學(xué)藥劑，對環(huán)境沒有傷害，人體可廣泛接觸，是安全、天然、環(huán)保的防腐防蟲建材，可廣泛推廣使用。
具體實(shí)施方式
截取3～5根尺寸為220cm×8cm×8cm楊木，置于避光通風(fēng)處自然放置，直至楊木含水率為10～15%，隨后將楊木置于水槽中，并用鐵絲將楊木固定于水槽底部，再向水槽中注入濃度為0.1～0.3mol/L鈦酸四丁酯乙醇溶液，直至完全淹沒楊木，浸泡處理3～5天；待浸泡處理結(jié)束，取出楊木，擦去表面殘留溶液，再將楊木置于烘箱中，于50～55℃條件下干燥36～48h，隨后將干燥后的楊木碼放于真空高溫箱中，將真空高溫箱中相對真空度抽至-0.02～-0.04MPa，再以3～5℃/min速率程序升溫至100～120℃，保溫保壓反應(yīng)30～45min，繼續(xù)以6～8℃/min速率程序升溫至180～200℃，保溫保壓反應(yīng)2～4h，待自然冷卻至室溫，取出楊木，得預(yù)處理?xiàng)钅荆粚⑸鲜鏊妙A(yù)處理?xiàng)钅敬a放于水槽中，用鐵絲將其固定于水槽底部，再將水槽中注入濃度為1.8～2.2mol/L硫酸鎂溶液，直至完全淹沒楊木，浸泡處理3～5天，取出楊木，用液氮冷卻處理4～6s，再將楊木浸入上述水槽中，繼續(xù)用硫酸鎂溶液浸泡4～6h；待浸泡結(jié)束，將楊木轉(zhuǎn)入高壓反應(yīng)釜中，開啟反應(yīng)釜加熱器，加熱升溫至70～75℃，再以3～5mL/min速率向反應(yīng)釜內(nèi)通入氨氣，直至反應(yīng)釜內(nèi)壓力達(dá)2.8～3.5MPa，保溫保壓反應(yīng)3～5h；待反應(yīng)結(jié)束，以0.02～0.04MPa/min速率使反應(yīng)釜逐步泄壓至常壓，開啟反應(yīng)釜，取出楊木，將其轉(zhuǎn)入烘箱中，于105～110℃條件下干燥至恒重，即得園林戶外防腐木。
實(shí)例1
截取3根尺寸為220cm×8cm×8cm楊木，置于避光通風(fēng)處自然放置，直至楊木含水率為10%，隨后將楊木置于水槽中，并用鐵絲將楊木固定于水槽底部，再向水槽中注入濃度為0.1mol/L鈦酸四丁酯乙醇溶液，直至完全淹沒楊木，浸泡處理3天；待浸泡處理結(jié)束，取出楊木，擦去表面殘留溶液，再將楊木置于烘箱中，于50℃條件下干燥36h，隨后將干燥后的楊木碼放于真空高溫箱中，將真空高溫箱中相對真空度抽至-0.02MPa，再以3℃/min速率程序升溫至100℃，保溫保壓反應(yīng)30min，繼續(xù)以6℃/min速率程序升溫至180℃，保溫保壓反應(yīng)2h，待自然冷卻至室溫，取出楊木，得預(yù)處理?xiàng)钅?；將上述所得預(yù)處理?xiàng)钅敬a放于水槽中，用鐵絲將其固定于水槽底部，再將水槽中注入濃度為1.8mol/L硫酸鎂溶液，直至完全淹沒楊木，浸泡處理3天，取出楊木，用液氮冷卻處理4s，再將楊木浸入上述水槽中，繼續(xù)用硫酸鎂溶液浸泡4h；待浸泡結(jié)束，將楊木轉(zhuǎn)入高壓反應(yīng)釜中，開啟反應(yīng)釜加熱器，加熱升溫至70℃，再以3mL/min速率向反應(yīng)釜內(nèi)通入氨氣，直至反應(yīng)釜內(nèi)壓力達(dá)2.8MPa，保溫保壓反應(yīng)3h；待反應(yīng)結(jié)束，以0.02MPa/min速率使反應(yīng)釜逐步泄壓至常壓，開啟反應(yīng)釜，取出楊木，將其轉(zhuǎn)入烘箱中，于105℃條件下干燥至恒重，即得園林戶外防腐木。
本發(fā)明所得防腐木內(nèi)外顏色一致，呈古銅色，密度為0.4g/cm3，含水率為2.8%，抗彎強(qiáng)度可達(dá)80MPa，抗彎彈性模量可達(dá)6800MPa，與常規(guī)防腐木相比，在相同養(yǎng)護(hù)條件下，使用壽命可延長4年。
實(shí)例2
截取4根尺寸為220cm×8cm×8cm楊木，置于避光通風(fēng)處自然放置，直至楊木含水率為12%，隨后將楊木置于水槽中，并用鐵絲將楊木固定于水槽底部，再向水槽中注入濃度為0.2mol/L鈦酸四丁酯乙醇溶液，直至完全淹沒楊木，浸泡處理4天；待浸泡處理結(jié)束，取出楊木，擦去表面殘留溶液，再將楊木置于烘箱中，于52℃條件下干燥40h，隨后將干燥后的楊木碼放于真空高溫箱中，將真空高溫箱中相對真空度抽至-0.03MPa，再以4℃/min速率程序升溫至110℃，保溫保壓反應(yīng)40min，繼續(xù)以7℃/min速率程序升溫至190℃，保溫保壓反應(yīng)3h，待自然冷卻至室溫，取出楊木，得預(yù)處理?xiàng)钅?；將上述所得預(yù)處理?xiàng)钅敬a放于水槽中，用鐵絲將其固定于水槽底部，再將水槽中注入濃度為2mol/L硫酸鎂溶液，直至完全淹沒楊木，浸泡處理4天，取出楊木，用液氮冷卻處理5s，再將楊木浸入上述水槽中，繼續(xù)用硫酸鎂溶液浸泡5h；待浸泡結(jié)束，將楊木轉(zhuǎn)入高壓反應(yīng)釜中，開啟反應(yīng)釜加熱器，加熱升溫至72℃，再以4mL/min速率向反應(yīng)釜內(nèi)通入氨氣，直至反應(yīng)釜內(nèi)壓力達(dá)3.2MPa，保溫保壓反應(yīng)4h；待反應(yīng)結(jié)束，以0.03MPa/min速率使反應(yīng)釜逐步泄壓至常壓，開啟反應(yīng)釜，取出楊木，將其轉(zhuǎn)入烘箱中，于108℃條件下干燥至恒重，即得園林戶外防腐木。
本發(fā)明所得防腐木內(nèi)外顏色一致，呈古銅色，密度為0.5g/cm3，含水率為2.9%，抗彎強(qiáng)度可達(dá)85MPa，抗彎彈性模量可達(dá)6900MPa，與常規(guī)防腐木相比，在相同養(yǎng)護(hù)條件下，使用壽命可延長5年。
實(shí)例3
截取5根尺寸為220cm×8cm×8cm楊木，置于避光通風(fēng)處自然放置，直至楊木含水率為15%，隨后將楊木置于水槽中，并用鐵絲將楊木固定于水槽底部，再向水槽中注入濃度為0.3mol/L鈦酸四丁酯乙醇溶液，直至完全淹沒楊木，浸泡處理5天；待浸泡處理結(jié)束，取出楊木，擦去表面殘留溶液，再將楊木置于烘箱中，于55℃條件下干燥48h，隨后將干燥后的楊木碼放于真空高溫箱中，將真空高溫箱中相對真空度抽至-0.04MPa，再以5℃/min速率程序升溫至120℃，保溫保壓反應(yīng)45min，繼續(xù)以8℃/min速率程序升溫至200℃，保溫保壓反應(yīng)4h，待自然冷卻至室溫，取出楊木，得預(yù)處理?xiàng)钅荆粚⑸鲜鏊妙A(yù)處理?xiàng)钅敬a放于水槽中，用鐵絲將其固定于水槽底部，再將水槽中注入濃度為2.2mol/L硫酸鎂溶液，直至完全淹沒楊木，浸泡處理5天，取出楊木，用液氮冷卻處理6s，再將楊木浸入上述水槽中，繼續(xù)用硫酸鎂溶液浸泡6h；待浸泡結(jié)束，將楊木轉(zhuǎn)入高壓反應(yīng)釜中，開啟反應(yīng)釜加熱器，加熱升溫至75℃，再以5mL/min速率向反應(yīng)釜內(nèi)通入氨氣，直至反應(yīng)釜內(nèi)壓力達(dá)3.5MPa，保溫保壓反應(yīng)5h；待反應(yīng)結(jié)束，以0.04MPa/min速率使反應(yīng)釜逐步泄壓至常壓，開啟反應(yīng)釜，取出楊木，將其轉(zhuǎn)入烘箱中，于110℃條件下干燥至恒重，即得園林戶外防腐木。
本發(fā)明所得防腐木內(nèi)外顏色一致，呈古銅色，密度為0.6g/cm3，含水率為3.0%，抗彎強(qiáng)度可達(dá)90MPa，抗彎彈性模量可達(dá)7000MPa，與常規(guī)防腐木相比，在相同養(yǎng)護(hù)條件下，使用壽命可延長6年。