本發(fā)明涉及木材改性技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種植物提取物增強(qiáng)防蟲蟻效果的速生木材改性劑。

背景技術(shù)：

木材及木質(zhì)材料作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要生產(chǎn)資料,不僅廣泛應(yīng)用于日常生活中的各個(gè)領(lǐng)域,還廣泛應(yīng)用于交通、建筑和航天等工業(yè)領(lǐng)域。隨著世界范圍內(nèi)森林資源日益短缺,特別是珍貴木材數(shù)量日益銳減,近年來大量的速生樹種被廣泛種植滿足全球范圍內(nèi)的木材供應(yīng)。與天然林木相比,速生樹種受到生長(zhǎng)年限短等因素限制,導(dǎo)致早晚材差異很大,材質(zhì)疏松,力學(xué)性能較差,所以不通過處理人工速生林木材難以用在家具制造等經(jīng)濟(jì)高附加值領(lǐng)域。由于木材是一種天然的具有多孔性的高分子材料,由不同火小、形狀和不同連通情況的管狀單元交錯(cuò)連接而成,具有流體可滲透性,其特有的多孔狀結(jié)構(gòu)為木材改性提供了基礎(chǔ)。對(duì)速生林木進(jìn)行物理或化學(xué)改性處理, 不僅提高了速生林木的經(jīng)濟(jì)附加值,還起到了保護(hù)珍貴樹種資源的作用。木材改性是指利用物理、化學(xué)和機(jī)械等方法對(duì)木材原木進(jìn)行工藝性處理,使木材密度、硬度、強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性等物理力學(xué)性質(zhì)等得到良好的改善?；瘜W(xué)改性是速生林木改性的主要手段,其中改性過程中的化學(xué)浸漬藥液的選擇及浸漬材的干燥工藝是國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究重點(diǎn)。但是隨著人民生活水平的提高和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),從對(duì)人類健康角度出發(fā),如何減少化學(xué)浸漬藥液在改性材的殘留是化學(xué)改性速生林木急需解決的問題, 因此如何將速生林木功能化改良一體化研究朝向綠色環(huán)保及功能化是本論文及今后速生林木改性的新方向。

《復(fù)合改性劑對(duì)速生楊木和椿木改性效應(yīng)及機(jī)理研究》一文中通過自主合成低分子改性氮徑甲基預(yù)聚體與二羥甲基二羥基乙烯脲進(jìn)行復(fù)合，通過添加多種穩(wěn)定劑制成多功能型化學(xué)改性劑，對(duì)改性前后的木材理化性質(zhì)和改性機(jī)理進(jìn)行了初步研究,通過浸漬干燥處理后的改性材的主要力學(xué)強(qiáng)度改善效果明顯,熱穩(wěn)定性得到提高，同時(shí)改性劑浸漬到木材內(nèi)部時(shí),可以發(fā)生自身縮合作用形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),改性劑在木材內(nèi)部充當(dāng)強(qiáng)度較高的填充物,尤其對(duì)尺寸穩(wěn)定性和力學(xué)性質(zhì)改善作用較為明顯。雖然改性后的速生木材在力學(xué)性能上有所提高，但是由于其對(duì)吸水性的降低不夠明顯影響了速生木材在戶外家具、戶外木器材領(lǐng)域的應(yīng)用，需要對(duì)其復(fù)合改性劑進(jìn)一步進(jìn)行改性，還希望能夠具有其他附加性能以滿足戶外家具等對(duì)速生木材的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種植物提取物增強(qiáng)防蟲蟻效果的速生木材改性劑。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種植物提取物增強(qiáng)防蟲蟻效果的速生木材改性劑，由下列重量份的原料制備制成：甲醛3-3.5、尿素2-3、六亞甲基四胺1.5-2、馬來酸酐0.02-0.03、醋酸適量、氨水適量、去離子水適量、固含量為42wt%的二羥甲基二羥基乙烯脲20-23、六水合氯化鎂1.5-2、硅溶膠10-11、氨基硅樹脂乳液7-8、香樟葉6-7、楝樹葉6-7、肉桂葉15-16、無(wú)水乙醇適量、硬脂酸0.6-0.7。

所述一種植物提取物增強(qiáng)防蟲蟻效果的速生木材改性劑，由以下具體步驟制成：

（1）將甲醛、尿素、六亞甲基四胺放入反應(yīng)釜中，加入馬來酸酐，邊攪拌邊加熱至完全溶解，加入總量1.5-2倍量的去離子水，加熱至70-80℃，攪拌反應(yīng)3-4小時(shí)后用醋酸和氨水調(diào)節(jié)pH值為7，結(jié)束反應(yīng)；

（2）香樟葉、楝樹葉、肉桂葉混合后粉碎，過30目篩，將粉碎物放入3-3.5倍量的無(wú)水乙醇中，常溫下浸泡3-4小時(shí)，然后加熱至40-50℃，以300-400轉(zhuǎn)/份的速度攪拌90-120分鐘，冷卻至室溫后過濾，將得到的濾液放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上旋蒸，將得到的固體研磨，過200目篩待用；將氨基硅樹脂乳液中加入2-3倍量的去離子水，攪拌均勻后加入硬脂酸以及上述粉末，繼續(xù)攪拌20-30分鐘即可；

（3）將固含量為42wt%的二羥甲基二羥基乙烯脲與硅溶膠混合，以500-600轉(zhuǎn)/分的速度攪拌10-15分鐘后加入步驟（1）步驟（2）得到的產(chǎn)物以及其余剩余成分，繼續(xù)超聲分散15-20分鐘，即得。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明通過一定的工藝將甲醛、尿素、六亞甲基四胺進(jìn)行反應(yīng)生成預(yù)聚體，再通過與二羥甲基二羥基乙烯脲、硅溶膠、氯化鎂進(jìn)行復(fù)配，經(jīng)過超聲處理后可以形成溶膠型復(fù)合改性劑，其中Si-0-Si骨架結(jié)構(gòu)對(duì)改性劑體系起到穩(wěn)定作用，通過對(duì)木材進(jìn)行浸漬處理，可以顯著提高木材浸漬改性率，提高了木材的增重率；復(fù)合改性劑能夠在木材浸漬過程中很好的分散于木材的細(xì)胞壁微孔結(jié)構(gòu),在隨后的加熱干燥中與木材化學(xué)組分中的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等發(fā)生原位凝膠聚合反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)最終使他們之間的官能團(tuán)可以連接形成共價(jià)鍵,共價(jià)鍵非常牢固,因而改性速生木材的抗彎強(qiáng)度、抗彎彈性模量和順紋抗壓強(qiáng)度都有很大的提高；同時(shí)復(fù)合改性劑還可以與木材的主要化學(xué)成分纖維素、半纖維素和木質(zhì)素發(fā)生醚化反應(yīng),該類反應(yīng)可以減少木材中親水性羥基,從而顯著降低了木材吸濕性。

本發(fā)明用無(wú)水乙醇對(duì)香樟葉、楝樹葉、肉桂葉進(jìn)行醇提，提取物具有優(yōu)異的防白蟻、抗菌、防蟲蛀的功效，配合氨基硅樹脂的添加，協(xié)同作用進(jìn)一步提高了抗蟲蟻的效果；本發(fā)明產(chǎn)品通過浸漬處理速生木材，不僅能夠提高木材的力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性，而且對(duì)白蟻蛀蝕起到了一定的抑制作用，抗菌、防潮、耐水性能佳，改性后的木材可用于戶外木器材、戶外家具、戶外工具的制備，耐久性好，拓寬了速生木材的使用范圍。

具體實(shí)施方式

一種植物提取物增強(qiáng)防蟲蟻效果的速生木材改性劑，由下列重量份（公斤）的原料制備制成：甲醛3、尿素2、六亞甲基四胺1.5、馬來酸酐0.02、醋酸適量、氨水適量、去離子水適量、固含量為42wt%的二羥甲基二羥基乙烯脲20、六水合氯化鎂1.5、硅溶膠10、氨基硅樹脂乳液7、香樟葉6、楝樹葉6、肉桂葉15、無(wú)水乙醇適量、硬脂酸0.6。

所述一種植物提取物增強(qiáng)防蟲蟻效果的速生木材改性劑，由以下具體步驟制成：

（1）將甲醛、尿素、六亞甲基四胺放入反應(yīng)釜中，加入馬來酸酐，邊攪拌邊加熱至完全溶解，加入總量1.5倍量的去離子水，加熱至70℃，攪拌反應(yīng)3小時(shí)后用醋酸和氨水調(diào)節(jié)pH值為7，結(jié)束反應(yīng)；

（2）香樟葉、楝樹葉、肉桂葉混合后粉碎，過30目篩，將粉碎物放入3倍量的無(wú)水乙醇中，常溫下浸泡3小時(shí)，然后加熱至40℃，以300轉(zhuǎn)/份的速度攪拌90分鐘，冷卻至室溫后過濾，將得到的濾液放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上旋蒸，將得到的固體研磨，過200目篩待用；將氨基硅樹脂乳液中加入2倍量的去離子水，攪拌均勻后加入硬脂酸以及上述粉末，繼續(xù)攪拌20分鐘即可；

（3）將固含量為42wt%的二羥甲基二羥基乙烯脲與硅溶膠混合，以500轉(zhuǎn)/分的速度攪拌10分鐘后加入步驟（1）步驟（2）得到的產(chǎn)物以及其余剩余成分，繼續(xù)超聲分散15分鐘，即得。

將速生木材加工成一定規(guī)格的單板，干燥至含水率為 6-10%，放入真空壓力浸漬罐中，抽真空至-0.01MPa 后，保持30-40分鐘，然后快速注入本發(fā)明改性劑，繼續(xù)保持40-50分鐘，之后加壓至0.89-0.9 MPa保持15-20分鐘；將板材取出后，置于室內(nèi)環(huán)境氣干至含水率低于30%，然后放入烘箱，先在80-90℃下干燥6-8小時(shí)，再在120-130℃下固化4-5小時(shí)，冷卻后出料得到改性后的速生木材。將改性后的速生木材與未改性木材進(jìn)行比較，絕干密度提高了67.1%，抗彎強(qiáng)度提高了63.7%，順紋抗壓強(qiáng)度提高了17.2%,終吸水率降低了35.2%。