阅读说明：本技术 一种提升木材防霉性能的处理方法 (Treatment method for improving mildew resistance of wood ) 是由 李明 李东猛 于 2019-11-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种提升木材防霉性能的处理方法,具体涉及木材处理技术领域,利用一次处理液对木材进行浸渍,其中含有的甲基丙烯酰氯可以与木材表面的羟基进行反应,同时向木材表面引入不饱和双键,提升了木材的疏水性能；接着利用二次处理液对木材进行浸渍,其中包含改性纳米铜,其是由甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯在引发剂的作用下进行原位改性的,在纳米铜表面原位聚合,从而在纳米铜表面引入端基双键,当利用二次处理液对木材进行浸渍时,改性纳米铜表面的端基双键在引发剂作用下,与木材表面的双键发生加成聚合反应,提高了纳米铜与木材纤维的结合力和附着力,显著提升木材的防霉性能,同时向木材表面引入苯环、双键等基团,提高其疏水性能。(The invention discloses a treatment method for improving the mildew resistance of wood, and particularly relates to the technical field of wood treatment, wherein wood is impregnated by using primary treatment liquid, methacryloyl chloride contained in the primary treatment liquid can react with hydroxyl on the surface of the wood, and unsaturated double bonds are introduced to the surface of the wood, so that the hydrophobic property of the wood is improved; and then, impregnating the wood by using secondary treatment liquid, wherein the wood contains modified nano copper, butyl methacrylate and styrene are subjected to in-situ modification under the action of an initiator, and are subjected to in-situ polymerization on the surface of the nano copper, so that terminal group double bonds are introduced on the surface of the nano copper.)

一种提升木材防霉性能的处理方法

技术领域

本发明属于木材处理技术领域，尤其是一种提升木材防霉性能的处理方法。

背景技术

木材是生产、生活中重要的原料，从桌椅、板凳到船只甲板等随处可见木材的使用。由于木材疏松多孔，亲水性较强，因此，木材本身存在着很大的缺陷，容易因霉变和虫蛀腐蚀，造成木材的腐蚀而影响正常使用，不易长时间的保存。因此，在木材使用前，需要对木材进行一系列的加工处理。

专利（申请号为CN 108145817 A）公开了一种防霉热处理木材的制备方法及其应用，以氢氧化铜、二乙醇胺、聚乙二醇200和水制备的含铜化合物浸渍液真空加压处理马尾松木材，结合传统的木材热处理方法，在木材中原位获得纳米铜，达到抑制霉菌的目的，但是，该处理方法纳米铜与木材结合力差，并且，其木材的防水性能没有得到提高。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种提升木材防霉性能的处理方法。

本发明通过以下技术方案实现：

1. 一种提升木材防霉性能的处理方法，包括以下步骤：

（1）将木材放入真空浸渍罐中，向其中加入无水乙醇至淹没木材，升温至75-76℃，抽真空至50-80Pa，真空浸渍处理1-2h，然后缓慢加压到1.8-2.0MPa，保持2-3h，缓慢解除压力，取出木材；

（2）将步骤（1）所得木材擦去表面乙醇，直接放入微波装置中，在0.3-0.5KW下微波处理2-5min，然后增大功率至1.2-1.4KW，继续处理1-2min，再次增大功率至2.2-2.3KW，处理30-40min，取出；

（3）将步骤（2）所得木材浸入一次处理液中，加热至温度为50-60℃，并施加超声处理50-60min，然后将木材取出，在氖气氛围中，30-40℃下干燥4-5h，然后再次浸入二次处理液中，加热至温度为78-80℃，同样施加超声处理70-80min，取出木材，在氙气氛围中，压强为1.2-1.4MPa、35-38℃下干燥，即可；

其中，所述一次处理液组成为甲基丙烯酰氯占20-30%，余量为蓖麻油。

进一步的，步骤（3）所述超声处理频率为50-60KHz。

进一步的，步骤（3）所述二次处理液组成：以重量份计的10-12份改性纳米铜、100-200份异丙醇、2-3份偶氮二异丁腈、20-30份纳米二氧化硅溶胶，所述纳米二氧化硅溶胶固含量为30-40%。

进一步的，所述改性纳米铜制备方法为：

将以重量份计的10-12份纳米铜加入到50-60份质量分数为2-3%的十二烷基苯磺酸钠水溶液中，以35-38KHz的超声分散10-20min，然后在50-55℃、500-600rpm下搅拌20-30min，过滤，烘干，然后加入到40-60份异丙醇中，在200-300rpm下分散10-20min后，向其中加入15-20份甲基丙烯酸丁酯、5-10份苯乙烯，在氮气氛围中，加热回流，并滴加3-5份质量分数为1-2%的偶氮二异丁腈异丙醇溶液，滴加完毕后继续回流搅拌反应3-4h，冷却，过滤，烘干，得到改性纳米铜。

本发明的有益效果：本发明实施例提供的处理方法可以有效的提高木材的防霉性能和疏水性能；首先将木材利用无水乙醇进行真空-加压浸渍，可以将无水乙醇充分浸入木材内部，促进其内部的部分蛋白质、糖类等溶出，接着进行分级微波处理，可以将浸入木材结构内部的无水乙醇连同部分蛋白质、糖类蒸出，一定程度上有效阻止了霉菌的生长和繁殖，提升其防霉性能；利用一次处理液对木材进行浸渍，其中含有的甲基丙烯酰氯可以与木材表面的羟基进行反应，同时向木材表面引入不饱和双键，提升了木材的疏水性能；接着利用二次处理液对木材进行浸渍，其中包含改性纳米铜，改性纳米铜是由甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯在引发剂的作用下进行原位改性的，在纳米铜表面原位聚合，从而在纳米铜表面引入端基双键，当利用二次处理液对木材进行浸渍时，改性纳米铜表面的端基双键在引发剂作用下，与木材表面的双键发生加成聚合反应，提高了纳米铜与木材纤维的结合力和附着力，显著提升木材的防霉性能，同时向木材表面引入苯环、双键等基团，提高其疏水性能。

具体实施方式

下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。

实施例1

一种提升木材防霉性能的处理方法，包括以下步骤：

（1）将木材放入真空浸渍罐中，向其中加入无水乙醇至淹没木材，升温至75℃，抽真空至50Pa，真空浸渍处理1h，然后缓慢加压到1.8MPa，保持2h，缓慢解除压力，取出木材；

（2）将步骤（1）所得木材擦去表面乙醇，直接放入微波装置中，在0.3KW下微波处理2min，然后增大功率至1.2KW，继续处理1min，再次增大功率至2.2KW，处理30min，取出；

（3）将步骤（2）所得木材浸入一次处理液中，加热至温度为50℃，并施加超声处理50min，然后将木材取出，在氖气氛围中，30℃下干燥4h，然后再次浸入二次处理液中，加热至温度为78℃，同样施加超声处理70min，取出木材，在氙气氛围中，压强为1.2MPa、35℃下干燥，即可；

其中，所述一次处理液组成为甲基丙烯酰氯占20%，余量为蓖麻油。

进一步的，步骤（3）所述超声处理频率为50KHz。

进一步的，步骤（3）所述二次处理液组成：以重量份计的10份改性纳米铜、100份异丙醇、2份偶氮二异丁腈、20份纳米二氧化硅溶胶，所述纳米二氧化硅溶胶固含量为30%。

进一步的，所述改性纳米铜制备方法为：

将以重量份计的10份纳米铜加入到50份质量分数为2%的十二烷基苯磺酸钠水溶液中，以35KHz的超声分散10min，然后在50℃、500rpm下搅拌20min，过滤，烘干，然后加入到40份异丙醇中，在200rpm下分散10min后，向其中加入15份甲基丙烯酸丁酯、5份苯乙烯，在氮气氛围中，加热回流，并滴加3份质量分数为1%的偶氮二异丁腈异丙醇溶液，滴加完毕后继续回流搅拌反应3h，冷却，过滤，烘干，得到改性纳米铜。

实施例2

一种提升木材防霉性能的处理方法，包括以下步骤：

（1）将木材放入真空浸渍罐中，向其中加入无水乙醇至淹没木材，升温至76℃，抽真空至60Pa，真空浸渍处理2h，然后缓慢加压到1.9MPa，保持3h，缓慢解除压力，取出木材；

（2）将步骤（1）所得木材擦去表面乙醇，直接放入微波装置中，在0.4KW下微波处理4min，然后增大功率至1.3KW，继续处理2min，再次增大功率至2.3KW，处理35min，取出；

（3）将步骤（2）所得木材浸入一次处理液中，加热至温度为55℃，并施加超声处理55min，然后将木材取出，在氖气氛围中，35℃下干燥5h，然后再次浸入二次处理液中，加热至温度为79℃，同样施加超声处理75min，取出木材，在氙气氛围中，压强为1.3MPa、36℃下干燥，即可；

其中，所述一次处理液组成为甲基丙烯酰氯占25%，余量为蓖麻油。

进一步的，步骤（3）所述超声处理频率为55KHz。

进一步的，步骤（3）所述二次处理液组成：以重量份计的11份改性纳米铜、150份异丙醇、3份偶氮二异丁腈、25份纳米二氧化硅溶胶，所述纳米二氧化硅溶胶固含量为35%。

进一步的，所述改性纳米铜制备方法为：

将以重量份计的11份纳米铜加入到55份质量分数为3%的十二烷基苯磺酸钠水溶液中，以37KHz的超声分散15min，然后在53℃、550rpm下搅拌25min，过滤，烘干，然后加入到50份异丙醇中，在250rpm下分散15min后，向其中加入18份甲基丙烯酸丁酯、7份苯乙烯，在氮气氛围中，加热回流，并滴加4份质量分数为2%的偶氮二异丁腈异丙醇溶液，滴加完毕后继续回流搅拌反应4h，冷却，过滤，烘干，得到改性纳米铜。

实施例3

一种提升木材防霉性能的处理方法，包括以下步骤：

（1）将木材放入真空浸渍罐中，向其中加入无水乙醇至淹没木材，升温至76℃，抽真空至80Pa，真空浸渍处理2h，然后缓慢加压到2.0MPa，保持3h，缓慢解除压力，取出木材；

（2）将步骤（1）所得木材擦去表面乙醇，直接放入微波装置中，在0.5KW下微波处理5min，然后增大功率至1.4KW，继续处理2min，再次增大功率至2.3KW，处理40min，取出；

（3）将步骤（2）所得木材浸入一次处理液中，加热至温度为60℃，并施加超声处理60min，然后将木材取出，在氖气氛围中，40℃下干燥5h，然后再次浸入二次处理液中，加热至温度为80℃，同样施加超声处理80min，取出木材，在氙气氛围中，压强为1.4MPa、38℃下干燥，即可；

其中，所述一次处理液组成为甲基丙烯酰氯占30%，余量为蓖麻油。

进一步的，步骤（3）所述超声处理频率为60KHz。

进一步的，步骤（3）所述二次处理液组成：以重量份计的12份改性纳米铜、200份异丙醇、3份偶氮二异丁腈、30份纳米二氧化硅溶胶，所述纳米二氧化硅溶胶固含量为40%。

进一步的，所述改性纳米铜制备方法为：

将以重量份计的12份纳米铜加入到60份质量分数为3%的十二烷基苯磺酸钠水溶液中，以38KHz的超声分散20min，然后在55℃、600rpm下搅拌30min，过滤，烘干，然后加入到60份异丙醇中，在300rpm下分散20min后，向其中加入20份甲基丙烯酸丁酯、10份苯乙烯，在氮气氛围中，加热回流，并滴加5份质量分数为2%的偶氮二异丁腈异丙醇溶液，滴加完毕后继续回流搅拌反应4h，冷却，过滤，烘干，得到改性纳米铜。

性能测试：

各组实施例和对比实施例均采用马尾松木材。

测试防霉的木材样品的尺寸为50mm(顺纹长)×20mm×5mm，每组重复数10块，利用上述实施例的处理方法进行处理，然后进行如下测试：主要模拟墙板在适宜环境温湿度条件下的霉变情况，参考GB/T 18261-2013规定的户外试验方法并进行改良，制成专用的防霉测试箱。防霉测试箱体部分由整理箱和密封观察窗构成。实验箱底部用带温控的加热棒加热水，形成水蒸气；在水的上部有托盘，不与水接触，但装有土壤，上面喷洒各种霉菌孢子悬浮液；中上部有横杆，用于悬挂霉变测试木材样品，不与水和土壤相接触；最上部为对坡型的顶盖，一面开口进行观察；整个装置保持密闭，放置在环境温度为25℃～28℃的房间内。试样接菌培养4周后，目测试菌感染面积，确定感染值。（感染值分级为：0～4。0：试样表面无菌丝、霉点；(b)1：感染面积小于25％；(c)2：感染面积为25％～50％；(d)3：感染面积为50％～75％；(e)4：感染面积为大于75％。）

测试结果如表1所示：

表1

	感染值
		实施例1	0
实施例2	0
		实施例3	0

由表1可以看出，本发明实施例提供的处理方法可以有效的提高木材的防霉性能。

疏水性能测试：所用木材直径为5cm，长度为30cm，每组重复数3块，利用上述实施例的处理方法进行处理，然后通过测定木材表面水接触角进行评价，采用静态接触角测量仪( JC2000D，中国) 进行接触角测试，水滴体积 5μL，当水滴在木材表面停留60s后读数，每个样品测10个点，取平均值。

测试结果如表2所示：

表2

	接触角/°
		实施例1	162
实施例2	164
		实施例3	160

由表2可以看出，本发明实施例提供的处理方法显著提升了木材的疏水性能。