阅读说明：本技术 一种杉木疏水改性处理方法 (Hydrophobic modification treatment method for cedar ) 是由 毛克升 于 2019-10-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种杉木疏水改性处理方法,属于木材疏水处理技术领域。所述杉木疏水改性处理方法是先用环氧硅油溶液对杉木进行真空加压浸注处理,再对杉木进行常压加热处理。本发明提供的疏水改性处理方法可以显著提高杉木的疏水性、疏水稳定性和尺寸稳定性,防止杉木在户外和潮湿环境中使用时出现翘曲变形和发霉腐烂等问题,延长杉木的使用寿命,具有显著的经济价值和社会效益。(The invention discloses a cedar hydrophobic modification treatment method, and belongs to the technical field of wood hydrophobic treatment. The method for processing the hydrophobic modification of the cedar comprises the steps of carrying out vacuum pressurization impregnation processing on the cedar by using an epoxy silicone oil solution, and then carrying out normal-pressure heating processing on the cedar. The hydrophobic modification treatment method provided by the invention can obviously improve the hydrophobicity, hydrophobic stability and dimensional stability of the fir, prevent the problems of warping deformation, mildew, rot and the like of the fir when the fir is used outdoors and in a humid environment, prolong the service life of the fir, and has obvious economic value and social benefit.)

一种杉木疏水改性处理方法

技术领域

本发明属于木材疏水改性处理技术领域，具体涉及一种杉木疏水改性处理方法。

背景技术

木材具有强重比高、吸音、绝缘、美观、易于加工、优质纤维含量高等优良特性，尤其是我国速生杉木，因其生长快、产量高，被广泛应用在各个领域。但是由于杉木含有大量亲水性基团以及多孔结构，普通杉木制品具有很强的吸湿性，使用过程中易出现翘曲变形等问题。若通过疏水改性处理消除杉木自身的弱点(如材质软、易湿胀等)，赋予杉木耐水和尺寸稳定性等功能，可以有效促进杉木行业的发展。目前木材疏水改性处理方法主要有表面涂覆的物理方法和化学方法。物理方法通常是在木材的外表面涂刷防水材料或者使用膨胀剂填塞木材细胞壁。中国发明专利ZL 200810030688.2将硅油和硅烷化合物混合液涂覆在木材表面，使木材具备疏水性能。但是，这种表面涂覆物理改性方法与木材表面仅通过物理吸附结合，结合强度较差。化学方法可以使超疏水结构与木材产生化学键合，提高附着强度，并且形貌容易控制，处理均匀，结构规整。目前比较成熟且已实现商业化的是木材乙酰化处理，但是经过乙酰化处理的木材剪切强度明显降低。

发明内容

本发明针对杉木在户外和潮湿环境中使用时存在易湿胀、翘曲形变和发霉腐烂等问题，提供一种杉木疏水改性处理方法。本发明提供的疏水改性处理方法可以显著提高杉木的疏水性、疏水稳定性和尺寸稳定性，防止杉木在户外和潮湿环境中使用时出现翘曲变形和发霉腐烂等问题，延长杉木的使用寿命，具有显著的经济价值和社会效益。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种杉木疏水改性处理方法是先用环氧硅油溶液对杉木进行真空加压浸注处理，再对杉木进行常压加热处理。

所述杉木疏水改性处理方法具体步骤如下：

将1～10g 2-甲基咪唑加入到1000～2000mL N，N-二甲基甲酰胺中，在室温下机械搅拌5～10min，再加入50～200g环氧硅油，在室温下继续机械搅拌30～90min，制得2-甲基咪唑和环氧硅油的混合溶液；将烘干处理后的杉木试样置于自动真空加压罐中，抽真空至真空度为0.06～0.09MPa，保压20～60min后，注入上述混合溶液，加压至1.0～1.5MPa，保压1～2h，卸压；取出杉木试样，在常压70～100℃下加热处理6～10h，得到疏水改性处理杉木试样，即为成品。

本发明的显著优点在于：

(1)本发明通过化学方法将环氧硅油接枝在杉木表面，从而在杉木表面形成一层稳定的疏水层，有效阻止水分子进入杉木内部，提高杉木的疏水性、疏水稳定性和尺寸稳定性，防止杉木在户外和潮湿环境中使用时出现翘曲变形和发霉腐烂等问题，延长杉木的使用寿命。

(2)本发明提供的疏水改性处理方法不仅可以显著提高杉木的疏水性、疏水稳定性和尺寸稳定性，而且对杉木的强度和模量影响较小，处理前杉木的全干干缩率为8.2％，抗弯强度为57.3MPa，抗弯弹性模量为7.70GPa，接触角在0d、1d、3d、5d和7d时分别为82.3°、79.6°、76.4°、75.5°和74.7°，处理后杉木的全干干缩率为4.5～5.6％，抗弯强度为55.5～56.7MPa，抗弯弹性模量为7.55～7.66GPa，接触角在0d、1d、3d、5d和7d时分别为114～127°、112～124°、107～117°、104～113°和102～110°，具有显著的经济价值和社会效益。

具体实施方式

下面通过几组实施例和对比例对本实施方式中杉木疏水改性处理方法的优势及其效果作进一步的阐述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

将1g 2-甲基咪唑加入到1000mL N，N-二甲基甲酰胺中，在室温下机械搅拌5min，再加入50g环氧硅油，在室温下继续机械搅拌30min，制得2-甲基咪唑和环氧硅油的混合溶液；将烘干处理后的杉木试样置于自动真空加压罐中，抽真空至真空度为0.06MPa，保压20min后，注入上述混合溶液，加压至1.0MPa，保压2h，卸压；取出杉木试样，在常压70℃下加热处理10h，得到疏水改性处理杉木试样，即为成品。

实施例2

将5g 2-甲基咪唑加入到1500mL N，N-二甲基甲酰胺中，在室温下机械搅拌8min，再加入120g环氧硅油，在室温下继续机械搅拌60min，制得2-甲基咪唑和环氧硅油的混合溶液；将烘干处理后的杉木试样置于自动真空加压罐中，抽真空至真空度为0.08MPa，保压40min后，注入上述混合溶液，加压至1.3MPa，保压1.5h，卸压；取出杉木试样，在常压90℃下加热处理7h，得到疏水改性处理杉木试样，即为成品。

实施例3

将10g 2-甲基咪唑加入到2000mL N，N-二甲基甲酰胺中，在室温下机械搅拌10min，再加入200g环氧硅油，在室温下继续机械搅拌90min，制得2-甲基咪唑和环氧硅油的混合溶液；将烘干处理后的杉木试样置于自动真空加压罐中，抽真空至真空度为0.09MPa，保压60min后，注入上述混合溶液，加压至1.5MPa，保压1h，卸压；取出杉木试样，在常压100℃下加热处理6h，得到疏水改性处理杉木试样，即为成品。

对比例1

将50g环氧硅油加入到1000mL N，N-二甲基甲酰胺中，在室温下机械搅拌30min，制得环氧硅油溶液；将烘干处理后的杉木试样置于自动真空加压罐中，抽真空至真空度为0.06MPa，保压20min后，注入上述环氧硅油溶液，加压至1.0MPa，保压2h，卸压；取出杉木试样，在常压70℃下加热处理10h，得到疏水改性处理杉木试样，即为成品。

对比例2

将120g环氧硅油加入到1500mL N，N-二甲基甲酰胺中，在室温下机械搅拌60min，制得环氧硅油溶液；将烘干处理后的杉木试样置于自动真空加压罐中，抽真空至真空度为0.08MPa，保压40min后，注入上述环氧硅油溶液，加压至1.3MPa，保压1.5h，卸压；取出杉木试样，在常压90℃下加热处理7h，得到疏水改性处理杉木试样，即为成品。

对比例3

将200g环氧硅油加入到2000mL N，N-二甲基甲酰胺中，在室温下机械搅拌90min，制得环氧硅油溶液；将烘干处理后的杉木试样置于自动真空加压罐中，抽真空至真空度为0.09MPa，保压60min后，注入上述环氧硅油溶液，加压至1.5MPa，保压1h，卸压；取出杉木试样，在常压100℃下加热处理6h，得到疏水改性处理杉木试样，即为成品。

将三组实施例和三组对比例制得的疏水改性处理杉木试样浸泡在80℃的去离子水中，定期(1d、3d、5d和7d)取出，擦拭干净，干燥后按文献(史增谦，傅峰，王思群，何盛，杨蕊；不同试剂处理对杉木疏水性能的影响，木材工业，2012，26(4)：16-20)进行水接触角测试，按GB/T 1936.1-2009进行抗弯强度测试，按照GB/T 1936.2-2009进行抗弯弹性模量测试，按GB/T 1932-2009进行全干干缩率测试，测试结果如表1所示。

表1性能测试结果

从实施例和对比例的测试结果可以看出，通过化学方法将环氧硅油接枝在杉木表面，不仅可以显著提高杉木的疏水性、疏水稳定性和尺寸稳定性，而且对杉木的强度和模量影响较小。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。