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CN114193570A - 一种耐酸性杉木板材的制备方法 - Google Patents

一种耐酸性杉木板材的制备方法 Download PDF

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CN114193570A CN202111606768.XA CN202111606768A CN114193570A CN 114193570 A CN114193570 A CN 114193570A CN 202111606768 A CN202111606768 A CN 202111606768A CN 114193570 A CN114193570 A CN 114193570A
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Abstract

本发明公开了一种耐酸性杉木板材的制备方法，属于木材耐酸处理技术领域。所述制备方法是先用γ‑氨丙基三乙氧基硅烷溶液对杉木板材进行一次真空加压浸注处理，再配制聚酰胺酸浸注液，并用聚酰胺酸浸注液对杉木板材进行二次真空加压浸注处理，最后进行加热处理。本发明制备的杉木板材耐酸性优异，具有显著的经济价值和社会效益。

Description

一种耐酸性杉木板材的制备方法
技术领域
本发明属于木材耐酸处理技术领域，具体涉及一种耐酸性杉木板材的制备方法。
背景技术
杉木是我国特有的速生商品材树种，在我国福建山地地区分布较广。杉木具有生长快、木材纹理通直、结构均匀、材质轻韧、强度适中和加工容易的优点，被广泛用于建筑、家具、器具、造船等各领域。杉木在酸雨频发地区以及在酸性气体含量较高的环境中使用时，容易发生腐蚀，其外观与性能变差。为了提高杉木的耐酸性能，中国发明专利CN201710297764.5利用底胶与强化胶相结合，提高板材的耐酸性。但是，这种表面涂覆物理改性方法与木材表面仅通过物理结合，强度较差。
发明内容
本发明针对杉木板材在酸雨频发地区以及在酸性气体含量较高的环境中使用时易腐蚀的问题，提供一种耐酸性杉木板材的制备方法。本发明制备的杉木板材耐酸性优异，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：
一种耐酸性杉木板材的制备方法是先用γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液对杉木板材进行一次真空加压浸注处理，再配制聚酰胺酸浸注液，并用聚酰胺酸浸注液对杉木板材进行二次真空加压浸注处理，最后进行加热处理；
所述耐酸性杉木板材的制备方法具体包括以下步骤：
(1)将干燥处理过的杉木试样置于自动真空加压罐中，抽真空至真空度为0.02～0.08MPa，保压30～60min后，注入重量百分比为2～6％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液，加压至0.5～1.5MPa，保压30～60min，卸压；在常压下继续浸注2～4h后，取出杉木试样，于60℃下风干24h，制得γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性杉木试样；
(2)在氮气保护下，将10～20g 4,4'-二氨基二苯醚加入到1000～2000mL N,N-二甲基甲酰胺中，于室温下机械搅拌30～60min；再加入10～40g 3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐，于室温下机械搅拌6～12h；最后依次加入10～30g乙酸酐和10～50g三乙胺，于室温下机械搅拌30～60 min，制得聚酰胺酸浸注液；
(3)将γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性杉木试样置于自动真空加压罐中，抽真空至真空度为0.02～0.06MPa，保压30～60min后，注入聚酰胺酸浸注液，加压至1～1.5MPa，保压2～4h，卸压；在常压下继续浸注4～8h，取出杉木试样，于80～120℃热处理18～30h，制得所述耐酸性杉木板材。
所述杉木试样按GB/T 1929-2009进行截取。
本发明的显著优点在于：
(1)本发明采用真空加压浸注的方法，将聚酰亚胺包覆在杉木板材的表面，并且通过γ-氨丙基三乙氧基硅烷的键合作用，提高聚酰亚胺在杉木表面包覆的稳定性。
(2)本发明制备的杉木板材具有优异的耐酸性，处理前杉木板材的耐酸失重率和弯曲强度在0d、1d、3d、7d、15d和30d时分别为0％、0.81％、1.96％、3.49％、6.13％、10.8％和61MPa、57MPa、51MPa、42MPa、35MPa和31MPa，处理后杉木板材的耐酸失重率和弯曲强度在0d、1d、3d、7d、15d和30d时分别为0％、0.11～0.17％、0.14～0.20％、0.17～0.34％、0.25～0.51％、0.40～0.79％和79～88MPa、78～86MPa、75～83MPa、69～77MPa、61～72MPa、50～62MPa，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耐酸性杉木板材的制备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
(1)将干燥处理过的杉木试样置于自动真空加压罐中，抽真空至真空度为0.02MPa，保压30min后，注入重量百分比为2％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液，加压至0.5MPa，保压60min，卸压；在常压下继续浸注4h后，取出杉木试样，于60℃下风干24h，制得γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性杉木试样；
(2)在氮气保护下，将10g 4,4'-二氨基二苯醚加入到1000mL N,N-二甲基甲酰胺中，于室温下机械搅拌30min；再加入10g 3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐，于室温下机械搅拌6h；最后依次加入10g乙酸酐和10g三乙胺，于室温下机械搅拌30min，制得聚酰胺酸浸注液；
(3)将γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性杉木试样置于自动真空加压罐中，抽真空至真空度为0.02MPa，保压30min后，注入聚酰胺酸浸注液，加压至1MPa，保压4h，卸压；在常压下继续浸注8h，取出杉木试样，于80℃热处理30h，制得所述耐酸性杉木板材。
所述杉木试样按GB/T 1929-2009进行截取。
实施例2
(1)将干燥处理过的杉木试样置于自动真空加压罐中，抽真空至真空度为0.05MPa，保压45min后，注入重量百分比为4％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液，加压至1MPa，保压45min，卸压；在常压下继续浸注3h后，取出杉木试样，于60℃下风干24h，制得γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性杉木试样；
(2)在氮气保护下，将15g 4,4'-二氨基二苯醚加入到1500mL N,N-二甲基甲酰胺中，于室温下机械搅拌45min；再加入25g 3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐，于室温下机械搅拌9h；最后依次加入20g乙酸酐和30g三乙胺，于室温下机械搅拌45min，制得聚酰胺酸浸注液；
(3)将γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性杉木试样置于自动真空加压罐中，抽真空至真空度为0.04MPa，保压45min后，注入聚酰胺酸浸注液，加压至1.3MPa，保压3h，卸压；在常压下继续浸注6h，取出杉木试样，于100℃热处理24h，制得所述耐酸性杉木板材。
所述杉木试样按GB/T 1929-2009进行截取。
实施例3
(1)将干燥处理过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60min后，注入重量百分比为6％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液，加压至1.5MPa，保压30min，卸压；在常压下继续浸注2h后，取出杉木试样，于60℃下风干24h，制得γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性杉木试样；
(2)在氮气保护下，将20g 4,4'-二氨基二苯醚加入到2000mL N,N-二甲基甲酰胺中，于室温下机械搅拌60min；再加入40g 3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐，于室温下机械搅拌12h；最后依次加入30g乙酸酐和50g三乙胺，于室温下机械搅拌60min，制得聚酰胺酸浸注液；
(3)将γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性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60min后，注入聚酰胺酸浸注液，加压至1.5MPa，保压2h，卸压；在常压下继续浸注4h，取出杉木试样，于120℃热处理18h，制得所述耐酸性杉木板材。
所述杉木试样按GB/T 1929-2009进行截取。
对比例1
(1)在氮气保护下，将15g 4,4'-二氨基二苯醚加入到1500mL N,N-二甲基甲酰胺中，于室温下机械搅拌45min；再加入25g 3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐，于室温下机械搅拌9h；最后依次加入20g乙酸酐和30g三乙胺，于室温下机械搅拌45min，制得聚酰胺酸浸注液；
(2)将干燥处理过的杉木试样置于自动真空加压罐中，抽真空至真空度为0.04MPa，保压45min后，注入聚酰胺酸浸注液，加压至1.3MPa，保压3h，卸压；在常压下继续浸注6h，取出杉木试样，于100℃热处理24h，制得成品。
所述杉木试样按GB/T 1929-2009进行截取。
对比例2
将干燥处理过的杉木试样置于自动真空加压罐中，抽真空至真空度为0.05MPa，保压45min后，注入重量百分比为4％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液，加压至1MPa，保压45min，卸压；在常压下继续浸注3h后，取出杉木试样，于60℃下风干24h，制得成品。
将三组实施例和两组对比例制得的杉木试样于室温下浸泡在1mol/L的醋酸水溶液中，定期(1d、3d、7d、15d和30d)取出，擦拭干净，干燥后称重，按公式(1)进行耐酸失重率(D％)测试，
D％＝((W0-Wt)/W0)×100％ 公式(1)
式中，Wt是杉木试样浸泡t时间时的干燥重量，W0是杉木试样初始重量。
按GB/T 1936.1-2009进行抗弯强度测试，测试结果如表1所示。
表1 性能测试结果
Figure BDA0003434241600000041
从实施例和对比例的测试结果可以看出，采用真空加压浸注的方法，将聚酰亚胺包覆在杉木板材的表面，并且通过γ-氨丙基三乙氧基硅烷的键合作用，提高聚酰亚胺在杉木表面包覆的稳定性，可以制备具有优异耐酸性的杉木板材。
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。

Claims (2)

1.一种耐酸性杉木板材的制备方法，其特征在于：先用γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液对杉木板材进行一次真空加压浸注处理，再配制聚酰胺酸浸注液，并用聚酰胺酸浸注液对杉木板材进行二次真空加压浸注处理，最后进行加热处理；具体包括以下步骤：
(1)将干燥处理过的杉木试样置于自动真空加压罐中，抽真空至真空度为0.02～0.08MPa，保压30～60min后，注入重量百分比为2～6％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液，加压至0.5～1.5MPa，保压30～60min，卸压；在常压下继续浸注2～4h后，取出杉木试样，于60℃下风干24h，制得γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性杉木试样；
(2)在氮气保护下，将10～20g 4,4'-二氨基二苯醚加入到1000～2000mL N,N-二甲基甲酰胺中，于室温下机械搅拌30～60min；再加入10～40g 3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐，于室温下机械搅拌6～12h；最后依次加入10～30g乙酸酐和10～50g三乙胺，于室温下机械搅拌30～60min，制得聚酰胺酸浸注液；
(3)将γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性杉木试样置于自动真空加压罐中，抽真空至真空度为0.02～0.06MPa，保压30～60min后，注入聚酰胺酸浸注液，加压至1～1.5MPa，保压2～4h，卸压；在常压下继续浸注4～8h，取出杉木试样，于80～120℃热处理18～30h，制得所述耐酸性杉木板材。
2.根据权利要求1所述耐酸性杉木板材的制备方法，其特征在于：所述杉木试样按GB/T1929-2009进行截取。
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