專利名稱：用木材微/納纖絲增強(qiáng)杉木表面抗菌和耐磨性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種用木材微/納纖絲增強(qiáng)杉木表面抗菌和耐磨性能及其它性能的方法，屬于木材加工和木質(zhì)復(fù)合材料的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前尚未有用木材微/納纖絲增強(qiáng)杉木表面抗菌和耐磨性能及其它性能的方法報(bào)導(dǎo)。杉木在我國的人工林中占據(jù)較大的比例，通過加工和改性，已經(jīng)在建筑裝修、家具材料、地板等方面得到廣泛應(yīng)用。隨著市場對綠色環(huán)保型復(fù)合材料的需求不斷增長，天然微 /納纖絲增強(qiáng)的可生物降解納米復(fù)合材料將占有重要的地位。木材是一種天然的復(fù)合材料， 實(shí)驗(yàn)證明利用木材微/納纖絲的增強(qiáng)作用，可以有效地提高抗菌處理后的杉木表面抗菌性能的持久性，同時(shí)提高杉木表面其它性能，如尺寸穩(wěn)定性、表面硬度和耐磨性能等，使其使用性能提高，用途擴(kuò)大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用木材微/納纖絲，增強(qiáng)杉木表面抗菌、尺寸穩(wěn)定性、表面硬度和耐磨等性能。本發(fā)明的技術(shù)解決方案用木材微/納纖絲增強(qiáng)杉木表面抗菌和耐磨性能及其它性能的方法，其特征是該方法包括如下工藝步驟
一、木材微/納纖絲制備，
選用已經(jīng)去除木素和半纖維素的木材化學(xué)漿為原料，采用兩步法制備木材微/納纖絲。第一步通過高壓納米均質(zhì)器(壓力為1000 -3000bar)制備出分散在水中的木材微/納纖絲，即微/納纖絲分散液，其重量濃度為0. 5-1. 0%，即IOOg水中含有0. 5-1. Og的木材微 /納纖絲；第二步采用超聲波細(xì)胞破碎儀將分散在水中的木材微/納纖絲進(jìn)一步細(xì)化，超聲波細(xì)胞破碎儀的功率為450-600W，振幅80-100、破碎時(shí)間為0. 5-1. 5小時(shí)。二、混合液制備，
混合液制備采用兩步混合的方法第一步是在IOOg微/納纖絲分散液中加入 0. 005-0. OlOg固體抗菌劑，充分?jǐn)嚢杈鶆颍坏诙綄⒑锌咕鷦┑奈?納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂充分混合攪拌均勻，兩者混合的重量比例為1:1。三、杉木準(zhǔn)備，
將杉木鋸切成板材，厚度為15-30mm，再通過熱壓干燥，使其含水率達(dá)到6 10%，然后進(jìn)行表面刨光處理；
四、杉木表面涂樹脂，
將含有抗菌劑的微/納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂混合液涂布在準(zhǔn)備好的杉木表面，用量為每平方米杉木表面涂150 200克含有抗菌劑的微/納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂混合液；
五、陳化，
將表面涂過含有抗菌劑的微/納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂混合液的杉木陳化2-6小時(shí)；
六、熱壓，
將陳化后的表面涂過含有抗菌劑的微/納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂混合液的杉木送入熱壓機(jī)熱壓，熱壓壓力0. 5-1. 5MPa，熱壓溫度170 190°C，熱壓時(shí)間0. 5 1. 0分鐘；
七、后期處理，熱壓后的杉木需要自然冷卻1 2小時(shí)，然后堆放2 3天，使其內(nèi)應(yīng)力釋放、含水率平衡。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)由于木材微/納纖絲具有高的透光率，可以保持杉木表
面紋理的清晰，由于木材微/納纖絲的化學(xué)成分以纖維素為主，使杉木表面纖維素含量提高，改善了尺寸穩(wěn)定性、表面硬度和耐磨性能等。與不加木材微/納纖絲的樹脂處理杉木相比，杉木的尺寸穩(wěn)定性和表面抗菌性能的持久性提高30-50%，杉木表面硬度和耐磨性能提高50-80%。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
選用已經(jīng)去除木素和半纖維素的木材化學(xué)漿為原料，采用兩步法制備木材微/納纖絲。第一步通過高壓納米均質(zhì)器(壓力為2000bar)制備出分散在水中的木材微/納纖絲， 即微/納纖絲分散液，其重量濃度為0. 5%，即IOOg水中含有0. 5g的木材微/納纖絲；第二步采用超聲波細(xì)胞破碎儀將分散在水中的木材微/納纖絲進(jìn)一步細(xì)化，超聲波細(xì)胞破碎儀的功率為450W，振幅80，破碎時(shí)間為1. 5小時(shí)。二、混合液制備，
混合液制備采用兩步混合的方法第一步是在IOOg微/納纖絲分散液中加入0. 015g 固體抗菌劑，充分?jǐn)嚢杈鶆?；第二步將含有抗菌劑的?納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂充分混合攪拌均勻，兩者混合的重量比例為1:1。三、杉木準(zhǔn)備，
將杉木鋸切成板材，厚度為15mm，再通過熱壓干燥，使其含水率達(dá)到6%，然后進(jìn)行表面刨光處理；
四、杉木表面涂樹脂，
將含有抗菌劑的微/納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂混合液涂布在準(zhǔn)備好的杉木表面，用量為每平方米杉木表面涂150克含有抗菌劑的微/納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂混合液；
五、陳化，
將表面涂過含有抗菌劑的微/納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂混合液的杉木陳化2小時(shí)；
六、熱壓，
將陳化后的表面涂過含有抗菌劑的微/納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂混合液的杉木送入熱壓機(jī)熱壓，熱壓壓力0. 5MPa，熱壓溫度180°C，熱壓時(shí)間0. 6分鐘；
七、后期處理，熱壓后的杉木需要自然冷卻1小時(shí)，然后堆放2天，使其內(nèi)應(yīng)力釋放、含水率平衡。
實(shí)施例2
選用已經(jīng)去除木素和半纖維素的木材化學(xué)漿為原料，采用兩步法制備木材微/納纖絲。第一步通過高壓納米均質(zhì)器(壓力為3000bar)制備出分散在水中的木材微/納纖絲， 即微/納纖絲分散液，其重量濃度為1. 0%，即IOOg水中含有1. Og的木材微/納纖絲；第二步采用超聲波細(xì)胞破碎儀將分散在水中的木材微/納纖絲進(jìn)一步細(xì)化，超聲波細(xì)胞破碎儀的功率為600W，振幅100，破碎時(shí)間為0. 5小時(shí)。二、混合液制備，
混合液制備采用兩步混合的方法第一步是在IOOg微/納纖絲分散液中加入0. 005g 固體抗菌劑，充分?jǐn)嚢杈鶆?；第二步將含有抗菌劑的?納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂充分混合攪拌均勻，兩者混合的重量比例為1 :1。三、杉木準(zhǔn)備，
將杉木鋸切成板材，厚度為30mm，再通過熱壓干燥，使其含水率達(dá)到10%，然后進(jìn)行表面刨光處理；
四、杉木表面涂樹脂，
將含有抗菌劑的微/納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂混合液涂布在準(zhǔn)備好的杉木表面，用量為每平方米杉木表面涂200克含有抗菌劑的微/納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂混合液；
五、陳化，
將表面涂過含有抗菌劑的微/納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂混合液的杉木陳化6小時(shí)；
六、熱壓，
將陳化后的表面涂過含有抗菌劑的微/納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂混合液的杉木送入熱壓機(jī)熱壓，熱壓壓力1. 5MPa，熱壓溫度190°C，熱壓時(shí)間0. 5分鐘；
七、后期處理，熱壓后的杉木需要自然冷卻2小時(shí)，然后堆放3天，使其內(nèi)應(yīng)力釋放、含水率平衡。實(shí)施例3
選用已經(jīng)去除木素和半纖維素的木材化學(xué)漿為原料，采用兩步法制備木材微/納纖絲。第一步通過高壓納米均質(zhì)器(壓力為2000bar)制備出分散在水中的木材微/納纖絲， 即微/納纖絲分散液，其重量濃度為0. 75%，即IOOg水中含有0. 75g的木材微/納纖絲；第二步采用超聲波細(xì)胞破碎儀將分散在水中的木材微/納纖絲進(jìn)一步細(xì)化，超聲波細(xì)胞破碎儀的功率為500W，振幅90，破碎時(shí)間為1. 5小時(shí)。二、混合液制備，
混合液制備采用兩步混合的方法第一步是在IOOg微/納纖絲分散液中加入0. OlOg 固體抗菌劑，充分?jǐn)嚢杈鶆颍坏诙綄⒑锌咕鷦┑奈?納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂充分混合攪拌均勻，兩者混合的重量比例為1:1。三、杉木準(zhǔn)備，
將杉木鋸切成板材，厚度為20mm，再通過熱壓干燥，使其含水率達(dá)到8%，然后進(jìn)行表面刨光處理；
四、杉木表面涂樹脂，將含有抗菌劑的微/納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂混合液涂布在準(zhǔn)備好的杉木表面，用量為每平方米杉木表面涂175克含有抗菌劑的微/納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂混合液；
五、陳化，
將表面涂過含有抗菌劑的微/納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂混合液的杉木陳化4小時(shí)；
六、熱壓，
將陳化后的表面涂過含有抗菌劑的微/納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂混合液的杉木送入熱壓機(jī)熱壓，熱壓壓力1. OMPa，熱壓溫度170°C，熱壓時(shí)間0. 8分鐘；
七、后期處理，熱壓后的杉木需要自然冷卻1.5小時(shí)，然后堆放2.5天，使其內(nèi)應(yīng)力釋放、含水率平衡。
權(quán)利要求
1.用木材微/納纖絲增強(qiáng)杉木表面抗菌和耐磨性能的方法，其特征是該方法包括如下工藝步驟一、木材微/納纖絲制備，選用已經(jīng)去除木素和半纖維素的木材化學(xué)漿為原料，采用兩步法制備木材微/納纖絲，第一步通過高壓納米均質(zhì)器，壓力為1000 -3000bar，制備出分散在水中的木材微/納纖絲，即微/納纖絲分散液，其重量濃度為0. 5-1. 0%，即IOOg水中含有0. 5-1. Og的木材微 /納纖絲；第二步采用超聲波細(xì)胞破碎儀將分散在水中的木材微/納纖絲進(jìn)一步細(xì)化，超聲波細(xì)胞破碎儀的功率為450-600W，振幅80-100，破碎時(shí)間為0. 5-1. 5小時(shí)；二、混合液制備，混合液制備采用兩步混合的方法，第一步是在IOOg微/納纖絲分散液中加入0.005-0. 015g固體抗菌劑，充分?jǐn)嚢杈鶆?；第二步將含有抗菌劑的?納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂充分混合攪拌均勻，兩者混合的重量比例為1:1 ；三、杉木準(zhǔn)備，將杉木鋸切成板材，厚度為15-30mm，再通過熱壓干燥，使其含水率達(dá)到6 10%，然后進(jìn)行表面刨光處理；四、杉木表面涂樹脂，將含有抗菌劑的微/納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂混合液涂布在準(zhǔn)備好的杉木表面，用量為每平方米杉木表面涂150 200克含有抗菌劑的微/納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂混合液；五、陳化，將表面涂過含有抗菌劑的微/納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂混合液的杉木陳化2-6小時(shí)；六、熱壓，將陳化后的表面涂過含有抗菌劑的微/納纖絲分散液與水溶性的三聚氰胺樹脂混合液的杉木送入熱壓機(jī)熱壓，熱壓壓力0. 5-1. 5MPa，熱壓溫度170 190°C，熱壓時(shí)間0. 5 1.0分鐘； 七、后期處理，熱壓后的杉木需要自然冷卻1 2小時(shí)，然后堆放2 3天，使其內(nèi)應(yīng)力釋放、含水率平衡。
全文摘要
本發(fā)明是用木材微/納纖絲增強(qiáng)杉木表面抗菌和耐磨性能及其它性能的方法，包括如下工藝步驟一、木材微/納纖絲制備，二、混合液制備，三、杉木準(zhǔn)備，四、杉木表面涂樹脂，五、陳化，六、熱壓，七、后期處理，熱壓后的杉木需要自然冷卻1～2小時(shí)，然后堆放2～3天，使其內(nèi)應(yīng)力釋放、含水率平衡。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)由于木材微/納纖絲具有高的透光率，可以保持杉木表面紋理的清晰，由于木材微/納纖絲的化學(xué)成分以纖維素為主，使杉木表面纖維素含量提高，改善了尺寸穩(wěn)定性、表面硬度和耐磨性能等。與不加木材微/納纖絲的樹脂處理杉木相比，杉木的尺寸穩(wěn)定性和表面抗菌性能的持久性提高30-50%，杉木表面硬度和耐磨性能提高50-80%。
文檔編號(hào)B27M1/08GK102248564SQ201110127019
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者劉聰, 吳羽飛, 周兆兵, 崔舉慶, 張洋, 曹軒, 李文定, 李琛, 楊雨微, 田野, 蘇勇, 賈翀, 遲愷, 黃潤州 申請人:南京林業(yè)大學(xué)