一种改善橡木塑性的处理工艺的制作方法

2021-01-12 11:01:29|

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本发明属于木材处理技术领域，特别是一种改善橡木塑性的处理工艺。

背景技术：

橡木属于壳斗科、麻栎属，市场上的橡木大致分为红橡和白橡二大类，橡木的树心呈黄褐至红褐，生长轮明显，略成波状，质重且硬，广泛分布于美国东部地区。由于橡木具有色泽淡雅、纹理美观，力学强度高，耐磨损的优良性能，因此常用于装潢用材和制作家具。橡木制作的家具，具有比较鲜明的山形木纹，并且触摸表面有着良好的质感；而且其韧性极好，可根据需要加工成各种弯曲状，颇具美感；档次较高，适合制作欧式家具、中式古典家具，显厚实感，有红木家具的端庄沉稳，但价格却比红木家具低。

为了提高橡木的加工性能，需要对橡木进行预处理，才提高橡木的加工性能，尤其是针对橡木的塑性的提升。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种改善橡木塑性的处理工艺，以解决现有技术中的不足。

本发明采用的技术方案如下：

一种改善橡木塑性的处理工艺，包括以下步骤制成：

（1）表面清理：

对橡木原木进行表面清理，然后除去树皮，对去皮后的橡木表面进行抛光，得到橡木材；

（2）熏蒸处理：

对上述得到的橡木材进行熏蒸处理，以不同的熏蒸温度分别进行三次熏蒸处理，第一次熏蒸温度为90℃，第二次熏蒸温度为100℃，第三次熏蒸温度为108℃，得到熏蒸橡木；

（3）包覆处理：

将上述得到的熏蒸橡木进行包覆处理，配制凝胶材料，将凝胶材料均匀涂覆到橡木表面，然后再采用塑料薄膜将涂覆凝胶材料的橡木表面完全包覆起来，得到包覆橡木；

（4）微波处理；

将上述得到的包覆橡木进行微波处理，微波处理次数为5次，每次微波处理时间间隔为4-6min，然后拆除表面包覆的塑料薄膜，清除橡木表面凝胶材料，即可。

所述熏蒸处理，熏蒸液体主体采用氨水。

所述氨水质量分数不低于5%；

通过持续通入氨气，来保持氨水浓度。

所述熏蒸处理中，第一次熏蒸处理时间为5-8min；

第二次熏蒸处理时间为6-12min；

第三次熏蒸处理时间为18-20min。

所述凝胶材料制备方法为:

将仲丁醇铝与醋酸溶液混合到一起，搅拌反应40-50min，得到预备体a溶液；

将正硅酸乙醇、醋酸溶液混合到一起，搅拌反应30-35min，采用盐酸溶液调节其ph至4.5，静置，1小时，得到预备体b溶液；

将预备体a溶液、预备体b溶液依次添加到反应釜中，然后再添加稀土，再通入惰性气体，排出反应釜内空气，加热至80-85℃，保温搅拌反应2小时，然后再静置陈化5小时，即得。

所述仲丁醇铝与醋酸溶液中、仲丁醇铝、醋酸、水摩尔比为0.5：8:0.6。

所述正硅酸乙醇、醋酸溶液中正硅酸乙醇、醋酸、水摩尔比为0.5:2:0.5。

所述所述预备体a溶液与预备体b溶液中铝离子、硅离子摩尔比为3:1。

所述微波功率为500w，5次微波处理时间分别为3-5min、3-5min、2-2.5min、2-2.5min、1-2min。

有益效果：

本发明方法通过改变传统的连续性微波加热带来的弊端，通过间隔，分多次进行微波加热处理，尤其是对于纤维素的非结晶区,当橡木内部吸收足够多的水分后,再包覆的情况下，通过分次微波处理，分子热运动的能量增加,促进抽提物的溶出,水分子与纤维素非结晶区、半纤维素中的d-葡萄糖基吡喃环上的羟基作用更加直接,在细胞壁内密而发达的氢键结合会因水分子的进入而被切断,纤维素链分子间距离增大,分子链产生相互间的错位,变形得以实现,木材弹塑性增加,木材顺纹压缩和弯曲更加容易。

本发明方法对橡木的处理，能够极大的改善橡木的力学性能，橡木木材中含有的纤维素、半纤维素和木质素的软化温度在100℃以上,本发明通过熏蒸处理，尤其是采用氨水作为熏蒸液，能够促进水分子向木材内的纤维素、半纤维素和木质素内渗透，同时，碱性环境，能够进一步的促进水分子的渗透，通过纤维素、半纤维素和木质素吸收大量的水分，能够显著的降低橡木内的玻璃转化温度，从而改善橡木的力学性能，尤其是塑性得到大幅度的提高。

具体实施方式

一种改善橡木塑性的处理工艺，包括以下步骤制成：

（1）表面清理：

对橡木原木进行表面清理，然后除去树皮，对去皮后的橡木表面进行抛光，得到橡木材；

（2）熏蒸处理：

（3）包覆处理：

（4）微波处理；

所述熏蒸处理，熏蒸液体主体采用氨水。

所述氨水质量分数不低于5%；

通过持续通入氨气，来保持氨水浓度。

所述熏蒸处理中，第一次熏蒸处理时间为5-8min；

第二次熏蒸处理时间为6-12min；

第三次熏蒸处理时间为18-20min。

所述凝胶材料制备方法为:

将仲丁醇铝与醋酸溶液混合到一起，搅拌反应40-50min，得到预备体a溶液；

将正硅酸乙醇、醋酸溶液混合到一起，搅拌反应30-35min，采用盐酸溶液调节其ph至4.5，静置，1小时，得到预备体b溶液；

将预备体a溶液、预备体b溶液依次添加到反应釜中，然后再添加稀土，再通入惰性气体，排出反应釜内空气，加热至80-85℃，保温搅拌反应2小时，然后再静置陈化5小时，即得。通过本发明制备的凝胶材料对橡木表面进行包覆处理，能够降低水分子的流失，便于后续微波处理过程中，水分子的热运动对橡木内结构的改善。

所述仲丁醇铝与醋酸溶液中、仲丁醇铝、醋酸、水摩尔比为0.5：8:0.6。

仲丁醇铝

密度：0.967；

沸点：200-206℃(30mmhg)；

闪点:27℃水溶性分解；

所述正硅酸乙醇、醋酸溶液中正硅酸乙醇、醋酸、水摩尔比为0.5:2:0.5。

正硅酸乙酯是无色液体，稍有气味。熔点-77℃，沸点165~169℃。微溶于水，溶于乙醇、乙醚。在潮湿空气中逐渐混浊、静置后析出硅酸沉淀。无水分存在时稳定，蒸馏时不分解。能与乙醇和乙醚混溶，微溶于苯，几乎不溶于水，但能逐渐被水分解成氧化硅。易燃。

所述所述预备体a溶液与预备体b溶液中铝离子、硅离子摩尔比为3:1。

所述微波功率为500w，5次微波处理时间分别为3-5min、3-5min、2-2.5min、2-2.5min、1-2min。

下面将结合本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种改善橡木塑性的处理工艺，包括以下步骤制成：

（1）表面清理：

对橡木原木进行表面清理，然后除去树皮，对去皮后的橡木表面进行抛光，得到橡木材；

（2）熏蒸处理：

对上述得到的橡木材进行熏蒸处理，以不同的熏蒸温度分别进行三次熏蒸处理，第一次熏蒸温度为90℃，第二次熏蒸温度为100℃，第三次熏蒸温度为108℃，得到熏蒸橡木；所述熏蒸处理，熏蒸液体主体采用氨水。所述氨水质量分数不低于5%；通过持续通入氨气，来保持氨水浓度。所述熏蒸处理中，第一次熏蒸处理时间为5min；第二次熏蒸处理时间为6min；第三次熏蒸处理时间为18min。

（3）包覆处理：

将上述得到的熏蒸橡木进行包覆处理，配制凝胶材料，将凝胶材料均匀涂覆到橡木表面，然后再采用塑料薄膜将涂覆凝胶材料的橡木表面完全包覆起来，得到包覆橡木；所述凝胶材料制备方法为:将仲丁醇铝与醋酸溶液混合到一起，搅拌反应40min，得到预备体a溶液；将正硅酸乙醇、醋酸溶液混合到一起，搅拌反应30min，采用盐酸溶液调节其ph至4.5，静置，1小时，得到预备体b溶液；将预备体a溶液、预备体b溶液依次添加到反应釜中，然后再添加稀土，再通入惰性气体，排出反应釜内空气，加热至80℃，保温搅拌反应2小时，然后再静置陈化5小时，即得。所述仲丁醇铝与醋酸溶液中、仲丁醇铝、醋酸、水摩尔比为0.5：8:0.6。所述正硅酸乙醇、醋酸溶液中正硅酸乙醇、醋酸、水摩尔比为0.5:2:0.5。所述所述预备体a溶液与预备体b溶液中铝离子、硅离子摩尔比为3:1。

（4）微波处理；

将上述得到的包覆橡木进行微波处理，微波处理次数为5次，每次微波处理时间间隔为4min，然后拆除表面包覆的塑料薄膜，清除橡木表面凝胶材料，即可。所述微波功率为500w，5次微波处理时间分别为3min、3min、2min、2min、1min。

实施例2

一种改善橡木塑性的处理工艺，包括以下步骤制成：

（1）表面清理：

对橡木原木进行表面清理，然后除去树皮，对去皮后的橡木表面进行抛光，得到橡木材；

（2）熏蒸处理：

对上述得到的橡木材进行熏蒸处理，以不同的熏蒸温度分别进行三次熏蒸处理，第一次熏蒸温度为90℃，第二次熏蒸温度为100℃，第三次熏蒸温度为108℃，得到熏蒸橡木；所述熏蒸处理，熏蒸液体主体采用氨水。所述氨水质量分数不低于5%；通过持续通入氨气，来保持氨水浓度。所述熏蒸处理中，第一次熏蒸处理时间为8min；第二次熏蒸处理时间为12min；第三次熏蒸处理时间为20min。

（3）包覆处理：

将上述得到的熏蒸橡木进行包覆处理，配制凝胶材料，将凝胶材料均匀涂覆到橡木表面，然后再采用塑料薄膜将涂覆凝胶材料的橡木表面完全包覆起来，得到包覆橡木；所述凝胶材料制备方法为:将仲丁醇铝与醋酸溶液混合到一起，搅拌反应50min，得到预备体a溶液；将正硅酸乙醇、醋酸溶液混合到一起，搅拌反应35min，采用盐酸溶液调节其ph至4.5，静置，1小时，得到预备体b溶液；将预备体a溶液、预备体b溶液依次添加到反应釜中，然后再添加稀土，再通入惰性气体，排出反应釜内空气，加热至85℃，保温搅拌反应2小时，然后再静置陈化5小时，即得。所述仲丁醇铝与醋酸溶液中、仲丁醇铝、醋酸、水摩尔比为0.5：8:0.6。所述正硅酸乙醇、醋酸溶液中正硅酸乙醇、醋酸、水摩尔比为0.5:2:0.5。所述所述预备体a溶液与预备体b溶液中铝离子、硅离子摩尔比为3:1。

（4）微波处理；

将上述得到的包覆橡木进行微波处理，微波处理次数为5次，每次微波处理时间间隔为6min，然后拆除表面包覆的塑料薄膜，清除橡木表面凝胶材料，即可。所述微波功率为500w，5次微波处理时间分别为5min、5min、2.5min、2.5min、2min。

实施例3

一种改善橡木塑性的处理工艺，包括以下步骤制成：

（1）表面清理：

对橡木原木进行表面清理，然后除去树皮，对去皮后的橡木表面进行抛光，得到橡木材；

（2）熏蒸处理：

对上述得到的橡木材进行熏蒸处理，以不同的熏蒸温度分别进行三次熏蒸处理，第一次熏蒸温度为90℃，第二次熏蒸温度为100℃，第三次熏蒸温度为108℃，得到熏蒸橡木；所述熏蒸处理，熏蒸液体主体采用氨水。所述氨水质量分数不低于5%；通过持续通入氨气，来保持氨水浓度。所述熏蒸处理中，第一次熏蒸处理时间为6min；第二次熏蒸处理时间为8min；第三次熏蒸处理时间为19min。

（3）包覆处理：

将上述得到的熏蒸橡木进行包覆处理，配制凝胶材料，将凝胶材料均匀涂覆到橡木表面，然后再采用塑料薄膜将涂覆凝胶材料的橡木表面完全包覆起来，得到包覆橡木；所述凝胶材料制备方法为:将仲丁醇铝与醋酸溶液混合到一起，搅拌反应45min，得到预备体a溶液；将正硅酸乙醇、醋酸溶液混合到一起，搅拌反应32min，采用盐酸溶液调节其ph至4.5，静置，1小时，得到预备体b溶液；将预备体a溶液、预备体b溶液依次添加到反应釜中，然后再添加稀土，再通入惰性气体，排出反应釜内空气，加热至82℃，保温搅拌反应2小时，然后再静置陈化5小时，即得。所述仲丁醇铝与醋酸溶液中、仲丁醇铝、醋酸、水摩尔比为0.5：8:0.6。所述正硅酸乙醇、醋酸溶液中正硅酸乙醇、醋酸、水摩尔比为0.5:2:0.5。所述所述预备体a溶液与预备体b溶液中铝离子、硅离子摩尔比为3:1。

（4）微波处理；

将上述得到的包覆橡木进行微波处理，微波处理次数为5次，每次微波处理时间间隔为5min，然后拆除表面包覆的塑料薄膜，清除橡木表面凝胶材料，即可。所述微波功率为500w，5次微波处理时间分别为4min、4min、2.2min、2.2min、1.5min。

实施例4

一种改善橡木塑性的处理工艺，包括以下步骤制成：

（1）表面清理：

对橡木原木进行表面清理，然后除去树皮，对去皮后的橡木表面进行抛光，得到橡木材；

（2）熏蒸处理：

对上述得到的橡木材进行熏蒸处理，以不同的熏蒸温度分别进行三次熏蒸处理，第一次熏蒸温度为90℃，第二次熏蒸温度为100℃，第三次熏蒸温度为108℃，得到熏蒸橡木；所述熏蒸处理，熏蒸液体主体采用氨水。所述氨水质量分数不低于5%；通过持续通入氨气，来保持氨水浓度。所述熏蒸处理中，第一次熏蒸处理时间为7min；第二次熏蒸处理时间为10min；第三次熏蒸处理时间为20min。

（3）包覆处理：

将上述得到的熏蒸橡木进行包覆处理，配制凝胶材料，将凝胶材料均匀涂覆到橡木表面，然后再采用塑料薄膜将涂覆凝胶材料的橡木表面完全包覆起来，得到包覆橡木；所述凝胶材料制备方法为:将仲丁醇铝与醋酸溶液混合到一起，搅拌反应45min，得到预备体a溶液；将正硅酸乙醇、醋酸溶液混合到一起，搅拌反应30min，采用盐酸溶液调节其ph至4.5，静置，1小时，得到预备体b溶液；将预备体a溶液、预备体b溶液依次添加到反应釜中，然后再添加稀土，再通入惰性气体，排出反应釜内空气，加热至85℃，保温搅拌反应2小时，然后再静置陈化5小时，即得。所述仲丁醇铝与醋酸溶液中、仲丁醇铝、醋酸、水摩尔比为0.5：8:0.6。所述正硅酸乙醇、醋酸溶液中正硅酸乙醇、醋酸、水摩尔比为0.5:2:0.5。所述所述预备体a溶液与预备体b溶液中铝离子、硅离子摩尔比为3:1。

（4）微波处理；

将上述得到的包覆橡木进行微波处理，微波处理次数为5次，每次微波处理时间间隔为4-6min，然后拆除表面包覆的塑料薄膜，清除橡木表面凝胶材料，即可。所述微波功率为500w，5次微波处理时间分别为5min、5min、2min、2min、2min。

木材的顺纹压缩性能检测：

采用同一批橡木，进行分别处理，每组处理结果检测取5次的平均值；

表1

对照组：未处理的橡木；

对比例1：橡木处理工艺，包括以下步骤制成：

（1）表面清理：

对橡木原木进行表面清理，然后除去树皮，对去皮后的橡木表面进行抛光，得到橡木材；

（2）熏蒸处理：

（3）微波处理；

将上述得到的木进行微波处理，微波处理次数为5次，每次微波处理时间间隔为4min，然后拆除表面包覆的塑料薄膜，清除橡木表面凝胶材料，即可。所述微波功率为500w，5次微波处理时间分别为3min、3min、2min、2min、1min；

由表1可以看出，本发明方法对橡木的处理，能够极大的改善橡木的力学性能，橡木木材中含有的纤维素、半纤维素和木质素的软化温度在100℃以上,本发明通过熏蒸处理，尤其是采用氨水作为熏蒸液，能够促进水分子向木材内的纤维素、半纤维素和木质素内渗透，同时，碱性环境，能够进一步的促进水分子的渗透，通过纤维素、半纤维素和木质素吸收大量的水分，能够显著的降低橡木内的玻璃转化温度，从而改善橡木的力学性能，尤其是塑性得到大幅度的提高。

以实施例4为基础试样，对比，不同熏蒸处理，对橡木顺纹压缩性能影响；

采用同一批橡木，进行分别处理，每组处理结果检测取5次的平均值；

熏蒸方式a：

对上述得到的橡木材进行熏蒸处理，以不同的熏蒸温度分别进行三次熏蒸处理，第一次熏蒸温度为90℃，第二次熏蒸温度为100℃，第三次熏蒸温度为108℃，得到熏蒸橡木；所述熏蒸处理，熏蒸液体主体采用清水。所述熏蒸处理中，第一次熏蒸处理时间为7min；第二次熏蒸处理时间为10min；第三次熏蒸处理时间为20min；

熏蒸方式b：

对上述得到的橡木材进行熏蒸处理，熏蒸温度为100℃，所述熏蒸处理，熏蒸液体主体采用氨水。所述氨水质量分数不低于5%；通过持续通入氨气，来保持氨水浓度。所述熏蒸处理中，熏蒸处理时间为37min；

熏蒸方式c；

对上述得到的橡木材进行熏蒸处理，熏蒸温度为100℃，所述熏蒸处理，熏蒸液体主体采用清水。所述熏蒸处理中，熏蒸处理时间为37min；

表2

由表2可以看出，采用本发明的熏蒸方式对橡木的熏蒸处理，能够显著的改善橡木顺纹压缩性能，提高橡木的塑性，通过以不同温度的三次熏蒸处理的结合，同时以一定浓度的氨水作为熏蒸液，能够更好的促进水分子在橡木内部的扩散，同时，碱性溶液对木质素、半纤维素和纤维素具有软化溶胀作用。

以实施例4为基础试样，对比不同微波次数，对橡木木材的顺纹压缩性能检测：

采用同一批橡木，进行分别处理，每组处理结果检测取5次的平均值；

表3

由表3可以看出，本发明方法通过改变传统的连续性微波加热带来的弊端，通过间隔，分多次进行微波加热处理，尤其是对于纤维素的非结晶区,当橡木内部吸收足够多的水分后,再包覆的情况下，通过分次微波处理，分子热运动的能量增加,促进抽提物的溶出,水分子与纤维素非结晶区、半纤维素中的d-葡萄糖基吡喃环上的羟基作用更加直接,在细胞壁内密而发达的氢键结合会因水分子的进入而被切断,纤维素链分子间距离增大,分子链产生相互间的错位,变形得以实现,木材弹塑性增加,木材顺纹压缩和弯曲更加容易。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

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