一种防腐防霉耐老化木板及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种防腐防霉耐老化木制品领域，尤其涉及一种防腐防霉耐老化木板及其制备方法。


背景技术：

2.现有技术中对木板防潮防霉抗菌常用处理方法有三种：表面处理：在木板表面涂刷防水涂料，如沥青漆、聚氨酯涂料等。这种方法简单易行，但对木板的保护效果较为有限。烘干处理：将木板进行干燥处理，使其含水率降低，从而达到防潮的目的。这种方法可以有效地防止木材腐烂、变形等问题，但需要专业设备和操作技能。化学防腐处理：将木板进行化学处理，如浸泡、喷涂等，使用防腐剂使木材具有防潮、防腐的能力。这种方法使用广泛，效果明显，但需要注意使用环保型防腐剂。封边处理：对木板的边缘进行封闭处理，使用胶水或封边条等物质将木板边缘密封，从而防止潮气侵入。这种方法简单易行，但需要注意选择适合的材质和粘接技术。
3.但此类方法均采用对木板外表面做防潮防霉抗菌处理，木板的内部仍就处于毫无防护的状态，在木板外层受损时，其内层便失去防护，使得该类木板使用寿命大大缩短，且木板外表层在使用过程中极易受到磕碰导致损坏，从而失去外表层的防护作用，使得其极易受潮发霉损坏，之后便需要进行更换或者进行维护，造成经济损失也不利于木林的防护。


技术实现要素：

4.本发明克服了现有技术的不足，提供一种防腐防霉耐老化木板及其制备方法。
5.为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种防腐防霉耐老化木板及其制备方法，包括：
6.s1:将多壁碳纳米管加入氧化剂溶液中，并根据预测用量逐次加入，并充分混合，在常压高温下进行氧化反应，使用洗涤剂清洗；
7.s2:将抗菌防腐剂和乳化剂加入有机溶剂中均匀混合，随后慢慢滴加至壳聚糖水溶液中，同时保持充分的搅拌，离心，沉淀，干燥，获得抗菌防腐剂微胶囊；
8.s3:对多壁碳纳米管与羧酸衍生物使用超声波搅拌反应，过滤，干燥，加入抗菌防腐剂微胶囊，搅拌，与多壁碳纳米管均匀混合；
9.s4:将s3的混合物、木粉、粘结剂、添加剂以及水加入搅拌釜搅拌混合，放入板形模具，热固；
10.s5：重复s1-s4操作得到多个s4产物，将s4产物叠放，压合。
11.本发明一个较佳实施例中，所述s1的氧化反应的氧化环境为在常压下进行40℃-80℃之间，反应时间为12h-24h。
12.本发明一个较佳实施例中，所述s1中的洗涤剂选取ph值为6-8的洗涤剂清洗，且进行反复清洗，所述s1中的氧化剂溶液为硝酸溶液或高锰酸钾溶液。
13.本发明一个较佳实施例中，在s2中的壳聚糖水溶液采用壳聚糖、调节剂和去离子
水等原材料，用盐酸或醋酸作为调节剂，用磁搅拌器上搅拌均匀，30min-40min，从而得到壳聚糖水溶液。
14.本发明一个较佳实施例中，在s2中的有机溶剂选取甲醇、乙醇或二甲苯中的一种。
15.本发明一个较佳实施例中，在s2中的壳聚糖水溶液在使用之前预先加热到60-70℃。
16.本发明一个较佳实施例中，在s3中的所述羧酸衍生物选取纳米碳酸钙，所述搅拌的参数均为20r/min-30r/min。
17.本发明一个较佳实施例中，在s4中所述添加剂包括铜酞菁盐、脲醛酸酯以及氢氧化铝。
18.本发明一个较佳实施例中，在s4中所述搅拌的参数为25r/min-45r/min，所述热固的参数为60min-80min，温度为75℃-80℃。
19.本发明一个较佳实施例中，在s5中的所述压合参数为压合温度120℃
[0020]-180℃，压合时间5min-10min，压合压力1.5mpa-2.0mpa。
[0021]
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
[0022]
(1)本发明提供一种防腐防霉耐老化木板及其制备方法，通过对多壁碳纳米管做改性处理，使其具有亲水性，且羧基化的多壁碳纳米管表面带有负电荷，从而再次增强了其附着力与亲水性，之后在对微胶囊进行既没有混合附着于上，最后使用木粉填充压合制成木板，以此以多壁碳纳米管为骨架均匀附着抗菌防腐微胶囊，再以木粉填充得到防腐防霉耐老化木板，有效的增强了抗菌防腐的性能与持久性，同时也增加了木板的使用寿命。
[0023]
(2)本发明一种防腐防霉耐老化木板及其制备方法，通过将多壁碳纳米管暴露在强氧化剂中进行氧化反应，使得多壁碳纳米管表面通过羟基和羧基等修饰成亲水性功能团，从而形成羟基化多壁碳纳米管和羧基化多壁碳纳米管，以此形成使得多壁碳纳米管获得亲水性，因此会对水产生吸附作用，不断对水分子产生吸附作用，从而不断使得多壁碳纳米管上的微胶囊溶解释放抗菌防腐剂，以此防止细菌、微生物等会对木板产生侵蚀作用的微生物的滋生以及水分子对木板的腐蚀或发霉作用，从而达到对木板进行由内而外多层次的防护。
[0024]
(3)本发明一种防腐防霉耐老化木板及其制备方法，通过将s4的固化物放入长方体模具内，在从上方顶部进行压合处理，在压合过程中其内部分子空隙之间减小，且其内部结构交错变形，空隙小的地方向空隙大的地方堆积，上下左右混杂交错，从而牵动其内部多壁碳纳米管，使得多壁碳纳米管交织在一起形成脉络，最终木板成型，且由于多壁碳纳米管交织在一起形成脉络，对木板内结构形成牵制作用，使得木板完全混为一体，增强了其强度。
附图说明
[0025]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
[0026]
图1是本发明的优选实施例的立体结构图；
具体实施方式
[0027]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。
[0028]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0029]
如图1所示，一种防腐防霉耐老化木板及其制备方法，包括：
[0030]
s1:将多壁碳纳米管加入氧化剂溶液中，并根据预测用量逐次加入，并充分混合，在常压高温下进行氧化反应，使用洗涤剂清洗；
[0031]
本发明一个较佳实施例中，所述s1的氧化反应的氧化环境为在常压下进行40℃-80℃之间，反应时间为12h-24h。
[0032]
本发明一个较佳实施例中，所述s1中的洗涤剂选取ph值为6-8的洗涤剂清洗，且进行反复清洗，所述s1中的氧化剂溶液为硝酸溶液或高锰酸钾溶液。
[0033]
需要说明的是，多壁碳纳米管与氧化剂溶液比例为1:2，将多壁碳纳米管暴露在强氧化剂中如硝酸溶液中时进行氧化反应，会使得多壁碳纳米管表面通过羟基和羧基等修饰成亲水性功能团，从而形成羟基化多壁碳纳米管和羧基化多壁碳纳米管，以此形成使得多壁碳纳米管获得亲水性，提高多壁碳纳米管在水相中的分散性和稳定性。
[0034]
s2:将抗菌防腐剂和乳化剂加入有机溶剂中均匀混合，随后慢慢滴加至壳聚糖水溶液中，同时保持充分的搅拌，离心，沉淀，干燥，获得抗菌防腐剂微胶囊；
[0035]
本发明一个较佳实施例中，在s2中的壳聚糖水溶液采用壳聚糖、调节剂和去离子水等原材料，用盐酸或醋酸作为调节剂，用磁搅拌器上搅拌均匀，30min-40min，从而得到壳聚糖水溶液。
[0036]
需要说明的是，抗菌防腐剂、乳化剂与壳聚糖水溶液的比例为1:3:6，一般情况下，用盐酸或醋酸作为调节剂制备壳聚糖水溶液。
[0037]
1.准备壳聚糖、调节剂和去离子水等原材料。一般情况下，用盐酸或醋酸作为调节剂制备壳聚糖水溶液。
[0038]
2.将一定质量的壳聚糖粉末加入去离子水中，并放置室温静置搅拌10～12h，使其充分吸水。
[0039]
3.在壳聚糖与水的混合物中添加调节剂，以便控制壳聚糖的溶解度和ph值。对于醋酸来说，步骤2中的混合物肯定是足够的，因此只需要添加适量的醋酸就可以了。对于盐酸来说，需要将适量的盐酸稀释到一定浓度。
[0040]
4.将上述混合物放置到磁搅拌器上搅拌均匀，30min-40min，从而得到壳聚糖水溶液。
[0041]
本发明一个较佳实施例中，在s2中的有机溶剂选取甲醇、乙醇或二甲苯中的一种。
[0042]
本发明一个较佳实施例中，在s2中的壳聚糖水溶液在使用之前预先加热到60-70℃。
[0043]
需要说明的是，此制备的抗菌防腐剂微胶囊为水溶性微胶囊，制备抗菌防腐剂的
水溶性微胶囊，需要选择可以水溶性聚合物作为壳层材料，并在制备过程中使其形成包裹活性物质的囊泡结构，在制备时将含有抗菌防腐剂的油滴悬浮在水相中，然后通过添加乳化剂和搅拌等方法，使油滴逐渐形成微米级别的水/油混合物，并加入水溶性聚合物如壳聚糖溶液，然后通过形成乳液体系，较为均匀地将水溶性聚合物包埋在混合物中，形成胶囊，最终通过离心和洗涤等步骤清洗得到以壳聚糖为壳层的水溶性的微胶囊。
[0044]
s3:对多壁碳纳米管与羧酸衍生物使用超声波搅拌反应，过滤，干燥，加入抗菌防腐剂微胶囊，搅拌，与多壁碳纳米管均匀混合；
[0045]
本发明一个较佳实施例中，在s3中的所述羧酸衍生物选取纳米碳酸钙，所述搅拌的参数均为20r/min-30r/min。
[0046]
需要说明的是，多壁碳纳米管与羧酸衍生物比例为1:6，亲水性处理后的多壁碳纳米管可以提高其在水相中的分性和稳定性，从而增强其对抗菌防腐剂水溶性微胶囊的吸附性能，羧基化的多壁碳纳米管表面带有负电荷，具有一定的亲水性，可以使其更容易微胶囊相互作用，从而实现表面吸附抗菌防腐剂微胶囊的目的，在亲水性多壁碳纳米管与抗菌防腐剂微胶囊通过搅拌，使得抗菌防腐性微胶囊均匀附着在多壁碳纳米管上，且羧基化的多壁碳纳米管表面带有负电荷，从而再次增强了其附着力与亲水性。
[0047]
s4:将s3的混合物、木粉、粘结剂、添加剂以及水加入搅拌釜搅拌混合，放入板形模具，热固；
[0048]
本发明一个较佳实施例中，在s4中所述添加剂包括铜酞菁盐、脲醛酸酯以及氢氧化铝。
[0049]
本发明一个较佳实施例中，在s4中所述搅拌的参数为25r/min-45r/min，所述热固的参数为60min-80min，温度为75℃-80℃。
[0050]
需要说明的是，混合物、木粉、粘结剂、添加剂以及水比例为1:1-1.5:0.05-0.2:0-1％:35-50％，混合材料时需要确保原材料的充分均匀混合，并在操作过程中严格控制材料的配方、比例和搅拌时间等条件，以免影响制品的质量和性能。此外，在固化过程中，要避免高温和潮湿的环境，以免影响木制品的干燥效果和质量，且此时固化物呈蓬松的状态，其内部空隙较多。
[0051]
s5：重复s1-s4操作得到多个s4产物，将s4产物叠放，压合。
[0052]
本发明一个较佳实施例中，在s5中的所述压合参数为压合温度120℃-180℃，压合时间5min-10min，压合压力1.5mpa-2.0mpa。
[0053]
需要说明的是，将蓬松状态下的固化物放入长方体模具内，在从上方顶部进行压合处理，在压合过程中其内部分子空隙之间减小，且其内部结构交错变形，空隙小的地方向空隙大的地方堆积，上下左右混杂交错，从而牵动其内部多壁碳纳米管，使得多壁碳纳米管交织在一起形成脉络，最终木板成型，且由于多壁碳纳米管交织在一起形成脉络，对木板内结构形成牵制作用，使得木板完全混为一体，增强了其强度。
[0054]
实施例一，
[0055]
将多壁碳纳米管加入氧化剂溶液中，多壁碳纳米管与氧化剂溶液比例为1:2，并根据预测用量逐次加入，并充分混合，在常压高温下进行氧化反应，氧化环境为在常压下进行40℃-80℃之间，反应时间为12h-24h，使用洗涤剂清洗，洗涤剂选取ph值为6-8的洗涤剂清洗，且进行反复清洗；将抗菌防腐剂和乳化剂加入有机溶剂中均匀混合，有机溶剂选取甲
醇、乙醇或二甲苯中的一种，随后慢慢滴加至壳聚糖水溶液中，壳聚糖水溶液在使用之前预先加热到60-70℃，抗菌防腐剂、乳化剂与壳聚糖水溶液的比例为1:3:6，同时保持充分的搅拌，离心，沉淀，干燥，获得抗菌防腐剂微胶囊；对多壁碳纳米管与羧酸衍生物使用超声波搅拌反应，羧酸衍生物选取纳米碳酸钙，多壁碳纳米管与羧酸衍生物比例为1:6，过滤，干燥，加入抗菌防腐剂微胶囊，搅拌，搅拌时间为20r/min-30r/min，与多壁碳纳米管均匀混合；将混合物、木粉、粘结剂、添加剂以及水加入搅拌釜搅拌混合，其中混合物、木粉、粘结剂、添加剂以及水比例为1:1-1.5:0.05-0.2:0-1％:35-50％，放入板形模具，热固，搅拌的参数为25r/min-45r/min，热固的参数为60min-80min，温度为75℃-80℃，最后将产物叠放压合，压合参数为压合温度120℃-180℃，压合时间5min-10min，压合压力1.5mpa-2.0mpa。在木板位于潮湿处或者较湿润的地方时，由于多壁碳纳米管表面通过羟基和羧基等修饰成亲水性功能团，从而形成羟基化多壁碳纳米管和羧基化多壁碳纳米管，以此形成使得多壁碳纳米管获得亲水性，因此会对水产生吸附作用，不断对水分子产生吸附作用，则此时以壳聚糖为壳层的微胶囊遇到水分子壳层融化，其内部的抗菌防腐剂散发出，对木板进行作用，且木板是木粉与多壁碳纳米管均匀混合而成，从而使得木板内的多壁碳纳米管呈均匀分布状态，而微胶囊则是均匀附着于多壁碳纳米管，由此可见微胶囊是均匀分布于木板内侧，而且多壁碳纳米管经过亲水性处理，从而使得在木板位于潮湿处或者较湿润的地方时，水分较大，多壁碳纳米管则对水分子进行吸附，水分子与微胶囊作用，使得微胶囊溶解，微胶囊内部的抗菌防腐剂散发至木板上，对木板进行作用以此防止细菌、微生物等会对木板产生侵蚀作用的微生物的滋生以及水分子对木板的腐蚀作用，从而达到对木板进行由内而外多层次的防护。
[0056]
对照组一(空白组)
[0057]
将多壁碳纳米管加入氧化剂溶液中，使用洗涤剂清洗，洗涤剂选取ph值为6-8的洗涤剂清洗，且进行反复清洗；将抗菌防腐剂和乳化剂加入有机溶剂中均匀混合，有机溶剂使用二甲苯，随后慢慢滴加至壳聚糖水溶液中，壳聚糖水溶液在使用之前预先加热到60-70℃，抗菌防腐剂、乳化剂与壳聚糖水溶液的比例为1:3:6，同时保持充分的搅拌，离心，沉淀，干燥，获得抗菌防腐剂微胶囊；对多壁碳纳米管与羧酸衍生物使用超声波搅拌反应，羧酸衍生物选取纳米碳酸钙，多壁碳纳米管与羧酸衍生物比例为1:6，过滤，干燥，加入抗菌防腐剂微胶囊，搅拌，搅拌时间为20r/min-30r/min，与多壁碳纳米管均匀混合；将混合物、木粉、粘结剂、添加剂以及水加入搅拌釜搅拌混合，其中混合物、木粉、粘结剂、添加剂以及水比例为1:1-1.5:0.05-0.2:0-1％:35-50％，放入板形模具，热固，搅拌的参数为25r/min-45r/min，热固的参数为60min-80min，温度为75℃-80℃，最后将产物叠放压合，压合参数为压合温度120℃-180℃，压合时间5min-10min，压合压力1.5mpa-2.0mpa。
[0058]
测试结果：木材防霉等级为3级，中量生长，霉菌较大量生长和繁殖，占总面积70％以下。此方法未经过亲水、压合处理，无法吸附水分至内层使得微胶囊起作用，仅依靠表层微胶囊起作用，无法起到很好的抗菌防腐效果。
[0059]
对比例一
[0060]
将多壁碳纳米管加入氧化剂溶液中，多壁碳纳米管与氧化剂溶液比例为1:2，并根据预测用量逐次加入，并充分混合，在常压高温下进行氧化反应，氧化环境为在常压下进行40℃-80℃之间，反应时间为12h-24h使用洗涤剂清洗，洗涤剂选取ph值为6-8的洗涤剂清
洗，且进行反复清洗；将抗菌防腐剂和乳化剂加入有机溶剂中均匀混合，有机溶剂为二甲苯，随后慢慢滴加至壳聚糖水溶液中，壳聚糖水溶液在使用之前预先加热到60-70℃，抗菌防腐剂、乳化剂与壳聚糖水溶液的比例为1:3:6，同时保持充分的搅拌，离心，沉淀，干燥，获得抗菌防腐剂微胶囊；对多壁碳纳米管与羧酸衍生物使用超声波搅拌反应，羧酸衍生物选取纳米碳酸钙，多壁碳纳米管与羧酸衍生物比例为1:6，过滤，干燥，加入抗菌防腐剂微胶囊，搅拌，搅拌时间为20r/min-30r/min，与多壁碳纳米管均匀混合；将混合物、木粉、粘结剂、添加剂以及水加入搅拌釜搅拌混合，其中混合物、木粉、粘结剂、添加剂以及水比例为1:1-1.5:0.05-0.2:0-1％:35-50％，放入板形模具，热固，搅拌的参数为25r/min-45r/min，热固的参数为60min-80min，温度为75℃-80℃。
[0061]
测试结果：木材防霉等级1级：痕迹生长，即肉眼观察可见生长，但生长覆盖面积小于实验样品总面积的10％；此方法得到木材经过亲水性处理，使得木材能够不断的吸附水分子，从而不断释放抗菌防腐剂对木材进行保护。
[0062]
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

技术特征：
1.一种防腐防霉耐老化木板的制备方法，其特征在于，包括：s1:将多壁碳纳米管加入氧化剂溶液中，并根据预测用量逐次加入，并充分混合，在常压高温下进行氧化反应，使用洗涤剂清洗；s2:将抗菌防腐剂和乳化剂加入有机溶剂中均匀混合，随后慢慢滴加至壳聚糖水溶液中，同时保持充分的搅拌，离心，沉淀，干燥，获得抗菌防腐剂微胶囊；s3:对多壁碳纳米管与羧酸衍生物使用超声波搅拌反应，过滤，干燥，加入抗菌防腐剂微胶囊，搅拌，与多壁碳纳米管均匀混合；s4:将s3的混合物、木粉、粘结剂、添加剂以及水加入搅拌釜搅拌混合，放入板形模具，热固；s5：重复s1-s4操作得到多个s4产物，将s4产物叠放，压合。2.根据权利要求1所述的一种防腐防霉耐老化木板的制备方法，其特征在于：所述s1的氧化反应的氧化环境为在常压下进行40℃-80℃之间，反应时间为12h-24h。3.根据权利要求1所述的一种防腐防霉耐老化木板的制备方法，其特征在于：所述s1中的洗涤剂选取ph值为6-8的洗涤剂清洗，且进行反复清洗，所述s1中的氧化剂溶液为硝酸溶液或高锰酸钾溶液。4.根据权利要求1所述的一种防腐防霉耐老化木板的制备方法，其特征在于：在s2中的壳聚糖水溶液采用壳聚糖、调节剂和去离子水等原材料，用盐酸或醋酸作为调节剂，用磁搅拌器上搅拌均匀，30min-40min，从而得到壳聚糖水溶液。5.根据权利要求1所述的一种防腐防霉耐老化木板的制备方法，其特征在于：在s2中的有机溶剂选取甲醇、乙醇或二甲苯中的一种。6.根据权利要求1所述的一种防腐防霉耐老化木板的制备方法，其特征在于：在s2中的壳聚糖水溶液在使用之前预先加热到60-70℃。7.根据权利要求1所述的一种防腐防霉耐老化木板的制备方法，其特征在于：在s3中的所述羧酸衍生物选取纳米碳酸钙，所述搅拌的参数均为20r/min-30r/min。8.根据权利要求1所述的一种防腐防霉耐老化木板的制备方法，其特征在于：在s4中所述添加剂包括铜酞菁盐、脲醛酸酯以及氢氧化铝。9.根据权利要求1所述的一种防腐防霉耐老化木板的制备方法，其特征在于：在s4中所述搅拌的参数为25r/min-45r/min，所述热固的参数为60min-80min，温度为75℃-80℃。10.根据权利要求1所述的一种防腐防霉耐老化木板的制备方法，其特征在于：在s5中的所述压合参数为压合温度120℃-180℃，压合时间5min-10min，压合压力1.5mpa-2.0mpa。

技术总结
本发明公开了一种防腐防霉耐老化木板及其制备方法，包括：将多壁碳纳米管加入氧化剂溶液中，充分混合，进行氧化反应，使用洗涤剂清洗；将抗菌防腐剂和乳化剂加入有机溶剂中均匀混合，加至壳聚糖水溶液中，同时保持充分的搅拌，离心，沉淀，干燥，获得抗菌防腐剂微胶囊；对多壁碳纳米管与羧酸衍生物使用搅拌反应，过滤，干燥，加入抗菌防腐剂微胶囊，搅拌，与多壁碳纳米管均匀混合；将之前的混合物、木粉、粘结剂、添加剂以及水加入搅拌釜搅拌混合，放入板形模具，热固；压合，有效的增强了抗菌防腐的性能与持久性，同时也增加了木板的使用寿命。同时也增加了木板的使用寿命。同时也增加了木板的使用寿命。


技术研发人员：杨洋 张仲凤 宋菲菲 张蕾 黄凯 张继娟 王雨凡
受保护的技术使用者：东阳市家具研究院 河北木槐智能家居有限公司
技术研发日：2023.04.25
技术公布日：2023/8/16