本發(fā)明屬于木材防霉技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種水蒸汽蒸煮與二氧化碳浸提木材的綠色防霉處理方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，橡膠木、楓香木、松木等木材由于其自身存在易吸潮的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)或富含營養(yǎng)物質(zhì)和易揮發(fā)有機(jī)物，導(dǎo)致其在潮濕環(huán)境中易發(fā)生霉變和色變，影響后續(xù)加工利用。如橡膠木屬于散孔材，干縮小、易加工、價(jià)格低廉，是制作家具和玩具的優(yōu)質(zhì)木材，但由于其含有約1％的蛋白質(zhì)和3％的淀粉等營養(yǎng)物質(zhì)，在潮濕環(huán)境里極易發(fā)生霉變。CN102265902A公開了“一種橡膠木的防霉劑及其應(yīng)用”專利技術(shù)，是先用烷基萘酸鈉溶液進(jìn)行預(yù)處理，然后采用由10％硫酸、乙基丁基胺、四硼酸納組成的防霉劑進(jìn)行防霉處理。CN103707375A公開了“一種實(shí)木防霉的處理方法”，采用實(shí)木烘干、恒溫、抽濕、表面二次噴涂上漆四個(gè)步驟對實(shí)木進(jìn)行防霉處理，專利實(shí)木烘干與普通木材干燥的差異是采用蒸汽對干燥房進(jìn)行定時(shí)調(diào)溫和調(diào)濕處理，且最高溫度升至85℃，對實(shí)木防霉效果不佳；恒溫和抽濕步驟主要是為了控制實(shí)木的含水率；表面二次噴涂上漆屬于實(shí)木的后續(xù)加工工序，作為實(shí)木預(yù)處理工序?qū)⒂绊憣?shí)木后續(xù)用途。在現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用于木材防腐的硼酚合劑等早期防霉劑、低毒型工業(yè)殺菌劑、低毒高效的有機(jī)化學(xué)試劑防霉劑，都存在一定的毒性、對人體產(chǎn)生危害，低毒性防霉劑并不能滿足木制玩具行業(yè)等對木材安全無害的要求。實(shí)木干燥與表面噴涂上漆等聯(lián)合處理限制木材的用途，給木材后續(xù)應(yīng)用帶來不便。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是研制出一種利用飽和水蒸汽和二氧化碳等天然無毒介質(zhì)與木材中易吸潮的結(jié)構(gòu)基團(tuán)反應(yīng)、去除大部分營養(yǎng)物質(zhì)和易揮發(fā)有機(jī)物、長期防腐效果良好的木材綠色防霉處理方法。
解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：木材同步進(jìn)行飽和水蒸汽蒸煮與二氧化碳浸提處理，木材在高溫高濕、飽和水蒸汽與二氧化碳共同氣氛下，由于化學(xué)基團(tuán)結(jié)合、木材成分受熱分解等化學(xué)反應(yīng)，降低木材中易吸潮的結(jié)構(gòu)基團(tuán)；飽和水蒸汽和二氧化碳在處理罐中流動，帶走部分蛋白和脂類等營養(yǎng)物質(zhì)和易揮發(fā)有機(jī)物；二氧化碳溶于水生成一定量的碳酸，對木材起到酸浸提作用。
該防霉處理方法按如下步驟進(jìn)行：
一、以水蒸汽為加熱介質(zhì)，通過壓縮機(jī)從另一進(jìn)氣管通入二氧化碳?xì)怏w，排除處理罐中空氣含量至5％以內(nèi)，快速升溫至100-120℃，處理罐壓力保持0.5-1MPa，保溫時(shí)間2-4h；
二、繼續(xù)通入水蒸汽，空壓機(jī)加壓通入二氧化碳，處理罐壓力1-3MPa，升溫至120-150℃，保溫時(shí)間4-8h；
三、繼續(xù)通入水蒸汽和二氧化碳，保溫120-150℃，處理罐壓力1-2MPa，干燥至含水率5％以內(nèi)；
四、停止通入二氧化碳，噴淋降溫至90℃以內(nèi)，調(diào)節(jié)濕度，自然降溫，木材含水率4-8％。
木材為楓木、橡膠木、松木等國產(chǎn)傳統(tǒng)優(yōu)質(zhì)木材和速生材的板材，板材厚度小于等于100mm。
本發(fā)明的有益效果是：本方法采用木材同步進(jìn)行飽和水蒸汽蒸煮與二氧化碳浸提處理，降低了木材中易吸潮的結(jié)構(gòu)基團(tuán)，去除部分蛋白和脂類等營養(yǎng)物質(zhì)和易揮發(fā)有機(jī)物，綠色環(huán)保、安全無害、長期防霉效果好；用本方法防霉處理的木材環(huán)保安全，可用于制備兒童木制玩具、嬰童生活用品等。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明下面結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步詳述：以下實(shí)施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。
實(shí)施例1
1)試樣制備
將楓香木材制成規(guī)格為500×120×20mm(長×寬×厚)的試樣。
2)水蒸汽蒸煮與二氧化碳浸提處理
將楓香木置于可同時(shí)通加熱介質(zhì)水蒸汽和二氧化碳?xì)怏w、耐壓-0.1-4MPa木材高壓防腐的處理罐中，通入加熱介質(zhì)飽和水蒸汽，通過壓縮機(jī)從另一進(jìn)氣管通入二氧化碳?xì)怏w，排除處理罐中空氣含量至5％以內(nèi)，快速升溫至100℃，處理罐壓力保持0.5MPa，保溫時(shí)間2h；繼續(xù)通入水蒸汽，空壓機(jī)加壓通入二氧化碳，處理罐壓力1MPa，升溫至120℃，保溫時(shí)間4h；繼續(xù)通入水蒸汽和二氧化碳，保溫120℃，處理罐壓力1MPa，干燥至含水率5％以內(nèi)；停止通入二氧化碳，噴淋降溫至90℃以內(nèi)，調(diào)節(jié)濕度，自然降溫，木材含水率7.45％。
3)試樣耐腐性能
楓香木防腐試驗(yàn)的質(zhì)量損失率7.45％，耐腐等級I。
實(shí)施例2
1)試樣制備
將楓香木材制成規(guī)格為500×120×40mm(長×寬×厚)的試樣。
2)水蒸汽蒸煮與二氧化碳浸提處理
本實(shí)施例中木材綠色防霉處理方法的步驟如下：通入加熱介質(zhì)飽和水蒸汽，通過壓縮機(jī)從另一進(jìn)氣管通入二氧化碳?xì)怏w，排除處理罐中空氣含量至5％以內(nèi)，快速升溫至110℃，處理罐壓力保持0.75MPa，保溫時(shí)間3h；繼續(xù)通入水蒸汽，空壓機(jī)加壓通入二氧化碳，處理罐壓力2MPa，升溫至135℃，保溫時(shí)間6h；繼續(xù)通入水蒸汽和二氧化碳，保溫135℃，處理罐壓力1.5MPa，干燥至含水率5％以內(nèi)；停止通入二氧化碳，噴淋降溫至90℃以內(nèi)，調(diào)節(jié)濕度，自然降溫，木材含水率9.61％。
3)試樣耐腐性能
楓香木防腐試驗(yàn)的質(zhì)量損失率6.71％，耐腐等級I。
實(shí)施例3
1)試樣制備
將楓香木材制成規(guī)格為500×120×60mm(長×寬×厚)的試樣。
2)水蒸汽蒸煮與二氧化碳浸提處理
本實(shí)施例中木材綠色防霉處理方法的步驟如下：通入加熱介質(zhì)飽和水蒸汽，通過壓縮機(jī)從另一進(jìn)氣管通入二氧化碳?xì)怏w，排除處理罐中空氣含量至5％以內(nèi)，快速升溫至120℃，處理罐壓力保持1.0MPa，保溫時(shí)間4h；繼續(xù)通入水蒸汽，空壓機(jī)加壓通入二氧化碳，處理罐壓力3MPa，升溫至150℃，保溫時(shí)間8h；繼續(xù)通入水蒸汽和二氧化碳，保溫150℃，處理罐壓力2.0MPa，干燥至含水率5％以內(nèi)；停止通入二氧化碳，噴淋降溫至90℃以內(nèi)，調(diào)節(jié)濕度，自然降溫，木材含水率7.28％。
3)試樣耐腐性能
楓香木防腐試驗(yàn)的質(zhì)量損失率5.50％，耐腐等級I。
實(shí)施例4
1)試樣制備
將橡膠木制成規(guī)格為500×120×20mm(長×寬×厚)的試樣。
2)水蒸汽蒸煮與二氧化碳浸提處理
本實(shí)施例中木材綠色防霉處理方法的步驟如下：通入加熱介質(zhì)飽和水蒸汽，通過壓縮機(jī)從另一進(jìn)氣管通入二氧化碳?xì)怏w，排除處理罐中空氣含量至5％以內(nèi)，快速升溫至105℃，處理罐壓力保持0.6MPa，保溫時(shí)間2.5h；繼續(xù)通入水蒸汽，空壓機(jī)加壓通入二氧化碳，處理罐壓力1.25MPa，升溫至125℃，保溫時(shí)間4.5h；繼續(xù)通入水蒸汽和二氧化碳，保溫125℃，處理罐壓力1.25MPa，干燥至含水率5％以內(nèi)；停止通入二氧化碳，噴淋降溫至90℃以內(nèi)，調(diào)節(jié)濕度，自然降溫，木材含水率6.97％。
3)試樣耐腐性能
橡膠木防腐試驗(yàn)的質(zhì)量損失率6.39％，耐腐等級I。
實(shí)施例5
1)試樣制備
將橡膠木制成規(guī)格為500×120×40mm(長×寬×厚)的試樣。
2)水蒸汽蒸煮與二氧化碳浸提處理
本實(shí)施例中木材綠色防霉處理方法的步驟如下：通入加熱介質(zhì)飽和水蒸汽，通過壓縮機(jī)從另一進(jìn)氣管通入二氧化碳?xì)怏w，排除處理罐中空氣含量至5％以內(nèi)，快速升溫至115℃，處理罐壓力保持0.8MPa，保溫時(shí)間3.5h；繼續(xù)通入水蒸汽，空壓機(jī)加壓通入二氧化碳，處理罐壓力2.25MPa，升溫至140℃，保溫時(shí)間6.5h；繼續(xù)通入水蒸汽和二氧化碳，保溫140℃，處理罐壓力1.75MPa，干燥至含水率5％以內(nèi)；停止通入二氧化碳，噴淋降溫至90℃以內(nèi)，調(diào)節(jié)濕度，自然降溫，木材含水率8.04％。
3)試樣耐腐性能
橡膠木防腐試驗(yàn)的質(zhì)量損失率5.80％，耐腐等級I。
實(shí)施例6
1)試樣制備
將樟子松木材制成規(guī)格為500×120×40mm(長×寬×厚)的試樣。
2)水蒸汽蒸煮與二氧化碳浸提處理
本實(shí)施例中木材綠色防霉處理方法的步驟如下：通入加熱介質(zhì)飽和水蒸汽，通過壓縮機(jī)從另一進(jìn)氣管通入二氧化碳?xì)怏w，排除處理罐中空氣含量至5％以內(nèi)，快速升溫至105℃，處理罐壓力保持0.5MPa，保溫時(shí)間2h；繼續(xù)通入水蒸汽，空壓機(jī)加壓通入二氧化碳，處理罐壓力1.0MPa，升溫至125℃，保溫時(shí)間4.0h；繼續(xù)通入水蒸汽和二氧化碳，保溫125℃，處理罐壓力1.0MPa，干燥至含水率5％以內(nèi)；停止通入二氧化碳，噴淋降溫至90℃以內(nèi)，調(diào)節(jié)濕度，自然降溫，木材含水率10.16％。
3)試樣耐腐性能
樟子松木材防腐試驗(yàn)的質(zhì)量損失率8.13％，耐腐等級I。
實(shí)施例7
1)試樣制備
將樟子松木材制成規(guī)格為500×120×60mm(長×寬×厚)的試樣。
2)水蒸汽蒸煮與二氧化碳浸提處理
本實(shí)施例中木材綠色防霉處理方法的步驟如下：通入加熱介質(zhì)飽和水蒸汽，通過壓縮機(jī)從另一進(jìn)氣管通入二氧化碳?xì)怏w，排除處理罐中空氣含量至5％以內(nèi)，快速升溫至115℃，處理罐壓力保持0.8MPa，保溫時(shí)間3h；繼續(xù)通入水蒸汽，空壓機(jī)加壓通入二氧化碳，處理罐壓力2.0MPa，升溫至140℃，保溫時(shí)間6.0h；繼續(xù)通入水蒸汽和二氧化碳，保溫140℃，處理罐壓力1.5MPa，干燥至含水率5％以內(nèi)；停止通入二氧化碳，噴淋降溫至90℃以內(nèi)，調(diào)節(jié)濕度，自然降溫，木材含水率8.77％。
3)試樣耐腐性能
樟子松防腐試驗(yàn)的質(zhì)量損失率8.48％，耐腐等級I。
雖然本發(fā)明已以實(shí)施例公開如上，但其并非用以限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，任何熟悉該項(xiàng)技術(shù)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍內(nèi)所作的更動與潤飾，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。