一种气凝胶增强炭化竹制备工艺

摘要

本发明公开了一种气凝胶增强炭化竹制备工艺，包括以下步骤：（1）选用三年以上的青壮竹子，经截取、破片、去竹节、去青层、去黄层，接着投入100‑120℃的复合醇溶液中，恒温浸泡处理5‑10h，然后经一次干燥处理，使含水率≤10%；（2）将竹材浸入溶胶中，微波浸渍处理1‑5h后取出，室温陈化10‑50h；（3）陈化后的竹材投入无水乙醇中置换处理，使材料的含水量≤5%；（4）接着投入疏水溶剂中浸泡处理15‑30h，然后再次投入无水乙醇中置换处理；使材料含水量≤1%；（5）将材料经二次干燥处理，处理结束后的进行炭化处理，炭化结束后取出，材料经冷却、清理、抛光处理后即得所述的炭化竹。

权利要求

1.一种气凝胶增强炭化竹制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）选用三年以上的青壮竹子，经截取、破片、去竹节、去青层、去黄层，所得竹材投入复合醇溶液中，将体系加热至100-120℃，恒温浸泡处理5-10h后取出，经一次干燥处理，竹材含水率≤10%；

（2）将步骤（1）得到的竹材浸入溶胶中，微波浸渍处理1-5h后取出，室温陈化10-50h；

（3）将步骤（2）所得材料投入无水乙醇中置换处理，使材料的含水量≤5%；

（4）接着将材料投入疏水溶剂中浸泡处理15-30h，然后再次投入无水乙醇中置换处理；

使材料含水量≤1%；

（5）置换处理后的材料经二次干燥处理，处理结束后进行炭化处理，炭化结束后取出，材料经冷却、清理、抛光处理后即得所述的炭化竹；

所述的复合醇溶液是由1，2-丁二醇与金属盐、冰醋酸按10:1:0.1的重量比配制而成；

所述的二次干燥是以超临界二氧化碳为干燥介质，醇溶剂为辅助介质实现的；

所述的金属盐为碱金属或碱土金属的氯化盐、硝酸盐中的一种；

所述的溶胶为硅溶胶、铝溶胶、钛溶胶、锌溶胶中的一种；

所述的疏水溶剂是由疏水化试剂与无水乙醇按照1:0.001-0.01的体积比配制而成；

所述的疏水化试剂为氨基硅油。

2.如权利要求1所述的一种气凝胶增强炭化竹制备工艺，其特征在于，所述的一次干燥处理为热风干燥，温度为65-85℃。

3.如权利要求1所述的一种气凝胶增强炭化竹制备工艺，其特征在于，所述的炭化处理是将材料在180-350℃的真空条件下处理0.5-2h。

说明书

一种气凝胶增强炭化竹制备工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及炭化竹制备技术领域，尤其涉及一种气凝胶增强炭化竹制备工艺。

背景技术

[0002] 炭化木是一种性能比较优良、颜色美观且环境友好的木材产品，可广泛应用于装修、地板、家具及园林景观中，深受广大消费者的青睐。由于世界范围内木材资源日益紧张，竹材是目前公认代替木材资源唯一的绿色材料，研究者开始积极探索新型的炭化竹木材料。

[0003] 由于竹材在结构上较之木材更为疏松，强度更低，经高温炭化处理后密度、力学强度下降，在生产或使用过程中可能断裂 ，使用价值较低，且材料本身的阻燃性、尺寸稳定性、耐腐蚀性等并未得到较为明显的改善。

发明内容

[0004] 本发明为了弥补已有技术的缺陷，提供一种气凝胶增强炭化竹制备工艺。

[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的：

[0006] 一种气凝胶增强炭化竹制备工艺，包括以下步骤：

[0007] （1）选用三年以上的青壮竹子，经截取、破片、去竹节、去青层、去黄层，所得竹材投入复合醇溶液中，将体系加热至100-120℃，恒温浸泡处理5-10h后取出，经一次干燥处理，竹材含水率≤10%；

[0008] （2）将步骤（1）得到的竹材浸入溶胶中，微波浸渍处理1-5h后取出，室温陈化10-50h；

[0009] （3）将步骤（2）所得材料投入无水乙醇中置换处理，使材料的含水量≤5%；

[0010] （4）接着将材料投入疏水溶剂中浸泡处理15-30h，然后再次投入无水乙醇中置换处理；使材料含水量≤1%；

[0011] （5）置换处理后的材料经二次干燥处理，处理结束后的进行炭化处理，炭化结束后取出，材料经冷却、清理、抛光处理后即得所述的炭化竹。

[0012] 所述的复合醇溶液是由1，2-丁二醇与金属盐、冰醋酸按10:1:0.1的重量比配制而成。

[0013] 所述的金属盐为碱金属或碱土金属的氯化盐、硝酸盐中的一种。

[0014] 所述的一次干燥处理为热风干燥，温度为65-85℃。

[0015] 所述的溶胶为硅溶胶、铝溶胶、钛溶胶、锌溶胶中的一种。

[0016] 所述的疏水溶剂是由疏水化试剂与无水乙醇按照1:0.001-0.01的体积比配制而成。

[0017] 所述的二次干燥是以超临界二氧化碳为干燥介质，醇溶剂为辅助介质实现的。

[0018] 所述的炭化处理是将材料在180-350℃的真空条件下处理0.5-2h。

[0019] 本发明采用高沸点醇/金属盐/冰醋酸溶剂对竹材进行预处理 ，处理后的竹材更容易渗透浸入溶胶，且竹材内部留着的金属盐可有效的提高竹材炭化固着率；浸渍溶胶后的材料再经过溶胶-凝胶化工艺实现纳米粒子的固着，再经疏水、超临界干燥处理后得到气凝胶材料增强的竹材，最后将符合竹材进行真空炭化处理得到炭化竹，制得的炭化竹具有极佳的抗冲击韧性，抗老化性、耐热性以及吸湿性、防水性等明显改善，可用做高档家具、室内装修材料。

具体实施方式

[0020] 一种气凝胶增强炭化竹制备工艺，包括以下步骤：

[0021] （1）选用三年以上的青壮竹子，经截取、破片、去竹节、去青层、去黄层，所得竹材投入复合醇溶液中，将体系加热至100℃，恒温浸泡处理5h后取出，经一次干燥处理，竹材含水率≤10%；

[0022] （2）将步骤（1）得到的竹材浸入硅溶胶中，微波浸渍处理1h后取出，室温陈化10h；

[0023] （3）将步骤（2）所得材料投入无水乙醇中置换处理，使材料的含水量≤5%；

[0024] （4）接着将材料投入疏水溶剂中浸泡处理15h，然后再次投入无水乙醇中置换处理；使材料含水量≤1%；

[0025] （5）置换处理后的材料经二次干燥处理，处理结束后的进行炭化处理，炭化结束后取出，材料经冷却、清理、抛光处理后即得所述的炭化竹。

[0026] 所述的复合醇溶液是由1，2-丁二醇与氯化锌、冰醋酸按10:1:0.1的重量比配制而成。

[0027] 所述的一次干燥处理为热风干燥，温度为65℃。

[0028] 所述的一种气凝胶增强炭化竹制备工艺，所述的疏水溶剂是由氨基硅油与无水乙醇按照1:0.001的体积比配制而成。

[0029] 所述的二次干燥是以超临界二氧化碳为干燥介质，无水乙醇为辅助介质实现的。

[0030] 所述的炭化处理是将材料在180℃的真空条件下处理2h。