一种木材的防霉方法、防霉木材及其应用

技术领域

本发明属于防霉木材技术领域，具体涉及一种木材的防霉方法、防霉木材及其应用。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们越来越注重环保和健康，更倾向于亲近自然，因此不管是家居用品还是玩具，人们越来越倾向于木材的材质。然而，木材受潮(吸收空气中的水分)后容易发生霉变和变色，严重影响产品的使用体验。

现有的木材防霉主要靠涂料在木材表面形成封闭层，以阻断外界氧气、水、细菌与木材的接触从而避免霉变的发生。为了更好的保留木材本身的色泽和图纹，对木材本身的防霉提出了更高的要求。为了适应这一要求出现了以下三类防霉处理方法：一类为化学法，主要采用抗菌剂对木材进行防霉处理，但是抗菌剂大多为化学试剂，化学试剂的应用对人体安全存在隐患；另一类为物理法，主要采用辐射、烟熏等方式进行防霉处理，但是长时间接触辐射和烟熏的产品也会对人体安全存在隐患；第三类为木材改性的方法，主要是将树脂低分子渗透于木材后聚合，从而保护木材不发生霉变，但是这种处理方法步骤复杂，成本较高。现有的防霉处理方法虽然具有一定的防霉性能但是均不符合绿色环保的消费理念。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种木材防霉方法，本发明采用低温处理和中温处理相结合的方式对木材进行防霉处理，为纯物理工艺，保留了原木本身的色泽、结构具有较好的环保性；本发明提供的木材防霉方法步骤简单、易于操作。

本发明提供了一种木材的防霉方法，包括以下步骤：

将木材进行低温处理，得到低温处理木材；所述低温处理的温度为-30～-70℃；

将所述低温处理木材进行中温处理，得到二级处理木材；

循环所述低温处理和中温处理至少两次，得到防霉木材；

所述循环由低温处理开始。

优选的，所述低温处理的时间为20～25min。

优选的，所述低温处理在低温介质中进行，所述低温介质包括液氮或乙醇。

优选的，所述木材和低温介质的体积比为1：8～12。

优选的，所述中温处理包括：将低温处理后的木材进行第一中温处理，升温后再进行第二中温处理；

所述第一中温处理的温度为60～70℃，时间为110～130min；

所述第二中温处理的温度为90～95℃，时间为20～40min。

优选的，所述低温处理后还包括将低温处理后的木材回温，所述回温的温度为20～30℃，时间为20～40min。

优选的，所述木材的材质包括橡胶木、松木或枫木。

优选的，所述木材的含水率为10～20％。

本发明还提供了上述技术方案所述的防霉处理方法得到的防霉木材。

本发明还提供了上述技术方案所述的防霉木材在防霉木质产品中的应用。

本发明提供了一种木材防霉方法，包括以下步骤：将木材进行低温处理，得到低温处理木材；所述低温处理的温度为-30～-70℃；将所述低温处理木材进行中温处理，得到二级处理木材；循环所述低温处理和中温处理至少两次，得到防霉木材；所述循环由低温处理开始。本发明经过-30～-70℃的低温处理破坏了木材中的细胞壁、细胞膜，使细胞内营养物质外泄；外泄的细胞内营养物质经过多次低温、中温交替处理产生了分子间脱水聚合或微炭化，消除了细菌生长所需的营养源，有效提高了木材防霉能力。本发明提供的木材防霉方法为纯物理工艺，保留了原木本身的色泽、结构具有较好的环保性；本发明提供的木材防霉方法步骤简单、易于操作。

附图说明

图1为实施例1制备得到的防霉橡胶木和空白处理的橡胶木接种黑曲霉的防霉效果对比图，其中a为实施例1制备得到的防霉橡胶木接种黑曲霉4周后的防霉效果图，b为空白处理橡胶木接种黑曲霉4周后的防霉效果图；

图2为实施例3制备得到的防霉枫木和空白处理的枫木接种可可球二孢防霉的防霉效果对比图，其中c为实施例3制备得到的防霉枫木接种可可球二孢防霉4周后的防霉效果图，d为空白处理枫木接种可可球二孢防霉4周后的防霉效果图。

具体实施方式

本发明提供了一种木材防霉方法，包括以下步骤：

将木材进行低温处理，得到低温处理木材；所述低温处理的温度为-30～-70℃；

将所述低温处理木材进行中温处理，得到二级处理木材；

循环所述低温处理和中温处理至少两次，得到防霉木材；

所述循环由低温处理开始。

本发明将木材进行低温处理，得到低温处理木材。在本发明中，所述木材的材质优选包括橡胶木、松木或枫木，更优选为橡胶木或枫木，所述木材的含水率优选为10～20％，更优选为13～15％。在本发明中，所述低温处理的温度为-30～-70℃，优选为-40～-60℃；所述低温处理的时间优选为20～25min。在本发明中，所述低温处理优选为将木材浸泡在低温介质中，为了使木材能够完全浸没在低温介质中，本发明优选利用重物将木材限制在低温介质中，本发明的实施例具体为将木材装入金属网笼中，然后将装有木材的金属网笼浸泡在低温介质中。在本发明中，所述低温介质优选包括液氮或乙醇。在本发明中，当所述低温介质为液氮时，所述低温处理的温度优选为-40～-70℃，更优选为-60～-65℃；当所述低温介质为乙醇时，所述低温处理的温度优选为-30～-45℃，更优选为-35～-40℃。在本发明中，所述木材和低温介质的体积比优选为1:8～12，更优选为1:9～10。

在本发明中，低温处理后还优选包括将低温处理后的木材进行回温，得到低温处理木材。在本发明中，所述回温的温度优选为20～30℃，更优选为25～28℃；所述回温的时间优选为20～40min，更优选为25～30min。在本发明中，所述回温起到木材调质作用，以释放木材内部各类应力。

得到低温处理木材后，本发明将所述低温处理木材进行中温处理，得到二级处理木材。在本发明中，所述中温处理优选将低温处理后的木材进行第一中温处理，升温后再进行第二中温处理；所述第一中温处理的温度优选为60～70℃，更优选为65～67℃，所述第一中温处理的时间优选为110～130min，更优选为120～125min；所述第二中温处理的温度优选为90～95℃，所述第二中温处理的时间优选为20～40min，更优选为30～35min。

在本发明中，所述第一中温处理结束后优选在第一中温处理的温度基础上进行加热升温至第二中温处理的温度。在本发明中，所述第一中温处理和第二中温处理的升温速率独立的优选为60～75℃/min，更优选为65～70℃/min。

本发明对所述第一中温处理和第二中温处理用的装置无特殊限定，只要能够达到所需的温度即可。在本发明的实施例中，所述第一中温处理和第二中温处理独立的在热风干燥箱中进行。

得到二级处理木材后，循环所述低温处理和中温处理至少两次，得到防霉木材。在本发明中，所述循环的次数优选为2～3次。

本发明经过低温处理破坏了木材中的细胞壁和细胞膜，使细胞内营养物质外泄；外泄的细胞内营养物质经过多次低温、中温交替处理产生了分子间脱水聚合或微炭化，消除了细菌生长所需的营养源，有效提高了木材防霉能力。

本发明经过一次低温处理和中温处理能够使木材内的内聚力和应力得到一定的释放，循环进行低温、中温处理，木材内的大部分内聚力和应力得以释放，提高了木材尺寸的稳定性。

本发明提供的木材防霉方法为纯物理工艺保留了原木本身的色泽、结构具有较好的环保性；本发明提供的木材防霉方法步骤简单、易于操作。

本发明还提供了上述防霉方法得到的防霉木材。本发明提供的防霉木材对霉菌和变色菌具有100％的防治效力，所述防霉木材具有较好的尺寸稳定性，不易发生变形。

本发明还提供了上述防霉木材在防霉木质产品中的应用。在本发明中，所述防霉木质产品包括积木。利用本发明提供的防霉木材制备得到的积木具有环保性，不会对儿童身体产生有害影响。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

将200g体积约为300cm

将所述低温处理橡胶木置于热风干燥箱中按照65℃/min的升温速率升温至65℃第一中温处理120min，再按照65℃/min的升温速率升温至90℃，第二中温处理30min，得到二级处理橡胶木；

循环所述低温处理、回温和中温处理两次，得到防霉橡胶木。

实施例2

将400g体积约为600cm

将所述低温处理橡胶木置于热风干燥箱中按照60℃/min的升温速率升温至65℃第一中温处理120min，再按照70℃/min的升温速率升温至90℃，第二中温处理30min，得到二级处理橡胶木；

循环所述低温处理、回温和中温处理两次，得到防霉橡胶木。

实施例3

将500g体积约为750cm

将所述低温处理枫木置于热风干燥箱中按照70℃/min的升温速率升温至65℃第一中温处理130min，再按照70℃/min的升温速率升温至95℃，第二中温处理30min，得到二级处理枫木；

循环所述低温处理、回温和中温处理两次，得到防霉枫木。

对比例

将橡胶木和枫木进行空白处理作为空白对照。

按照GB/T18261-2000《防霉剂防治木材霉菌及蓝变菌的试验方法》检测实施例1～3制备得到的防霉木和空白对照的橡胶木和枫木的防霉性能，试菌为黑曲霉(Aspergillusniger)、桔青霉(Penicillium citrintim)、绿色术霉(Trichoderma viride)和可可球二孢(Botryodiplodia theobromae)。黑曲霉(Aspergillus niger)、桔青霉(Penicilliumcitrintim)、绿色术霉(Trichoderma viride)和可可球二孢(Botryodiplodiatheobromae)，由中国林科院木材工业研究所提供。(所述黑曲霉(Aspergillus niger)、桔青霉(Penicillium citrintim)、绿色术霉(Trichoderma viride)和可可球二孢(Botryodiplodia theobromae)在北京中国普通菌种保管中心注册，即可购得。)

试件接菌4周后，观察结果，接种菌种后防霉效果对比图，如图1和图2。图1为实施例1制备得到的防霉橡胶木和空白处理的橡胶木接种黑曲霉的防霉效果对比图，其中a为实施例1制备得到的防霉橡胶木接种黑曲霉4周后的防霉效果图，b为空白处理橡胶木接种黑曲霉4周后的防霉效果图；图2为实施例3制备得到的防霉枫木和空白处理的枫木接种可可球二孢防霉的防霉效果对比图，其中c为实施例3制备得到的防霉枫木接种可可球二孢防霉4周后的防霉效果图，d为空白处理枫木接种可可球二孢防霉4周后的防霉效果图。

由图1和图2可知，本发明制备得到的防霉木表面无菌丝内外部颜色均为试样原木本色，然而空白处理的橡胶木和枫木的表面滋生了大量菌丝，木质颜色发生明显变化。证明本发明制备得到的防霉木的被害值为0；对霉菌和变色菌的防治效力均达到100％，具有优良的防霉防变色性能。

按照GB/T1934.2-2009《木材物理力学性质试验方法》检测实施例1～3制备得到的防霉木和空白对照木(未进行处理的木材)的尺寸稳定性，结果列于表1中。

表1实施例1～3制备得到的防霉木和未处理木材尺寸稳定性测试对照表

根据表1中的数据可知，本发明实施例1～3制备得到的防霉木较空白对照的木材具有较高的尺寸稳定性。

尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。