一種低吸水率枕木的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于枕木加工技術，尤其涉及一種具有吸水率低、尺寸穩定、耐腐蝕、防蟲蛀、無毒無害、環境友好的枕木的制備方法。
【背景技術】
[0002]枕木是承載物體，是用于鐵路、橋梁和其它專用軌道走行設備鋪設和承載設備鋪墊的一種材料，其重量輕，彈性好，制作簡單，價格便宜，被廣泛應用。但木材易吸水，尺寸不穩定，以及易腐蝕，易被蟲蛀，所以木枕的壽命很短，隔幾年就需要重新更換，從而需要消耗大量的木材，對環境和資源造成很大的壓力。目前為了提高木枕的壽命，常對木枕進行注油處理，形成油枕，即將原木素枕浸在煤焦油和蒽油的混合溶液里，經過高溫高壓處理，混合油浸漬到木材中，木材變得非常堅硬，非但不容易腐爛，而且防水，尺寸穩定。但這種處理方式有很多弊端，如油處理過程中所采用的防腐劑對人體有一定的危害性;在搬運與使用中，與皮膚接觸會造成皮膚過敏或灼傷，若入口中則會引起中毒;在干旱和炎熱天氣環境下，產品表面會有少量溢油現象，會污染其它物品；另外，由于產品中注入了大量油，會更容易引發燃燒，因而存在很大的危險。
[0003]注油處理枕木存在上述弊端，因此人們開始思考新的方法來處理枕木。制備枕木的木材一般為松木、杉木、榆木、楓木等，其細胞壁主要由纖維素、半纖維素和木質素三種高聚物組成，而這三種高聚物中都含有羥基，它們親水能力強，吸水能力高，這就是為什么枕木尺寸不穩定，防腐、防蟲蛀性能差的根本原因。針對這種情況，我們使用化學方法對原木素枕進行處理，讓親水性弱的基團取代羥基，從根本上降低枕木的吸水能力，從而也就提高了枕木的尺寸穩定性和防腐防蛀性能。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中原木素枕性能的不足以及目前注油處理方式的弊端，提供一種低吸水率枕木的制備方法。
[0005]為解決技術問題，本發明的解決方案是:
[0006]本發明提供了一種低吸水率枕木的制備方法，包括以下步驟:
[0007](1)將原木素枕放入干燥箱中，在120°C干燥4?8小時；
[0008](2)干燥后的原木素枕置于密閉的反應容器中，抽真空30?120分鐘；然后加入化學試劑，將反應容器加壓至2?10個大氣壓，使化學試劑滲入至原木素枕的外層；
[0009]所述化學試劑是酸酐、酯中的至少一種；
[0010](3)控制反應容器內的反應溫度為100?150°C，加熱時間4?10小時，使化學試劑與原木素枕細胞壁中的高聚物發生反應；
[0011](4)反應結束后取出枕木，放入60?100°C的熱水中浸泡4?12小時;然后轉至真空干燥箱中，在100?150°C烘干4?10小時，即得到低吸水率枕木。
[0012]本發明中，所述原木素枕是松木、杉木、楓木，楊木、榆木或樺木中的任意一種材質。
[0013]本發明中，應控制所述化學試劑的用量，使原木素枕在進行反應時能夠全部浸沒于化學試劑中。
[0014]本發明中，所述化學試劑優選酸酐和酯的混合物，其質量配比關系為1?5:1。
[0015]本發明中，所述酸酐優選乙酸酐，所述酯優選乙酸乙烯酯。
[0016]發明原理描述:
[0017]本發明通過使原木素枕外層細胞壁中的纖維素、半纖維素和木質素等高聚物與化學試劑發生化學反應，使枕木的吸水率大幅降低，從而也就間接提高了枕木的尺寸穩定性和防腐、防蛀性能。
[0018]與現有技術相比，本發明的有益效果在于:
[0019]1、本發明制備的低吸水率枕木，其飽和吸水率為原木素枕的10?50 % ；間接提高了枕木的尺寸穩定性和防腐、防蛀性能。
[0020]2、與注油處理工藝相比，本發明工藝簡單，容易實現，成本更低；制得的低吸水率枕木不含對人體有危害性的防腐劑，產品表面干凈不會污染;產品避免了注入油性物質，不會產生易燃的危險。
[0021]3、本發明制備的低吸水率枕木可作為鐵路枕木、橋梁枕木、道岔枕木和其它專用用途。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明制備得到的低吸水率枕木結構示意圖。
[0023]圖中:1為化學處理層，2為未經化學反應處理的枕芯原木層，前者將后者全方位包覆。
【具體實施方式】
[0024]實施例1
[0025]將原木素枕(松木，長2500mm;寬220mm;厚145mm)放入120°C干燥箱中干燥4小時，然后放入密閉反應容器中，抽真空30分鐘后加入乙酸酐，并施加2個大氣壓壓力將乙酸酐注入到枕木中，隨后加熱乙酸酐至100°C，反應4小時。反應結束后，將枕木放入60°C的水中，浸泡4個小時后，將枕木放入120°C真空干燥箱中，烘干4小時，其飽和吸水率為原木素枕的50%。制得的低吸水率枕木包括化學處理層1和未經化學反應處理的枕芯原木層2，前者將后者全方位包覆。
[0026]實施例2
[0027]將原木素枕(松木，長2500mm;寬220mm;厚145mm)放入120°C干燥箱中干燥8小時，然后放入密閉反應容器中，抽真空120分鐘后加入乙酸酐，并施加10個大氣壓壓力將乙酸酐注入到枕木中，隨后加熱乙酸酐至150°C，反應10小時。反應結束后，將枕木放入100°C的水中，浸泡12個小時后，將枕木放入100°C真空干燥箱中，烘干10小時，其飽和吸水率為原木素枕的25%。制得的低吸水率枕木包括化學處理層1和未經化學反應處理的枕芯原木層2，前者將后者全方位包覆。
[0028]實施例3
[0029]將原木素枕(杉木，長2500mm;寬220mm;厚160mm)放入120°C干燥箱中干燥8小時，然后放入密閉反應容器中，抽真空60分鐘后加入乙酸酐，并施加5個大氣壓壓力將乙酸酐注入到枕木中，隨后加熱乙酸酐至120°C，反應6小時。反應結束后，將枕木放入80°C的水中，浸泡8個小時后，將枕木放入120°C真空干燥箱中，烘干8小時，其飽和吸水率為原木素枕的20%。制得的低吸水率枕木包括化學處理層1和未經化學反應處理的枕芯原木層2，前者將后者全方位包覆。
[0030]實施例4
[0031]將原木素枕(楓木，長2500mm;寬220mm;厚300mm)放入120°C干燥箱中干燥6小時，然后放入密閉反應容器中，抽真空90分鐘后加入乙酸酐，并施加10個大氣壓壓力將乙酸酐注入到枕木中，隨后加熱乙酸酐至150°C，反應10小時。反應結束后，將枕木放入100°C的水中，浸泡12個小時后，將枕木放入120°C真空干燥箱中，烘干10小時，其飽和吸水率為原木素枕的35%。制得的低吸水率枕木包括化學處理層1和未經化學反應處理的枕芯原木層2，前者將后者全方位包覆。
[0032]實施例5
[0033]將原木素枕(松木，長2500mm;寬220mm;厚145mm)放入120°C干燥箱中干燥4小時，然后放入密閉反應容器中，抽真空50分鐘后加入乙酸乙烯酯，并施加2個大氣壓壓力將乙酸酐注入到枕木中，隨后加熱乙酸乙烯酯至100°C，反應4小時。反應結束后，將枕木放入60°C的水中，浸泡4個小時后，將枕木放入120°C真空干燥箱中，烘干4小時，其飽和吸水率為原木素枕的45%。制得的低吸水率枕木包括化學處理層1和未經化學反應處理的枕芯原木層2，前者將后者全方位包覆。
[0034]實施例6
[0035]將原木素枕(杉木，長2500mm;寬220mm;厚160mm)放入120°C干燥箱中干燥8小時，然后放入密閉反應容器中，抽真空120分鐘后加入乙酸乙烯酯，并施加10個大氣壓壓力將乙酸酐注入到枕木中，隨后加熱乙酸乙烯酯至150°C，反應10小時。反應結束后，將枕木放入100°C的水中，浸泡12個小時后，將枕木放入150°C真空干燥箱中，烘干10小時，其飽和吸水率為原木素枕的30%。制得的低吸水率枕木包括化學處理層1和未經化學反應處理的枕芯原木層2，前者將后者全方位包覆。
[0036]實施例7
[0037]將原木素枕(楓木，長2500mm;寬220mm;厚300mm)放入120°C干燥箱中干燥6小時，然后放入密閉反應容器中，抽真空120分鐘后加入乙酸乙烯酯，并施加8個大氣壓壓力將乙酸酐注入到枕木中，隨后加熱乙酸酐至130°C