具有化學(xué)處理層的低吸水率枕木的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于枕木加工技術(shù)，尤其涉及一種具有吸水率低、尺寸穩(wěn)定、耐腐蝕、防蟲(chóng)蛀、無(wú)毒無(wú)害、環(huán)境友好的枕木。
【背景技術(shù)】
[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(shè)備鋪設(shè)和承載設(shè)備鋪墊的一種材料，其重量輕，彈性好，制作簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，被廣泛應(yīng)用。但木材易吸水，尺寸不穩(wěn)定，以及易腐蝕，易被蟲(chóng)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(duì)環(huán)境和資源造成很大的壓力。目前為了提高木枕的壽命，常對(duì)木枕進(jìn)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(jīng)過(guò)高溫高壓處理，混合油浸漬到木材中，木材變得非常堅(jiān)硬，非但不容易腐爛，而且防水，尺寸穩(wěn)定。但這種處理方式有很多弊端，如油處理過(guò)程中所采用的防腐劑對(duì)人體有一定的危害性；在搬運(yùn)與使用中，與皮膚接觸會(huì)造成皮膚過(guò)敏或灼傷，若入口中則會(huì)引起中毒；在干旱和炎熱天氣環(huán)境下，產(chǎn)品表面會(huì)有少量溢油現(xiàn)象，會(huì)污染其它物品；另外，由于產(chǎn)品中注入了大量油，會(huì)更容易引發(fā)燃燒，因而存在很大的危險(xiǎn)。
[0003]注油處理枕木存在上述弊端，因此人們開(kāi)始思考新的方法來(lái)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(xì)胞壁主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)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(qiáng)，吸水能力高，這就是為什么枕木尺寸不穩(wěn)定，防腐、防蟲(chóng)蛀性能差的根本原因。針對(duì)這種情況，我們使用化學(xué)方法對(duì)原木素枕進(jìn)行處理，讓親水性弱的基團(tuán)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(wěn)定性和防腐防蛀性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中原木素枕性能的不足以及目前注油處理方式的弊端，提供一種具有化學(xué)處理層的低吸水率枕木。
[0005]為解決技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的解決方案是:
[0006]提供一種具有化學(xué)處理層的低吸水率枕木，包括未經(jīng)處理的原木素枕的枕芯原木層，所述枕芯原木層的外側(cè)包覆了化學(xué)處理層；
[0007]所述化學(xué)處理層是通過(guò)對(duì)原木素枕的外層進(jìn)行下述處理而獲得的:
[0008](1)將原木素枕放入干燥箱中，在120°C干燥4?8小時(shí)；
[0009](2)將干燥后的原木素枕置于密閉的反應(yīng)容器中，抽真空30?120分鐘；然后加入化學(xué)試劑，將反應(yīng)容器加壓至2?10個(gè)大氣壓，使化學(xué)試劑滲入至原木素枕的外層中；所述化學(xué)試劑是酸酐或酯中的至少一種；
[0010](3)控制反應(yīng)容器內(nèi)的溫度為100?150°C，加熱時(shí)間4?10小時(shí)，使化學(xué)試劑與原木素枕細(xì)胞壁中的高聚物發(fā)生反應(yīng)；
[0011](4)反應(yīng)結(jié)束后取出枕木，放入60?100°C的熱水中浸泡4?12小時(shí)；然后轉(zhuǎn)至真空干燥箱中，在100?150°C烘干4?10小時(shí)，即得到具有化學(xué)處理層的低吸水率枕木。
[0012]本發(fā)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(zhì)。
[0013]本發(fā)明中，應(yīng)控制所述化學(xué)試劑的用量，使原木素枕在進(jìn)行反應(yīng)時(shí)能夠全部浸沒(méi)于化學(xué)試劑中。
[0014]本發(fā)明中，所述化學(xué)試劑優(yōu)選酸酐和酯的混合物，其質(zhì)量配比關(guān)系為1?5: 1。
[0015]本發(fā)明中，所述酸酐優(yōu)選乙酸酐，所述酯優(yōu)選乙酸乙烯酯。
[0016]發(fā)明原理描述:
[0017]本發(fā)明通過(guò)使原木素枕外層細(xì)胞壁中的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等高聚物與化學(xué)試劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，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(wěn)定性和防腐、防蛀性能。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0019]1、本發(fā)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(wěn)定性和防腐、防蛀性能。
[0020]2、與注油處理工藝相比，本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，成本更低；制得的低吸水率枕木不含對(duì)人體有危害性的防腐劑，產(chǎn)品表面干凈不會(huì)污染；產(chǎn)品避免了注入油性物質(zhì)，不會(huì)產(chǎn)生易燃的危險(xiǎn)。
[0021]3、本發(fā)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(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明制備的低吸水率枕木結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中:1為化學(xué)處理層，2為未經(jīng)化學(xué)反應(yīng)處理的枕芯原木層，前者將后者全方位包覆。
【具體實(shí)施方式】
[0024]實(shí)施例1
[0025]本實(shí)施例中的具有化學(xué)處理層的低吸水率枕木，包括未經(jīng)處理的原木素枕的枕芯原木層2，所述枕芯原木層2的外側(cè)包覆了化學(xué)處理層1 ;化學(xué)處理層1是通過(guò)對(duì)原木素枕的外層進(jìn)行下述處理而獲得的:
[0026]將原木素枕(松木，長(zhǎng)2500mm ;寬220mm ;厚145mm)放入120°C干燥箱中干燥4小時(shí)，然后放入密閉反應(yīng)容器中，抽真空30分鐘后加入乙酸酐，并施加2個(gè)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(yīng)4小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，將枕木放入60°C的水中，浸泡4個(gè)小時(shí)后，將枕木放入120°C真空干燥箱中，烘干4小時(shí)，其飽和吸水率為原木素枕的50%。
[0027]實(shí)施例2
[0028]本實(shí)施例中的具有化學(xué)處理層的低吸水率枕木，包括未經(jīng)處理的原木素枕的枕芯原木層2，所述枕芯原木層2的外側(cè)包覆了化學(xué)處理層1 ;化學(xué)處理層1是通過(guò)對(duì)原木素枕的外層進(jìn)行下述處理而獲得的:
[0029]將原木素枕(松木，長(zhǎng)2500mm ;寬220mm ;厚145mm)放入120°C干燥箱中干燥8小時(shí)，然后放入密閉反應(yīng)容器中，抽真空120分鐘后加入乙酸酐，并施加10個(gè)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(yīng)10小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，將枕木放入100°C的水中，浸泡12個(gè)小時(shí)后，將枕木放入100°C真空干燥箱中，烘干10小時(shí)，其飽和吸水率為原木素枕的25%。
[0030]實(shí)施例3
[0031]本實(shí)施例中的具有化學(xué)處理層的低吸水率枕木，包括未經(jīng)處理的原木素枕的枕芯原木層2，所述枕芯原木層2的外側(cè)包覆了化學(xué)處理層1 ;化學(xué)處理層1是通過(guò)對(duì)原木素枕的外層進(jìn)行下述處理而獲得的:
[0032]將原木素枕(杉木，長(zhǎng)2500mm ;寬220mm ;厚160mm)放入120°C干燥箱中干燥8小時(shí)，然后放入密閉反應(yīng)容器中，抽真空60分鐘后加入乙酸酐，并施加5個(gè)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(yīng)6小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，將枕木放入80°C的水中，浸泡8個(gè)小時(shí)后，將枕木放入120°C真空干燥箱中，烘干8小時(shí)，其飽和吸水率為原木素枕的20%。
[0033]實(shí)施例4
[0034]本實(shí)施例中的具有化學(xué)處理層的低吸水率枕木，包括未經(jīng)處理的原木素枕的枕芯原木層2，所述枕芯原木層2的外側(cè)包覆了化學(xué)處理層1 ;化學(xué)處理層1是通過(guò)對(duì)原木素枕的外層進(jìn)行下述處理而獲得的:
[0035]將原木素枕(楓木，長(zhǎng)2500mm ;寬220mm ;厚300mm)放入120°C干燥箱中干燥6小時(shí)，然后放入密閉反應(yīng)容器中，抽真空90分鐘后加入乙酸酐，并施加10個(gè)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(yīng)10小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，將枕木放入100°C的水中，浸泡12個(gè)小時(shí)后，將枕木放入120°C真空干燥箱中，烘干10小時(shí)，其飽和吸水率為原木素枕的35%。
[0036]實(shí)施例5
[0037]本實(shí)施例中的具有化學(xué)處理層的低吸水率枕木，包括未經(jīng)處理的原木素枕的枕芯原木層2，所述枕芯原木層2的外側(cè)包覆了化學(xué)處理層1 ;化學(xué)處理層1是通過(guò)對(duì)原木素枕的外層進(jìn)行下述處理而獲得的:
[0038]將原木素枕(松木，長(zhǎng)2500mm ;寬220mm ;厚145mm)放入120°C干燥箱中干燥4小時(shí)，然后放入密閉反應(yīng)容器中，抽真空50分鐘后加入乙酸乙烯酯，并施加2個(gè)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(yīng)4小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，將枕木放入60°C的水中，浸泡4個(gè)小時(shí)后，將枕木放入120°C真空干燥箱中，烘干4小時(shí)，其飽和吸水率為原木素枕的45%。
[0039]實(shí)施例6
[0040]本實(shí)施例中的具有化學(xué)處理層的低吸水率枕木，包括未經(jīng)處理的原木素枕的枕芯原木層2，所述枕芯原木層2的外側(cè)包覆了化學(xué)處理層1 ;化學(xué)處理層1是通過(guò)對(duì)原木素枕的外層進(jìn)行下述處理而獲得的:
[0041]將原木素枕(杉木，長(zhǎng)2500mm ;寬220mm ;厚160mm)放入120°C干燥箱中干燥8小時(shí)，然后放入密閉反應(yīng)容器中，抽真空120分鐘后加入乙酸乙烯酯，并施加10個(gè)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(yīng)10小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，將枕木放入100°C的水中，浸泡12個(gè)小時(shí)后，將枕木放入150°c真空干燥箱中，烘干10小時(shí)，其飽和吸水率為原木素枕的30%。
[0042]實(shí)施例7
[0043]本實(shí)施例中的具有化學(xué)處理層的低吸水率枕木，包括未經(jīng)處理的原木素枕的枕芯原木層2，所述枕芯原木層2的外側(cè)包覆了化學(xué)處理層1 ;化學(xué)處理層1是通過(guò)對(duì)原