CN101549508B - 一种木材功能性改良的技术方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种木材功能性改良的技术方法。本技术方法通过对木材进行化学改性加工，使其机械强度性能、阻燃性能和防腐性能等多项性能得到改良，解决现有改性技术存在的改性剂不环保或价格昂贵、改性处理过程复杂、只适于板材表面密实化处理等问题，具有简单高效，节能环保等特点。其步骤是：a.在40％浓度的尿素水溶液中加入占尿素固含量6-10％的六亚甲基四胺，混合均匀，控制溶液的pH值为6.4-6.5；b.用该混合液对木材进行浸渍处理，并控制其在木材中的吸收量为木材绝干量的10-15％；c.然后在温度90-120℃下、对木材机械加压0.5-1.2MPa的情况下，同时对木材进行干燥，使木材的改性和干燥同时完成，其主要特点是在尿素水溶液中加入的六亚甲基四胺，在90-120℃热压干燥的条件下，和尿素反应生成聚合物，该聚合物进而与木材组分发生交联反应，从而提高了改性木材的密度和尺寸稳定性。

Description

一种木材功能性改良的技术方法
技术领域
本发明涉及一种对木材进行化学改性加工提高其多项性能和价值的技术方法，属于木材加工处理技术领域。
背景技术
速生材由于其自身的特点，即：基本密度和气干比重偏低，材质疏软发脆，木材的抗弯、抗压、剪切强度等物理力学性能和尺寸稳定性较差，因而大大限制了它的应用。木材改性就是通过对木材内部添加化学助剂的方法来改变木材的物理和化学性能，增加这些木材原本不具备的性能，把品质较差的木材经过技术处理改性为高档的优质木材，改性后的木材及其深加工产品具备良好的阻燃、防腐、防蛀、防潮及机械强度性能。
目前，有些专利已经在这方面进行了报道，如专利200610118033.1报道了首先将木材加工锯切后，放入蒸汽室中，采用蒸汽作为热源进行汽蒸，并且控制供热压力，该供热压力为3kg/cm2-5kg/cm2，结合室内的温度和湿度，进行梯次处理48-72小时；
专利2005100550857.5中报道了使用石油磺酸钡0.05-0.5％、乙酰化羊毛醇0.05-0.2％等配制处理液，然后在150-200℃浸渍。专利200620021332.9则报道了三聚氰胺浸渍实木皮，以代替含笨、甲醛或者其他芳香烃类，以避免对人体造成伤害。专利200580011747.6则报道了用含有烯丙醚的不饱和聚酯树脂以及一种二环戊二烯的聚酯树脂，同时混合一定的固化剂、促进剂等添加剂。专利200810013225.5则报道了苯酚在42-45℃下加入烧碱，在65-80℃下陆续加入甲醛，在70-85℃保持3-4h，降温到25℃以下出料，将木材加入高压釜中浸渍，在0.050-0.085MPa下真空处理20-30min，将木材放入烘箱固化3-4h的方法。在浸渍工艺上先减压再加压，是合成的树脂渗入量达到一个稳定的量，并且木材在95℃固化。
200710027890报道了一种仿真纹理表面硬化木材处理方法，它是将早晚材区别明显的软木材表面的早材去除后在木材表面处理形成0.5～5mm凹槽，然后用硬质树脂填充凹槽，待树脂常温固化后，使原来的早材变硬，并使木材表面具有仿真纹理，从而使处理后的软木材可以作为地板、家具、室内装饰等材料。
00120758.X报道了一种人工林软质木材表面密实化方法及其制品，包括以下步骤：1，取试样放入密闭容器中；2，抽真空0.8-1.0大气压；3，水溶性低分子量酚醛树脂药液浸注；4，加压处理4-8大气压；5，对试材二次真空处理，0.8-1.0大气压；6，充分气干，同时回收药液；7，热压定型，温度140-180℃，压力16.0-30.0MPa，使实木板材密度高，不变形，不开裂，表面性能好。
专利03817730.7报道了一种呋喃聚合物混合物浸渍木材的方法，该混合物含有糠醇，稳定助溶剂，水和选自酐，酸及其他组合合成的一组引发剂，也描述了呋喃浸渍木材的制备方法及其用途。
专利200410007665.1报道了用一种浸渍木材用树脂组合物浸渍木材，所述浸渍木材用树脂组合物是含(甲基)丙烯酸聚合物成分和自由基聚合性单体成分的树脂组合物，其特征在于，在甲基丙烯酸聚合物中，必须包含分子内至少具有一个自由基聚合性双键的交联性(甲基)丙烯酸聚合物。
当前对木材进行压缩或者密实化处理的方法可归纳为汽蒸、压缩，合成树脂浸渍处理等，压缩木材难以维持一定的形状，很容易产生变形、开裂、胀开等。这将对生产厂家或者消费者都是极大的损失；而采用合成树脂浸渍木材，由于合成树脂黏度大，浸润速度慢、浸润深度小，只适合于板材表面密实化处理，或合成树脂工艺复杂，成本高。
发明内容
本发明的目的在于利用速生低值木材进行物理化学加工，使其获得良好的机械强度性能、阻燃性能和防腐性能，提高木材的使用价值和耐久性，以用于家具等木材加工业。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案步骤如下：a.在40％浓度的尿素水溶液中加入占尿素固含量6-10％的六亚甲基四胺，混合均匀，控制溶液的pH值为6.4-6.5；b.用该混合液对木材进行浸渍处理，并控制其在木材中的吸收量为木材绝干量的10-15％；c.然后在温度90-120℃下、对木材机械加压0.5-1.2MPa的情况下，同时对木材进行干燥，使木材的改性和干燥同时完成，其主要特点是在尿素水溶液中加入的六亚甲基四胺，在90-120℃热压干燥的条件下，和尿素反应生成聚合物，该聚合物进而与木材组分发生交联反应，从而提高了改性木材的密度和尺寸稳定性。
具体实施方式
本发明的典型实施例
实例一在浓度40％的尿素水溶液中加入占尿素固含量6％的六亚甲基四胺，搅拌均匀后，控制溶液的pH值为6.4-6.5，放入尺寸为80×80×500mm、水分含量为80％的意杨板材，进行浸渍处理，在木材吸收的尿素含量达到其绝干量的11％后，将木材放入热压干燥箱里，在1.0MPa的压力下、初始温度为90℃、终温为120℃的条件下进行机械加压干燥，至木材水分含量为4％，然后冷却至室温。获得的改性杨木板材的气干密度为820Kg/m3，最大吸湿膨胀系数为22％，其阻燃氧指数为32。
实例二在含有浓度40％的尿素水溶液中，加入占尿素固含量6％的六亚甲基四胺，搅拌均匀后，控制溶液的pH值为6.4-6.5，放入尺寸为50×1300×1200mm、水分含量为88％的桦木板材，进行浸渍处理，在木材吸收的尿素含量达到其绝干量的15％后，将木材放入热压干燥箱里，在1.1MPa的压力下、初始温度为100℃、终温为130℃的条件下进行机械加压干燥，至木材水分含量为5％，然后冷却至室温。获得的改性桦木板材的密度为1100Kg/m3，最大吸湿膨胀系数为22％，其阻燃氧指数为32。

Claims (6)

  1. 一种木材功能性改良的技术方法
    1.一种木材功能性改良的技术方法。其步骤是：a.在40％浓度的尿素水溶液中加入占尿素固含量6-10％的六亚甲基四胺，混合均匀，控制溶液的pH值为6.4-6.5；b.用该混合液对木材进行浸渍处理，并控制其在木材中的吸收量为木材绝干量的10-15％；c.然后在温度90-120℃下、对木材机械加压0.5-1.2MPa的情况下，同时对木材进行干燥，使木材的改性和干燥同时完成。其主要特点是在尿素水溶液中加入的六亚甲基四胺，在90-120℃热压干燥的条件下，和尿素反应生成聚合物，该聚合物进而与木材组分发生交联反应，从而提高了改性木材的密度和尺寸稳定性。
  2. 2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述木材改性剂为尿素水溶液和六亚甲基四胺的混合液；
  3. 3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述木材改性剂的配比为：尿素100克，六亚甲基四胺6-10克；
  4. 4.根据权利要求1所述的方法，其中，对木材用尿素水溶液和六亚甲基四胺的混合液，进行浸渍处理，并控制其在木材中的吸收量为木材绝干量的10-15％；
  5. 5.根据权利要求1所述的方法，其中，在温度90-120℃下、对木材机械加压0.5-1.2MPa的情况下，同时对木材进行干燥，使木材的改性和干燥同时完成。
  6. 6.根据权利要求1所述的方法，其中，在90-120℃加压干燥的条件下，六亚甲基四胺和尿素反应生成聚合物，该聚合物进而与木材组分发生交联反应，从而提高了改性木材的密度和尺寸稳定性。
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