CN101693382A - 一种木塑硬质材料的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明属人造板制造领域，特别涉及一种木塑硬质材料的制造方法。木塑硬质材料由90％的速生材木丝组成，用压注的方法将改性酚醛树脂水溶性塑料溶液浸注至木丝纤维及木丝纤维细胞腔内部，使两种高分子材料复合，经超高压压缩、高温固化形成一定规格的木塑硬质材料，木丝均为纵向顺纹排列保持了木材天然的纹理，具有良好的外观和可加工性，其物理力学性能和使用功能具有可设计性，其密度、强度、耐冲击性、耐腐性、耐水性、握钉力等各项指标均高于优质天然木材，为木制品行业和建筑业提供了一种新型木塑硬质材料，用以改善大径级优质木材，硬质木材资源极为稀缺的状况，其制造工艺方法简便、实用、可靠，具有较高的产量和较高的附加值。

Description

一种木塑硬质材料的制造方法

本发明属人造板制造领域，涉及一种新型的木质复合结构材料，特别涉及一种木塑硬质材料的制造方法。

背景技术

目前，在人造板材制造领域，均是以木材为原料，以脲醛树脂或酚醛树脂作为木材之间的胶黏剂，通过不同的重组工艺方法制成各类板材，这种方法制成的人造板材其力学性能较低，不能替代硬质木材使用。

我国森林资源中大径级的优质木材和密度大强度高的硬质木材资源极为稀缺，各类速生材资源相对充足，但速生材由于其密度小、硬度低、易腐朽、易变性的缺陷不能直接应用于门窗、地板、家具等木制品制造领域。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种以速生材与改性酚醛树脂塑料溶液为原料的木塑硬质材料的制造方法。

为实现上述目的本发明采用的实施方式如下：

(1)木丝条的制备与干燥：

采用杨树、杉树、桉树、桐树、棕榈树中的任一种原木为原料，用旋切(刨切)的方法制成厚度为0.5-5mm的木单板，用高速切丝机将木单板切成宽度为1-5mm的木丝条，并对其进行干燥处理，干燥后的含水率控制在12％-15％范围内；

(2)改性酚醛树脂塑料溶液的调制：

使用改性酚醛树脂水溶性塑料溶液为合成剂，将固含量为48％-50％的改性酚醛树脂水溶性塑料溶液，用水调制成固含量为15％-20％的改性酚醛树脂水溶性塑料溶液；

(3)木塑压注复合的方法：

使用真空压注的方法，将水溶性塑料溶液浸注至木丝纤维及木丝纤维细胞腔内达到饱和状态，使木塑两种高分子材料融为一体，操作时先将木丝条置于真空压力罐内，关闭罐门后抽真空达到真空度0.008-0.0085Mpa时，向罐内注满改性酚醛树脂水溶性塑料溶液，加压至0.1-0.14Mpa，保压15-20min，此时改性酚醛树脂塑料溶液已完全浸注至木丝纤维之间及木丝纤维细胞腔内，形成了木塑复合材料；

(4)木塑复合材料的干燥处理：

采用的干燥设备为网板(网带)干燥机，对压注后的木塑复合材料连续进行干燥处理，使木塑复合材料中的水分蒸发，干燥后的含水率控制在12％-15％范围内，干燥时温度为90℃-110℃，风速为4-5m/s，网板(网带)行进速度为1.5-2m/min；

(5)压制：

按制品体积乘以制品所需密度进行定量称重，称重后按其纤维长度方向平行码放在压机的送料托板上，将托板与组坯后的木塑复合材料同时送入压机内进行冷压，首先用侧面横向的预压油缸将坯料推送至冷压机一端预放置的模具腔内，然后用主油缸对坯料进行压制，使用的单位压力为500-550kg/cm²，将坯料在模具内压缩至所设定的规格与密度后连同模具一起卸出；

(6)热固化处理：

方法1：使用高温窑进行热固化处理时，将从冷压机中卸出的带有模具的规格坯料，码放在高温窑内的多层架子上进行加温固化，固化温度为139℃-142℃，循环风速为1-1.5m/s，固化时间为4-6小时，固化时间到达后风冷降温至≤45℃时出窑，出窑后连同模具自然冷却至≤35℃时脱模，此时冷压成型的规格材胶合固化为一根整体的木塑复合硬质材料；

方法2：使用隧道窑进行热固化处理时，将从冷压机中卸出的带有模具的规格坯料，吊放在送料台上送入隧道窑，窑体长度约为55-60m，窑内温度分为三段控制，前20m为第一段，温度为90-120℃，中间25m为第二段，温度为139-142℃，后10-15m第三段为冷却区域，将坯料冷却至50-60℃出窑，出窑后连同模具自然冷却至≤35℃时脱模，此时冷压成型的规格材胶合固化为一根整体的木塑复合硬质材料；

(7)定尺整形：

对脱模后的木塑硬质材料陈放48-72小时后进行加工整形，首先对长度方向的两个端面进行定尺锯切，其次对长度方向的四个侧面分别进行刨切，使其成为六面平整光洁，规格一致的合格产品，

所述木塑复合硬质材料的规格范围：长度为1000-3200mm，宽度为120-150mm，厚度为160-200mm。

本发明的有益效果是：可利用广泛的速生材树种作为主要材料加工成为木塑硬质材料，这种新型材料90％由木丝组成，用压注的方法将水溶性塑料溶液浸注至木丝纤维及木丝纤维细胞腔内部，木丝均为纵向顺纹排列保持了木材天然的纹理，具有良好的外观和可加工性，其物理力学性能和使用功能具有可设计性，其密度、强度、耐冲击性、耐腐性、耐水性、握钉力等各项指标均高于优质天然木材，为木制品行业和建筑业提供了一种新型木塑硬质材料，用以改善大径级优质木材，硬质木材资源极为稀缺的状况，其制造工艺方法简便、实用、可靠，具有较高的产量和较高的附加值。

具体实施方式

以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式详述如下：

一种以速生材与酚醛树脂为原料的木塑硬质材料的制造方法，具体实施步骤如下：

实施的产品坯料规格为：2500×130×200mm，密度为0.95

(1)木丝条的制备与干燥：

采用杨树原木为原料，用旋切的方法制成长度为2500mm厚度为3mm的木单板，用高速切丝机将木单板切成长度为2500mm宽度为3mm的木丝条，并对其进行干燥处理，干燥后的含水率控制在12％-15％范围内；

(2)改性酚醛树脂塑料溶液的调制：

使用水溶性改性酚醛树脂为塑料溶液，将固含量为49％的改性酚醛树脂塑料溶液，用水调制成固含量为15％的改性酚醛树脂塑料溶液；

(3)木塑压注复合方法：

使用真空压注的方法将塑料溶液浸注至木丝纤维及木丝纤维细胞腔内，使木塑两种高分子材料复合为一体，即将木丝条置于真空压力罐内，关闭罐门后抽真空达到真空度0.008-0.0085Mpa时，向罐内注满水溶性改性酚醛树脂塑料溶液，加压至0.1-0.14Mpa，保压15-20min，此时改性酚醛树脂塑料溶液已完全注入木丝纤维之间及木丝纤维细胞腔内，达到饱和状态；

(4)木塑复合材料的干燥处理：

采用的干燥设备为网板干燥机，对复合后的木塑材料连续进行干燥处理，温度为90℃-110℃，风速为4-5m/s，网板行进速度为2m/min，木塑复合材料干燥后的平均含水率为18％；

(5)压制：

使用带有双向可移动托板的冷压机进行压制，冷压机的工作总压力为2000吨，组坯时将托板从压机中移至压机外带滑道的托架上，将干燥后的木塑复合材料按定量进行称重；材料使用量的计算为：2.5×0.13×0.2×0.95经计算每块规格材使用的材料重量为61.75kg，称重后按其纤维长度方向平行均匀码放在2500×800mm的托板上组成坯料，将托板与坯料同时送入压机内进行冷压，首先用压机侧面的预压油缸与推板将坯料推送至模具腔内，并将坯料厚度压缩至128mm，然后启动主油缸，用连接在主油缸上的压头自上而下将坯料压缩至2500×130×200mm的模具内成为规格型材，使用的单位压力为500kg/cm²，压制后整根规格型材的密度为0.95；

(6)热固化处理：

使用隧道窑进行热固化处理，将从冷压机中卸出的带有模具的10根规格型材吊放在送料台上，10根规格型材平行码放并同时进入总长度为60m隧道窑内，窑内温度分为三段控制，前20m为第一段，在温度为90-120℃的条件下将规格型材中的含水率干燥至8％-10％，中间25m为第二段，在温度为139-142℃的条件下使规格型材中的两种材料胶合固化为一体，后15m第三段为冷却区域将坯料冷却至50-60℃时出窑，规格型材在隧道窑内连续运行的工艺时间为5小时，出窑后连同模具自然冷却至≤35℃时脱模，此时冷压成型的规格材胶合固化为整根的木塑复合硬质材料；

(7)定尺整形

对脱模后的木塑硬质规格材进行六个面的加工整形，首先对长度方向的两个端面进行锯切，其次对长度方向的四个侧面分两次进行刨切，最终使其成为六面平整光洁，规格为2480×128×198mm的合格产品。

所述木塑硬质材料制造中使用的两种材料为速生材树种中任何一种原木与水溶性改性酚醛树脂塑料溶液均可以压注复合，对树种不加以限定，其规格范围：长度为1000-3200mm，宽度为120-150mm，厚度为160-200mm，例如：制造规格为3200×120×180mm、1300×150×1150mm等，

上述参照实施例对木塑硬质材料的制造方法进行了详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出多个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种木塑硬质材料的制造方法，采用的实施方式如下：

(1)木丝条的制备与干燥：

采用杨树、杉树、桉树、桐树、棕榈树中的任一种原木为原料，用旋切(刨切)的方法制成厚度为0.5-5mm的木单板，用高速切丝机将木单板切成宽度为1-5mm的木丝条，并对其进行干燥处理，干燥后的含水率控制在12％-15％范围内；

(2)改性酚醛树脂塑料溶液的调制：

使用改性酚醛树脂水溶性塑料溶液为合成剂，将固含量为48％-50％的改性酚醛树脂水溶性塑料溶液，用水调制成固含量为15％-20％的改性酚醛树脂水溶性塑料溶液；

(3)木塑压注复合的方法：

使用真空压注的方法，将水溶性塑料溶液浸注至木丝纤维及木丝纤维细胞腔内达到饱和状态，使木塑两种高分子材料融为一体，操作时先将木丝条置于真空压力罐内，关闭罐门后抽真空达到真空度0.008-0.0085Mpa时，向罐内注满改性酚醛树脂水溶性塑料溶液，加压至0.1-0.14Mpa，保压15-20min，此时改性酚醛树脂塑料溶液已完全浸注至木丝纤维之间及木丝纤维细胞腔内，形成了木塑复合材料；

(4)木塑复合材料的干燥处理：

采用的干燥设备为网板(网带)干燥机，对压注后的木塑复合材料连续进行干燥处理，使木塑复合材料中的水分蒸发，干燥后的含水率控制在12％-15％范围内，干燥时温度为90℃-110℃，风速为4-5m/s，网板(网带)行进速度为1.5--2m/min；

(5)压制：

按制品体积乘以制品所需密度进行定量称重，称重后按其纤维长度方向平行码放在压机的送料托板上，将托板与组坯后的木塑复合材料同时送入压机内进行冷压，首先用侧面横向的预压油缸将坯料推送至冷压机一端预放置的模具腔内，然后用主油缸对坯料进行压制，使用的单位压力为500-550kg/cm²，将坯料在模具内压缩至所设定的规格与密度后连同模具一起卸出；

(6)热固化处理：

方法1：使用高温窑进行热固化处理时，将从冷压机中卸出的带有模具的规格坯料，码放在高温窑内的多层架子上进行加温固化，固化温度为139℃-142℃，循环风速为1-1.5m/s，固化时间为4-6小时，固化时间到达后风冷降温至≤45℃时出窑，出窑后连同模具自然冷却至≤35℃时脱模，此时冷压成型的规格材胶合固化为一根整体的木塑复合硬质材料；

方法2：使用隧道窑进行热固化处理时，将从冷压机中卸出的带有模具的规格坯料，吊放在送料台上送入隧道窑，窑体长度约为55-60m，窑内温度分为三段控制，前20m为第一段，温度为90-120℃，中间25m为第二段，温度为139-142℃，后10-15m第三段为冷却区域，将坯料冷却至50-60℃出窑，出窑后连同模具自然冷却至≤35℃时脱模，此时冷压成型的规格材胶合固化为一根整体的木塑复合硬质材料；

(7)定尺整形：

对脱模后的木塑硬质材料陈放48-72小时后进行加工整形，首先对长度方向的两个端面进行定尺锯切，其次对长度方向的四个侧面分别进行刨切，使其成为六面平整光洁，规格一致的合格产品，

2.根据权利要求1所述的木塑硬质材料的制造方法，木塑硬质材料的规格范围：长度为1000-3200mm，宽度为120-150mm，厚度为160-200mm。