CN102756409B - 防腐、阻燃的单板条层积材的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种防腐、阻燃的单板条层积材的生产方法，在现有生产方法的单板条准备和单板条施胶工序之间，增加了对单板条进行复合改性处理的工序：a.复合改性剂配置：将ACQ防腐剂和磷—氮系阻燃剂按（重量比）1:2至2:1比例混合均匀，再用10%~20%浓度的氢氧化钠溶液调节复合改性剂pH值至10~11；b.浸渍改性处理：将单板条在室温、常压环境中浸入经步骤a配制后的复合改性剂中，浸渍时间为1~10小时，浸渍完成后，再将单板条在温度50~70℃条件下干燥至绝对含水率6%~8%。通过独创的复合改性剂配置和浸渍改性处理，解决了现有技术中的防腐剂、阻燃剂和胶黏剂三者之间不能良好相容的问题，并可以生产出同时具有良好的力学、防腐、阻燃性能的单板条层积材。
Description
技术领域
本发明涉及人造板制造技术领域，特别是涉及一种单板条层积材的生产方法。
背景技术
随着户外木制品及木结构建筑的发展，国内对单板层积材（LVL）、单板条层积材（PSL）、胶合木（Glulam）等建筑结构用工程木产品的需求越来越大。户外使用场合的特殊性，要求工程木产品不仅要具有高力学性能，而且要求工程木产品具有较高的防腐、阻燃性能。在白蚁严重的地区，室内木制品也需要具有防腐、阻燃性能，以防治白蚁的危害。单板条层积材，是将单板条沿木纤维长度方向定向成型的一种新型木质复合材料，具有力学性能高、性能稳定的优点，在国外广泛作为室内外横梁、立柱等结构构件。现有技术的单板条层积材生产方法，包括单板条准备、单板条施胶、单板条铺装、热压和后期处理工序，该方法所生产的单板条层积材产品有较高的力学性能，但不具备防腐、阻燃性能，既不适合于户外场合的工程木产品的使用，也不适合于白蚁严重地区的室内木制品的使用。
现有技术中，对人造板进行防腐、阻燃改性处理的方法有三大类，第一类：在胶黏剂中添加少量的改性剂，这种方法操作简单，但存在着两方面的缺陷，一是由于改性剂用量少而导致改性效果不明显；二是胶黏剂与改性剂之间的存在不相容的问题——无论是单一的ACQ防腐剂与酚醛树脂胶混合、还是单一的磷—氮系阻燃剂与酚醛树脂胶混合都会产生沉淀，出现不相容的问题，严重影响改性效果。第二类：在半成品加工后，将整个半成品进行改性剂处理，如浸渍防腐剂等，这种方法要求半成品性能要高，存在改性剂浸渍难度大、浸渍不均匀等缺陷影响改性效果。第三类：是针对单板类人造板或刨花纤维类人造板的改性方法，就是将厚度较薄的基本材料单元直接浸渍改性剂进行防腐、阻燃改性处理。
对于单板类人造板单独进行单一的防腐或阻燃改性处理，即分别将单板浸渍在单一的防腐剂或阻燃剂中进行改性，只能取得单一的防腐或阻燃改性效果，不能同时满足单板类人造板的防腐和阻燃等多方面要求。而同时对单板类人造板进行防腐和阻燃两方面的改性处理，由于防腐剂、阻燃剂等改性剂之间，以及改性剂和胶黏剂之间存在相容性问题，致使它们之间会提前相互发生化学反应，导致产生沉淀，严重影响改性效果。目前，有一种解决方法是将单板的阻燃和防腐改性处理分为两次，分别进行，但这同样会导致改性剂流失，从而影响改性效果；另一种方法是将单板一次性浸渍双重功能的改性剂，如硼酸，这种方法操作简单，具有防腐、阻燃两种功能，但是该方法使用的改性剂在改性处理后容易析出、流失，改性效果较差。现有技术尚且没有能够对单板条同时进行可靠地防腐和阻燃改性处理，进而生产防腐、阻燃的单板条层积材的方法。
发明内容
技术问题：针对上述现有技术所存在的问题，提供一种防腐、阻燃的单板条层积材的生产方法。
技术方案：本发明提供的防腐、阻燃的单板条层积材的生产方法，包括单板条准备、单板条施胶、单板条铺装、热压和板坯后期处理工序，其特征在于它还包括在单板条准备和单板条施胶工序之间，进行单板条的复合改性处理的工序：a.复合改性剂配置：将ACQ防腐剂和磷—氮系阻燃剂按（重量比）1:2至2:1比例混合均匀，再用10%~20%浓度的氢氧化钠溶液调节复合改性剂pH值至10~11； b.浸渍改性处理：将单板条在室温、常压环境中浸入经步骤a配制后的复合改性剂中，浸渍时间为1~10小时，浸渍完成后，再将单板条在温度50~70℃条件下干燥至绝对含水率6%~8%。
本发明生产方法的具体工序如下：
单板条准备：将旋切得到的木材单板，或者人造板加工剩余碎单板，加工得到长150 mm ~2400mm，宽10 mm ~20mm，厚1.5 mm ~3.5mm的单板条，将单板条在温度95℃~110℃条件下干燥至绝对含水率8%~15%。
复合改性剂配置：将ACQ防腐剂和磷—氮系阻燃剂按（重量比）1:2至2:1的比例混合均匀，再用10%~20%浓度的氢氧化钠溶液调节复合改性剂pH值至10~11；
浸渍改性处理：将单板条在室温、常压环境中浸入经前一步骤配制后的复合改性剂中，浸渍时间为1~10小时，浸渍完成后，再将单板条在温度50℃~70℃条件下干燥至绝对含水率6%~8%。
单板条施胶：使用胶辊对改性单板条进行双面涂胶，胶黏剂要求为室外用的胶黏剂，如酚醛树脂胶，涂胶量为220 ~300g/m2。
单板条铺装：涂胶后将单板条在室内环境中陈化10~60分钟，再将单板条每层平行地沿木纤维方向铺设，相邻层单板条接头处错开。
热压：将铺装好的板坯放入热压机中进行热压成型，热压主要工艺参数为热压压力1~6MPa，热压温度130℃~160℃，热压时间1.5~2.5分钟/mm。
板坯后期处理：经上述步骤处理的板坯，堆放7~14天，制得防腐、阻燃、高弹性多功能单板条层积材。
实验表明，单一的ACQ防腐剂与酚醛树脂胶混合，或者单一的磷—氮系阻燃剂与酚醛树脂胶复合都会产生沉淀，出现不相容问题，不利于后期施胶。所以，本发明采用不同的改性剂复合顺序，即先进行防腐剂与阻燃剂的复合，再进行施胶，并控制复合反应条件和复合比例，来实现防腐剂、阻燃剂和胶黏剂三者之间良好的相容性，并最终获得力学性能、防腐性能和阻燃性能三方面都很突出的单板条层积材产品。
有益效果：本发明在现有技术的单板条准备和单板条施胶工序之间，增加了单板条的复合改性处理工序，通过独创的复合改性剂配置和浸渍改性处理，解决了现有技术中的防腐剂、阻燃剂和胶黏剂三者之间不能良好相容的问题，并可以生产出同时具有良好的力学、防腐、阻燃性能的单板条层积材。实现了单板条层积材在户外场合的工程木产品和白蚁严重地区的室内木制品中的可靠使用。
四、具体实施方式
实施例一
本实施例包括以下工序：
单板条准备：采用剪切设备将人造板加工剩余的速生杨木碎单板加工成长150mm、宽10mm、厚1.5mm的单板条，将单板条在温度100℃条件下干燥至绝对含水率10%。
复合改性剂配置：将ACQ防腐剂、磷—氮系阻燃剂按1:1重量比例混合均匀，用10%浓度的氢氧化钠溶液调节复合改性剂pH值为10。
浸渍改性处理：将单板条在室温25℃、常压环境中浸入经前一步骤配制的复合改性剂中，浸渍时间2小时，浸渍完成后，再将单板条取出，在温度60℃条件下干燥至绝对含水率6%。
单板条施胶：设定板坯密度为0.75 g/cm3，板坯尺寸为长度300mm、宽度300mm、厚度10mm，称取重量为750g的单板条，采用胶辊对单板条进行双面涂胶，使用的胶黏剂为固体含量42%的室外用酚醛树脂胶，涂胶量为250g/m2。
单板条铺装：涂胶后将单板条在室内环境中陈化30分钟，再将单板条每层平行地沿一个方向铺设，相邻层单板条接头处错开。
热压：将铺装好的板坯放入热压机中热压成型，热压主要工艺参数为热压压力1.5MPa、热压温度140℃、热压时间1.5分钟/mm。
板坯后期处理：将制得的板坯堆放7天，即可得到具有高力学性能，且防腐、阻燃的单板条层积材。
本实施例生产的单板条层积材的抗弯弹性模量为10080MPa、抗弯强度为60MPa、阻燃性能为难燃B1级、防腐性能为强耐腐等级。
实施例二
本实施例包括以下工序：
单板条准备：采用剪切设备将旋切得到的速生桉木单板加工成长470mm、宽15mm、厚1.7mm的单板条，将单板条在温度100℃条件下干燥至绝对含水率10%。
复合改性剂配置：将ACQ防腐剂、磷—氮系阻燃剂按1:0.9重量比例混合均匀，用15%浓度的氢氧化钠溶液调节复合改性剂pH值为11。
浸渍改性处理：将单板条在室温25℃、常压环境中浸入经前一步骤配制的复合改性剂中，浸渍时间4小时，浸渍完成后，再将单板条取出，在温度70℃条件下干燥至绝对含水率6%。
单板条施胶：设定产品密度为0.85 g/cm3，板坯尺寸为长度470mm、宽度300mm、厚度70mm，称取质量为8.5kg的单板条，采用胶辊对单板条进行双面涂胶，使用胶黏剂为固体含量42%的室外用酚醛树脂胶，涂胶量为220g/m2。
单板条铺装：涂胶后将单板条在室内环境中陈化20分钟，再将单板条每层平行地沿一个方向铺设，相邻层单板条接头处错开。
热压：将铺装好的板坯放入热压机中热压成型，热压主要工艺参数为热压压力2.0Mpa、热压温度145℃、热压时间1.5分钟/mm。
板坯后期处理：将制得的板坯堆放10天，即可得到具有高力学性能，且防腐、阻燃的单板条层积材。
本实施例生产的单板条层积材的抗弯弹性模量为12000MPa、抗弯强度为65MPa、阻燃性能为难燃B1级、防腐性能为强耐腐等级。
Claims (1)
1.一种防腐、阻燃的单板条层积材的生产方法，包括单板条准备、单板条施胶、单板条铺装、热压和板坯后期处理工序，单板条施胶工序中所使用的胶黏剂为固体含量42%的室外用酚醛树脂胶，其特征在于它还包括在单板条准备和单板条施胶工序之间，进行单板条的复合改性处理的工序：
a.复合改性剂配置：将ACQ防腐剂和磷—氮系阻燃剂按重量比1:2至2:1比例混合均匀，再用10%~20%浓度的氢氧化钠溶液调节复合改性剂pH值至10~11；
b.浸渍改性处理：将单板条在室温、常压环境中浸入经步骤a配制后的复合改性剂中，浸渍时间为1~10小时，浸渍完成后，再将单板条在温度50~70℃条件下干燥至绝对含水率6%~8%。
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