CN103009449B - 一种阻燃压缩实木材及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及木材功能性改良方法，具体是一种阻燃压缩实木材及其生产方法，属于木材功能性改良及木材加工技术领域。它包括以下步骤：（1）第一次高温高湿快速干燥步骤；（2）常压阻燃处理步骤；（3）第二次高温高湿快速干燥步骤；（4）压缩增强固定一次成型步骤；（5）含水率恢复步骤。本发明技术方案集合高温高湿干燥、常压阻燃处理、压缩增强固定一次成型三者的优点，克服其各自的缺点，有利于产业化生产。所处理得到的阻燃压缩实木材具有阻燃、表面增强硬度高、尺寸稳定、耐腐耐候、纹理显现、色泽饱满的更突出优点。

Description

一种阻燃压缩实木材及其生产方法

技术领域

本发明涉及木材功能性改良方法，尤其是涉及一种经木材高温高湿干燥、阻燃处理及压缩增强固定一次成型这样的一种木材功能性改良方法，具体是一种阻燃压缩实木材及其生产方法，属于木材功能性改良及木材加工技术领域。

背景技术

中国专利文献CN101603623A公开了“表面强化实木型材、地板及其制造方法”技术专利，其制造方法包括(1)干燥原木型材；(2)将原木型材在210～250℃的热压机中压缩；(3)将压缩后的原木型材保温20～60分钟；(4)控制原木型材的含水率在6～9％之间。上述方案中干燥好的木材直接放到210～250℃的热压机中压缩，由于木材末经渗透性处理，木材里的闭塞纹孔多，木材里的过热水蒸汽很难跑出来积在木材内部，使木材里的水蒸汽分压力大于木材的横纹抗拉强度后，很容易使木材在压缩过程中容易产生炸裂、爆裂、鼓泡等极端缺陷，木材损耗大，出材率低。另外，经生产实践证明，经炭化处理的木材与其素材相比，更容易燃烧，特别是对于速生材而言，这一容易燃烧性能就尤为突出了。

中国专利文献CN101214675A公开了“木材热压炭化强化方法”技术专利，其包括(1)干燥：根据木材密度，将木材在干燥窑中把含水率控制在3～17％；(2)刨光：对木材进行了刨光处理；(3)热压炭化：将刨光的木材放入温度为160～260℃的热压机中进行热压炭化，木材的压缩比控制在5～50％，保温10～240分钟；冷却：将炭化后的木材冷却至80％以下；(4)成品：将木材的放在自然条件或调温调湿房内，根据木材的用途把木材的含水率调到5～10％。本技术方案同样由于木材末经渗透性处理，木材里的闭塞纹孔多，木材里的过热水蒸汽很难跑出来积在木材内部，使木材里的水蒸汽分压力大于木材的横纹抗拉强度后，很容易使木材在压缩过程中容易产生炸裂、爆裂、鼓泡等极端缺陷，木材损耗大，出材率低。另外，经生产实践证明，经炭化处理的木材与其素材相比，更容易燃烧，特别是对于速生材而言，这一容易燃烧性能就尤为突出了。

中国专利文献CN101486212A公开了“压缩炭化杨木三层实木复合地板的生产方法”技术专利，其公开的面层材料的制备：将速生材杨木锯剖成板材，经干燥、刨削、根据压缩率(压缩率30％、40％、50％、60％)和面板的厚度为2～4mm加工成含水率为20～40％的杨木薄板，板在压机中被压缩到所需的压缩率，压缩时的温度70～110℃，施加的压力根据薄板设计的压缩率而确定；压缩后的板在一定的压力条件下或在特制的夹具中进行炭化固定，炭化过程在热压机中进行或在特制的夹具中进行，炭化温度为190～220℃，时间1.5～5小时，炭化装置设有排气孔；炭化处理结束后，在一定的压力条件下将杨木薄板温度降至40～60℃，取出杨木薄板，用宽带砂光机砂去颜色变深的外层，砂光后的杨木薄板厚度在2～4mm。现有技术的上述方案，杨木的含水率大，在纤维饱和点左右，在70～110℃的条件下进行干燥后木材收缩率很大会导致木材的残余应力也很大，然后在190～220℃条件下炭化时，使得木材很容易出现炸裂、开裂，而且木材压缩率大，形成了整体压缩，木材损耗率大，炭化装置设有的排气孔，会使得压缩出来的木材表面出现凹凸不平的点，经砂光后，这些点所在的位置会使得这一区域硬度降低。

中国专利文献CN102107447A曾公开了“一种木质型材及其制备方法”，它包括下列步骤：(1)制材步骤：将气干密度小于或等于700kg/m³的木材通过制材得板材；(2)干燥步骤：对板材进行干燥，使板材的含水率降低到6～20％的步骤；(3)刨光步骤：对干燥过的板材进行刨光得素板材坯料；(4)热压步骤：用两块温度为140～200℃的热压板对素板材坯料的两个表层进行压缩密实；(5)预炭化步骤：使素板材坯料在160～200℃的条件下进行预炭化；(6)炭化步骤：使素板材坯料在200～225℃的条件进行炭化；(7)冷却步骤；(8)含水率控制步骤。所述热压步骤是：把素板材坯料放在热压机上，使热压板以0.5～6mm/s的速度闭合，控制素板材坯料的压缩率为10～30％，并控制压力为6～20MPa，然后控制热压板温度为150～160℃并保温保压30min～120min；所述预炭化步骤是上述保温保压结束后再将热压板温度升温度到170～180℃并保温保压30min～120min；所述炭化步骤是在预炭化步骤结束后将热压板温度升温到200～225℃条件下保温保压45min～120min。另一种所述热压步骤是：把素板材坯料放在热压机上，使热压板以0.5～6mm/s的速度闭合，控制素板材坯料的压缩率为10～30％，并控制压力为6～20MPa，然后控制热压板温度为170～200℃并保温保压1min～40min；所述的预炭化步骤是保温保压结束后将热压板温度降到160～170℃并保温保压30min～120min；所述炭化步骤是在预炭化步骤结束后将热压板温度升到200～225℃条件下保温保压45min～120min。上述方案虽能解决了木材在压缩过程中容易出现的炸裂、爆裂、鼓泡等极端缺陷问题，但处理工艺复杂，时间长，产量低，能耗高。另外，经生产实践证明，经炭化热处理的木材与其素材相比，更容易燃烧，特别是对于速生材而言，这一容易燃烧性能就尤为突出了。

一直以来，由于木材的渗透性差，人们采用以下方法来对木材进行阻燃处理。加压浸注法，典型工艺是在浸渍罐中，加压浸注或先抽真空、再加压浸注或先抽真空、再加压浸注、再抽真空这三种工艺，把阻燃剂浸注到木材里面。但这种方法对设备要求高，生产工艺复杂，出材率低，生产能耗高，生产成本高，未真正实现产业化应用，而且所得到的产品稳定性差，使使用过程中容易变形开裂。

中国专利文献CN1651202A曾公开“木材木制品阻燃剂及其处理方法”，其处理方法是：将木材如板、木条等，木制品如细木工板、木质胶合板、纤维板等，放入处理罐中，封闭罐门；抽真空至真空度为0.084±0.008MPa，同时保持10～90分钟；然后将阻燃剂于常温下注入上述真空状态下的处理罐中，同时加压至0.2～1.0MPa时保持1～6MPa，卸掉压力及排空阻燃剂；然后再对处理罐抽真空至真空度为0.084±0.008MPa，同时保持20～90分钟，最后排除真空。然而该方法生产工艺复杂，生产成本高，而且所得到的阻燃型材尺寸稳定性差、或容易发生霉变蓝变、或不耐腐朽使用寿命短的缺陷。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种阻燃压缩实木材及其生产方法，它集高温高湿干燥、常压阻燃处理、压缩增强固定一次成型三者的优点，克服其各自的缺点，有利于产业化生产。具体就是高温高湿处理打通木材的纹孔、导道，提高木材的渗透性，阻燃处理提高了速生材的阻燃效能，压缩增强固定一次成型克服了速生材表面软，同时形成压缩增强固定一次成型实木材，而又不影响木材的阻燃效能，从而实现了高温高湿干燥处理、常压阻燃处理、压缩增强固定一次成型三者优点的有效结合。本发明技术方案与现有技术相比，具有生产工艺简单，产量大，能耗低，出材率高，生产成本低等优点。所处理得到的阻燃压缩实木材具有阻燃、表面增强硬度高、尺寸稳定、耐腐耐候、纹理显现、色泽饱满的更突出优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种阻燃压缩实木材生产方法，其特征在于，它包括以下步骤：

(1)第一次高温高湿快速干燥步骤：把木材堆垛好置于于干燥窑里首先打开加湿阀门向干燥窑里快速加湿直接加湿到相对湿度≥98％，使干燥窑内充满水蒸汽，然后保持加湿阀门打开，保持相对湿度≥98％，首次打开加热阀门快速加热到干球温度大于湿球温度1～2℃并保持5～25h，最后持续加湿控制干燥窑里的相对湿度达99～100％，加热升温到103～135℃对速生材木材进行干燥3～15天，使木材的含水率降低到6～12％；

(2)常压阻燃处理步骤：是在常压下浸渍液温度为40℃～90℃条件下，对干燥理后的木材直接浸渍到质量浓度为8～20％的水溶性无机阻燃剂中浸渍时间为14～48h；

(3)第二次高温高湿快速干燥步骤：把阻燃处理得到的木材堆垛好置于于干燥窑里首先打开加湿阀门向干燥窑里快速加湿直接加湿到相对湿度≥98％，使干燥窑内充满水蒸汽，然后保持加湿阀门打开，保持相对湿度≥98％，首次打开加热阀门快速加热到干球温度大于湿球温度1～2℃并保持3～24h，最后持续加湿控制干燥窑里的相对湿度达99～100％，加热升温到103～135℃对速生材木材进行干燥3～15天，使木材的含水率降低到8～12％；

(4)压缩增强固定一次成型步骤：木材经表面压密增强固定一次成型处理的步骤；

(5)含水率恢复步骤：将阻燃压缩增强得到的速生材木材经含水率恢复到7.0～11.0％。

作为优选，所述的第一次高温高湿快速干燥步骤：把木材堆垛好置于于干燥窑里首先打开加湿阀门向干燥窑里快速加湿直接加湿到相对湿度≥98％，使干燥窑内充满水蒸汽，然后保持加湿阀门打开，保持相对湿度≥98％，首次打开加热阀门快速加热到干球温度大于湿球温度1～2℃并保持5～25h，持续加湿控制干燥窑里的相对湿度达99～100％，加热使窑里的干球温度从103升温到135℃，其中木材的厚度在24～50mm按2～6h升温1～2℃干燥3～8天，木材的厚度在50～80mm按4～8h升温1～2℃干燥6～11天，木材的厚度在80～100mm按6～10.5h升温1～2℃干燥8～15天，使木材的含水率降低到6～12％。在高温高湿干燥条件下，在常压饱和蒸汽的保持下，通过木材里的过热水蒸汽分压力打通木材里的闭塞导道和纹孔，提高了木材渗透性，为后续的阻燃处理提供了非常好的前提条件，而且经本发明技术工艺干燥得到的木材含水率分布均匀，木材厚度方向上的含水率偏差小，木材含水率低，内应力小，有利于其后阻燃剂的渗入；木材渗透性的改善，也确保了后续压缩增强固定一次成型时不出现木材炸裂、表裂、鼓泡缺陷，使压缩增强固定一次成型时木材质量合格率达100％。

如即使采用缓慢升温方式或者是缓慢升温降温交替方式干球温度高达135～180℃对木材进行干燥，由于水蒸汽的分压力呈抛物线增长，木材表层的水分移动得更快，而木材心部里的水分由于导管纹孔阻塞移动或向外渗透得慢了，木材里的水分分布就不均匀和木材厚度上的含水率梯度就大，此时容易引起木材的变形开裂。

作为优选，所述的常压阻燃处理步骤：是在常压下浸渍液温度为40℃～90℃条件下，对干燥处理后的木材直接浸渍到质量浓度为8～20％的水溶性无机阻燃剂中浸渍时间为14～48h，所述的无机阻燃剂为热分解温度≥220℃的磷-氮-硼阻燃剂、聚磷酸铵阻燃剂(APP)、硼酸锌阻燃剂、聚磷酸铵-硼酸锌复合阻燃剂。作为优选的这些无机阻燃剂都属于膨胀型热稳定性好，能产生协同作用，阻燃性好，又不影响木材的纹理色泽，是目前常用环保阻燃剂，所选用的这些阻燃剂可以直接从市场里卖到，也可以自行配制或按现有公开的技术资料方法配制。热稳定性好，热分温度≥220℃的要求是为了后续的高温表面增强固定一次成型后，所浸渍的阻燃剂仍然具有良好的阻燃效能。

作为另一优选，所述的常压阻燃处理步骤：是在常压下浸渍液温度为40℃～90℃条件下，对炭化处理后的木材立即直接浸渍到质量浓度为8～20％的水溶性无机阻燃剂中浸渍时间为14～48h，所述的无机阻燃剂为热分解温度＜220℃但所热解得到的产物在≥220℃时仍具有稳定的阻燃效能的磷-氮-硼阻燃剂。磷-氮-硼阻燃剂在经温度为190～210℃的压缩增强固定一次成型步骤时，其部分发生反应得到的偏硼酸、氧化硼、缩合磷酸胍、聚磷酸铵产物在高温时仍具有很好的阻燃效能。而且，在经最高温度190～210℃进行表面增强固定时，上述阻燃剂反应产生的产物在木材表面层形成立体的覆盖层，也会再次增强了木材的表面硬度和提高木材稳定性。除已知的磷-氮-硼阻燃剂在热分解温度＜220℃但所热解得到的产物在≥220℃仍具有稳定的阻燃效能外，其他水溶性无机阻燃剂具有这样相似性能也可作为本发明所用的阻燃剂。

作为优选，所述的第二次高温高湿快速干燥步骤：把阻燃处理得到的木材置于干燥窑里首先打开加湿阀门向干燥窑里快速加湿直接加湿到相对湿度≥98％，使干燥窑内充满水蒸汽，然后保持加湿阀门打开，保持相对湿度≥98％，首次打开加热阀门快速加热到干球温度大于湿球温度1～2℃并保持5～25h，最后持续加湿控制干燥窑里的相对湿度达99～100％，加热使窑里的干球温度从103升温135℃，其中木材的厚度在24～50mm按1.0～4.0h升温1～2℃到103～105℃，然后再0.1～0.5h把窑内温度降低比基准温度103～105℃低2～3℃并保持0.5～1.5h，然后再1.0～4.0h从上一基准温度103～105℃升温到下一基准温度104～107℃，然后再0.1～0.5h把窑内温度降低比基准温度104～107℃低2～3℃并保持0.5～1.5h，重复上述升温降温动作干燥木材3～8天；木材的厚度在50～80mm按2.5～4.5h升温1～2℃到103～105℃，然后再0.5～1.0h把窑内温度降低比基准温度103～105℃低2～3℃并保持1.0～2.5h，然后再2.5～4.5h从上一基准温度103～105℃升温到下一基准温度104～107℃，然后再0.5～1.0h把窑内温度降低比基准温度104～107℃低2～3℃并保持1.0～2.5h，重复上述升温降温动作干燥木材6～11天；木材的厚度在80～100mm按3.5～6.5h升温1～2℃到103～105℃，然后再0.5～1.0h把窑内温度降低比基准温度103～105℃低2～3℃并保持2.0～3.0h，然后再3.5～6.5h从上一基准温度103～105℃升温到下一基准温度104～107℃，然后再0.5～1.0h把窑内温度降低比基准温度104～107℃低2～3℃并保持2.0～3.0h，重复上述升温降温动作干燥木材8～15天；使木材的含水率降低到8～12％。

作为优选，所述的压缩增强固定一次成型步骤：是将上述阻燃干燥好的木材置于热压机中，控制热压板闭合速度为1～5mm/s，热压板的温度为190～210℃，施加的压力为6～15Mpa，根据要求控制木材压缩率为10％～25％，木材被压到指定厚度后，保持木材与热压板接触时间40～60min，热压结束后缓慢泄压取出木材。

作为另一优选，所述的压缩增强固定一次成型步骤：将上述阻燃干燥好的木材置于热压机上热压，闭合热压机热压板并使被压木材上下面形成温度差大于100℃以上并保持5s以上，然后使木材上下两面的温度差在5min内逐渐缩小趋于一致，控制热压板闭合速度为1～5mm/s，控制热压板的温度为190～210℃，施加的压力为6～15Mpa，控制木材压缩率为10％～25％，木材被压到指定厚度后，保持木材与热压板接触时间40～60min，热压结束后缓慢泄压取出木材。

作为优选，所述的含水率恢复的步骤：是将阻燃压缩增强固定得到的木材移到干燥窑或平衡房里进行含水率恢复到7.0～11.0％。

根据一种阻燃压缩实木材生产方法所制得的阻燃压缩实木材，实木材横断面上分为表面阻燃增强层与自然层，表面阻燃增强层位于实木材的一表面或两表面，自然层位于型材的背面或芯部，表面阻燃增强层的密度明显大于自然层，表面阻燃增强层的密度从表面往实木材底部或芯部逐渐变小，表面阻燃增强层与自然层通过木材自身纤维自然连接，表面阻燃增强层的厚度为0.5～2.5mm，实木材燃烧性能达B-s3，d2，t2以上，含水率在7.0～11.0％，平衡含水率小于6.5％，耐腐等级达强耐腐级重量损失0～10％，型材阻燃增强层表面硬度比素材提高40％以上。

作为优选，所述的阻燃压缩实木材经机械加工、开榫开槽、涂装而得到的阻燃压缩实木地板，所述的阻燃压缩实木材经构件加工(划线、下料、铣刨加工)、装配、裁边、修整、油漆而得到的阻燃压缩增强实木门。

作为优选，所述的阻燃压缩实木材所用的原材料是杨木、马尾松、杉木速生丰产林产的速生材。

综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.采用高温高湿干燥步骤在常压饱和蒸汽的保护下，加热木材使木材里的水分变成过热水蒸汽形成常压过热水蒸汽分压力为动力，从而使木材里的水蒸汽能够从木材里移动出来。在饱和蒸汽的保护下，采用缓慢升温方式或者是缓慢升温降温交替方式进行干燥，使得木材里的水分能够较均匀地移动出来，木材中的含水率分布比较均匀，木材厚度上的含水率梯度很小，从而能够干燥得到质量很好的难干木材或厚板木材；而且，对于速生材而言，采用本发明的高温高湿干燥步骤干燥速生材时，在饱和蒸汽的保护下，由于速生材里的水分能够均匀地移动出，木材上的含水率分布比较均匀，木材厚度方向上的含水率偏差非常小，所以能够克服速生材干燥时出现的皱缩塌陷现象；另外，在高温高湿干燥条件下，在常压饱和蒸汽的保持下，通过木材里的过热水蒸汽分压力打能木材里的闭塞导道和纹孔，提高了木材渗透性，而且经本发明技术工艺干燥得到的木材含水率分布均匀，木材厚度方向上的含水率偏差小，木材含水率低，内应力小，有利于其后阻燃剂的渗入；

2.本发明集合高温高湿干燥处理、常压阻燃处理、压缩增强固定一次成型三者的优点，克服其各自的缺点。具体就是高温高湿干燥处理打通速生材木材的纹孔、导道，提高木材的渗透性，阻燃处理提高了速生材的阻燃效能，表面增强克服了速生材表面软，压缩增强固定一次成型对前面表面阻燃增强进行固定，而又不影响木材的阻燃效能，从而实现了温高湿干燥处理、阻燃处理、压缩增强固定一次成型三者优点的有效结合；

3.经本发明所得到阻燃增强实木材具有阻燃效能高，因为经阻燃处理后，阻燃剂均匀渗透在木材表层2～4mm内，经表面增强处理后使得木材表层被压密，从而便增强层的阻燃剂密度增强，阻燃效果就会更好，而且木材纵向的渗透性远远大于木材横向的，因而木材端面渗透进去的阻燃剂更多更深，使得到的整体型材的阻燃效能大幅提高；

4.所得到的实木还具有表面增强硬度高、尺寸稳定好、耐腐耐候强、纹理显现、色泽饱满的更突出优点，从而延长了木材的使用寿命和提高了速生材的使用商业价值；

5.本发明选用的阻燃剂可以不具备防腐防霉性，也不需要尺寸稳定增强剂，只需具有阻燃性能和热稳定性高的阻燃剂即可，从而可以选用成本低的阻燃剂，降低了生产成本；

6.本发明以速生材为原料，所得到的阻燃压缩实木材可取代硬阔叶材直接应用于家具、地板、木门用材，成为制造家居用品的性价比超高的材料，可减少对硬阔叶材砍伐，节约森林能源，保护森林资源。

具体实施方式

实施例1

(1)第一次高温高湿快速干燥步骤：把24mm厚马尾松速生材木材堆置于干燥窑里首先打开加湿阀门向干燥窑里快速加湿直接加湿到相对湿度≥98％，使干燥窑内充满水蒸汽，然后保持加湿阀门打开，保持相对湿度≥98％，并首次打开加热阀门快速加热到干球温度大于湿球温度2℃并保持5h，持续加湿控制干燥窑里的相对湿度达99～100％，加热使窑里的干球温度从103升温到135℃，木材的厚度24mm的马尾松按2h升温2℃干燥3天，使木材的含水率降低到6％。

(2)常压阻燃处理步骤：是在水泥池里配制溶液浓度为8％热分解温度220℃的的水溶性无机磷-氮-硼阻燃剂，所用的阻燃剂从市场上购买。水泥池溶液温度为40℃，把干燥后的马尾松木材浸渍到池里，上面负压块使木材全面浸渍在溶液中，浸渍12h。结束后取出来，按干燥时的方式用隔条堆垛好，上面压水泥块在室内养生2天。

(3)第二次高温高湿快速干燥步骤：把阻燃处理好的马尾松木材放置到干燥窑里首先打开加湿阀门向干燥窑里快速加湿直接加湿到相对湿度≥98％，使干燥窑内充满水蒸汽，然后保持加湿阀门打开，保持相对湿度≥98％，并首次打开加热阀门快速加热到干球温度大于湿球温度1℃并保持5h，最后持续加湿控制干燥窑里的相对湿度达99～100％，加热使窑里的干球温度从103升温.135℃，木材厚24mm马尾松按1.0h升温2℃到105℃，然后再0.1h把窑内温度降低比基准温度105℃低2℃并保持0.5h，然后再1.0h从上一基准温度105℃升温到下一基准温度107℃，然后再0.1h把窑内温度降低比基准温度107℃低2℃并保持0.5h，然后再1.0h从上一基准温度107℃升温到下一基准温度109℃，然后再0.1h把窑内温度降低比基准温度109℃低2℃并保持0.5h，重复上述升温降温动作干燥木材3天，使木材的含水率降低到8％。

(4)压缩增强固定一次成型步骤：是将上述阻燃干燥好的马尾松木材置于热压机中，控制热压板闭合速度为1mm/s，热压板的温度为190℃，施加的压力为6Mpa，根据要求控制木材压缩率为5％，木材被压到指定厚度后，保持木材与热压板接触时间40min，热压结束后缓慢泄压取出木材，得到双面表面增强层。

(5)含水率恢复的步骤：是将表面增强固定一次成型步骤完成后的阻燃压缩增强马尾松木材移到干燥窑进行含水率恢复到7.0％。

经上述技术方案所得到的马尾松阻燃压缩增强实木材，实木材横断面上分为表面阻燃增强层与自然层，表面阻燃增强层位于型材的两表面，自然层位于型材的芯部，表面阻燃增强层的密度明显大于自然层，表面阻燃增强层的密度从表面往型材芯部逐渐变小，表面阻燃增强层与自然层通过木材自身纤维自然连接，表面阻燃增强层的厚度为0.5mm，实木型材燃烧性能达B-s1，d1，t1，含水率在7.0％，平衡含水率小于6.5％，耐腐等级达强耐腐级重量损失0～10％，型材阻燃增强层表面硬度比素材提高40％以上。

按GB 8624-2006建筑材料及其制品燃烧性能分级标准，对本发明马尾松阻燃压缩增强实木材、炭化马尾松、素材马尾松进行燃烧性能比较，按GB/T 1941-2009木材硬度试验方法对上述实木型材进行表面硬度的比较(见表1)。

表1 马尾松各种实木材理化性能指标

由表1结果可见，经本发明技术方案处理得到的马尾松阻燃压缩实木材，实现了表面硬度提高，阻燃效能良好。

实施例2

(1)第一次高温高湿快速干燥步骤：把厚100mm的杨木速生材木材堆置于干燥窑里首先打开加湿阀门向干燥窑里快速加湿直接加湿到相对湿度≥98％，使干燥窑内充满水蒸汽，然后保持加湿阀门打开，保持相对湿度≥98％，并首次打开加热阀门快速加热到干球温度大于湿球温度2℃并保持25h，持续加湿控制干燥窑里的相对湿度达99～100％，加热使窑里的干球温度从103升温到135℃，杨木厚度在100mm按10.5h升温2℃干燥15天，使木材的含水率降低到12％。

(2)阻燃处理步骤：是在水泥池里配制溶液浓度为20％的聚磷酸铵(APP)阻燃剂，其中，聚磷酸铵(APP)是采用85％的磷酸与99％的尿素按1∶1.7(摩尔比)经配制合成而得，其热分解温度为250℃，加水后配制成的聚磷酸铵(APP)溶液。将水泥池里的聚磷酸铵(APP)溶液温度升高至90℃，把干燥后杨木浸渍到池里，上面负压块使杨木全面浸渍溶液中，浸渍48h。结束后取出来，按干燥时的方式用隔条堆垛好，上面压水泥块在室内养生4天。

(3)第二次高温高湿快速干燥步骤：把阻燃处理好的杨木木材放置到干燥窑里首先打开加湿阀门向干燥窑里快速加湿直接加湿到相对湿度≥98％，使干燥窑内充满水蒸汽，然后保持加湿阀门打开，保持相对湿度≥98％，并首次打开加热阀门快速加热到干球温度大于湿球温度1℃并保持25h，最后持续加湿控制干燥窑里的相对湿度达99～100％，加热使窑里的干球温度从103升温.135℃，杨木木材的厚度在100mm按6.5h升温1℃到103℃，然后再1.0h把窑内温度降低比基准温度103℃低2℃并保持3.0h，然后再6.5h从上一基准温度103℃升温到下一基准温度104℃，然后再1.0h把窑内温度降低比基准温度104℃低2℃并保持3.0h，重复上述升温降温动作干燥木材15天，使杨木木材的含水率降低到12％。

(4)压缩增强固定一次成型步骤：将上述阻燃干燥好的杨木木材置于热压机上热压，闭合热压机热压板并使被压木材上下面形成温度差大于100℃以上并保持5s以上，然后使木材上下两面的温度差在5min内逐渐缩小趋于一致，控制热压板闭合速度为5mm/s，控制热压板的温度为210℃，施加的压力为15Mpa，控制木材压缩率为25％，木材被压到指定厚度后，保持木材与热压板接触时间60min，热压结束后缓慢泄压取出木材，得到单面表面增强层。

(5)含水率恢复的步骤：即是将表面增强固定一次成型步骤完成后的阻燃压缩速生材杨木移到平衡房进行含水率恢复到11.0％。

经上述技术方案所得到的杨木阻燃压缩实木材，实木材横断面上分为表面阻燃增强层与自然层，表面阻燃增强层位于型材的一表面，自然层位于型材的背面，表面阻燃增强层的密度明显大于自然层，表面阻燃增强层的密度从表面往型材背面逐渐变小，表面阻燃增强层与自然层通过木材自身纤维自然连接，表面阻燃增强层的厚度为2.5mm，实木型材燃烧性能达B-s2，d2，t2以上，含水率在11.0％，平衡含水率小于6.5％，耐腐等级达强耐腐级重量损失0～10％，型材阻燃增强层表面硬度比素材提高40％以上。

按GB 8624-2006建筑材料及其制品燃烧性能分级标准，对本发明杨木阻燃缩压实木材、炭化杨木、素材杨木进行燃烧性能比较，按GB/T 1941-2009木材硬度试验方法对上述实木型材进行表面硬度的比较(见表2)。

表2 杨木各种实木材理化性能指标

实施例3

(1)第一次高温高湿快速干燥步骤：把厚30mm的杨木速生材木材堆置于干燥窑里首先打开加湿阀门向干燥窑里快速加湿直接加湿到相对湿度≥98％，使干燥窑内充满水蒸汽，然后保持加湿阀门打开，保持相对湿度≥98％，并首次打开加热阀门快速加热到干球温度大于湿球温度2℃并保持7h，持续加湿控制干燥窑里的相对湿度达99～100％，加热使窑里的干球温度从103升温到135℃，杨木厚度在100mm按4h升温2℃干燥7天，使木材的含水率降低到9％。

(2)阻燃处理步骤：是在水泥池里配制溶液浓度为20％的聚磷酸铵(APP)阻燃剂，其中，聚磷酸铵(APP)是采用85％的磷酸与99％的尿素按1∶1.7(摩尔比)经配制合成而得，其热分解温度为250℃，加水后配制成的聚磷酸铵(APP)溶液。将水泥池里的聚磷酸铵(APP)溶液温度升高至90℃，把干燥后杨木浸渍到池里，上面负压块使杨木全面浸渍溶液中，浸渍48h。结束后取出来，按干燥时的方式用隔条堆垛好，上面压水泥块在室内养生4天。

(3)第二次高温高湿快速干燥步骤：把阻燃处理好的杨木木材放置到干燥窑里首先打开加湿阀门向干燥窑里快速加湿直接加湿到相对湿度≥98％，使干燥窑内充满水蒸汽，然后保持加湿阀门打开，保持相对湿度≥98％，并首次打开加热阀门快速加热到干球温度大于湿球温度1℃并保持25h，最后持续加湿控制干燥窑里的相对湿度达99～100％，加热使窑里的干球温度从103升温.135℃，杨木木材的厚度在30mm按2h升温1℃到103℃，然后再0.5h把窑内温度降低比基准温度103℃低2℃并保持2.0h，然后再2h从上一基准温度103℃升温到下一基准温度104℃，然后再0.5h把窑内温度降低比基准温度104℃低2℃并保持2.0h，重复上述升温降温动作干燥木材6天，使杨木木材的含水率降低到10％。

(4)压缩增强固定一次成型步骤：将上述阻燃干燥好的杨木木材置于热压机上热压，闭合热压机热压板并使被压木材上下面形成温度差大于100℃以上并保持5s以上，然后使木材上下两面的温度差在5min内逐渐缩小趋于一致，控制热压板闭合速度为4mm/s，控制热压板的温度为200℃，施加的压力为15Mpa，控制木材压缩率为17％，木材被压到指定厚度后，保持木材与热压板接触时间48min，热压结束后缓慢泄压取出木材，得到单面表面增强层。

(5)含水率恢复的步骤：即是将表面增强固定一次成型步骤完成后的阻燃压缩速生材杨木移到平衡房进行含水率恢复到11.0％。

经上述技术方案所得到的杨木阻燃压缩实木材，实木材横断面上分为表面阻燃增强层与自然层，表面阻燃增强层位于型材的一表面，自然层位于型材的背面，表面阻燃增强层的密度明显大于自然层，表面阻燃增强层的密度从表面往型材背面逐渐变小，表面阻燃增强层与自然层通过木材自身纤维自然连接，表面阻燃增强层的厚度为2.5mm，实木型材燃烧性能达B-s2，d2，t2以上，含水率在11.0％，平衡含水率小于6.5％，耐腐等级达强耐腐级重量损失0～10％，型材阻燃增强层表面硬度比素材提高40％以上。

按GB 8624-2006建筑材料及其制品燃烧性能分级标准，对本发明杨木阻燃缩压实木材、炭化杨木、素材杨木进行燃烧性能比较，按GB/T 1941-2009木材硬度试验方法对上述实木型材进行表面硬度的比较(见表3)。

表3 杨木各种实木材理化性能指标

实施例4

(1)第一次高温高湿快速干燥步骤：把厚度为50mm的辐射松速生材木材堆置于干燥窑里首先打开加湿阀门向干燥窑里快速加湿直接加湿到相对湿度≥98％，使干燥窑内充满水蒸汽，然后保持加湿阀门打开，保持相对湿度≥98％，并首次打开加热阀门快速加热到干球温度大于湿球温度1.8℃并保持20h，持续加湿控制干燥窑里的相对湿度达99～100％，加热使窑里的干球温度从103升温到135℃，辐射松木材的厚度在50mm按6h升温1.5℃干燥8天，使木材的含水率降低到8％。

(2)阻燃处理步骤：是在水泥池里配制溶液浓度为15％的阻燃效能的磷-氮-硼阻燃剂，此阻燃剂从中国东北林业大学购买，其热分解温度为跨度很大热分解温度150～280℃，加水后配制成的磷-氮-硼阻燃剂溶液。将水泥池里的磷-氮-硼阻燃剂溶液温度升高至65℃，把炭化后辐射松浸渍到池里，上面负压块使辐射松全面浸渍溶液中，浸渍18h。结束后取出来，按干燥时的方式用隔条堆垛好，上面压水泥块在室内养生7天。

(3)第二次高温高湿快速干燥步骤：把阻燃处理好的木材放置到干燥窑里首先打开加湿阀门向干燥窑里快速加湿直接加湿到相对湿度≥98％，使干燥窑内充满水蒸汽，然后保持加湿阀门打开，保持相对湿度≥98％，并首次打开加热阀门快速加热到干球温度大于湿球温度1.2℃并保持15h，最后持续加湿控制干燥窑里的相对湿度达99～100％，加热使窑里的干球温度从103升温135℃，辐射松木材的50mm按3.0h升温1.5℃到104℃，然后再0.3h把窑内温度降低比基准温度104℃低2.5℃并保持1h，然后再3.0h从上一基准温度104℃升温到下一基准温度105.5℃，然后再0.3h把窑内温度降低比基准温度105.5℃低2.5℃并保持1h，重复上述升温降温动作干燥木材7天，使木材的含水率降低到10％。

(4)压缩增强固定一次成型步骤：将上述阻燃干燥好的辐射松木材置于热压机上热压，闭合热压机热压板并使被压木材上下面形成温度差大于100℃以上并保持5s以上，然后使木材上下两面的温度差在5min内逐渐缩小趋于一致，控制热压板闭合速度为3mm/s，控制热压板的温度为200℃，施加的压力为10Mpa，控制木材压缩率为15％，木材被压到指定厚度后，保持木材与热压板接触时间50min，热压结束后缓慢泄压取出木材，得到单面表面增强层。

(5)含水率恢复的步骤：即是将固定步骤完成后的阻燃压缩速生材辐射松移到平衡房进行含水率恢复到10.0％。

经上述技术方案所得到的辐射松阻燃压缩实木材，实木材横断面上分为表面阻燃增强层与自然层，表面阻燃增强层位于型材的一表面，自然层位于型材的背面，表面阻燃增强层的密度明显大于自然层，表面阻燃增强层的密度从表面往型材背面逐渐变小，表面阻燃增强层与自然层通过木材自身纤维自然连接，表面阻燃增强层的厚度为2.0mm，实木型材燃烧性能达B-s2，d1，t2以上，含水率在10.0％，平衡含水率小于6.5％，耐腐等级达强耐腐级重量损失0～10％，型材阻燃增强层表面硬度比素材提高40％以上。

按GB 8624-2006建筑材料及其制品燃烧性能分级标准，对本发明辐射松阻燃压缩实木材、炭化辐射松、素材辐射松进行燃烧性能比较，按GB/T 1941-2009木材硬度试验方法对上述实木型材进行表面硬度的比较(见表4)。

表4 辐射松各种型材理化性能指标

实施例5

阻燃压缩实木材制备方法同实施例一。不同之处在于：从实施例一得到马尾松阻燃压缩实木材后，对马尾松一个面进行精砂光为正面，再经机械加工、开榫开槽后，涂装UV涂料而成马尾松阻燃增强实木地板。

按GB 8624-2006建筑材料及其制品燃烧性能分级标准，对本发明马尾松阻燃压缩实木地板、炭化马尾松实木地板、普通马尾松阻燃实木地板、普通马尾松实木地板燃烧性能比较，按GB/T 15036.1-2009实木地板第一部分技术要求、GB/T 15036.2-2009实木地板第二部分检验方法进行漆膜表面硬度的比较，吸湿平衡含水率(吸湿平衡含水率的检测方法是按照国家标准《热处理实木地板》报批稿里的方法检测的)(见表5)。

表5 马尾松各实木地板理化性能指标

由表4可见，经本发明技术方案得到的阻燃压缩实木地板具有很好的表面硬度，克服速生材表面硬度软的缺陷，同时具有很好的阻燃效能，而且平衡含水率也很低，稳定性好。

实施例6

阻燃增强实木型材制备方法同实施例三。从实施例三得到杨木阻燃压缩实木型材后，对杨木一个面进行精砂光为正面，再经机械加工、开榫开槽后，涂装UV涂料而成杨木阻燃增强实木地板。

按GB 8624-2006建筑材料及其制品燃烧性能分级标准，对本发明杨木阻燃压缩增强实木地板、炭化杨木实木地板、普通杨木阻燃实木地板、普通杨木实木地板燃烧性能比较，按GB/T 15036.1-2009实木地板第一部分技术要求、GB/T 15036.2-2009实木地板第二部分检验方法进行漆膜表面硬度的比较，吸湿平衡含水率(吸湿平衡含水率的检测方法是按照国家标准《热处理实木地板》报批稿里的方法检测的)(见表6)。

表6 杨木各实木地板理化性能指标

由表5可见，对于具有早晚材变化不明显，有均匀的木材结构的速生材杨木，采用容易返潮的聚磷酸铵阻燃剂处理木材，可以使本发明阻燃增强实木地板具有良好的阻燃性能，吸湿平衡含水率低，尺寸稳定性更好，而且返潮性对实木地板的影响非常小为3.4％，漆膜表面硬度达到了国家标准要求。同时，未经炭化热处理的普通阻燃实木地板、普通实木地板的吸湿性大，即使经阻燃处理后，未经稳定性处理，在使用过程中一定吸湿容易变形，而且阻燃的返潮性对其吸湿性影响大为15.1％。

实施例7

阻燃压缩实木型材制备方法同实施例四。从实施例四得到辐射松阻燃压缩增强实木型材后，经构件加工(划线、下料、铣刨加工)、装配、裁边、修整、油漆而得到的阻燃增强实木门。

按GB 8624-2006建筑材料及其制品燃烧性能分级标准，对本发明辐射松阻燃压缩增强实木门进行燃烧性能检测，按GB/T 1941-2009木材硬度试验方法对本发明辐射松阻燃压缩增强实木门进行表面硬度检测(见表7)。

表7 辐射松阻燃压缩实木门理化性能指标

Claims (6)

1.一种阻燃压缩实木材生产方法，其特征在于，它包括以下步骤：

（1）第一次高温高湿快速干燥步骤：把木材堆垛好置于干燥窑里首先打开加湿阀门向干燥窑里快速加湿直接加湿到相对湿度≥98%，使干燥窑内充满水蒸汽，然后保持加湿阀门打开，保持相对湿度≥98%，首次打开加热阀门快速加热到干球温度大于湿球温度1～2℃并保持5～25h，最后持续加湿控制干燥窑里的相对湿度达99～100%，干球温度加热升温到103～135℃对速生材木材进行干燥3～15天, 使木材的含水率降低到6～12%；

（2）常压阻燃处理步骤：是在常压下浸渍液温度为40℃～90℃条件下，对干燥处理后的木材直接浸渍到质量浓度为8～20%的水溶性无机阻燃剂中浸渍时间为14～48h；

（3）第二次高温高湿快速干燥步骤：把阻燃处理得到的木材堆垛好置于干燥窑里首先打开加湿阀门向干燥窑里快速加湿直接加湿到相对湿度≥98%，使干燥窑内充满水蒸汽，然后保持加湿阀门打开，保持相对湿度≥98%，首次打开加热阀门快速加热到干球温度大于湿球温度1～2℃并保持5～25h，最后持续加湿控制干燥窑里的相对湿度达99～100%，干球温度加热升温到103～135℃对速生材木材进行干燥3～15天，使木材的含水率降低到8～12%；

（4）压缩增强固定一次成型步骤：木材经表面压密增强固定一次成型处理的步骤；所述的压缩增强固定一次成型步骤：是将上述阻燃干燥好的木材置于热压机中，控制热压板闭合速度为1~5mm/s，热压板的温度为190~210℃，施加的压力为6~15MPa，根据要求控制木材压缩率为10%~25%，木材被压到指定厚度后，保持木材与热压板接触时间40～60min，热压结束后缓慢泄压取出木材；

（5）含水率恢复步骤：将阻燃压缩增强得到的速生材木材经含水率恢复到7.0~11.0%。

2.根据权利要求1所述的一种阻燃压缩实木材生产方法，其特征在于，所述的第一次高温高湿快速干燥步骤：持续加湿控制干燥窑里的相对湿度达99～100%，加热使窑里的干球温度从103升温到135℃，其中木材的厚度在24～50mm按2～6h升温1～2℃干燥3～8天，木材的厚度在50～80mm按4～8h升温1～2℃干燥6～11天，木材的厚度在80～100mm按6～10.5h升温1～2℃干燥8～15天，使木材的含水率降低到6～12%。

3.根据权利要求1所述的一种阻燃压缩实木材生产方法，其特征在于，所述的常压阻燃处理步骤：所述的无机阻燃剂为热分解温度≥220℃的磷-氮-硼阻燃剂、聚磷酸铵阻燃剂、硼酸锌阻燃剂、聚磷酸铵-硼酸锌复合阻燃剂。

4.根据权利要求1所述的一种阻燃压缩实木材生产方法，其特征在于，所述的阻燃处理步骤：所述的无机阻燃剂为热分解温度＜220℃但所热解得到的产物在≥220℃仍具有稳定的阻燃效能的磷-氮-硼阻燃剂、聚磷酸铵阻燃剂、硼酸锌阻燃剂、聚磷酸铵-硼酸锌复合阻燃剂。

5.根据权利要求1所述的一种阻燃压缩实木材生产方法，其特征在于，所述的压缩增强固定一次成型步骤：将上述阻燃干燥好的木材置于热压机上热压，闭合热压机热压板并使被压木材上下面形成温度差大于100℃以上并保持5s 以上，然后使木材上下两面的温度差在5min内逐渐缩小趋于一致，控制热压板闭合速度为1～5mm/s，控制热压板的温度为190~210℃，施加的压力为6~15MPa，控制木材压缩率为10%~25%，木材被压到指定厚度后，保持木材与热压板接触时间40～60min，热压结束后缓慢泄压取出木材。

6.根据权利要求1所述的一种阻燃压缩实木材生产方法，其特征在于，所述的含水率恢复的步骤：是将阻燃压缩增强固定得到的木材移到干燥窑或平衡房里进行含水率恢复到7.0～11.0%。