CN103112065A - 木材炭化浸胶处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种处理后的木材密度更大、强度更高、再干燥的时间短的木材炭化浸胶处理方法。它包括以下步骤，把软质木材干燥至含水率10-14%；将干燥后木材在120-130℃下进行2小时炭化处理；在炭化后木材放置在浸渍罐内，先对浸渍罐抽真空后再加入固化温度＜100℃的树脂，提高罐内压力至0.4-0.6MPa，保压3-5小时；再把木材进入干燥窑内，首先控制干燥介质的干球温度为75-80℃，湿球温度和干球接近或相等，预处理22-26h；预处理结束后再降低干球温度至54-56℃，湿球温度至52-54℃，以后随着木材的含水率降低再升高温度，最后把浸胶后木材在80-90℃下干燥，使树脂完全固化。

Description

木材炭化浸胶处理方法
技术领域
本发明涉及木材的浸胶处理技术。
背景技术
木材经低分子树脂浸渍处理后，木材的尺寸稳定性显著提高，力学强度得到改善，使用耐久性延长，可以用来制作夹具、门窗，甚至作为建筑装饰用材使用。例如，以酚醛树脂浸渍后木材在耐腐、耐酸、绝缘性能方面有很大提高。常规的木材浸胶方法是：把木材进行干燥（初干燥），然后进行浸胶，再次干燥。举例来说，对于厚度3cm的杨木（软质木材）板材，先干燥至含水率12%，然后放置在压力为0.5MPa的酚醛树脂浸渍4小时，再在70-80℃温度下干燥（再干燥）得到浸胶板材，再干燥的时间大约13-15天。该现有的方法的不足是：1、浸胶板材的密度较低。对于杨木素板来说，密度约为0.4g/cm3，浸胶后板材密度最大也只能达到0.57g/cm3，强度和力学性能还不足。2、再干燥的时间较长，生产效率较低；干燥质量差，木材表面容易皱缩而不平整，木材刨光时材积损耗大。3、因为生产上常用树脂（尿醛树脂和酚醛树脂）的固化温度为115-155℃,用常规窑干燥时这些树脂不能完全固化，导致木材强度升高数值有限。4、对于4-5.5mm厚度杨木板材，再干燥的生产过程中（15-17天），低分子浸渍树脂预固化形成预固化体，阻塞了木材内部部分水分移动的通道，影响了干燥速度，所以干燥时间长。
发明内容
本发明的目的是提供一种处理的木材密度更大、强度更高、再干燥的时间短的木材炭化浸胶处理方法。
本发明的木材炭化浸胶处理方法，它包括以下步骤：
初干燥：把软质木材干燥至含水率10-14%；
炭化：将干燥后的木材放置在120-130℃的密闭环境下中2小时进行炭化处理；
浸胶：把炭化后的木材放置在浸渍罐内，先对浸渍罐抽真空，再加入固化温度＜100℃的树脂，提高罐内压力至0.4-0.6MPa，保压3-5小时；
再干燥：木材进入干燥窑内，首先控制干燥介质的干球温度为75-80℃，湿球温度和干球接近或相等，预处理22-26h；预处理结束后再降低干球温度至54-56℃，湿球温度至52-54℃，以后随着木材的含水率降低再升高温度，最后把浸胶后木材在80-90℃下干燥，使树脂完全固化。
本发明的有益效果：本技术在浸胶前对木材进行炭化处理，炭化后木材内部的通路增多、增大，阻塞少，水分及低分子树脂移动的速度快。在同样的条件下，浸渍的树脂量多，再干燥的时间短。而未进行炭化直接浸胶的现有方法，木材内部的通路少而小，浸渍的树脂量少，再干燥时木材内部水分移动的通路可能被更多阻塞，加上干燥时因有部分树脂预先固化，生成的预固体物质阻塞了木材内部部分通路，导致水分移动速度更慢，所以再干燥时间长。例如，对于厚度3cm的杨木板材，按照本发明的方法，先干燥至含水率12%，将干燥后的木材放置在130℃的密闭环境下加热2小时进行炭化处理；然后放置在压力为0.5MPa的尿醛树脂浸渍4小时，再在80-90℃温度下干燥（再干燥）7-8天即可。相对于现有技术的再干燥时间13-15天来说，显著提高了生产效率。
另外，本按发明方法的处理后木材的密度更大，强度更高。本发明选择的炭化温度为120-130℃，而避免选择常用的180℃以上的炭化温度，因为高温炭化木材的力学强度下降较多，木材的质量也下降，合格率降低。本发明采用2小时的短时间炭化，短时间的低温炭化木材力学强度下降在3-5%，比长时间高温干燥对木材力学强度下降的数值还少些，同时也增加了木材内部的水分移动通路。例如。对于杨木板材，按发明方法的处理后的密度可以达到0.64-0.66g/cm3，不易变形，强度高。
同时，本发明进行再干燥时，先在75-80℃下进行预处理，预处理目的是提高初期浸渍树脂预固化率，减少在后续干燥过程中出现的树脂流失问题，保证木材内的树脂量更多。
上述的木材炭化浸胶处理方法，初干燥时把软质木材干燥至含水率12%。
上述的木材炭化浸胶处理方法，浸胶时，先对浸渍罐抽真空至0.02MPa，半小时后再加入树脂。
上述的木材炭化浸胶处理方法，软质木材为杨木。
上述的木材炭化浸胶处理方法，软质木材厚度为4-5.5cm；再干燥时的干燥时间为11-12天。该厚度为4-5.5cm软质木材经本发明的方法处理后，一般用于制作家具、地板。
上述的木材炭化浸胶处理方法，软质木材厚度为3cm；再干燥时的时间为7-8天。
上述的木材炭化浸胶处理方法，树脂为分子量200-250的低分子量树脂。该分子量的树脂更容易浸入木材。
实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例：杨木板的炭化浸胶处理方法
把3cm厚的杨木板放入干燥窑内初干燥，使得其含水率达到12%。再将干燥后的杨木板放置在120℃的密闭环境下中进行2小时炭化处理。接着把炭化后杨木板放入浸胶罐，先对浸渍罐抽真空至0.02MPa，半小时后加入固化温度为85-90℃的改性脲醛树脂，对浸渍罐内加压至0.5MPa保持4小时。最后把浸胶后的杨木板放置在干燥窑中再干燥。首先控制干燥介质的干球温度为75-80℃，湿球温度和干球接近或相等，预处理24h；预处理目的是提高初期浸渍树脂预固化率，减少在后续干燥过程中出现的树脂流失问题。预处理结束后，木材的含水率超过40%，参见表1，先降低干球温度至55℃，湿球温度53℃，以后随着木材的含水率降低再逐渐升高温度，最后把浸胶后木材在85℃下干燥，使脲醛树脂在此温度下完全固化。再干燥时间7天，最后得到炭化浸胶后的杨木板材。
表1
含水率MC（%） 干球温度Td（℃） 湿球温度Tw（℃）
>40 55.0 53.0
40-30 57.0 53.0
30-25 60.0 53.0
25-20 65.0 53.0
20-15 70.0 55.0
<15 85.0 60.0
对比例：杨木板的炭化浸胶处理方法
把4.5-5cm厚的杨木板放入干燥窑内初干燥，使得其含水率达到12%；接着把杨木板放入浸胶罐，先对浸渍罐抽真空至0.02MPa，半小时后加入脲醛树脂，对浸渍罐内加压至0.5MPa保持4小时；然后把浸胶后的杨木板放置在干燥窑中，干燥窑温度在控制在72-75℃、相对湿度为95-100%的条件下预处理24h，再按表2所示，随着木材的含水率降低再逐渐升高温度，最后把浸胶后木材在85℃下干燥。预预处理后的干燥时间11天，最后得到浸胶后的杨木板材。
表2
含水率MC（%） 干球温度Td（℃） 湿球温度Tw（℃）
>40 53.0 51.0
40-30 55.0 52.0
30-25 60.0 54.0
25-20 65.0 54.0
20-15 72.0 55.0
<15 85.0 57.0
对实施例和对比例所得的杨木板材进行力学性能测试，结果见表3。从表3的对比中可以看出，采用本发明的方法处理所得杨木板材的力学性能明显优于采用常规方法处理所得杨木板材的力学性能，而且可以节约再干燥的时间。
表3
  密度g/cm3 顺纹抗压强度MPa 静力抗弯强度MPa 顺纹抗剪强度MPa
实施例 0.64 50 84 17
对比例 0.58 45 80 13

Claims (7)

1.木材炭化浸胶处理方法，其特征是：它包括以下步骤：
初干燥：把软质木材干燥至含水率10-14%；
炭化：将干燥后的木材放置在120-130℃的密闭环境下中2小时进行炭化处理；
浸胶：把炭化后的木材放置在浸渍罐内，先对浸渍罐抽真空，再加入固化温度＜100℃的树脂，提高罐内压力至0.4-0.6MPa，保压3-5小时；
再干燥：木材进入干燥窑内，首先控制干燥介质的干球温度为75-80℃，湿球温度和干球接近或相等，预处理22-26h；预处理结束后再降低干球温度至54-56℃，湿球温度至52-54℃，以后随着木材的含水率降低再升高温度，最后把浸胶后木材在80-90℃下干燥，使树脂完全固化。
2.如权利要求1所述的木材炭化浸胶处理方法，其特征是：初干燥是把软质木材干燥至含水率12%。
3.如权利要求1所述的木材炭化浸胶处理方法，其特征是：浸胶时，先对浸渍罐抽真空至0.02MPa，半小时后再加入树脂。
4.如权利要求1所述的木材炭化浸胶处理方法，其特征是：软质木材为杨木。
5.如权利要求1所述的木材炭化浸胶处理方法，其特征是：软质木材厚度为4-5.5cm；再干燥时的时间为11-12天。
6.如权利要求1所述的木材炭化浸胶处理方法，其特征是：软质木材厚度为3cm；再干燥时的时间为7-8天。
7.如权利要求1所述的木材炭化浸胶处理方法，其特征是：树脂为分子量200-250的低分子量树脂。
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