CN103171008A

CN103171008A - 一种木材物理改性方法

Info

Publication number: CN103171008A
Application number: CN2013101320568A
Authority: CN
Inventors: 周立刚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-04-17
Filing date: 2013-04-17
Publication date: 2013-06-26

Abstract

本发明涉及一种木材物理改性方法，可解决现有木材处理不能全面改善木材性能、设备占地面积大、能耗高及周期长的问题，将含水率高的木材锯切成需要的规格，将无机树脂型木材阻燃剂或有机木材阻燃剂与水搅拌混合成木材阻燃剂水溶液；将锯材置于有木材阻燃剂水溶液的常压容器中浸泡，或将锯材置于钢制压力容器中采用先真空后加压的方式浸注阻燃剂；之后锯材进入平板高压硫化装置中，进行软化和干燥；完成软化和干燥后，继续在平板高压硫化装置内，进行矫正、整平和物理改性，完成木材的整个处理过程，改性后的各类锯材含水率在室温条件下测试为≤6％，达到全面改善木材物理性能的目的，具有产量高、能耗低、生产过程无污染、占地面积小的优点。

Description

一种木材物理改性方法

技术领域

本发明涉及一种木材物理改性方法，是在不改变木材的视觉、触觉基本特性的基础上，对人工速生丰产林锯材以及其他阔叶树锯材、针叶树锯材的力学性能和工艺性能进行物理改性的方法。

背景技术

木材是一种主要由纤维素、半纤维素和木质素构成的多孔性复杂天然有机物质；木材分子中含有大量的羟基和羟甲基等含氧极性基团，因而具有吸湿性强、尺寸稳定性、易燃、易腐朽和易化学降解的特点。

针对木材的这一特点，现有的木材处理和改性技术包含：真空高压浸注阻燃液、真空干燥、防腐、碳化等，但是这些技术存在只能改善木材的一项或几项性能，不能全面改善木材性能，以及设备占地面积大产量低、能耗高等特点；比如：利用真空干燥装置进行改性，一个周期就需要7～15天，同时这些技术并不能对木材进行矫正，不利于资源节约利用。

发明内容

因此，针对上述情况，为解决现有木材处理中不能全面改善木材性能、处理设备占地面积大、能耗高及周期长的问题，本发明涉及一种木材物理改性方法，采用浸注阻燃剂、高温、高压进行干燥、矫正、定性的物理方法，在不改变木材的视觉、触觉基本特性的基础上，直接对含水率较高的新鲜人工速生丰产林锯材以及其他阔叶树锯材、针叶树锯材直接进行物理改性，对木材的力学性能和工艺性能进行改变。

其解决的技术方案是，将含水率较高的新鲜人工速生丰产林以及其他阔叶树、针叶树经锯切成需要的规格；

将无机树脂型木材阻燃剂三聚氰胺磷酸盐或有机木材阻燃剂脒基脲磷盐酸与水在容器中搅拌混合，制成木材阻燃剂水溶液；

将锯材置于盛有木材阻燃剂水溶液的常压容器中浸泡，或将锯材置于钢制压力容器中采用先真空后加压的方式浸注阻燃剂；

浸注完成的锯材进入一层或多层平板高压硫化装置中，在一定时间、温度、压力条件下进行软化和干燥；

锯材在完成软化和干燥后，继续在一层或多层平板高压硫化装置内，在一定时间、温度、压力条件下进行矫正、整平和物理改性，完成木材的整个处理过程。

改性后的各类锯材含水率在室温条件下测试为≤6％；可以根据需要提高锯材的密度、硬度、强度等力学性能；同时提高了木材的稳定性和耐久性，实现消除木材内应力、防潮、吸潮性低、防霉变、抗变形、抗开裂、尺寸稳定、材质平滑、脱油脂的效果；改性后的锯材兼具阻燃、防腐、绝缘的性能；达到全面改善木材物理性能的目的，并且具有产量高、能耗低、生产过程无污染、占地面积小的优点。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。

一种木材物理改性方法，包括以下步骤：

将含水率较高的新鲜人工速生丰产林以及其他阔叶树、针叶树经锯切成需要的规格；

所说的无机树脂型木材阻燃剂或有机木材阻燃剂与水按重量比1∶6～1∶4配比混合。

所说的锯材浸注阻燃剂后置于一层或多层平板高压硫化装置中，在温度180℃～200℃，压力0.1～0.5Mpa的条件下按照30s/mm(每毫米的锯材需要30秒，根据厚度设定时间)的时间使木材先软化和干燥；锯材在高温低压调整下，首先软化，其次木材干燥，同时使阻燃剂固化、不流失，实现木材阻燃、防腐、消烟的目的，同时实现木材良好阻燃消烟的同时消灭了锯材中的菌、虫、白蚁、天牛等。

所说的木材在一层或多层平板高压硫化装置中完成软化和干燥后，继续在一层或多层平板高压硫化装置内，在温度200℃～≤木材燃点10℃，压力1.0～1.5Mpa的条件下按照30s/mm的时间使木材完成进行矫正、整平和物理改性；锯材在高温低压条件下吸湿性能强的半纤维素降解产生糠醛等物质，使木材分子与水分子之间的氢键减少，同时降低了木材羟基的浓度和与外界水分子交换的能力，改变了木材的水吸附机理，吸湿、吸水性能下降。

所说的一层或多层平板高压硫化装置采用Φ14mm碳化硅远红外线辐射加热管加热，碳化硅远红外线辐射加热管加热以100mm的间距横向排列于平(钢)板预留孔中。

所说的将锯材置于钢制压力容器中采用先真空后加压的方式的方法为：在钢制压力容器中浸注阻燃剂时抽真空至600～650毫米汞柱，保持30～60分钟；依靠真空将木材阻燃剂导入钢制压力容器中，木材阻燃剂充满压力容器时解除真空，关闭真空阀门；缓慢加压到1.2～1.4MPa，并保持2～4小时；达到阻燃剂浸注量为木材重量的10％～15％时解除压力，排出药剂，关闭加压阀和连接木材阻燃剂储存罐的阀门；抽真空至600～650毫米汞柱，保持10～15分钟，解除真空，取出锯材。

本发明克服了因水分变化引起的横弯、顺弯、翘弯、扭曲、开裂、霉变等现象，高温调整下同步实现了脱油脱脂和破坏了木材的营养成分，阻断了有害菌类的食物链，从而保证了锯材的稳定性和耐候性；改性后的锯材不降低木材绝缘性能，不降低力学强度，可延长木材使用寿命5-10倍；在获得以上性能的同时，保留了木材原有的隔热、绝缘、调温、调湿的自然属性；改善了表面和加工面的细腻、平滑度、更容易刨、钻、切、锯面平滑；在高温、高压条件下可以根据需要调整压力和时间改变木材密度，提高木材强度；在在高温、高压条件下可以根据需要调整压力和时间改变木材颜色，遮盖原有的霉变、蓝变和色差、达到颜色一致。

Claims

1.一种木材物理改性方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种木材物理改性方法，其特征在于，无机树脂型木材阻燃剂或有机木材阻燃剂与水按重量比1∶6～1∶4配比混合。

3.根据权利要求1所述的一种木材物理改性方法，其特征在于：锯材浸注阻燃剂后置于一层或多层平板高压硫化装置中，在温度180℃～200℃，压力0.1～0.5Mpa的条件下按照30s/mm的时间使木材先软化和干燥。

4.根据权利要求1所述的一种木材物理改性方法，其特征在于，木材在一层或多层平板高压硫化装置中完成软化和干燥后，继续在一层或多层平板高压硫化装置内，在温度200℃～≤木材燃点10℃，压力1.0～1.5Mpa的条件下按照30s/mm的时间使木材完成进行矫正、整平和物理改性。

5.根据权利要求1所述的一种木材物理改性方法，其特征在于，一层或多层平板高压硫化装置采用Φ14mm碳化硅远红外线辐射加热管加热，碳化硅远红外线辐射加热管加热以100mm的间距横向排列于平(钢)板预留孔中。