CN104647494A - 一种橡胶木地热地板的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种橡胶木地热地板的生产方法，包括（1）、将橡胶木坯板放入浸渍罐，进行2-5个以下浸渍循环：抽真空保持20-30分钟，注入浸渍液，加压至0.2-1Mpa，保持1-2小时，排出浸渍液；（2）、打开浸渍罐，取出橡胶木坯板，放干燥窑，饱和蒸汽状态下，缓慢升温至100-160℃，保持8-24小时，降温，然后缓慢升温至80-100℃，烘至含水率≤10%；（3）、经地板成型，UV涂装，检验，包装后即得成品。本发明可以对橡胶木湿板直接进行加工处理，降低了能耗和生产成本，解决了常规橡胶木加工需要干板才能浸胶加工导致能耗和生产成本高的问题，且所用的浸渍液不含会释放甲醛的树脂等成分，较环保。

Description

一种橡胶木地热地板的生产方法
技术领域
本发明涉及木材加工技术领域，特别涉及一种橡胶木地热地板的生产方法。 
背景技术
我国是世界上木材的消费大国，又是全世界人均占有森林（木材）资源最少的国家之一。随着经济快速发展，人民生活水平的提高，我国木材消耗的进一步增加，供需的矛盾进一步加剧。2006年，我国木材总消耗量为3.37亿m3，国内每年供应1.4～1.5亿m3，木材市场供应的缺口达1.6亿m3以上。按照近10年我国木材消费平均年增长率3.71%计算，预计到2020年中国的木材消费量将达到6亿m3左右，供需缺口将进一步加大。因此，有效地使用木材，延长木材的使用寿命，低档木材高档化应用，对我国建设资源节约型社会和环境保护具有重要战略意义。木材经过几百万年的进化，已形成了能满足多种功能要求和耐受各种环境应力的微观结构和材料组成。更为重要的是，木材具有以蜂窝状孔结构为特征的多级孔结构，这种孔结构形式是现有技术无法制取的。但是，木材特别是人工林木材密度低、力学强度低、表面硬度低、耐磨耗性差，同时，木材的变异性及不可避免的天然缺陷使木材的资源利用率及使用空间受到很大的影响。因此，根据木材独特的化学组成、显微组织结构和多孔级结构体系，对木材进行高性能化、功能化改性成为木材加工业的重要研究课题，对此各国的科学家进行了大量的实验及理论探索。 
橡胶木是橡胶树经多年割胶后，已逐渐老化，产胶量已很少，经淘汰砍伐更新的木材，但是由于橡胶木易变形、湿板易腐烂、变色的特点，一直没有得到很好地利用，近年来，由于天然林木材逐年减少，橡胶木资源得到重视，不过限于技术条件，只能简单地防腐处理后，作为低端材料使用。 
CN101716790A的发明专利公开了一种树脂预处理生产橡胶树炭化木方法，其是将含水率小于15%的橡胶木在真空罐中浸渍树脂溶液，采用的树脂为脲醛树脂、酚醛树脂等，存在的缺陷是：需要预先将橡胶木烘干才行，能耗高，增加了生产成本，且浸胶的成分为脲醛树脂或酚醛树脂，制成的产品会持续释放甲醛，不环保， 脲醛树脂或酚醛树脂还存在着贮藏短、重复使用性差(会逐步自聚合、固化)、生产成本高等缺陷。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种橡胶木地热地板的生产方法，可以对橡胶木湿板直接进行加工处理，降低了能耗和生产成本，解决了常规橡胶木加工需要干板才能浸胶加工导致能耗和生产成本高的问题，且所用的浸渍液不含会释放甲醛的树脂等成分，较环保，所得地热地板的稳定性、导热性等全面超过多层实木复合地热地板，提高了橡胶木的经济价值。 
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 
一种橡胶木地热地板的生产方法，包括如下步骤：
（1）、将橡胶木坯板放入浸渍罐，进行2-5个以下浸渍循环：抽真空至真空度-0.06Mpa至-0.08Mpa之间，保持20-30分钟，然后注入浸渍液，加压至0.2-1Mpa，保持1-2小时，最后排出浸渍液。
第一个浸渍循环时，抽真空至真空度-0.06Mpa至-0.08Mpa之间，保持20-30分钟，这能能使木材内部存在的空气溢出，便于浸渍液进入到木材内部。 
加压至0.2-1Mpa，保持1-2小时，能使浸渍液与木材中的水份尽可能混溶，尽可能趋向浓度平衡。 
根据橡胶木坯板的厚度进行2-5个循环，循环次数少，板太厚，会使浸渍液有效成份不能到达板心或到达板心的量太少，会影响产品质量。循环次数太多，影响产量、增加成本。 
（2）、打开浸渍罐，取出步骤（1）处理完成的橡胶木坯板，放干燥窑，在饱和蒸汽状态下，缓慢升温至100-160℃，保持8-24小时，降温，排出饱和蒸汽，然后缓慢升温至80-100℃，烘至含水率≤10%。 
本发明在橡胶木坯板浸渍完成后，在干燥窑内，饱和蒸汽气氛下，缓慢升温至100-160℃，保持8-24小时，使浸渍液中有效成分的活性基团与木材细胞壁的纤维素分子有效结合，使得木材具有较好地防水性、硬度、强度、阻燃性、耐磨性、韧性等。这样处理后再降温，并缓慢升温至80-100℃进行常规的干燥窑干燥工序，能有效防止木材的开裂变形。 
（3）、步骤（2）处理完成的橡胶木坯板，经地板成型，UV涂装，检验，包装后即得成品。 
作为优选，步骤（1）中所述橡胶木坯板的厚度小于30mm，橡胶木坯板采用含水率20%-80%的湿板。橡胶木坯板的厚度在30mm以上，会使浸渍液有效成份不能到达板心或到达板心的量太少，会影响产品质量，要保证浸渍液有效成份到达板心且足量，则加工工序会增加，生产成本过高。本发明能有效适用于含水率20%-80%的橡胶木湿板加工使用，无需额外的干燥处理。 
作为优选，步骤（2）中降温至35-45℃。降温至35-45℃，排出蒸汽，再缓慢升温进行常规的干燥窑干燥，降温的温度过低，这样下一步常规干燥时能耗会较大，降温的温度过高（超过45℃），则进行下一步常规干燥时，板材容易开裂变形。 
作为优选，从第二个循环起：抽真空至真空度-0.06Mpa至-0.08Mpa之间，然后直接注入浸渍液，加压至0.2-1Mpa，保持1-2小时，最后排出浸渍液。 
第二个循环起，抽真空后无需保持20-30分钟，这是因为在第一个循环时，抽真空后保持一定时间，木材内部的空气已经脱出，第二个循环起就无需保持一定时间，能节约流程，提高效率。 
作为优选，所述浸渍液由以下重量百分比计的组分混合组成：碱性硅溶胶以二氧化硅的重量计为3%-30%，防水剂0.2%-20%，硅烷偶联剂0.05%-3%，水余量。由于本发明加工的对象为橡胶木湿板，常规的浸渍液无法适用，本发明开发了专用于橡胶木湿板加工的浸渍液配方，并配合本发明的工艺方法，能较好地将橡胶木湿板与浸渍液渗透结合。 
现在常规的浸渍处理液均为合成树脂（脲醛树脂、酚醛树脂）或改性的合成树脂 。通过浸渍处理和干燥固化后，合成树脂大部分沉积和填充在木材的细胞腔中，只有很少量与细胞壁结合。而细胞壁的性能才是决定木材性能的主要因素。因此，合成树脂物理填充在细胞腔中的处理方法对木材强度和尺寸稳定性的改善是有限的。 
本发明的浸渍液则与常规的浸渍处理液完全不同，本发明的浸渍液成分能与橡胶木木材细胞壁分子相结合，加固细胞壁，同时，本浸渍液在固化过程中能逐步聚合产生致密的网状结构,有较强的防水性及抗流失性能,因此，防水性、硬度、强度、阻燃性、耐磨性、韧性等佳。 
采用碱性硅溶胶、甲基硅酸钠(或甲基硅酸钾)及硅烷偶联剂混合作为浸渍液, 甲基硅酸钠或甲基硅酸钾（防水剂）本身就能在细胞壁处形成防水层，起到较好地防水加强作用，硅溶胶本身也能起到防水和加强作用，但是硅溶胶脆性太大，受外力容易断裂，从而大大降低防水性；因此，本发明将甲基硅酸钠或甲基硅酸钾（防水剂）配合硅溶胶使用，两种复合起到防水加强作用，且使二氧化硅能与甲基硅酸钠或甲基硅酸钾产生硅醇健的连接，而改变了胶层（硅溶胶）的脆性, 加强了胶层（硅溶胶）的韧性, 提高了防水性,同时,硅烷偶联剂的加入增加了细胞壁的纤维素与胶层（硅溶胶）的结合，大大加强了与细胞壁的结合力，提高了抗流失性能。因此,采用此本发明的浸渍液改性,橡胶木的综合性能有了较大的提升，并优于同等合成树脂等浸渍液的改性效果。 
此外，本发明的浸渍液成分避免了使用合成树脂（脲醛树脂、酚醛树脂等）或改性的合成树脂 ，因此，无甲醛释放，较环保。
作为优选，所述防水剂为甲基硅酸钠或甲基硅酸钾，所述防水剂的添加量以其固含量计。 
碱性硅溶胶是换算成二氧化硅的量后计算添加量的，防水剂：甲基硅酸钠或甲基硅酸钾（一般固含量≥20%），是换算成其固含量后计算添加量的。 
作为优选，所述硅烷偶联剂型号选自KH550、KH560、KH570、KH792、DL-602、DL-171中的一种。 
本发明的有益效果是：可以对橡胶木湿板直接进行加工处理，降低了能耗和生产成本，且所用的浸渍液不含会释放甲醛的树脂等成分，较环保，所采用的浸渍液分子不会在常温下自聚合，可以适应生产的要求，所得地热地板的稳定性、导热性等全面超过多层实木复合地热地板，提高了橡胶木的经济价值。 
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。 
本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。 
碱性硅溶胶、防水剂及硅烷偶联剂均为市售产品。 
实施例1： 
一种橡胶木地热地板的生产方法，包括如下步骤：
（1）、将橡胶木坯板（测橡胶木比重:0.65/cm3，含水率20%，厚度20mm，以头段材为主）放入浸渍罐，进行3个以下浸渍循环：抽真空至真空度-0.06Mpa，保持30分钟，然后注入浸渍液，加压至0.2Mpa，保持2小时，最后排出浸渍液（第一个循环）。进行第二个循环起，抽真空后不用保持30分钟，其它与第一个循环相同。
浸渍液配方为（各组分均为重量百分比）：碱性硅溶胶（以二氧化硅的重量计）为3%，甲基硅酸钠（以固含量计）0.2%，硅烷偶联剂（KH550）0.05%，水96.75%。 
（2）、打开浸渍罐，取出步骤（1）处理完成的橡胶木坯板，叠板放干燥窑，在饱和蒸汽状态下，缓慢升温至160℃，保持8小时，降温至45℃，排出饱和蒸汽，然后缓慢升温至100℃，烘至含水率≤10%； 
（3）、步骤（2）处理完成的橡胶木坯板，经地板成型（常规方法），UV涂装（常规方法），检验，包装后即得成品。
  
实施例2：
一种橡胶木地热地板的生产方法，包括如下步骤：
（1）、将橡胶木坯板（测橡胶木比重:0.55cm3，含水率80%，厚度20mm，以末段材为主）放入浸渍罐，进行5个以下浸渍循环：抽真空至真空度-0.08Mpa，保持20分钟，然后注入浸渍液，加压至1Mpa，保持1小时，最后排出浸渍液（第一个循环）。进行第二个循环起，抽真空后不用保持20分钟，其它与第一个循环相同。
浸渍液配方为（各组分均为重量百分比）：碱性硅溶胶（以二氧化硅的重量计）为30%，甲基硅酸钠（以固含量计）20%，硅烷偶联剂（KH560）3%，水47%。 
（2）、打开浸渍罐，取出步骤（1）处理完成的橡胶木坯板，叠板放干燥窑，在饱和蒸汽状态下，缓慢升温至100℃，保持24小时，降温至35℃，排出饱和蒸汽，然后缓慢升温至80℃，烘至含水率≤10%； 
（3）、步骤（2）处理完成的橡胶木坯板，经地板成型（常规方法），UV涂装（常规方法），检验，包装后即得成品。
  
实施例3：
一种橡胶木地热地板的生产方法，包括如下步骤：
（1）、将橡胶木坯板（测橡胶木比重:0.60/cm3，含水率50%，厚度20mm，以头段材为主）放入浸渍罐，进行4个以下浸渍循环：抽真空至真空度-0.08Mpa，保持30分钟，然后注入浸渍液，加压至0.5Mpa，保持1.5小时，最后排出浸渍液（第一个循环）。进行第二个循环起，抽真空后不用保持30分钟，其它与第一个循环相同。
浸渍液配方为（各组分均为重量百分比）：碱性硅溶胶（以二氧化硅的重量计）为15%，甲基硅酸钾（以固含量计）15%，硅烷偶联剂（KH570）2%，水68%。 
（2）、打开浸渍罐，取出步骤（1）处理完成的橡胶木坯板，叠板放干燥窑，在饱和蒸汽状态下，缓慢升温至120℃，保持15小时，降温至40℃，排出饱和蒸汽，然后缓慢升温至90℃（常规干燥），烘至含水率≤10%； 
（3）、步骤（2）处理完成的橡胶木坯板，经地板成型（常规方法），UV涂装（常规方法），检验，包装后即得成品。
  
实施例4：
一种橡胶木地热地板的生产方法，包括如下步骤：
（1）、将橡胶木坯板（测橡胶木比重:0.55/cm3，含水率20%，厚度20mm，以末段材为主）放入浸渍罐，进行2个以下浸渍循环：抽真空至真空度-0.08Mpa，保持30分钟，然后注入浸渍液，加压至0.4Mpa，保持1.5小时，最后排出浸渍液（第一个循环）。进行第二个循环，抽真空后不用保持30分钟，其它与第一个循环相同。
浸渍液配方为（各组分均为重量百分比）：碱性硅溶胶（以二氧化硅的重量计）为10%，甲基硅酸钠（以固含量计）5%，硅烷偶联剂（DL-171）2.5%，水82.5%。 
（2）、打开浸渍罐，取出步骤（1）处理完成的橡胶木坯板，叠板放干燥窑，在饱和蒸汽状态下，缓慢升温至120℃，保持15小时，降温至40℃，排出饱和蒸汽，然后缓慢升温至90℃（常规干燥），烘至含水率≤10%； 
（3）、步骤（2）处理完成的橡胶木坯板，经地板成型（常规方法），UV涂装（常规方法），检验，包装后即得成品。
  
经本发明的方法生产出稳定性、导热性等全面超过多层实木复合地热地板标准(中华人民共和国林业行业标准LY/T 1700-2007)的橡胶木实木地热地板。具体参数：耐热尺寸稳定性(收缩率)：长≤0.3%，宽≤0.4%；耐湿尺寸稳定性(膨胀率)：长≤0.2%，宽≤0.3%。导热效能≥8度/小时。甲醛释放量≤0.3mg/L(超过E0级的≤0.5mg/L)，表面耐湿热性能:无裂纹、无鼓泡、无变色。表面耐龟裂:无裂纹。表面耐冷热循环:无裂纹、无鼓泡。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。 
  

Claims (7)

1.一种橡胶木地热地板的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）、将橡胶木坯板放入浸渍罐，进行2-5个以下浸渍循环：抽真空至真空度-0.06Mpa至-0.08Mpa之间，保持20-30分钟，然后注入浸渍液，加压至0.2-1Mpa，保持1-2小时，最后排出浸渍液；
（2）、打开浸渍罐，取出步骤（1）处理完成的橡胶木坯板，放干燥窑，在饱和蒸汽状态下，缓慢升温至100-160℃，保持8-24小时，缓慢降温，排出饱和蒸汽，然后缓慢升温至80-100℃，烘至含水率≤10%；
（3）、步骤（2）处理完成的橡胶木坯板，经地板成型，UV涂装，检验，包装后即得成品。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：步骤（1）中所述橡胶木坯板的厚度小于30mm，橡胶木坯板采用含水率20%-80%的湿板。
3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：步骤（2）中降温至35-45℃。
4.根据权利要求1或2或3所述的生产方法，其特征在于：从第二个循环起：抽真空至真空度-0.06Mpa至-0.08Mpa之间，然后直接注入浸渍液，加压至0.2-1.0Mpa，保持1-2小时，最后排出浸渍液。
5.根据权利要求1或2或3所述的生产方法，其特征在于：所述浸渍液由以下重量百分比计的组分混合组成：碱性硅溶胶以二氧化硅的重量计为3%-30%，防水剂0.2%-20%，硅烷偶联剂0.05%-3%，水余量。
6.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于：所述防水剂为甲基硅酸钠或甲基硅酸钾，所述防水剂的添加量以其固含量计。
7.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于：所述硅烷偶联剂型号选自KH550、KH560、KH570、KH792、DL-602、DL-171中的一种。
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