CN105328752A - 一种浸渍木薄板的制造方法 - Google Patents

一种浸渍木薄板的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种浸渍木薄板的制造方法，是将薄板和纳米碳酸钙改性脲醛树脂同时放入浸渍容器中，且树脂完全淹没薄板，对薄板进行浸泡浸渍处理；然后进行干燥处理，再树脂固化和含水率调制，使薄板的含水率为6～10％。本发明采用纳米碳酸钙粉改性的脲醛树脂进行浸泡浸渍，达到浸渍树脂扩散到木材紋孔周围的效果，从而浸渍薄板获得均匀的密度，使浸渍薄板的甲醛释放量小，力学强度高，得到的浸渍薄木板平整度好，破损率低。

Description

一种浸渍木薄板的制造方法
技术领域
本发明涉及木材加工领域，特别涉及一种浸渍木薄板的制造方法。
背景技术
薄木一般由天然的珍贵木材经旋切或刨切制成，厚度一般在0.1～3mm，其主要用途是用于装饰纹理单调的木材及人造板。近年来，生产薄木饰面板的企业不断增多，珍贵的木材原料也越来越难得，越来越多的企业开始采用浸渍树脂的方式，对速生材的单板进行浸渍，生产耐磨表层涂层的装饰单板。但是，树脂用浸渍单板过程较为复杂，生产效率低；同时，由于酚醛树脂的价格较高，大部分企业逐渐亲睐于脲醛树脂。虽然脲醛树脂价格低廉，但浸渍后的木材甲醛释放量较严重，不能直接应用于室内家具、装饰及地板行业。如果能在保证树脂浸渍的木材在力学性能和尺寸稳定性较优良的前提下，降低浸渍木的甲醛释放量，这将极大地拓宽速生材的应用范围。中国专利文献CN200810204691.1公开了“一种环保型人造板用纳米改性脲醛树脂及其制备方法”，它是在甲醛和尿素的反应过程中加入PVA，采用原位反应技术将微胶囊结构的甲醛捕捉剂嵌入脲醛树脂中，利用载体固定甲醛，解决了人造板中游离甲醛污染的问题；这种方法虽然降低了板材的甲醛释放量，但同时增加了树脂制备的复杂度，不利于工业化生产。
另一方面，现有的木材浸渍技术是先将湿木材经过气干和窑干把木材含水率干燥到25％以下，然后再进行树脂浸渍，最后对于浸渍完成的木材还需进行二次干燥。如，中国专利文献CN201210285409.3公开了一种“贴面用的浸渍薄木及其制造方法和应用”，它采用刨切的0.2mm的黑胡桃单板在预干燥至含水量5wt％后，采用三聚氰胺甲醛树脂进行第一次浸渍，表面施加三氧化二铝耐磨剂，然后再进行第二次浸渍，最后再进行浸渍干燥；这种加工过程比较繁琐，浸渍所用时间长，干燥耗能大，使得木材的生产成本提高和能耗增加，而且对于薄板还容易增加木材的破损率，造成木材浪费。因此，若能直接对薄木湿材进行浸渍，减去预干步骤，将极大的降低生产成本和能耗。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种环境友好、成本低、工艺简单的浸渍木薄板的制造方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种浸渍木薄板的制造方法，包括下述步骤：(1)制备纳米碳酸钙改性脲醛树脂；(2)将薄板和纳米碳酸钙改性脲醛树脂同时放入浸渍容器中，且树脂完全淹没薄板，对薄板进行浸泡浸渍处理；(3)对已浸渍的薄板进行干燥处理，把薄板干燥至含水率10～20％；(4)树脂固化，得到树脂固化后的薄板；(5)含水率调制，使薄板的含水率为6～10％。
所述薄板为速生木材单板，例如:杨木，杉木，松木等单板，其整体密度为380～550kg/m3，含水率为80～120％湿材。薄板的厚度为1～5mm。
步骤1中，所述制备纳米碳酸钙改性脲醛树脂，是将摩尔比为1.2～2.0﹕1的甲醛和尿素混合，反应温度为50～80℃，反应时间为0.5～1小时，待反应结束，调pH至7～9，得到脲醛树脂；采用超声和机械搅拌作用，分散得到纳米碳酸钙微溶液；然后，将脲醛树脂和纳米碳酸钙微溶液混合，超声和机械搅拌50～80min，得到纳米碳酸钙改性脲醛树脂。纳米碳酸钙微溶液中，纳米碳酸钙与溶剂的质量比为(3～5)：(25～35)，所述溶剂为苯乙烯；脲醛树脂与纳米碳酸钙微溶液的质量比为(2～5)：(5～9)。
步骤2中，浸渍处理的温度为40～60℃，浸渍时间为24～48小时，达到浸渍树脂扩散到木材紋孔周围的效果。
步骤3中，所述干燥处理是：先将5～10层薄板堆砌成层状结构并打捆，然后用10～20mm厚的隔条将每捆薄板隔开，隔条的间距小于10cm，以保证薄板的平直；再采用干燥温度范围为50～90℃，相对湿度范围为35～90％，把薄板干燥至含水率10～20％；
步骤4中，所述树脂固化是采用110～180℃温度，固化处理2～5小时。
步骤5中，所述含水率调制，是把树脂固化后的薄板放到调温调湿箱里进行调制处理，温度为50～70℃，相对湿度60～70％，处理时间24～72小时，使薄板的含水率为6～10％。
本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：
(1)本发明采用纳米碳酸钙(CaCO3)粉改性的脲醛树脂进行浸泡浸渍，达到浸渍树脂扩散到木材紋孔周围的效果，从而浸渍薄板获得均匀的密度。
(2)由于采用纳米碳酸钙(CaCO3)粉改性的脲醛树脂进行浸泡浸渍和树脂固化处理，使浸渍薄板的甲醛释放量小，力学强度高。
(3)本发明的干燥处理方法，使得到的浸渍薄木板平整度好，破损率低。
(4)由于减少了预干燥工艺，显著降低了木材损耗、耗能、劳动力和生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
采用此发明方法制造出的浸渍杨木薄板，其制造方法包括如下步骤：
A.薄板旋切：
把速生杨木原木经旋切制成薄木单板，厚度为3mm。
B.纳米碳酸钙改性脲醛树脂制备：
采用甲醛和尿素的摩尔比为1.5﹕1，反应温度为65℃，反应时间为0.8h，待反应结束，调pH至9，出料，制备出实验室自制脲醛树脂；将纳米碳酸钙与苯乙烯溶液以3:30的质量比混合，在常温下通过超声和机械搅拌共同作用30min，得到纳米碳酸钙微溶液；然后，将脲醛树脂和纳米碳酸钙微溶液以质量比3:5混合,超声和机械搅拌60min，得到纳米碳酸钙改性的脲醛树脂。
C.浸渍：
将薄板和改性树脂液同时放入浸渍容器中，且树脂液完全淹没薄板，浸泡浸渍处理温度为50℃，浸渍时间为48小时，达到浸渍树脂扩散到木材紋孔周围的效果。
D.干燥处理：
先将10层薄板堆砌成层状结构并打捆，然后用20mm厚的隔条将每捆薄板隔开，隔条的间距小于10cm，以保证薄板的平直；然后采用温度40℃对薄板进行预热1h，然后以速度5℃/h使t干＝60℃，t湿＝57℃，相对湿度为45％，把薄板干燥至含水率13.7％。
E.树脂固化：
(1)把含水率13.7％的薄板杨木放入处理设备内，干球温度以30℃/h的升温速率从室温升至100℃，升温过程保证干、湿球温差为15℃，气流循环速度4m/s。将湿球温度快速升至100℃并保温30min，气流循环速度4m/s。
(2)将干球温度以30℃/h的升温速率升至160℃，气流循环速度7m/s。
固化处理3h。
F.含水率调制
把树脂固化后的薄板放到调温调湿箱里进行调制处理，温度为65℃，相对湿度65％，处理时间36小时，使最终薄板含水率7％。
G.采用此种方法处理得到的浸渍杨木薄板干燥成本低；且干燥质量高,变形率几乎为0；破损率仅为1.7％；依据国标GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能测试方法》(干燥器法)测得其甲醛释放量为0.25mg/L。
实施例2
采用此发明方法制造出的浸渍杉木薄板，其制造方法包括如下步骤：
A.薄板旋切：
把杉木原木经旋切制成薄木单板，厚度为3mm。
B.纳米碳酸钙改性脲醛树脂制备：
采用甲醛和尿素的摩尔比为1.5﹕1，反应温度为65℃，反应时间为0.8h，待反应结束，调pH至9，出料，制备出实验室自制脲醛树脂；将纳米碳酸钙与苯乙烯溶液以3:27的质量比混合，在常温下通过超声和机械搅拌共同作用30min，得到纳米碳酸钙微溶液；然后，将自制脲醛树脂与纳米碳酸钙微溶液以质量比3:6混合，超声和机械搅拌60min得到纳米碳酸钙改性的脲醛树脂。
C.浸渍：
将薄板和改性树脂液同时放入浸渍容器中，且树脂液完全淹没薄板，浸泡浸渍处理温度为40℃，浸渍时间为36小时。
D.干燥处理：
先将10层薄板堆砌成层状结构并打捆，然后用20mm厚的隔条将每捆薄板隔开，隔条的间距小于10cm，以保证薄板的平直。然后采用温度40℃对薄板进行预热1h，然后以速度5℃/h使t干＝50℃，t湿＝47℃，相对湿度为50％，把木材干燥至含水率15％。
E.树脂固化：
(1)把含水率15％的薄板杨木放入处理设备内，干球温度以30℃/h的升温速率从室温升至100℃，升温过程保证干、湿球温差为15℃，气流循环速度4m/s。将湿球温度快速升至100℃并保温30min，气流循环速度4m/s。
(2)将干球温度以30℃/h的升温速率升至120℃，气流循环速度7m/s。
固化处理3h。
F.含水率调制
把树脂固化后的薄板放到调温调湿箱里进行调制处理，温度为55℃，相对湿度60％，处理时间36小时，使最终薄板含水率9％。
G.采用此种方法处理得到的浸渍杨木薄板干燥成本低；且干燥质量高，变形率几乎为0；破损率仅1.3％；依据国标GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能测试方法》(干燥器法)测得其甲醛释放量为0.31mg/L。
实施例3
采用此发明方法制造出的浸渍松木薄板，其制造方法包括如下步骤：
A.薄板旋切：
把松木原木经旋切制成薄木单板，厚度为3mm。
B.纳米碳酸钙改性脲醛树脂制备：
采用甲醛和尿素的摩尔比为1.5﹕1，反应温度为65℃，反应时间为0.8h，待反应结束，调pH至9，出料，制备出实验室自制脲醛树脂；将纳米碳酸钙与苯乙烯溶液以4:35的质量比混合，在常温下通过超声和机械搅拌共同作用30min，得到纳米碳酸钙微溶液；然后，将自制脲醛树脂与纳米碳酸钙微溶液以质量比4:7混合,超声和机械搅拌60min得到纳米碳酸钙改性的脲醛树脂。
C.浸渍：
将薄板和改性树脂液同时放入浸渍容器中，且树脂液完全淹没薄板，浸泡浸渍处理温度为45℃，浸渍时间为36小时，达到浸渍树脂扩散到木材紋孔周围的效果。
D.干燥处理：
先将10层薄板堆砌成层状结构并打捆，然后用20mm厚的隔条将每捆薄板隔开，隔条的间距小于10cm，以保证薄板的平直；然后采用温度40℃对薄板进行预热1h，然后以速度5℃/h使t干＝50℃，t湿＝47℃，相对湿度为40％，把薄板干燥至含水率14％。
E.树脂固化：
(1)把含水率14％的薄板杨木放入处理设备内，干球温度以30℃/h的升温速率从室温升至100℃，升温过程保证干、湿球温差为15℃，气流循环速度4m/s。将湿球温度快速升至100℃并保温30min，气流循环速度4m/s。
(2)将干球温度以30℃/h的升温速率升至140℃，气流循环速度7m/s。
固化处理3h。
F.含水率调制
把树脂固化后的薄板放到调温调湿箱里进行调制处理，温度为50℃，相对湿度65％，处理时间36小时，使最终薄板含水率10％。
G.采用此种方法处理得到的浸渍杨木薄板干燥成本低；且干燥质量高，变形率几乎为0；破损率仅为1.6％；依据国标GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能测试方法》(干燥器法)测得其甲醛释放量为0.29mg/L。

Claims (7)

1.一种浸渍木薄板的制造方法，其特征在于包括下述步骤：(1)制备纳米碳酸钙改性脲醛树脂；(2)将薄板和纳米碳酸钙改性脲醛树脂同时放入浸渍容器中，且树脂完全淹没薄板，对薄板进行浸泡浸渍处理；(3)对已浸渍的薄板进行干燥处理，把薄板干燥至含水率10～20％；(4)树脂固化，得到树脂固化后的薄板；(5)含水率调制，使薄板的含水率为6～10％。
2.根据权利要求1所述的浸渍木薄板的制造方法，其特征在于：步骤1中，所述制备纳米碳酸钙改性脲醛树脂，是将摩尔比为(1.2～2.0)﹕1的甲醛和尿素混合，反应温度为50～80℃，反应时间为0.5～1小时，待反应结束，调pH至7～9，得到脲醛树脂；采用超声和机械搅拌作用，分散得到纳米碳酸钙微溶液；然后，将脲醛树脂和纳米碳酸钙微溶液混合，超声和机械搅拌50～80min，得到纳米碳酸钙改性脲醛树脂。
3.根据权利要求2所述的浸渍木薄板的制造方法，其特征在于：纳米碳酸钙微溶液中，纳米碳酸钙与溶剂的质量比为(3～5)：(25～35)，所述溶剂为苯乙烯；脲醛树脂与纳米碳酸钙微溶液的质量比为(2～5)：(5～9)。
4.根据权利要求1所述的浸渍木薄板的制造方法，其特征在于：步骤2中，浸渍处理的温度为40～60℃，浸渍时间为24～48小时。
5.根据权利要求1所述的浸渍木薄板的制造方法，其特征在于：步骤3中，所述干燥处理是：先将5～10层薄板堆砌成层状结构并打捆，然后用10～20mm厚的隔条将每捆薄板隔开，隔条的间距小于10cm，以保证薄板的平直；再采用干燥温度范围为50～90℃，相对湿度范围为35～90％，把薄板干燥至含水率10～20％。
6.根据权利要求1所述的浸渍木薄板的制造方法，其特征在于：步骤4中，所述树脂固化是采用110～180℃温度，固化处理2～5小时。
7.根据权利要求1所述的浸渍木薄板的制造方法，其特征在于：步骤5中，所述含水率调制，是把树脂固化后的薄板放到调温调湿箱里进行调制处理，温度为50～70℃，相对湿度60～70％，处理时间24～72小时，使薄板的含水率为6～10％。
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Application publication date: 20160217

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