CN105345901A - 一种高效防腐单板层积材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效防腐单板层积材及其制备方法,包括以下步骤：1）单板制备：2）防腐剂调制：3）单板防腐处理：4）单板施胶：5）单板组坯预压：6）单板层积材热压成型：将预压好的单板层积材放入热压机中进行热压成型，热压压力1~4MPa，热压温度115℃~135℃，热压结束后，温度降至85℃以下卸板，整裁边、定厚砂光制成成品，打包封存。本发明的优点在于1）可对马尾松、杨木等木材的单板进行防腐处理，制备了高效防腐单板层积材，增加了单板层积材的使用寿命。2）采用自制铜类防腐剂制备防腐单板层积材，而铜具有广谱杀菌性，且对人畜低毒。成本低。3）采用马尾松、杨木等人工林木材作为原料，提高了人工林木材利用价值。

Description

一种高效防腐单板层积材及其制备方法
技术领域
本发明涉及单板层积材的制备方法，具体为一种高效防腐单板层积材及其制备方法，属于木材功能性改良和木材加工技术领域。
背景技术
近年来，我国户外木制品、木结构建筑、木桥梁等发展非常迅速，因单板层积材（LVL）与实木相比具有结构均匀、强度高等优点，被广泛用于以上领域，其需求量越来越大。LVL的主要原料为马尾松、杨木、桉木等小径级人工林资源，这些木材普遍具有易腐朽、易变形、材质松软、强度低等各种天然缺陷。再加上木材是天然的植物纤维原料，在温暖潮湿的使用条件下使用时，LVL容易受到腐朽菌、霉菌和虫害的侵蚀，对LVL的物理力学性能造成严重影响，限制了LVL的使用范围，缩短了LVL的使用寿命。因此，制备高效防腐的LVL显得尤为重要。GB/T20241—2006《单板层积材》标准要求结构用LVL所使用的防虫剂种类及载药量须满足相关要求，GB/T19536—2004《集装箱底板用胶合板》规定该用途产品需具有较好的防腐防虫性能。
发明内容
本发明提出的是一种高效防腐单板层积材及其制备方法，其目的旨在，通过单板防腐处理，从根本上克服马尾松、杨木等人工林木材易腐朽的天然缺陷，从而使制备的单板层积材具有高效防腐效力，提高人工林木材利用价值，拓宽单板层积材的使用范围，增加单板层积材的使用寿命。
本发明提出的技术方案为：
一种高效防腐单板层积材及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）单板制备：将马尾松、杨木等人工林木材软化后，用旋切机加工制成一定规格的单板，或从其它工厂外购相同规格的单板，单板厚度为1.5~2.5mm，干燥单板并控制含水率在6%~10%之间。
2）防腐剂调制：防腐剂采用铜类防腐剂，主要由铜盐、钙盐（或锌盐）、氰基化山梨醇、氨溶液按质量比8~10:30~40:7~15:80~120混合均匀制成，添加适量水控制铜浓度为2~6%，同时控制防腐剂溶液的pH为8~9。氰基化山梨醇主要是提高铜在处理材中的固着；添加的氨溶液主要是增加铜盐的溶解；添加适量的钙离子和（或）锌离子，用以增强铜等杀菌成分在处理材中的渗透。
3）单板防腐处理：将准备好的单板完全浸没于盛有铜类防腐剂的容器中，浸渍时间为2~12h，浸渍结束后，取出单板并沥干，然后放入温度80℃~105℃的干燥窑中干燥，控制含水率为5~8%，冷却后出窑，整理备用。
4）单板施胶：采用酚醛树脂胶黏剂对单板层积材的芯层单板进行双面涂胶，涂胶量为250~330g/m2。
5）单板组坯预压：按设计好的单板层积材结构和组坯原则进行组坯，配置好的板坯送入冷压机中预压，压力控制为0.6~1.8MPa，保压时间30~90min。
6）单板层积材热压成型：将预压好的单板层积材放入热压机中进行热压成型，热压压力1~4MPa，热压温度115℃~135℃，热压时间根据板坯厚度按1.0~2.0min/mm计算。热压结束后，温度降至85℃以下卸板，整齐堆放3-8天，裁边、定厚砂光制成成品，打包封存。
上述制备方法，所述步骤2）中，铜盐为醋酸铜、氯化铜、硫酸铜、硝酸铜中的一种或几种的混合物。
上述制备方法，所述步骤2）中，氨溶液为氨水、乙醇胺和吡啶中的一种或几种的混合物。
上述制备方法，所述步骤2）中，钙盐为氯化钙、醋酸钙、碳酸钙和氢氧化钙中的一种或几种的混合物，锌盐为氯化锌、醋酸锌、硫酸锌、硝酸锌和碳酸锌中的一种或几种的混合物。
本发明的优点在于：
1）对马尾松、杨木等木材的单板进行防腐处理，制备了高效防腐单板层积材，从根本上克服马尾松、杨木等人工林木材易腐朽的天然缺陷，拓宽了单板层积材的使用范围，增加了单板层积材的使用寿命。
2）采用自制铜类防腐剂制备防腐单板层积材，而铜具有广谱杀菌性，且对人畜低毒。同时，本发明所用铜类防腐剂成本低，可以得到广泛应用。
3）采用马尾松、杨木等人工林木材作为原料，提高了人工林木材利用价值，对于缓解木材供需矛盾具有十分重要的现实意义。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书和较佳的实例对本发明做更全面、细致的描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本发明中所用的专业术语只是为了描述具体实施的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
实施例1
一种本发明的高效防腐单板层积材及其制备方法，包括以下步骤：
1）单板制备：将马尾松人工林木材软化后，用旋切机加工制成2.0mm厚度的单板，或从其它工厂外购2.0mm厚度的单板，干燥单板至含水率为6%。
2）防腐剂调制：防腐剂采用铜类防腐剂。称取233.3g硫酸铜溶解于1890g水中，取886g硫酸钙溶解于3300g水中，取376.3g氰基化山梨醇与617.5g水混合。将上述溶液移入较大的反应容器中，加入2500g乙醇胺溶液，充分搅拌混匀，加入适量水控制铜浓度为2%，并控制防腐剂溶液的pH为8，即制得防腐剂浸渍液。
3）单板防腐处理：按照2）中所述防腐剂制备足量的防腐剂浸渍液，将准备好的单板完全浸没于盛有铜类防腐剂的容器中，在常温常压下浸渍2h，浸渍结束后，取出单板并沥干，然后放入温度80℃的干燥窑中干燥，控制含水率为5%，冷却后出窑，整理备用。
4）单板施胶：采用酚醛树脂胶黏剂对单板层积材的芯层单板进行双面涂胶，涂胶量为250g/m2。
5）单板组坯预压：单板层积材板按纵横交错、涂胶单板间层排列的原则组成11层的板坯，配置好的板坯送入冷压机中预压，压力控制为0.6MPa，预压时间为30min。
6）单板层积材热压成型：将预压好的单板层积材放入热压机中进行热压成型，单板层积材的名义厚度为20.0mm，热压压力1.0MPa，热压温度115℃，热压时间1.0min/mm。热压结束后，温度降至85℃以下卸板，整齐堆放3天，裁边、定厚砂光制成成品，打包封存。
参照中华人民共和国林业行业标准LY/T1283-2011《木材防腐剂及腐朽菌毒性实验室试验方法》和中华人民共和国国家标准GB/T13942.1-2009《木材天然耐久性试验方法—木材天然耐腐性实验室试验方法》对马尾松单板层积材进行防腐性能检测，结果表明：褐腐菌侵染后的质量损失速率为0.11%，白腐菌侵染后的质量损失速率为2.34%，达到I级耐腐等级。
实施例2
一种本发明的高效防腐单板层积材及其制备方法，包括以下步骤：
1）单板制备：将马尾松人工林木材软化后，用旋切机加工制成2.0mm厚度的单板，或从其它工厂外购2.0mm厚度的单板，干燥单板至含水率为8%。
2）防腐剂调制：防腐剂采用铜类防腐剂。称取466.6g醋酸铜溶解于3780g水中，取932g醋酸锌溶解于2400g水中，取752.6g氰基化山梨醇与1235g水混合。将上述溶液移入较大的反应容器中，加入5000g氨溶液，充分搅拌混匀，加入适量水控制铜浓度为4%，并控制防腐剂溶液的pH为8.5，即制得防腐剂浸渍液。
3）单板防腐处理：按照2）中所述防腐剂制备足量的防腐剂浸渍液，将准备好的单板完全浸没于盛有铜类防腐剂的容器中，在常温常压下浸渍6h，浸渍结束后，取出单板并沥干，然后放入温度95℃的干燥窑中干燥，控制含水率为6%，冷却后出窑，整理备用。
4）单板施胶：采用酚醛树脂胶黏剂对单板层积材的芯层单板进行双面涂胶，涂胶量为280g/m2。
5）单板组坯预压：单板层积材板按纵横交错、涂胶单板间层排列的原则组成11层的板坯，配置好的板坯送入冷压机中预压，压力控制为1.2MPa，预压时间为60min。
6）单板层积材热压成型：将预压好的单板层积材放入热压机中进行热压成型，单板层积材的名义厚度为20.0mm，热压压力2.0MPa，热压温度125℃，热压时间1.5min/mm。热压结束后，温度降至85℃以下卸板，整齐堆放5天，裁边、定厚砂光制成成品，打包封存。
参照中华人民共和国林业行业标准LY/T1283-2011《木材防腐剂及腐朽菌毒性实验室试验方法》和中华人民共和国国家标准GB/T13942.1-2009《木材天然耐久性试验方法—木材天然耐腐性实验室试验方法》对马尾松单板层积材进行防腐性能检测，结果表明：褐腐菌侵染后的质量损失速率为0.00%，白腐菌侵染后的质量损失速率为1.80%，达到I级耐腐等级。
实施例3
一种本发明的高效防腐单板层积材及其制备方法，包括以下步骤：
1）单板制备：将马尾松人工林木材软化后，用旋切机加工制成2.0mm厚度的单板，或从其它工厂外购2.0mm厚度的单板，干燥单板至含水率为10%。
2）防腐剂调制：防腐剂采用铜类防腐剂。称取699.9g氯化铜溶解于5670g水中，取1772g氯化钙溶解于3300g水中，取867.3g氰基化山梨醇与1460g水混合。将上述溶液移入较大的反应容器中，加入7500g吡啶溶液，充分搅拌混匀，加入适量水控制铜浓度为6%，并控制防腐剂溶液的pH为9.0，即制得防腐剂浸渍液。
3）单板防腐处理：按照2）中所述防腐剂制备足量的防腐剂浸渍液，将准备好的单板完全浸没于盛有铜类防腐剂的容器中，在常温常压下浸渍12h，浸渍结束后，取出单板并沥干，然后放入温度105℃的干燥窑中干燥，控制含水率为8%，冷却后出窑，整理备用。
4）单板施胶：采用酚醛树脂胶黏剂对单板层积材的芯层单板进行双面涂胶，涂胶量为330g/m2。
5）单板组坯预压：按照纵横交错、涂胶单板间层排列的原则组成11层的板坯，配置好的板坯送入冷压机中预压，压力控制为1.8MPa，预压时间为90min。
6）单板层积材热压成型：将预压好的单板层积材放入热压机中进行热压成型，单板层积材的名义厚度为20.0mm，热压压力4.0MPa，热压温度135℃，热压时间2.0min/mm。热压结束后，温度降至85℃以下卸板，整齐堆放8天，裁边、定厚砂光制成成品，打包封存。
参照中华人民共和国林业行业标准LY/T1283-2011《木材防腐剂及腐朽菌毒性实验室试验方法》和中华人民共和国国家标准GB/T13942.1-2009《木材天然耐久性试验方法—木材天然耐腐性实验室试验方法》对马尾松单板层积材进行防腐性能检测，结果表明：褐腐菌侵染后的质量损失速率为0.00%，白腐菌侵染后的质量损失速率为1.79%，达到I级耐腐等级。

Claims (4)

1.一种高效防腐单板层积材及其制备方法，其特征是包括以下步骤：
1）单板制备：将马尾松、杨木等人工林木材软化后，用旋切机加工制成一定规格的单板，或从其它工厂外购相同规格的单板，单板厚度为1.5~2.5mm，干燥单板并控制含水率在6%~10%之间;
2）防腐剂调制：防腐剂采用铜类防腐剂，主要由铜盐、钙盐或锌盐、氰基化山梨醇、氨溶液按质量比8~10:30~40:7~15:80~120混合均匀制成，添加适量水控制铜浓度为2~6%，同时控制防腐剂溶液的pH为8~9;氰基化山梨醇主要是提高铜在处理材中的固着；添加的氨溶液主要是增加铜盐的溶解；添加适量的钙离子或锌离子，用以增强铜等杀菌成分在处理材中的渗透;
3）单板防腐处理：将准备好的单板完全浸没于盛有铜类防腐剂的容器中，浸渍时间为2~12h，浸渍结束后，取出单板并沥干，然后放入温度80℃~105℃的干燥窑中干燥，控制含水率为5~8%，冷却后出窑，整理备用;
4）单板施胶：采用酚醛树脂胶黏剂对单板层积材的芯层单板进行双面涂胶，涂胶量为250~330g/m2;
5）单板组坯预压：按设计好的单板层积材结构和组坯原则进行组坯，配置好的板坯送入冷压机中预压，压力控制为0.6~1.8MPa，保压时间30~90min;
6）单板层积材热压成型：将预压好的单板层积材放入热压机中进行热压成型，热压压力1~4MPa，热压温度115℃~135℃，热压时间根据板坯厚度按1.0~2.0min/mm计算;热压结束后，温度降至85℃以下卸板，整齐堆放3-8天，裁边、定厚砂光制成成品，打包封存。
2.根据权利要求1所述的一种高效防腐单板层积材及其制备方法，其特征是所述的铜盐包括醋酸铜、氯化铜、硫酸铜、硝酸铜中的一种或几种的混合物，混合物中各成分的质量比为1:1。
3.根据权利要求1所述的一种高效防腐单板层积材及其制备方法，其特征是所述的氨溶液包括氨水、乙醇胺和吡啶中的一种或几种的混合物，混合物中各成分的质量比为1:1。
4.根据权利要求1所述的一种高效防腐单板层积材及其制备方法，其特征是所述的钙盐包括氯化钙、醋酸钙、碳酸钙和氢氧化钙中的一种或二种的混合物，锌盐包括氯化锌、醋酸锌、硫酸锌、硝酸锌和碳酸锌中的一种或二种的混合物，混合物中各成分的质量比为1:1。
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