CN105563578A - 速生材改性浸渍剂及浸渍高温一体化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是速生材改性浸渍剂及浸渍高温一体化处理方法，包括如下步骤：（1）改性脲醛树脂浸渍剂的制备；（2）速生材制材至备料阶段处理；（3）高温绝干处理；（4）浸渍高温一体化处理；（5）陈放养生及检验入库。本发明的优点：1）改性浸渍剂是在常规脲醛树脂浸渍剂的基础上添加纳米材料，利用超声波搅拌制成悬浮液，该改性浸渍剂改性效果在硬度、耐磨性、尺寸稳定性等方面较常规脲醛树脂浸渍剂更好，并且制备工艺简单，条件温和，便于操作。2）能够较好的提升杨木、杉木等速生材的物理和力学性能；能够实现速生材广泛应用，节约了高档木材的消耗，拓宽了用材渠道，提高了速生材的附加值和技术含量，实现了劣材优用。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种速生材改性浸渍剂及浸渍高温一体化处理方法，属于木材浸渍处理与高温热处理技术领域。
背景技术
现有技术，改性浸渍剂是常规脲醛树脂浸渍剂，浸渍处理和高温热处理之间的工艺流程复杂，时间长，能源消耗大，不能实现浸渍处理与高温热处理的高效无缝结合。
发明内容
本发明提出的是一种速生材改性浸渍剂及浸渍高温一体化处理方法，其目的旨在克服现有技术所存在的缺陷，提高速生木材的物理力学性能，满足家具、建材等用材要求。
本发明的技术解决方案：速生材改性浸渍剂及浸渍高温一体化处理方法，包括如下步骤：
（1）改性脲醛树脂浸渍剂的制备；
（2）速生材制材至备料阶段处理；
（3）高温绝干处理；
（4）浸渍高温一体化处理；
（5）陈放养生及检验入库。
本发明的优点：
1）改性浸渍剂是在常规脲醛树脂浸渍剂的基础上添加纳米材料，利用超声波搅拌制成悬浮液，该改性浸渍剂改性效果在硬度、耐磨性、尺寸稳定性等方面较常规脲醛树脂浸渍剂更好，并且制备工艺简单，条件温和，便于操作；
2）能够较好的提升杨木、杉木等速生材的物理和力学性能，包括尺寸稳定性、耐磨性、硬度、握钉力等，能够实现速生材广泛应用，节约了高档木材的消耗，拓宽了用材渠道，提高了速生材的附加值和技术含量，实现了劣材优用。
附图说明
图1-1是锯材浸渍罐内堆放主视图。
图1-2是锯材浸渍罐内堆放侧视图。
图2是速生材改性浸渍剂及浸渍高温一体化处理的流程图。
图3是高温热处理温度时间曲线示意图。
具体实施方式
对照附图2，速生材改性浸渍剂及浸渍高温一体化处理方法，包括如下步骤：
（1）改性脲醛树脂浸渍剂的制备：
①脲醛树脂溶液稀释：
按常规工艺制作脲醛树脂溶液，其固体含量在40%-50%，PH值7.0-9.5，粘度≥20mPa·s，游离甲醛含量≤0.5%。
由于出厂的脲醛树脂溶液固含量过高，过高的粘稠度不利于浸渍中溶液在木材内部的渗透，因此需将脲醛树脂溶液用蒸馏水或清水稀释，稀释过程中不停地搅拌，稀释后的固含量控制在20%-25%。
②纳米SiO2干燥及称量：
备好亲水型纳米二氧化硅，分子式SiO2，分子量60.08，99.8%纯度，粒径7-40nm，比表面积200m2/g。
将纳米二氧化硅粒子进行干燥，去除水分，并进行称量。纳米二氧化硅质量与稀释后脲醛树脂溶液固含量质量比在1%-2.5%。
式中：
W—质量比，%；
M1—纳米二氧化硅质量，单位为（g）；
M0—稀释后脲醛树脂溶液质量，单位为（g）；
S—稀释后脲醛树脂溶液固含量，%。
③超声分散或搅拌
将称量后纳米二氧化硅少量缓慢倒入脲醛树脂溶液中进行超声分散，根据量的不同确定分散时间，一般在30min-120min。或利用搅拌机快速搅拌，转速控制在1000r/min-3000r/min，搅拌时间控制在30min-120min。充分搅拌使其纳米二氧化硅充分分散于脲醛树脂溶液中，无团聚凝结或沉淀形成。
（2）速生材制材至备料阶段处理：
将杨木、杉木等速生木材进行制材和分选，通过干燥窑烘干或露天干燥，干燥至含水率为8%-12%。根据产品备料规格要求、杨木、杉木等木材特性、浸渍罐内部尺寸的要求以及浸渍压力和时间条件，采用多锯片圆锯机对木材进行定宽定厚处理，用细木工带锯机等设备横截截断，并去除节疤、虫眼等缺陷，备料后得到长≤600mm，宽≤150mm，厚≤100mm的锯材。
（3）高温绝干处理：
将锯解好的锯材放入干燥窑内进行高温绝干处理，最高干燥温度90℃~103℃，干燥后的木材含水率理想状态是接近0，但出于降低能耗考虑可将含水率控制在3%以内。
处理过程中，锯材应当整齐堆放，锯材间留有充分空隙，锯材顶部用重物压住，防止在干燥中翘曲变形；干燥完成后将有开裂、翘曲等缺陷的木材剔除。高温绝干处理目的是去除木材中的自由水，便于在浸渍中浸渍剂短时间内快速并充分填充到木材导管纤维中。
（4）浸渍高温一体化处理：
①锯材堆堆放：
将锯材堆放置浸渍罐内，锯材左右留有10mm-50mm间隙，上下锯材堆放其间用细长隔条或网隔开，上下锯材间保持有5mm-10mm间隙，最底层锯材需架空，底部留有空隙，以便空气被抽走，浸渍剂能够全面包围锯材以至充分渗透至木材内。锯材堆顶部留有空隙并用重物压住，防止因浮力而使得木材漂浮。
②真空及加压浸渍处理：
向罐内注入充分搅拌分散好的改性尿醛树脂浸渍剂，直至罐内木材完全浸没于液体中，检查各个阀门开关后，进行真空处理，真空表压力为-0.095MPa，真空时间40min~120min，途中若压力上升需再次抽真空；缓慢打开气阀，使浸渍罐内外气压逐渐平衡，保持内外气压一致30~60min。打开增压泵和浸渍罐气阀，缓慢升高罐内压力至0.65~0.85MPa，保压2~4h，途中若压力下降需再次加压。加压阶段完成后缓慢安全卸压，内外压平衡后打开罐门，取出浸渍材，表面简单冲洗，放于阴凉通风处静置养生，陈放至不滴水。
③高温热处理：
将静置养生后的浸渍材放入高温处理窑，木材与木材之间留有5mm以上的空隙，木材顶部用重物压住，防止因高温木材翘曲变形。
将高温处理窑内浸渍木材进行预热，温度缓慢上升，升温速度约15℃/h，预热温度为60℃至80℃，预热时间4h至8h并根据木材数量进行调整。
温度快速上升至103℃，升温速度约10℃~25℃/h，恒温4~8h，将浸渍材内水分蒸发并固化改性脲醛树脂。
温度缓慢上升至130℃，恒温1~4h，目的是将浸渍材内部改性脲醛树脂进一步固化，同时也是缓慢高温预热，为下一步高温热处理做好准备。
温度快速升温至高温热处理目标温度，一般在160℃-200℃，恒温2~8h，处理过程中适当喷蒸（水蒸气）。
热处理后，缓慢降温至60℃，降温速度约为8~12℃/h，恒温2~4h，目的是防止木材过快冷却而导致翘曲变形。
（5）陈放养生及检验入库：
将热处理完成后的处理材陈放至阴凉干燥处静置陈放养生，堆放方式（如图1-1、1-2）与浸渍罐内相似，堆放时应当注意处理材之间留有足够空隙便于通风，材堆顶部压上重物。室温在20℃-25℃，相对湿度（65±3）%静置48小时以上，平衡含水率，对处理材进行检验、分等，最后成品入库。
Claims (6)
1.速生材改性浸渍剂及浸渍高温一体化处理方法，其特征是包括如下步骤：
（1）改性脲醛树脂浸渍剂的制备；
（2）速生材制材至备料阶段处理；
（3）高温绝干处理；
（4）浸渍高温一体化处理；
（5）陈放养生及检验入库。
2.根据权利要求1所述的速生材改性浸渍剂及浸渍高温一体化处理方法，其特征是所述步骤（1）改性脲醛树脂浸渍剂的制备，包括
①脲醛树脂溶液稀释：
按常规工艺制作脲醛树脂溶液，其固体含量在40%-50%，PH值7.0-9.5，粘度≥20mPa·s，游离甲醛含量≤0.5%；
需将脲醛树脂溶液用蒸馏水或清水稀释，稀释过程中不停地搅拌，稀释后的固含量控制在20%-25%；
②纳米SiO2干燥及称量：
备好亲水型纳米二氧化硅，分子式SiO2，分子量60.08，99.8%纯度，粒径7-40nm，比表面积200m2/g；
将纳米二氧化硅粒子进行干燥，去除水分，并进行称量；纳米二氧化硅质量与稀释后脲醛树脂溶液固含量质量比在1%-2.5%；
式中：
W—质量比，%；
M1—纳米二氧化硅质量，单位为（g）；
M0—稀释后脲醛树脂溶液质量，单位为（g）；
S—稀释后脲醛树脂溶液固含量，%；
③超声分散或搅拌：
将称量后纳米二氧化硅少量缓慢倒入脲醛树脂溶液中进行超声分散，根据量的不同确定分散时间30min-120min，或利用搅拌机快速搅拌，转速控制在1000r/min-3000r/min，搅拌时间控制在30min-120min，充分搅拌使其纳米二氧化硅充分分散于脲醛树脂溶液中，无团聚凝结或沉淀形成。
3.根据权利要求1所述的速生材改性浸渍剂及浸渍高温一体化处理方法，其特征是所述的步骤（2）速生材制材至备料阶段处理：
将杨木、杉木等速生木材进行制材和分选，通过干燥窑烘干或露天干燥，干燥至含水率为8%-12%，根据产品备料规格要求、杨木、杉木木材特性、浸渍罐内部尺寸的要求以及浸渍压力和时间条件，采用多锯片圆锯机对木材进行定宽定厚处理，然后用细木工带锯机设备横截截断，并去除节疤、虫眼；为了提高浸注效果和效率一般备料备料规格控制为：长≤600mm，宽≤150mm，厚≤100mm的锯材。
4.根据权利要求1所述的速生材改性浸渍剂及浸渍高温一体化处理方法，其特征是所述步骤（3）高温绝干处理：
将锯解好的锯材放入干燥窑内进行高温绝干处理，最高干燥温度90℃~103℃，干燥后的木材含水率理想状态是接近0，出于降低能耗考虑可将含水率控制在3%以内；
处理过程中，锯材应当整齐堆放，锯材间留有充分空隙，锯材顶部用重物压住，防止在干燥中翘曲变形；干燥完成后将有开裂、翘曲缺陷的木材剔除；高温绝干处理目的是去除木材中的自由水，便于在浸渍中浸渍剂短时间内快速并充分填充到木材导管纤维中。
5.根据权利要求1所述的速生材改性浸渍剂及浸渍高温一体化处理方法，其特征是所述步骤（4）浸渍高温一体化处理：包括，
①锯材堆堆放：
将锯材堆放置浸渍罐内，锯材左右留有10mm-50mm间隙，上下锯材堆放其间用细长隔条或网隔开，上下锯材间保持有5mm-10mm间隙，最底层锯材需架空，底部留有空隙，以便空气被抽走，浸渍剂能够全面包围锯材以至充分渗透至木材内，锯材堆顶部留有空隙并用重物压住，防止因浮力而使得木材漂浮；
②真空及加压浸渍处理：
向罐内注入充分搅拌分散好的改性尿醛树脂浸渍剂，直至罐内木材完全浸没于液体中，检查各个阀门开关后，进行真空处理，真空表压力为-0.095~0MPa，真空时间40min~120min，途中若压力上升需再次抽真空；缓慢打开气阀，使浸渍罐内外气压逐渐平衡，保持内外气压一致30~60min；打开增压泵和浸渍罐气阀，缓慢升高罐内压力至0.65~0.85MPa，保压2~4h，途中若压力下降需再次加压；加压阶段完成后缓慢安全卸压，内外压平衡后打开罐门，取出浸渍材，表面简单冲洗，放于阴凉通风处静置养生，陈放至不滴水；
③高温热处理：
将静置养生后的浸渍材放入高温处理窑，木材与木材之间留有5mm以上的空隙，木材顶部用重物压住，防止因高温木材翘曲变形；
将高温处理窑内浸渍木材进行预热，温度缓慢上升，升温速度15℃/h，预热温度为60℃至80℃，预热时间4~8h；
温度快速上升至103℃，升温速度10℃~25℃/h，恒温4~8h，将浸渍材内水分蒸发并固化改性脲醛树脂；
温度缓慢上升至130℃，恒温1~4h，目的是将浸渍材内部改性脲醛树脂进一步固化，同时也是缓慢高温预热，为下一步高温热处理做好准备；
温度快速升温至高温热处理目标温度在160℃~200℃，恒温2~8h，处理过程中适当喷蒸（水蒸气）；
热处理后，缓慢降温至60℃，降温速度为8℃~~12℃/h，恒温2~4h，目的是防止木材过快冷却而导致翘曲变形。
6.根据权利要求1所述的速生材改性浸渍剂及浸渍高温一体化处理方法，其特征是所述步骤（5）陈放养生及检验入库：
将热处理完成后的处理材陈放至阴凉干燥处静置陈放养生，堆放方式与浸渍罐内相似，堆放时应当注意处理材之间留有足够空隙便于通风，材堆顶部压上重物；室温在20℃~25℃，相对湿度（65±3）%静置48小时以上，平衡含水率，对处理材进行检验、分等，最后成品入库。
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Address after: 515834 Guangdong City, Chenghai Province, east of the town of Huai Huai Industrial Zone Co-patentee after: Nanjing Forestry University Patentee after: Yihua life Polytron Technologies Inc Co-patentee after: SUICHUAN COUNTY YIHUA FURNITURE CO., LTD. Address before: 515834 Guangdong City, Chenghai Province, east of the town of Huai Huai Industrial Zone Co-patentee before: Nanjing Forestry University Patentee before: Guangdong Province Yihua Timber Industry Co., Ltd. Co-patentee before: SUICHUAN COUNTY YIHUA FURNITURE CO., LTD. |
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