CN105946083B - 碳化高强耐腐改性重组木及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种碳化高强耐腐改性重组木及其制备方法，其防腐效果好，使用寿命长，不易氧化、断裂，硬度和强度高，可以适应严酷的环境，解决了户外结构材料开裂、变形等问题。本发明碳化高强耐腐改性重组木，以杨木、松木或桦木为原材料，将其进行旋切成单板，再进行烘干碳化、浸泡、烘干、回潮、压机呈组胚制成重组木，其物理力学性能为：密度为0.9‑1.2g/cm3，硬度为140‑160MPa，静曲强度为160‑190MPa，吸水厚度膨胀率为0‑2％，甲醛释放量为0.3‑0.5mg/L。

Description

碳化高强耐腐改性重组木及其制备方法
技术领域
本发明涉及木材加工领域，特别是一种碳化高强耐腐改性重组木及其制备方法。
背景技术
现在国家绿色建材行业发展以及国内外市场对高性能户外结构材料需求很大，而现有的户外材质有以下缺点：1.天然林如菠萝格、柚木等，耗费大量珍贵森林资源且价格高昂；2.防腐处理木如CCA、ACQ等，要么使用防腐药剂对环境造成破坏要么不防霉菌，木材防腐深度不够、使用寿命短且避免不了开裂等问题；3、木塑材料：表层易氧化造成脱落，色素颜料不足造成产品褪色，容易翘曲变形等；4、户外防腐竹材：在北方某些干燥环境中容易断裂。我们在不断探索特别是在热处理碳化方面反复试验改进找到了一种新型材料的制作方法来解决上述问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种碳化高强耐腐改性重组木及其制备方法，其防腐效果好，使用寿命长，不易氧化、断裂，硬度和强度高，可以适应严酷的环境，解决了户外结构材料开裂、变形等问题。
本发明碳化高强耐腐改性重组木，以杨木、松木或桦木为原材料，将其进行旋切成单板，再进行烘干碳化、浸泡、烘干、回潮、压机呈组胚制成重组木，其物理力学性能为：密度为0.9-1.2g/cm3，硬度为140-160MPa，静曲强度为160-190MPa，吸水厚度膨胀率为0-2％，甲醛释放量为0.3-0.5mg/L。
一种碳化高强耐磨改性重组木的制备方法，其由以下步骤制成，1）以杨木、松木或桦木为原材料，将其进行旋切成单板，单板的厚度为1.5-2mm；2）将单板在封闭的环境中进行烘干碳化，烘干碳化依次经过从0℃上升到60℃用时三个小时，从60℃上升到100℃用时五个小时，从100℃上升到150℃用时六个小时，从150℃上升到190℃用时十二至十四个小时，烘干碳化后的单板含水率在2％以下；3）使用改性酚醛树脂胶水对步骤2烘干碳化处理后的单板进行浸泡，浸泡时间为30-35分钟范围，胶水的PH值为10，固含量40-45％，游离苯酚含量小于等于1％，游离甲苯含量小于等于0.1％；4）对步骤3的出来后的单板进行烘干，烘干温度80-120℃，烘干时间在30分钟以内，烘干后含水率小于等于3％；5）对步骤4出来的单板进行回潮处理，回潮时间1-12小时，在自然空间回潮，回潮后单板含水率8-10％；6）将步骤5中出来的单板进行压机成组胚制成重组木。
以上碳化高强耐磨改性重组木的制备方法中的步骤6的具体过程为依次经过以下步骤： a.单板称重，根据最终制成重组木组材的密度计算出对应的重量；b.称重后的单板按照最终制成重组材的纹理对应排列，形成“回”字形或者“∣回∣”字型；c.盛单板的框模进入压机装置，先预压2秒后弹出然后一次性固模锁定；d.将锁模进入固化道，温度由底到高逐渐增高达到80-160℃；e.锁模出固化道48小时后打开，以获得更好的固化效果；f.开模后的木方含水率在10%以下；g.木方在木材养生房内7-10天，以吻合自然空气的含水率达到不开裂变形的效果。
本发明可以完全替代传统硬木天然木材，保护森林资源。可以替代传统防腐木，本材料由内到外深度碳化，生产过程中没有加入有害物质，不会产生有害物质，防腐效果更好使用寿命更长。跟木塑材料相比本材料是木制品更亲近自然且不易氧化、断裂。硬度和强度相比更高。与其他户外防腐材料相比更适应不同严酷环境如：极干旱、潮湿等解决传统户外结构材料开裂变形等问题更适合的使用到如木屋、木桥、栈道、扶手、护墙板等。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
本发明的技术方案是，本发明碳化高强耐腐改性重组木，以杨木、松木或桦木为原材料，将其进行旋切成单板，再进行烘干碳化、浸泡、烘干、回潮、压机呈组胚制成重组木，其物理力学性能为：密度为0.9-1.2g/cm3，硬度为140-160MPa，静曲强度为160-190MPa，吸水厚度膨胀率为0-2％，甲醛释放量为0.3-0.5mg/L。
一种碳化高强耐磨改性重组木的制备方法，其由以下步骤制成，1）以杨木、松木或桦木为原材料，将其进行旋切成单板，单板的厚度为1.5-2mm；2）将单板在封闭的环境中进行烘干碳化，烘干碳化依次经过从0℃上升到60℃用时三个小时，从60℃上升到100℃用时五个小时，从100℃上升到150℃用时六个小时，从150℃上升到190℃用时十二至十四个小时，烘干碳化后的单板含水率在2％以下；3）使用改性酚醛树脂胶水对步骤2烘干碳化处理后的单板进行浸泡，浸泡时间为30-35分钟范围，胶水的PH值为10，固含量40-45％，游离苯酚含量小于等于1％，游离甲苯含量小于等于0.1％；4）对步骤3的出来后的单板进行烘干，烘干温度80-120℃，烘干时间在30分钟以内，烘干后含水率小于等于3％；5）对步骤4出来的单板进行回潮处理，回潮时间1-12小时，在自然空间回潮，回潮后单板含水率8-10％；6）将步骤5中出来的单板进行压机成组胚制成重组木。
上述步骤6的具体方法依次经过以下步骤：a.单板称重，根据最终制成重组木组材的密度计算出对应的重量；b.称重后的单板按照最终制成重组材的纹理对应排列，形成“回”字形或者“∣回∣”字型；c.盛单板的框模进入压机装置，先预压2秒后弹出然后一次性固模锁定；d.将锁模进入固化道，温度由底到高逐渐增高达到80-160℃；e.锁模出固化道48小时后打开，以获得更好的固化效果；f.开模后的木方含水率在10%以下；g.木方在木材养生房内7-10天，以吻合自然空气的含水率达到不开裂变形的效果。
本发明色彩诱导性好：碳化后颜色变得温润、厚重、纹理清晰，与一些珍贵天然树种相似。尺寸稳定性更强。生物耐久性：防霉菌，防蚁、微生物效果更好。疏水性更好：防水耐用性能提升明显。防火阻燃等级提高：可达到B1级。延长了本材料的使用寿命。环保:生产中和最终成品不会破坏环境。经碳化后的单板浸胶吸胶性有明显提升，也为成品避免开裂提升良品率做出关键步骤的改良。
本发明是在不含任何化学剂条件下应用高温对木材进行同质炭化处理，使木材拥有防腐及抗生物侵袭的作用，其含水率低、不易吸水、材质稳定、不变形、完全脱脂不溢脂、隔热性能好、施工简单、涂刷方便、无特殊气味；其防腐烂，抗虫蛀、抗变形开裂，耐高温性能也成为户外泳池景观等户外用的理想材料。
实施例1，1）以杨木原材料，将其进行旋切成单板，单板的厚度为1.5mm；2）将单板在封闭的环境中进行烘干碳化，烘干碳化依次经过从0℃上升到60℃用时三个小时，从60℃上升到100℃用时五个小时，从100℃上升到150℃用时六个小时，从150℃上升到190℃用时十二个小时，烘干碳化后的单板含水率为1.8％；3）使用改性酚醛树脂胶水对步骤2烘干碳化处理后的单板进行浸泡，浸泡时间为32分钟，胶水的PH值为10，固含量40％，游离苯酚含量1％，游离甲苯含量0.1％；4）对步骤3的出来后的单板进行烘干，烘干温度100℃，烘干时间在30分钟，烘干后含水率2.8％；5）对步骤4出来的单板进行回潮处理，回潮时间10小时，在自然空间回潮，回潮后单板含水率9.5％；6）将步骤5中出来的单板进行压机成组胚制成重组木。其制成的重组木的物理物理学性能为：密度为0.9g/cm3，硬度为140MPa，静曲强度为160MPa，吸水厚度膨胀率为1.8％，甲醛释放量为0.45mg/L。
实施例2,1）以松木为原材料，将其进行旋切成单板，单板的厚度为1.8mm；2）将单板在封闭的环境中进行烘干碳化，烘干碳化依次经过从0℃上升到60℃用时三个小时，从60℃上升到100℃用时五个小时，从100℃上升到150℃用时六个小时，从150℃上升到190℃用时十三个小时，烘干碳化后的单板含水率在1％以下；3）使用改性酚醛树脂胶水对步骤2烘干碳化处理后的单板进行浸泡，浸泡时间为34分钟范围，胶水的PH值为10，固含量43％，游离苯酚含量0.5％，游离甲苯含量0.05％；4）对步骤3的出来后的单板进行烘干，烘干温度100℃，烘干时间在20分钟，烘干后含水率小于等于1.5％；5）对步骤4出来的单板进行回潮处理，回潮时间6小时，在自然空间回潮，回潮后单板含水率9％；6）将步骤5中出来的单板进行压机成组胚制成重组木。其物理力学性能为：密度为1.1g/cm3，硬度为150MPa，静曲强度为176MPa，吸水厚度膨胀率为1.1％，甲醛释放量为0.37mg/L。
实施例3，1)以桦木为原材料，将其进行旋切成单板，单板的厚度为2mm；2）将单板在封闭的环境中进行烘干碳化，烘干碳化依次经过从0℃上升到60℃用时三个小时，从60℃上升到100℃用时五个小时，从100℃上升到150℃用时六个小时，从150℃上升到190℃用时十四个小时，烘干碳化后的单板含水率在0.2％；3）使用改性酚醛树脂胶水对步骤2烘干碳化处理后的单板进行浸泡，浸泡时间为30分钟，胶水的PH值为10，固含量44％，游离苯酚含量0.2％，游离甲苯含量0.02％；4）对步骤3的出来后的单板进行烘干，烘干温度115℃，烘干时间在15分钟，烘干后含水率0.5％；5）对步骤4出来的单板进行回潮处理，回潮时间3小时，在自然空间回潮，回潮后单板含水率8.3％；6）将步骤5中出来的单板进行压机成组胚制成重组木。其物理力学性能为：密度为1.15g/cm3，硬度为155MPa，静曲强度为180MPa，吸水厚度膨胀率为0.5％，甲醛释放量为0.32mg/L。

Claims (2)

1.碳化高强耐腐改性重组木，其特征在于，以杨木、松木或桦木为原材料，将其进行旋切成单板，再进行烘干碳化、浸泡、烘干、回潮、压机呈组胚制成重组木，其物理力学性能为：密度为0.9-1.2g/cm3，硬度为140-160MPa，静曲强度为160-190MPa，吸水厚度膨胀率为0-2％，甲醛释放量为0.3-0.5mg/L；制备方法由以下步骤制成，1)以杨木、松木或桦木为原材料，将其进行旋切成单板，单板的厚度为1.5-2mm；2)将单板在封闭的环境中进行烘干碳化，烘干碳化依次经过从0℃上升到60℃用时三个小时，从60℃上升到100℃用时五个小时，从100℃上升到150℃用时六个小时，从150℃上升到190℃用时十二至十四个小时，烘干碳化后的单板含水率在2％以下；3)使用改性酚醛树脂胶水对步骤2烘干碳化处理后的单板进行浸泡，浸泡时间为30-35分钟范围，胶水的PH值为10，固含量40-45％，游离苯酚含量小于等于1％，游离甲苯含量小于等于0.1％；4)对步骤3的出来后的单板进行烘干，烘干温度80-120℃，烘干时间在30分钟以内，烘干后含水率小于等于3％；5)对步骤4出来的单板进行回潮处理，回潮时间1-12小时，在自然空间回潮，回潮后单板含水率8-10％；6)将步骤5中出来的单板进行压机成组胚制成重组木。
2.根据权利要求1所述的碳化高强耐腐改性重组木，其特征在于，步骤6的具体过程为依次经过以下步骤：a.单板称重，根据最终制成重组木组材的密度计算出对应的重量；b.称重后的单板按照最终制成重组材的纹理对应排列，形成“回”字形或者“∣回∣”字型；c.盛单板的框模进入压机装置，先预压2秒后弹出然后一次性固模锁定；d.将锁模进入固化道，温度由底到高逐渐增高达到80-160℃；e.锁模出固化道48小时后打开，以获得更好的固化效果；f.开模后的木方含水率在10％以下；g.木方在木材养生房内7-10天，以吻合自然空气的含水率达到不开裂变形的效果。
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