CN106217532A - 一种木材热处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种木材热处理方法，先制备泥糊，然后将泥糊涂抹到木材表面，再进行微波处理，然后在高温热处理罐中处理，清除泥糊涂层，在高温热处理罐中处理，然后在无水乙醇中浸泡一段时间，再在高温热处理罐中处理一次，最后喷蒸调湿，即可；与现有技术相比，本发明木材热处理方法，操作简单，易于实现，降低了传统木材热处理方法开裂、变形等缺陷的发生率，可以有效地提高木材的力学强度、防水性能和阻燃性能。

Description

一种木材热处理方法
技术领域
本发明涉及木材处理领域，特别是涉及一种木材热处理方法。
背景技术
木材原料因为含水率问题，易腐烂、易霉变、易受虫害、易形变。而对木材进行碳化则在一定程度上可避免上述问题。为此，有些会直接用明火对木材进行表面碳化，但是这种碳化均匀性差；也有些利用碳化炉对木材进行碳化，但是因为碳化程度很难控制，很容易因为过分碳化而使木材丧失了机械强度，不能作为加工原料。木材热处理的基本原理主要是利用温度条件对木材处理一定时间，木材细胞壁物质发生热解和分子结构重组，木材组分发生永久性化学改变，使处理木材吸湿性降低、尺寸稳定性、耐候性提高，从而适用于户外地板、户外装饰墙板、庭院家具、木栅栏等，另一方面，木材热处理又会导致木材力学强度降低和重量减轻，成为其主要缺点。
发明内容
为了克服上述的不足，本发明提供了一种木材热处理方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种木材热处理方法，包括以下步骤：
(1) 将黄土、硅藻土、玉米淀粉、沸石粉按100：2:1:1质量比例均匀混合到一起，得到混合物1，将混合物1进行球磨处理，球料比为15：1，转速为650r/min，当球磨10min时，加入混合物1重量1.5％的乙醇，当球磨20min时，加入混合物1质量0.3%的山梨糖醇，当球磨30min时，加入混合物1质量0.5%的季戊四醇，当球磨40min时，停止球磨，得到混合物2，然后按100:68质量比例向混合物2中添加浓度为1.2%的硅酸钠溶液，以450r/min转速搅拌1-1.5小时，得到混合泥糊；
(2) 将木材表面采用350-400目砂纸进行打磨1-2遍；
(3) 将步骤(1) 中制备的泥糊均匀涂抹到经过打磨的木材表面，涂层厚度为0.2-0.3cm，涂抹完成后，自然风干后，采用微波对木材进行加热处理，加热温度不超过112℃，处理时间为4-12min，并将木材含水量控制到10-15%；
(4) 将经过步骤(3)处理的木材置于高温热处理罐中，先以1～3℃/10min的升温速率升温至100℃，再以1-2℃/5min的升温速率升温至112℃，保温1～2h，然后由112℃升温至125℃～135℃，升温速率为1-4℃/10min，保温时间为1～2h，木材的含氧量控制在≤2.5%，含水量控制在10-13%，自然冷却至室温；
(5) 将木材表面泥糊涂层清除干净；
(6) 将清除泥糊涂层后的木材置于高温热处理罐中，先以1～3℃/5min的升温速率升温至112℃，再以1-4℃/10min的升温速率升温至182℃，保温1～2h，然后由182℃升温至210℃～230℃，升温速率为1-4℃/10min，保温时间为1～2h，木材的含氧量控制在≤2%，然后对木材进行喷蒸处理，待高温热处理罐内温度降至90℃时，停止喷蒸处理，待木材温度降至室温后出罐，自然冷却至室温；
(7)将木材放入到无水乙醇中在2-8℃下浸泡2-6h，将木材取出，再置于高温热处理罐中，以1-2/10min的升温速率升温至100℃～ 115℃，保温4～10h，然后进行喷蒸调湿处理，至最终含水率为4～6%，即可。
进一步地，所述步骤(3)中，微波辐射强度为500-800KW。
进一步地，所述木材为松木、云杉、桦木。
本发明通过利用微波处理木材，在电磁场的作用下，木材温度迅速升高，树脂充分软化，树脂内水分迅速蒸发，水蒸气快速膨胀，压力急剧上升，与外界形成压力差，在该压力差的作用下，树脂随水分快速迁移至木材表层和表面区域，而此时木材表面由泥糊涂层覆盖住，溢出树脂与涂层相粘连，使得树脂不会流出，再在高温热处理罐中处理一次，能够将树脂与木材表层做进一步结合，并对木材进行初步热处理，以降低其吸湿吸水性，提高其尺寸稳定性，然后再第二次在高温热处理罐中处理，对木材热处理的效果做进一步加强，以弥补一次热处理对力学强度造成的负面影响，并进一步提高其尺寸稳定性，最后将木材放入无水乙醇中浸泡，然后再置于高温热处理罐中，使木材表层树脂完全固化并与木材细胞壁物质形成稳定化学键结合而不会流失，很好的解决了热处理材力学强度降等的问题，亦可以避免传统采用浸渍树脂然后高温热处理致使树脂失效的问题，充分发挥了树脂增强效果，处理后木材的力学强度、尺寸稳定性更优异，且不存在物理压缩所致的回弹问题。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明木材热处理方法，操作简单，易于实现，降低了传统木材热处理方法开裂、变形等缺陷的发生率，可以有效地提高木材的力学强度、防水性能和阻燃性能，经过本发明热处理木材的抗弯强度相比于原材料的抗弯强度提92.2%～139.7%；抗弯弹性模量相比于原材料的抗弯弹性模量提75.5%～116.4%；径向干缩率相比于原材料的径向干缩率降低40.4%～76.2%；弦向干缩率相比于原材料的弦向干缩率降低45.2%～74.5%；径向湿胀率相比于原材料的径向湿胀率降低43.3%～92.4%；弦向湿胀率相比于原材料的弦向湿胀率降低39.4%～93.7%，经过本发明热处理的木材所制产品寿命相对于普通热处理木材所制产品寿命提高了2-4倍。
具体实施方式
一种木材热处理方法，包括以下步骤：
(1) 将黄土、硅藻土、玉米淀粉、沸石粉按100：2:1:1质量比例均匀混合到一起，得到混合物1，将混合物1进行球磨处理，球料比为15：1，转速为650r/min，当球磨10min时，加入混合物1重量1.5％的乙醇，当球磨20min时，加入混合物1质量0.3%的山梨糖醇，当球磨30min时，加入混合物1质量0.5%的季戊四醇，当球磨40min时，停止球磨，得到混合物2，然后按100:68质量比例向混合物2中添加浓度为1.2%的硅酸钠溶液，以450r/min转速搅拌1-1.5小时，得到混合泥糊；
(2) 将木材表面采用350-400目砂纸进行打磨1-2遍；
(3) 将步骤(1) 中制备的泥糊均匀涂抹到经过打磨的木材表面，涂层厚度为0.2-0.3cm，涂抹完成后，自然风干后，采用微波对木材进行加热处理，加热温度不超过112℃，处理时间为4-12min，并将木材含水量控制到10-15%；
(4) 将经过步骤(3)处理的木材置于高温热处理罐中，先以1～3℃/10min的升温速率升温至100℃，再以1-2℃/5min的升温速率升温至112℃，保温1～2h，然后由112℃升温至125℃～135℃，升温速率为1-4℃/10min，保温时间为1～2h，木材的含氧量控制在≤2.5%，含水量控制在10-13%，自然冷却至室温；
(5) 将木材表面泥糊涂层清除干净；
(6) 将清除泥糊涂层后的木材置于高温热处理罐中，先以1～3℃/5min的升温速率升温至112℃，再以1-4℃/10min的升温速率升温至182℃，保温1～2h，然后由182℃升温至210℃～230℃，升温速率为1-4℃/10min，保温时间为1～2h，木材的含氧量控制在≤2%，然后对木材进行喷蒸处理，待高温热处理罐内温度降至90℃时，停止喷蒸处理，待木材温度降至室温后出罐，自然冷却至室温；
(7)将木材放入到无水乙醇中在2-8℃下浸泡2-6h，将木材取出，再置于高温热处理罐中，以1-2/10min的升温速率升温至100℃～ 115℃，保温4～10h，然后进行喷蒸调湿处理，至最终含水率为4～6%，即可。
进一步地，所述步骤(3)中，微波辐射强度为500-800KW。
进一步地，所述木材为松木、云杉、桦木。
经过本发明热处理木材的抗弯强度相比于原材料的抗弯强92.2%～139.7%；抗弯弹性模量相比于原材料的抗弯弹性模量提75.5%～116.4%；径向干缩率相比于原材料的径向干缩率降低40.4%～76.2%；弦向干缩率相比于原材料的弦向干缩率降低45.2%～74.5%；径向湿胀率相比于原材料的径向湿胀率降低43.3%～92.4%；弦向湿胀率相比于原材料的弦向湿胀率降低39.4%～93.7%。

Claims (3)

1.一种木材热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1) 将黄土、硅藻土、玉米淀粉、沸石粉按100：2:1:1质量比例均匀混合到一起，得到混合物1，将混合物1进行球磨处理，球料比为15：1，转速为650r/min，当球磨10min时，加入混合物1重量1.5％的乙醇，当球磨20min时，加入混合物1质量0.3%的山梨糖醇，当球磨30min时，加入混合物1质量0.5%的季戊四醇，当球磨40min时，停止球磨，得到混合物2，然后按100:68质量比例向混合物2中添加浓度为1.2%的硅酸钠溶液，以450r/min转速搅拌1-1.5小时，得到混合泥糊；
(2) 将木材表面采用350-400目砂纸进行打磨1-2遍；
(3) 将步骤(1) 中制备的泥糊均匀涂抹到经过打磨的木材表面，涂层厚度为0.2-0.3cm，涂抹完成后，自然风干后，采用微波对木材进行加热处理，加热温度不超过112℃，处理时间为4-12min，并将木材含水量控制到10-15%；
(4) 将经过步骤(3)处理的木材置于高温热处理罐中，先以1～3℃/10min的升温速率升温至100℃，再以1-2℃/5min的升温速率升温至112℃，保温1～2h，然后由112℃升温至125℃～135℃，升温速率为1-4℃/10min，保温时间为1～2h，木材的含氧量控制在≤2.5%，含水量控制在10-13%，自然冷却至室温；
(5) 将木材表面泥糊涂层清除干净；
(6) 将清除泥糊涂层后的木材置于高温热处理罐中，先以1～3℃/5min的升温速率升温至112℃，再以1-4℃/10min的升温速率升温至182℃，保温1～2h，然后由182℃升温至210℃～230℃，升温速率为1-4℃/10min，保温时间为1～2h，木材的含氧量控制在≤2%，然后对木材进行喷蒸处理，待高温热处理罐内温度降至90℃时，停止喷蒸处理，待木材温度降至室温后出罐，自然冷却至室温；
(7)将木材放入到无水乙醇中在2-8℃下浸泡2-6h，将木材取出，再置于高温热处理罐中，以1-2/10min的升温速率升温至100℃～ 115℃，保温4～10h，然后进行喷蒸调湿处理，至最终含水率为4～6%，即可。
2.根据权利要求1一种木材热处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中，微波辐射强度为500-800KW。
3.根据权利要求1一种木材热处理方法，其特征在于，所述木材为松木、云杉、桦木。
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