CN107030816B - 一种提高炭化木耐腐蚀性的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于木材加工技术领域,具体涉及一种提高炭化木耐腐蚀性的加工方法,包括板材预处理、氧化处理、炭化、混合粉处理和热压力机处理几个步骤。本发明相比现有技术具有以下优点:本发明中通过将预处理后的板方利用双氧水混合物进行氧化处理,使板方表面的木质素结构更致密,使其吸水官能团半纤维素被重组,再利用炭化处理,使其营养成分被破坏,具有较强的防腐防虫功能,使其表面具有较好的物理性能;在将混合粉通过高压在板方炭化层表面,配合抛光热压,在板方表面形成致密的疏水性薄膜,使板方表面光滑、耐磨,稳定性高,耐腐蚀性强,在温度为30‑40℃、相对湿度为75‑80℃的环境中放置一个月,板方表面的光滑性及耐水性没有变化。
Description
技术领域
本发明属于木材加工技术领域,具体涉及一种提高炭化木耐腐蚀性的加工方法。
背景技术
炭化木是解决木材使用最有效的方法,能够避免腐烂、因含水率或应力变化而引起的扭曲变形开裂等,绿色环保,其耐腐等级最高可达二级,能够防裂抗变形,但现有的炭化木没有表面处理,后期再增加处理会大大增加炭化木的使用成本,由于表面粗糙,其耐磨性和耐污能力都相对较差,从而导致炭化木的使用范围受到了限制,同时炭化木还有稳定性低,强度不够,耐久性差等缺点,因此,在需要对炭化木加工方法进行进一步改进。
发明内容
本发明的目的是针对现有炭化木表面粗糙、耐磨性差、耐污性的问题,提供了一种提高炭化木耐腐蚀性的加工方法。
本发明是通过以下技术方案实现的:一种提高炭化木耐腐蚀性的加工方法,包括以下步骤:
(1)将原木加工成厚度为15-18mm的板方,用温度为60-70℃的热蒸汽持续蒸6-8小时,脱脂杀虫;
(2)将上述预处理后的板方放入处理罐中,加入质量浓度为20%的双氧水淹没待处理板方,所述双氧水中还包括相当于其重量2-4%吡喃糖、0.2-0.6%肉桂醛、4-5%甲醇;然后在加压机上将处理罐中压力升到65-85MPa,保持5-8小时后,泄压,取出;
(3)将上述氧化后的板方沥干水分后,在300-350℃的温度下炭化,表面炭化均匀,炭化深度为3-5mm;
(4)按重量份计,将一氧化硅8-16份、纳米炭黑22-35份、纳米氮化硅粉60-80份混合均匀,得到混合粉,将炭化处理后的板方放入模具中,加入混合粉使其淹没板方,在压力机中将模具压力升到120-150MPa,保持2-4小时,泄压,取出,然后用抛光机对其表面进行处理,得到炭化深度为2-4mm,抛光后的表面粗糙度为Ra5.8-Ra3.2;
(5)将上述处理后的板方放入热压力机中,在温度为450-550℃、压力为2.5-5.5MPa的条件下保温保压处理15-20分钟,即得。
作为对上述方案的进一步改进,所述原木为密度为0.45-0.65g/cm³的板材,所述密度为按15%含水率计算所得。
作为对上述方案的进一步改进,一种提高炭化木耐腐蚀性的加工方法,包括以下步骤:
(1)将原木加工成厚度为15mm的板方,用温度为60-70℃的热蒸汽持续蒸6-8小时,脱脂杀虫;
(2)将上述预处理后的板方放入处理罐中,加入质量浓度为20%的双氧水淹没待处理板方,所述双氧水中还包括相当于其重量2%吡喃糖、0.6%肉桂醛、5%甲醇;然后在加压机上将处理罐中压力升到65-75MPa,保持6.5-8小时后,泄压,取出;
(3)将上述氧化后的板方沥干水分后,在300-350℃的温度下炭化,表面炭化均匀,炭化深度为3-5mm;
(4)按重量份计,将一氧化硅12-16份、纳米炭黑30-35份、纳米氮化硅粉60-70份混合均匀,得到混合粉,将炭化处理后的板方放入模具中,加入混合粉使其淹没板方,在压力机中将模具压力升到135-150MPa,保持2-4小时,泄压,取出,然后用抛光机对其表面进行处理,得到炭化深度为2-4mm,抛光后的表面粗糙度为Ra4.2-Ra3.6;
(5)将上述处理后的板方放入热压力机中,在温度为450-500℃、压力为2.5-4MPa的条件下保温保压处理15-20分钟,即得。
作为对上述方案的进一步改进,一种提高炭化木耐腐蚀性的加工方法,包括以下步骤:
(1)将原木加工成厚度为18mm的板方,用温度为60-70℃的热蒸汽持续蒸6-8小时,脱脂杀虫;
(2)将上述预处理后的板方放入处理罐中,加入质量浓度为20%的双氧水淹没待处理板方,所述双氧水中还包括相当于其重量4%吡喃糖、0.2%肉桂醛、4%甲醇;然后在加压机上将处理罐中压力升到75-85MPa,保持5-6.5小时后,泄压,取出;
(3)将上述氧化后的板方沥干水分后,在300-350℃的温度下炭化,表面炭化均匀,炭化深度为3-5mm;
(4)按重量份计,将一氧化硅8-14份、纳米炭黑22-28份、纳米氮化硅粉70-80份混合均匀,得到混合粉,将炭化处理后的板方放入模具中,加入混合粉使其淹没板方,在压力机中将模具压力升到120-135MPa,保持2-4小时,泄压,取出,然后用抛光机对其表面进行处理,得到炭化深度为2-4mm,抛光后的表面粗糙度为Ra4.2-Ra3.6;
(5)将上述处理后的板方放入热压力机中,在温度为500-550℃、压力为4-5.5MPa的条件下保温保压处理15-20分钟,即得。
本发明相比现有技术具有以下优点:本发明中通过将预处理后的板方利用双氧水混合物进行氧化处理,使板方表面的木质素结构更致密,使其吸水官能团半纤维素被重组,再利用炭化处理,使其营养成分被破坏,具有较强的防腐防虫功能,使其表面具有较好的物理性能;在将混合粉通过高压在板方炭化层表面,配合抛光、热压,在板方表面形成致密的疏水性薄膜,使板方表面光滑、耐磨,稳定性高,耐腐蚀性强,在温度为30-40℃、相对湿度为75-80℃的环境中放置一个月,板方表面的光滑性以及耐水性没有变化。
具体实施方式
实施例1
一种提高炭化木耐腐蚀性的加工方法,包括以下步骤:
(1)将原木加工成厚度为16mm的板方,用温度为65℃的热蒸汽持续蒸7小时,脱脂杀虫;
(2)将上述预处理后的板方放入处理罐中,加入质量浓度为20%的双氧水淹没待处理板方,所述双氧水中还包括相当于其重量3%吡喃糖、0.4%肉桂醛、4.5%甲醇;然后在加压机上将处理罐中压力升到75MPa,保持6.5小时后,泄压,取出;
(3)将上述氧化后的板方沥干水分后,在330℃的温度下炭化,表面炭化均匀,炭化深度为3-5mm;
(4)按重量份计,将一氧化硅12份、纳米炭黑28份、纳米氮化硅粉70份混合均匀,得到混合粉,将炭化处理后的板方放入模具中,加入混合粉使其淹没板方,在压力机中将模具压力升到135MPa,保持4小时,泄压,取出,然后用抛光机对其表面进行处理,得到炭化深度为2-4mm,抛光后的表面粗糙度为Ra3.8;
(5)将上述处理后的板方放入热压力机中,在温度为480℃、压力为4MPa的条件下保温保压处理18分钟,即得。
实施例2
一种提高炭化木耐腐蚀性的加工方法,包括以下步骤:
(1)将原木加工成厚度为15mm的板方,用温度为60℃的热蒸汽持续蒸6小时,脱脂杀虫;
(2)将上述预处理后的板方放入处理罐中,加入质量浓度为20%的双氧水淹没待处理板方,所述双氧水中还包括相当于其重量2%吡喃糖、0.6%肉桂醛、5%甲醇;然后在加压机上将处理罐中压力升到65MPa,保持8小时后,泄压,取出;
(3)将上述氧化后的板方沥干水分后,在320℃的温度下炭化,表面炭化均匀,炭化深度为3-5mm;
(4)按重量份计,将一氧化硅12份、纳米炭黑35份、纳米氮化硅粉60份混合均匀,得到混合粉,将炭化处理后的板方放入模具中,加入混合粉使其淹没板方,在压力机中将模具压力升到150MPa,保持4小时,泄压,取出,然后用抛光机对其表面进行处理,得到炭化深度为2-4mm,抛光后的表面粗糙度为Ra3.6;
(5)将上述处理后的板方放入热压力机中,在温度为450℃、压力为4MPa的条件下保温保压处理15分钟,即得。
实施例3
一种提高炭化木耐腐蚀性的加工方法,包括以下步骤:
(1)将原木加工成厚度为18mm的板方,用温度为70℃的热蒸汽持续蒸8小时,脱脂杀虫;
(2)将上述预处理后的板方放入处理罐中,加入质量浓度为20%的双氧水淹没待处理板方,所述双氧水中还包括相当于其重量4%吡喃糖、0.2%肉桂醛、4%甲醇;然后在加压机上将处理罐中压力升到85MPa,保持5小时后,泄压,取出;
(3)将上述氧化后的板方沥干水分后,在350℃的温度下炭化,表面炭化均匀,炭化深度为3-5mm;
(4)按重量份计,将一氧化硅14份、纳米炭黑26份、纳米氮化硅粉80份混合均匀,得到混合粉,将炭化处理后的板方放入模具中,加入混合粉使其淹没板方,在压力机中将模具压力升到135MPa,保持3小时,泄压,取出,然后用抛光机对其表面进行处理,得到炭化深度为2-4mm,抛光后的表面粗糙度为Ra3.8;
(5)将上述处理后的板方放入热压力机中,在温度为500℃、压力为5.5MPa的条件下保温保压处理20分钟,即得。
设置实验,以山杨(按含水量15%计算,密度为0.575g/cm³)板材作为实验对象,设置对照组11,其板材厚度对应实验组11,按照炭化处理;以实施例1作为实验组11;依次设置对照组12和实验组12、对照组13和实验组13;完成后对板材表面进行性能检测:
其中,磨耗量为经100转研磨后的磨耗量;
板材耐腐性通过参考木材的腐朽实验,通过失重率来进行评价,试菌为彩绒革盖菌(对应白腐失重)(由中国林科院提供)、卧孔菌(对应褐腐失重)(由广东亚热微生物研究所提供),实验对象表面受菌侵染3个月,刮去表面菌丝和杂质后,在100℃±5℃的烘箱中烘至恒重,每块实验对象表面分别称重;对未炭化处理前的板材进行试验,其失重率达到10%以上;腐朽材等级评定按天然耐腐等级评定标准进行。
表1
通过表1中数据可以看出,实验组相比对照组耐磨性、耐腐性都相应提高,由于混合粉的作用,其表面光滑度也大幅度提高,增加了炭化木材的适用范围。
Claims (4)
1.一种提高炭化木耐腐蚀性的加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将原木加工成厚度为15-18mm的板方,用温度为60-70℃的热蒸汽持续蒸6-8小时,脱脂杀虫;
(2)将上述预处理后的板方放入处理罐中,加入质量浓度为20%的双氧水淹没待处理板方,所述双氧水中还包括相当于其重量2-4%吡喃糖、0.2-0.6%肉桂醛、4-5%甲醇;然后在加压机上将处理罐中压力升到65-85MPa,保持5-8小时后,泄压,取出;
(3)将上述氧化后的板方沥干水分后,在300-350℃的温度下炭化,表面炭化均匀,炭化深度为3-5mm;
(4)按重量份计,将一氧化硅8-16份、纳米炭黑22-35份、纳米氮化硅粉60-80份混合均匀,得到混合粉,将炭化处理后的板方放入模具中,加入混合粉使其淹没板方,在压力机中将模具压力升到120-150MPa,保持2-4小时,泄压,取出,然后用抛光机对其表面进行处理,得到炭化深度为2-4mm,抛光后的表面粗糙度为Ra5.8-Ra3.2;
(5)将上述处理后的板方放入热压力机中,在温度为450-550℃、压力为2.5-5.5MPa的条件下保温保压处理15-20分钟,即得。
2.如权利要求1所述一种提高炭化木耐腐蚀性的加工方法,其特征在于,所述原木为密度为0.45-0.65g/cm³的板材,所述密度为按15%含水率计算所得。
3.如权利要求1所述一种提高炭化木耐腐蚀性的加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将原木加工成厚度为15mm的板方,用温度为60-70℃的热蒸汽持续蒸6-8小时,脱脂杀虫;
(2)将上述预处理后的板方放入处理罐中,加入质量浓度为20%的双氧水淹没待处理板方,所述双氧水中还包括相当于其重量2%吡喃糖、0.6%肉桂醛、5%甲醇;然后在加压机上将处理罐中压力升到65-75MPa,保持6.5-8小时后,泄压,取出;
(3)将上述氧化后的板方沥干水分后,在300-350℃的温度下炭化,表面炭化均匀,炭化深度为3-5mm;
(4)按重量份计,将一氧化硅12-16份、纳米炭黑30-35份、纳米氮化硅粉60-70份混合均匀,得到混合粉,将炭化处理后的板方放入模具中,加入混合粉使其淹没板方,在压力机中将模具压力升到135-150MPa,保持2-4小时,泄压,取出,然后用抛光机对其表面进行处理,得到炭化深度为2-4mm,抛光后的表面粗糙度为Ra4.2-Ra3.6;
(5)将上述处理后的板方放入热压力机中,在温度为450-500℃、压力为2.5-4MPa的条件下保温保压处理15-20分钟,即得。
4.如权利要求1所述一种提高炭化木耐腐蚀性的加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将原木加工成厚度为18mm的板方,用温度为60-70℃的热蒸汽持续蒸6-8小时,脱脂杀虫;
(2)将上述预处理后的板方放入处理罐中,加入质量浓度为20%的双氧水淹没待处理板方,所述双氧水中还包括相当于其重量4%吡喃糖、0.2%肉桂醛、4%甲醇;然后在加压机上将处理罐中压力升到75-85MPa,保持5-6.5小时后,泄压,取出;
(3)将上述氧化后的板方沥干水分后,在300-350℃的温度下炭化,表面炭化均匀,炭化深度为3-5mm;
(4)按重量份计,将一氧化硅8-14份、纳米炭黑22-28份、纳米氮化硅粉70-80份混合均匀,得到混合粉,将炭化处理后的板方放入模具中,加入混合粉使其淹没板方,在压力机中将模具压力升到120-135MPa,保持2-4小时,泄压,取出,然后用抛光机对其表面进行处理,得到炭化深度为2-4mm,抛光后的表面粗糙度为Ra4.2-Ra3.6;
(5)将上述处理后的板方放入热压力机中,在温度为500-550℃、压力为4-5.5MPa的条件下保温保压处理15-20分钟,即得。
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