CN107234692B - 表面压密板材的制备方法 - Google Patents

表面压密板材的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种表面压密板材的制备方法，包括如下步骤：(1)将木材加工成厚度为10‑25mm的板材，并干燥至含水率为20‑30wt％；(2)将干燥后的板材，置于辊压机的两压辊之间进行横纹径向辊压，板材经过压辊时的厚度压缩率控制在10‑30％；(3)将辊压处理后的板材浸泡于酚醛树脂液中1‑10小时；(4)将浸泡后的板材进行喷蒸软化处理；(5)将软化后的板材置于热压机中进行压缩。本发明表面压密板材的制备方法，生产出的板材表层密度高、强度大、不易变形；工艺简单，不必在密封容器中对人工林软质木材进行处理，生产效率较高；工艺参数明确，可操作性强；颜色较浅，具有优异的阻燃抗菌性能，可直接作为家具、室内装饰装修的材料。

Description

表面压密板材的制备方法
技术领域
本发明涉及木材加工技术领域，具体涉及一种表面压密板材的制备方法。
背景技术
木材是能够次级生长的植物，如乔木和灌木，所形成的木质化组织。这些植物在初生生长结束后，根茎中的维管形成层开始活动，向外发展出韧皮，向内发展出木材。木材是维管形成层向内的发展出植物组织的统称，包括木质部和薄壁射线。木材对于人类生活起着很大的支持作用。根据木材不同的性质特征，人们将它们用于不同途径。
木板就是采用完整的木材制成的木板材。这些板材坚固耐用、纹路自然，是装修中优中之选。此类板材造价高，木板一般按照板材实质名称分类，没有统一的标准规格。木板是家装中经常使用的材料，选购木板的时候，一定要看清它的纹路、纹路清晰，一般最好不要有断纹。
但人工林木材材质疏松、密度较低、力学强度差，不能直接作为家具、室内装饰装修等的材料。为了克服人工林木材的缺点，通常采用浸渍、压密等方法对其进行强化，其中通过压密方法制得的普通压缩木、表面压密化木材、压缩整形木等使人工林木材的硬度、密度、强度得到了较大提高，实现了劣材优用。
现有技术中，采用普通水溶性酚醛树脂胶或低分子量酚醛树脂胶或低分子量三聚氰胺树脂胶对木材进行常压浸渍处理，之后再压密等方法制得的表面压密材颜色深、浸渍效果差、生产效率低，并且抗菌阻燃性能不佳。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种表面压密板材的制备方法。
一种表面压密板材的制备方法，包括如下步骤：
(1)将木材加工成厚度为10-25mm的板材，并干燥至含水率为20-30wt％；
(2)将干燥后的板材，置于辊压机的两压辊之间进行横纹径向辊压，板材经过压辊时的厚度压缩率控制在10-30％；
(3)将辊压处理后的板材浸泡于酚醛树脂液中1-10小时；
(4)将浸泡后的板材进行喷蒸软化处理，软化温度控制在120-140℃，时间为20-60min；
(5)将软化后的板材置于热压机中进行压缩，压缩率控制在15-50％，热压温度为160-180℃，单位压力为1.5-4.5MPa，加压速率为0.1-0.5MPa/min，当压缩厚度达到设计的厚度时，采用厚度规控制厚度保温保压20-40分钟，之后停止加热，在保持压力的情况下，向压机中通入冷却水，降温至50℃以下后卸压出料。
优选地，所述步骤(1)中木材为杉木、杨木或桉木。
优选地，所述步骤(3)中酚醛树脂液由下述重量份的原料制备而成：水溶性低分子量酚醛树脂10-15份、抗菌剂0.5-5份、阻燃剂1-5份、乙醇5-10份、水65-75份。将阻燃剂加入乙醇中混合均匀，得到混合液，然后将混合液、抗菌剂、水溶性低分子量酚醛树脂加入水中混合均匀，用1mol/L的磷酸水溶液调节pH至7，即得。
优选地，所述水溶性低分子量酚醛树脂由苯酚：甲醛：氢氧化钠按摩尔比为1：2.1：0.1进行合成，合成方法如下：
(a)加热溶化苯酚，当苯酚温度为45-60℃时，加入氢氧化钠，反应10分钟；
(b)加入甲醛，第一次加入量占甲醛总投量的70-80％，升温至65-80℃，反应0.5-1.2小时；然后加入剩余的甲醛，温度控制在70-90℃，反应2-4小时，冷却至室温即得。
优选地，所述的阻燃剂为磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯中的一种或多种的混合物。
更优选地，所述的阻燃剂由磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯混合而成，所述磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。
优选地，所述的抗菌剂为十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵中的一种或多种的混合物。
更优选地，所述的抗菌剂由十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵混合而成，所述十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。
本发明表面压密板材的制备方法，生产出的板材表层密度高、强度大、不易变形；工艺简单，不必在密封容器中对人工林软质木材进行处理，生产效率较高；工艺参数明确，可操作性强；颜色较浅，具有优异的阻燃抗菌性能，可直接作为家具、室内装饰装修的材料。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以下实施例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本发明的保护范围内。
实施例中各原料介绍：
乙醇，CAS号：64-17-5。
苯酚，CAS号：108-95-2。
甲醛，CAS号：50-00-0。
氢氧化钠，CAS号：1310-73-2。
磷酸三(2-氯乙基)酯，CAS号：115-96-8。
磷酸三苯酯，CAS号：115-86-6。
磷酸三乙酯，CAS号：78-40-0。
十六烷基三甲基氯化铵，CAS号：112-02-7。
十二烷基二甲基苄基氯化铵，CAS号：139-07-1。
十二烷基二甲基苄基溴化铵，CAS号：7281-04-1。
木材，采用绥棱县厚成木业提供的杨木。
实施例1
表面压密板材的制备方法，其包括如下步骤：
(1)将木材加工成厚度为20mm的板材，并干燥至含水率为25wt％；
(2)将干燥后的板材，置于辊压机的两压辊之间进行横纹径向辊压，板材经过压辊时的厚度压缩率控制在20％，即将板材厚度压缩至16mm；
(3)将辊压处理后的板材完全浸泡于酚醛树脂液中6小时；
(4)将浸泡后的板材进行喷蒸软化处理，软化温度控制在130℃，时间为40min；
(5)将软化后的板材置于热压机中进行压缩，压缩率控制在30％(即板材厚度压缩至14mm)，热压温度为170℃，最高单位压力为4MPa，采用加压速率为0.4MPa/min将单位压力由0加压至最高单位压力为4MPa，当压缩厚度达到设计的厚度时(即板材压缩率达到30％)，采用厚度规控制厚度保温保压30分钟，之后停止加热，在保持压力的情况下，向压机中通入冷却水，降温至50℃以下后卸压出料。
所述步骤(3)中酚醛树脂液由下述重量份的原料制备而成：水溶性低分子量酚醛树脂13份、抗菌剂2.4份、阻燃剂3份、乙醇6份、水70份。将阻燃剂加入乙醇中混合均匀，得到混合液，然后将混合液、抗菌剂、水溶性低分子量酚醛树脂加入水中混合均匀，最后用1mol/L的磷酸水溶液调节pH至7，即得酚醛树脂液。
所述水溶性低分子量酚醛树脂由苯酚：甲醛：氢氧化钠按摩尔比为1：2.1：0.1进行合成，合成方法如下：
(a)加热溶化苯酚，当苯酚温度为50℃时，加入氢氧化钠，反应10分钟；
(b)加入甲醛，第一次加入量占甲醛总投量的75wt％，升温至70℃，反应0.8小时；然后加入剩余的甲醛(即甲醛总投量的25wt％)，温度控制在80℃，反应3小时，冷却至室温即得。
所述阻燃剂由磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯按质量比为1:1:1搅拌混合均匀得到。
所述抗菌剂为十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵按质量比为1:1:1搅拌混合均匀得到。
实施例2
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述阻燃剂由磷酸三苯酯、磷酸三乙酯按质量比为1:1搅拌混合均匀得到。
实施例3
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述阻燃剂由磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三乙酯按质量比为1:1搅拌混合均匀得到。
实施例4
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述阻燃剂由磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三苯酯按质量比为1:1搅拌混合均匀得到。
实施例5
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述抗菌剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵按质量比为1:1搅拌混合均匀得到。
实施例6
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述抗菌剂为十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵按质量比为1:1搅拌混合均匀得到。
实施例7
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述抗菌剂为十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵按质量比为1:1搅拌混合均匀得到。
测试例1
对实施例1-7的抗菌亚克力板进行抗菌性能测试，参照GB/T 31402-2015检测，大肠杆菌ATYCC 25922、金黄色葡萄球菌ATCC 6538。具体测试结果见表1。
表1：抗菌性能测试数据表
大肠杆菌杀菌率，％ 金黄色葡样萄品球菌杀菌率，％
实施例1 99.2 99.9
实施例2 96.3 95.2
实施例3 94.5 97.4
实施例4 96.1 94.9
实施例5 93.2 92.5
实施例6 91.6 94.1
实施例7 94.0 92.9
比较实施例1与实施例2-4，实施例1(磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯复配)抗菌性能明显优于实施例2-4(磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯中任意二者复配)。比较实施例1与实施例5-7，实施例1(十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵复配)抗菌性能明显优于实施例5-7(十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵中任意二者复配)。
测试例2
对实施例1-7的表面压密板材进行燃烧性能测试，按照GB/T8624-2006的方法进行测试。具体结果见表2。
表2：燃烧性能测试结果表
燃烧性能分级
实施例1 A2
实施例2 C
实施例3 B
实施例4 C
实施例5 B
实施例6 B
实施例7 C
比较实施例1与实施例2-4，实施例1(磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯复配)阻燃性能明显优于实施例2-4(磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯中任意二者复配)。比较实施例1与实施例5-7，实施例1(十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵复配)阻燃性能明显优于实施例5-7(十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵中任意二者复配)。

Claims (1)

1.表面压密板材的制备方法，其包括如下步骤：
(1)将木材加工成厚度为20mm的板材，并干燥至含水率为25wt％；
(2)将干燥后的板材，置于辊压机的两压辊之间进行横纹径向辊压，板材经过压辊时的厚度压缩率控制在20％，即将板材厚度压缩至16mm；
(3)将辊压处理后的板材完全浸泡于酚醛树脂液中6小时；
(4)将浸泡后的板材进行喷蒸软化处理，软化温度控制在130℃，时间为40min；
(5)将软化后的板材置于热压机中进行压缩，压缩率控制在30％，热压温度为170℃，最高单位压力为4MPa，采用加压速率为0.4MPa/min将单位压力由0加压至最高单位压力为4MPa，当压缩厚度达到设计的厚度时，采用厚度规控制厚度保温保压30分钟，之后停止加热，在保持压力的情况下，向压机中通入冷却水，降温至50℃以下后卸压出料；
所述步骤(3)中酚醛树脂液由下述重量份的原料制备而成：水溶性低分子量酚醛树脂13份、抗菌剂2.4份、阻燃剂3份、乙醇6份、水70份；将阻燃剂加入乙醇中混合均匀，得到混合液，然后将混合液、抗菌剂、水溶性低分子量酚醛树脂加入水中混合均匀，最后用1mol/L的磷酸水溶液调节pH至7，即得酚醛树脂液；
所述水溶性低分子量酚醛树脂由苯酚：甲醛：氢氧化钠按摩尔比为1：2.1：0.1进行合成，合成方法如下：
(a)加热溶化苯酚，当苯酚温度为50℃时，加入氢氧化钠，反应10分钟；
(b)加入甲醛，第一次加入量占甲醛总投量的75wt％，升温至70℃，反应0.8小时；然后加入剩余的甲醛，温度控制在80℃，反应3小时，冷却至室温即得；
所述阻燃剂由磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯按质量比为1:1:1搅拌混合均匀得到；
所述抗菌剂为十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵按质量比为1:1:1搅拌混合均匀得到；
所述步骤(1)中木材为杨木。
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