CN108214799A - 一种防虫阻燃实木地板板坯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防虫阻燃实木地板板坯的制备方法，属于木质装饰材料技术领域。本发明首先将地板木材预干后，切割，得预干地板坯料，再将预干地板坯料继续干燥后，于气体保护状态下，高温干燥，得干燥地板坯料，再将干燥地板坯料依次用混合盐溶液和有机酸溶液超声浸渍，取出，沥干水分，制得二次浸渍地板坯料，随后将二次浸渍地板坯料与巴氏芽孢杆菌菌液混合后，恒温浸渍，取出，干燥，即得防虫阻燃实木地板板坯。本发明所得防虫阻燃实木地板板坯具有优异的力学性能，并且能有效起到防虫效果，提高地板使用寿命。
Description
技术领域
本发明公开了一种防虫阻燃实木地板板坯的制备方法，属于木质装饰材料技术领域。
背景技术
木地板天然的色泽纹理，对室内环境良好的调节性能使其在地面装饰材料中最为广大消费者所青睐，至今已形成了多规格、多品种，从生产、销售到售后服务，具有一定规模的产业体系。近年来，随着建筑行业的快速发展，地板需求量呈直线上升趋势，地板年产量也在以5%～20%的速度快速增长。地板总产量一直保持增长趋势，同时产业结构发生了很大变化：强化地板在各种类地板中仍占主导地位，但增幅略有放缓；实木地板因原料短缺，产量呈下降趋势；实木复合地板在各类地板中产量增长最强劲，2007年增幅达25%；竹地板发展更是异军突起，在不到10年的发展时间里从无到有，在地板行业中已占有一席之地。随着人们生活水平的提高，对居住环境要求越来越高，实木复合地板需求会继续增长。
实木复合地板主要包括三层复合、多层复合2种。三层实木复合地板由表、芯、背板3层木材纵横交错组坯而成。一般表板为3～4mm厚的珍贵木材，芯板为7～12mm厚的针叶软质速生木材，背板为2mm左右厚的旋切单板。多层实木复合地板表层采用的是0.6～2.2mm的优质珍贵木材，基材为杂木类胶合板，除普通用途外，也适用于地面辐射供暖环境。
随着实木复合地板在地板行业中的比重不断加大，降低生产成本，改善产品性能，提高产品竞争力成为研究的主要方向，主要集中在地板用原料、加工工艺及产品性能等方面。因为实木复合地板大量出口，所以对板材的环保性能也较为关注。但是传统实木地板还存在力学性能不佳的问题，因此还需对其进行研究。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统实木地板力学性能不佳的问题，提供了一种防虫阻燃实木地板板坯的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）取地板木材，并预干至含水率为12～15%，再经切割，得预干地板坯料；
（2）将预干地板坯料干燥至含水率为8～10%，再于气体保护状态下，高温干燥至含水率为1.5～2.0%，得干燥地板坯料；
（3）将干燥地板坯料趁热浸泡于混合盐溶液中，超声浸渍2～4h后，取出，沥干水分，得一次浸渍地板坯料；
（4）将一次浸渍地板坯料浸泡于有机酸溶液中，超声浸渍3～5h后，取出，沥干水分，得二次浸渍地板坯料；
（5）将二次浸渍地板坯料浸泡于巴氏芽孢杆菌菌液中，恒温浸渍36～48h后，取出，灭菌，干燥，即得防虫阻燃实木地板板坯。
步骤（1）所述地板木材为白蜡木、柞木、橡木、榆木、香樟或荷木中的任意一种。
步骤（2）所述气体是由氮气和氩气按体积比为1：1混合而成。
步骤（3）所述混合盐溶液配置过程为：按重量份数计，依次取10～15份氯化钙，10～15份氯化镁，100～110份水，搅拌混合后，用尿素调节pH至9.0～9.2，得混合盐溶液。
步骤（4）所述有机酸溶液为质量分数为10～15%的苹果酸溶液或质量分数为10～15%的柠檬酸溶液中的任意一种。
步骤（5）所述巴氏芽孢杆菌菌液是由以下重量份数的原料配置而成：80～100份去离子水，4～6份巴氏芽孢杆菌，10～15份甘油，8～10份乙二醇。
本发明的有益效果是：
（1）本发明技术方案首先将地板木材干燥后，浸渍混合盐溶液，使木材细胞吸收由氯化钙、氯化镁和尿素组成的混合溶液，在通过浸渍有机酸溶液，在经巴氏芽孢杆菌吸收利用后，体系中钙离子、镁离子和尿素得以缓慢释放，而巴氏芽孢杆菌在新陈代谢过程中产生的脲酶可将体系中尿素分解为铵根离子和碳酸根离子，且由于巴氏芽孢杆菌细胞壁带有负电荷，可将释放后的钙离子和镁离子吸附于细胞周围，随着细胞周围碳酸根离子浓度增加，使体系中钙离子和镁离子沉淀，生成碳酸钙和碳酸镁，生成的碳酸钙和碳酸镁以细菌菌体为晶核，并分散于木材细胞内部和间隙中，在高温条件下，细胞间隙和内部填充的碳酸钙和碳酸镁可起到优异的阻燃效果，且两者的产生可实现由内至外的有效填充，有效提高板材力学性能，从而避免实木地板在使用过程中发生翘曲变形；
（2）本发明技术方案通过采用巴氏芽孢杆菌为微生物处理剂，巴氏芽孢杆菌在新陈代谢过程中，可产生具有优异防虫性能的生物多肽，且被产生的碳酸钙和碳酸镁晶体封存于木材细胞内部和间隙中，避免板坯在后续加工和使用过程中生物多肽发生流失，从而有效起到防虫效果，提高地板使用寿命。
具体实施方式
按重量份数计，依次取10～15份氯化钙，10～15份氯化镁，100～110份水，倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌溶解10～15min后，向烧杯中滴加质量分数为10%尿素溶液，调节烧杯内物料pH至9.0～9.2，得混合盐溶液；取地板木材，并置于干燥窑中，于温度为75～80℃条件下预干至含水率为12～15%，再将预干后的地板木材切割至规格为80mm×120mm×20mm，得预干地板坯料；再将所得预干地板坯料转入干燥窑中，于温度为85～90℃条件下继续干燥至含水率为8～10%，随后以60～120mL/min速率向干燥窑内通入气体，于气体保护状态下，升温至110～120℃，高温干燥至含水率为1.5～2.0%，出料，得干燥地板坯料，并将所得干燥地板坯料趁热浸泡于盛有混合盐溶液的1号水槽中，于温度为25～30℃，超声频率为45～55kHz条件下，超声浸渍2～4h，再将超声浸渍后的地板坯料取出，沥干水分，得一次浸渍地板坯料；将一次浸渍地板坯料移入盛有有机酸溶液的2号水槽中，于温度为25～30℃，超声频率为50～55kHz条件下，超声浸渍3～5h后取出，沥干水分，得二次浸渍地板坯料；随后将所得二次浸渍地板坯料浸泡于盛有巴氏芽孢杆菌菌液的水槽中，并将水槽置于恒温水浴锅中，于温度为30～32℃条件下，恒温浸渍36～48h后取出，得三次浸渍地板坯料，并将所得三次浸渍地板坯料经巴氏灭菌后，真空冷冻干燥，即得防虫阻燃实木地板板坯。所述地板木材为白蜡木、柞木、橡木、榆木、香樟或荷木中的任意一种。所述气体是由氮气和氩气按体积比为1：1混合而成。所述有机酸溶液为质量分数为10～15%的苹果酸溶液或质量分数为10～15%的柠檬酸溶液中的任意一种。所述巴氏芽孢杆菌菌液是由以下重量份数的原料配置而成：80～100份去离子水，4～6份巴氏芽孢杆菌，10～15份甘油，8～10份乙二醇。
实例1
按重量份数计，依次取15份氯化钙，15份氯化镁，110份水，倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌溶解15min后，向烧杯中滴加质量分数为10%尿素溶液，调节烧杯内物料pH至9.2，得混合盐溶液；取地板木材，并置于干燥窑中，于温度为80℃条件下预干至含水率为15%，再将预干后的地板木材切割至规格为80mm×120mm×20mm，得预干地板坯料；再将所得预干地板坯料转入干燥窑中，于温度为90℃条件下继续干燥至含水率为10%，随后以120mL/min速率向干燥窑内通入气体，于气体保护状态下，升温至120℃，高温干燥至含水率为2.0%，出料，得干燥地板坯料，并将所得干燥地板坯料趁热浸泡于盛有混合盐溶液的1号水槽中，于温度为30℃，超声频率为55kHz条件下，超声浸渍4h，再将超声浸渍后的地板坯料取出，沥干水分，得一次浸渍地板坯料；将一次浸渍地板坯料移入盛有有机酸溶液的2号水槽中，于温度为30℃，超声频率为55kHz条件下，超声浸渍5h后取出，沥干水分，得二次浸渍地板坯料；随后将所得二次浸渍地板坯料浸泡于盛有巴氏芽孢杆菌菌液的水槽中，并将水槽置于恒温水浴锅中，于温度为32℃条件下，恒温浸渍48h后取出，得三次浸渍地板坯料，并将所得三次浸渍地板坯料经巴氏灭菌后，真空冷冻干燥，即得防虫阻燃实木地板板坯。所述地板木材为白蜡木。所述气体是由氮气和氩气按体积比为1：1混合而成。所述有机酸溶液为质量分数为15%的苹果酸溶液。所述巴氏芽孢杆菌菌液是由以下重量份数的原料配置而成：100份去离子水，6份巴氏芽孢杆菌，15份甘油，10份乙二醇。
实例2
按重量份数计，依次取15份氯化钙，15份氯化镁，110份水，倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌溶解15min后，向烧杯中滴加质量分数为10%尿素溶液，调节烧杯内物料pH至9.2，得混合盐溶液；取地板木材，并置于干燥窑中，于温度为80℃条件下预干至含水率为15%，再将预干后的地板木材切割至规格为80mm×120mm×20mm，得预干地板坯料；再将所得预干地板坯料转入干燥窑中，于温度为90℃条件下继续干燥至含水率为10%，随后以120mL/min速率向干燥窑内通入气体，于气体保护状态下，升温至120℃，高温干燥至含水率为2.0%，出料，得干燥地板坯料，将干燥地板坯料移入盛有有机酸溶液的2号水槽中，于温度为30℃，超声频率为55kHz条件下，超声浸渍5h后取出，沥干水分，得二次浸渍地板坯料；随后将所得二次浸渍地板坯料浸泡于盛有巴氏芽孢杆菌菌液的水槽中，并将水槽置于恒温水浴锅中，于温度为32℃条件下，恒温浸渍48h后取出，得三次浸渍地板坯料，并将所得三次浸渍地板坯料经巴氏灭菌后，真空冷冻干燥，即得防虫阻燃实木地板板坯。所述地板木材为白蜡木。所述气体是由氮气和氩气按体积比为1：1混合而成。所述有机酸溶液为质量分数为15%的苹果酸溶液。所述巴氏芽孢杆菌菌液是由以下重量份数的原料配置而成：100份去离子水，6份巴氏芽孢杆菌，15份甘油，10份乙二醇。
实例3
按重量份数计，依次取15份氯化钙，15份氯化镁，110份水，倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌溶解15min后，向烧杯中滴加质量分数为10%尿素溶液，调节烧杯内物料pH至9.2，得混合盐溶液；取地板木材，并置于干燥窑中，于温度为80℃条件下预干至含水率为15%，再将预干后的地板木材切割至规格为80mm×120mm×20mm，得预干地板坯料；再将所得预干地板坯料转入干燥窑中，于温度为90℃条件下继续干燥至含水率为10%，随后以120mL/min速率向干燥窑内通入气体，于气体保护状态下，升温至120℃，高温干燥至含水率为2.0%，出料，得干燥地板坯料，并将所得干燥地板坯料趁热浸泡于盛有混合盐溶液的1号水槽中，于温度为30℃，超声频率为55kHz条件下，超声浸渍4h，再将超声浸渍后的地板坯料取出，沥干水分，得一次浸渍地板坯料；随后将所得一次浸渍地板坯料浸泡于盛有巴氏芽孢杆菌菌液的水槽中，并将水槽置于恒温水浴锅中，于温度为32℃条件下，恒温浸渍48h后取出，得三次浸渍地板坯料，并将所得三次浸渍地板坯料经巴氏灭菌后，真空冷冻干燥，即得防虫阻燃实木地板板坯。所述地板木材为白蜡木。所述气体是由氮气和氩气按体积比为1：1混合而成。所述有机酸溶液为质量分数为15%的苹果酸溶液。所述巴氏芽孢杆菌菌液是由以下重量份数的原料配置而成：100份去离子水，6份巴氏芽孢杆菌，15份甘油，10份乙二醇。
实例4
按重量份数计，依次取15份氯化钙，15份氯化镁，110份水，倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌溶解15min后，向烧杯中滴加质量分数为10%尿素溶液，调节烧杯内物料pH至9.2，得混合盐溶液；取地板木材，并置于干燥窑中，于温度为80℃条件下预干至含水率为15%，再将预干后的地板木材切割至规格为80mm×120mm×20mm，得预干地板坯料；再将所得预干地板坯料转入干燥窑中，于温度为90℃条件下继续干燥至含水率为10%，随后以120mL/min速率向干燥窑内通入气体，于气体保护状态下，升温至120℃，高温干燥至含水率为2.0%，出料，得干燥地板坯料，并将所得干燥地板坯料趁热浸泡于盛有混合盐溶液的1号水槽中，于温度为30℃，超声频率为55kHz条件下，超声浸渍4h，再将超声浸渍后的地板坯料取出，沥干水分，得一次浸渍地板坯料；将一次浸渍地板坯料移入盛有有机酸溶液的2号水槽中，于温度为30℃，超声频率为55kHz条件下，超声浸渍5h后取出，沥干水分，得二次浸渍地板坯料；随后将所得二次浸渍地板坯料浸泡于盛有酵母菌菌液的水槽中，并将水槽置于恒温水浴锅中，于温度为32℃条件下，恒温浸渍48h后取出，得三次浸渍地板坯料，并将所得三次浸渍地板坯料经巴氏灭菌后，真空冷冻干燥，即得防虫阻燃实木地板板坯。所述地板木材为白蜡木。所述气体是由氮气和氩气按体积比为1：1混合而成。所述有机酸溶液为质量分数为15%的苹果酸溶液。所述酵母菌菌液是由以下重量份数的原料配置而成：100份去离子水，6份酵母菌，15份甘油，10份乙二醇。
实例5
按重量份数计，依次取15份氯化钙，15份氯化镁，110份水，倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌溶解15min后，向烧杯中滴加质量分数为10%尿素溶液，调节烧杯内物料pH至9.2，得混合盐溶液；取地板木材，并置于干燥窑中，于温度为80℃条件下预干至含水率为15%，再将预干后的地板木材切割至规格为80mm×120mm×20mm，得预干地板坯料；再将所得预干地板坯料转入干燥窑中，于温度为90℃条件下继续干燥至含水率为10%，随后以120mL/min速率向干燥窑内通入气体，于气体保护状态下，升温至120℃，高温干燥至含水率为2.0%，出料，得干燥地板坯料，并将所得干燥地板坯料趁热浸泡于盛有混合盐溶液的1号水槽中，于温度为30℃，超声频率为55kHz条件下，超声浸渍4h，再将超声浸渍后的地板坯料取出，沥干水分，得一次浸渍地板坯料；将一次浸渍地板坯料移入盛有有机酸溶液的2号水槽中，于温度为30℃，超声频率为55kHz条件下，超声浸渍5h后取出，沥干水分，得二次浸渍地板坯料；随后将所得二次浸渍地板坯料浸泡于盛有巴氏芽孢杆菌菌液的水槽中，并将水槽置于恒温水浴锅中，于温度为32℃条件下，恒温浸渍48h后取出，得三次浸渍地板坯料，并将所得三次浸渍地板坯料经巴氏灭菌后，真空冷冻干燥，即得防虫阻燃实木地板板坯。所述地板木材为白蜡木。所述气体是由氮气和氩气按体积比为1：1混合而成。所述有机酸溶液为质量分数为15%的苹果酸溶液。所述巴氏芽孢杆菌菌液是由以下重量份数的原料配置而成：100份去离子水，6份巴氏芽孢杆菌。
对比例：浙江某木制品有限公司生产的防虫实木地板。
将实例1至5所得地板和对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
依据国家标准《木材抗弯强度试验方法》、《木材横纹抗压性能测定方法》、《木材顺纹抗压强度试验方法》加工出用于抗弯强度、横纹抗压、顺纹抗压测量的试件并利用万能力学实验机进行上述各指标测定。具体检测结果如表1所示：
表1
| 检测内容 | 实例1 | 实例2 | 实例3 | 实例4 | 实例5 | 对比例 |
| 抗弯强度/Mpa | 149.59 | 132.14 | 124.68 | 128.43 | 125.67 | 106.28 |
| 横纹抗压强度/Mpa | 27.55 | 19.46 | 20.85 | 18.16 | 21.06 | 10.05 |
| 顺纹抗压强度/Mpa | 93.46 | 74.62 | 71.04 | 69.47 | 74.29 | 55.57 |
由表1检测结果可知，本发明所得防虫阻燃实木地板板坯具有优异的力学性能，并且能有效起到防虫效果，提高地板使用寿命。
Claims (7)
1.一种防虫阻燃实木地板板坯的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）取地板木材，并预干至含水率为12～15%，再经切割，得预干地板坯料；
（2）将预干地板坯料干燥至含水率为8～10%，再于气体保护状态下，高温干燥至含水率为1.5～2.0%，得干燥地板坯料；
（3）将干燥地板坯料趁热浸泡于混合盐溶液中，超声浸渍2～4h后，取出，沥干水分，得一次浸渍地板坯料；
（4）将一次浸渍地板坯料浸泡于有机酸溶液中，超声浸渍3～5h后，取出，沥干水分，得二次浸渍地板坯料；
（5）将二次浸渍地板坯料浸泡于巴氏芽孢杆菌菌液中，恒温浸渍36～48h后，取出，灭菌，干燥，即得防虫阻燃实木地板板坯。
2.根据权利要求1所述的一种防虫阻燃实木地板板坯的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述地板木材为白蜡木、柞木、橡木、榆木、香樟或荷木中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种防虫阻燃实木地板板坯的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述气体是由氮气和氩气按体积比为1：1混合而成。
4.根据权利要求1所述的一种防虫阻燃实木地板板坯的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述混合盐溶液配置过程为：按重量份数计，依次取10～15份氯化钙，10～15份氯化镁，100～110份水，搅拌混合后，用尿素调节pH至9.0～9.2，得混合盐溶液。
5.根据权利要求1所述的一种防虫阻燃实木地板板坯的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述有机酸溶液为质量分数为10～15%的苹果酸溶液或质量分数为10～15%的柠檬酸溶液中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种防虫阻燃实木地板板坯的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述巴氏芽孢杆菌菌液是由以下重量份数的原料配置而成：80～100份去离子水，4～6份巴氏芽孢杆菌，10～15份甘油，8～10份乙二醇。
7.实例2 去掉步骤（3），即：将步骤（2）所得干燥地板板坯直接进入步骤（4）阻燃最差
实例3 去掉步骤（4），同上 阻燃防虫都差，但都是比实例1略差
实例4 将巴氏芽孢杆菌改为酵母菌 阻燃防虫都差，比实例3还差
实例5 巴氏芽孢杆菌菌液中不加甘油和乙二醇 阻燃和防虫比实例1略差。
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