CN108393993B - 一种炭化木板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于木材领域，公开了一种炭化木板的制备方法，所述制备方法包括切割与清洗、干燥、表面处理、炭化和整形五大步骤：本发明提供了一种炭化木板的制备方法，耗时较短，炭化均匀。

Description

一种炭化木板的制备方法
技术领域
本发明属于木材领域，尤其涉及一种炭化木板的制备方法。
背景技术
炭化木板是经过表面炭化或是深度炭化处理后形成的木板。表面炭化后的木板与油漆的作用相似，可以防霉防腐，且其还能够突显木材表面凹凸的木纹，产生立体效果，受到人们的喜爱。目前，表面炭化木板的方法主要是用氧焊枪烧烤，使木材表面具有一层很薄的炭化层，整个过程都需要人们仔细控制炭化程度，防止过度炭化或者炭化不充分。此外，表面炭化木板防水性能也还有待提高。现有技术中，公告号为CN103144174B的中国发明专利，公开了一种炭晶地热地板的生产工艺，该方法制备的地板色泽佳，但是生产时干燥时间长达24-36h，然后水蒸气升温12h，最后炭化时间10h，整个生产工艺耗时长达46h，成本高。因此，研究一种炭化木板的制备方法，制备炭化均匀、耗时短的木板，具有市场需求。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种炭化木板的制备方法，耗时较短，炭化均匀。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种炭化木板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)切割与清洗：将木料切割为长0.2-1m，厚度2-10cm的木板，将切割后的木板放置在防腐液中浸泡1-2h，再用清水冲洗干净，自然晾干；
(2)干燥：将步骤(1)中晾干后的木板转入烘箱或者干燥房中，在55-70℃的温度下烘烤至所述木板的含水量低于20％；
(3)表面处理：在步骤(2)制得的木板表面均匀喷涂处理液至润湿木板，然后自然晾干；所述处理液按照重量份数计包括：EVA树脂30-50份、食用油5-15份、硫酸铜0.5-2份、硫酸亚铁1-2.5份、氢氧化钙1-3份、纳米二氧化钛5-15份、聚乙烯蜡10-20份、乳化剂4-6份、消泡剂1-3份和水100-120份；
(4)炭化：将步骤(3)处理后的木板放置在密闭的高温炭化炉中，于氮气保护下，以每分钟10℃的速度缓慢升温至300-450℃，持续炭化时间为30-60min，自然冷却后，将冷却后的木板在氧焊枪的喷射下，灼烧30-45s；
(5)整形：对步骤(4)制得的木板进行表面打磨和抛光处理。
本发明中，进一步的，所述防腐液按照重量份数计包括：硼酸10-20份、过氧化氢5-10份、维生素C 2-5份和水100-160份。
本发明中，进一步的，所述处理液按照重量百分分数计包括：EVA树脂40份、食用油12份、硫酸铜1.5份、硫酸亚铁2份、氢氧化钙2份、纳米二氧化钛12份、聚乙烯蜡16份、乳化剂5份、消泡剂2.5份和水112份。
本发明中，进一步的，所述处理液的制备方法包括以下步骤：将所述硫酸铜、所述硫酸亚铁、所述氢氧化钙溶合于水中，搅拌混合均匀，再加入所述乳化剂和所述消泡剂，制成乳液，依次加入其他组分，混合均匀，即得。
本发明中，进一步的，所述乳化剂为双乙酰酒石酸单甘油酯。
本发明中，进一步的，所述消泡剂为聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚。
本发明中，进一步的，所述步骤(4)中氧焊枪喷射的火焰温度为1800-2500℃。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
(1)本发明的制备方法包括切割与清洗、干燥、表面处理、炭化和整形等五大过程，各个过程衔接性强，加工总时长仅为20多小时，耗时较短；本制备方法中首先由硼酸、过氧化氢、维生素C和水混合制成的防腐液浸泡，不仅能够增强木板中细胞活性，而且具有杀菌作用，减少木板被菌类损坏的风险；再将木板干燥后进行炭化，干燥过程能够有效减少木料中水分，防止木板在炭化过程中由于水分的挥发，而造成木料空隙大，甚至爆裂现象；炭化过程中先经过高温炭化炉初步炭化，高温炭化炉使木板表均匀受热，缓慢升温使木板表面炭化更充分，再用氧焊枪的喷射，进行二次炭化，保证了表面炭化完全；本发明的制备方法耗时短，过程安排合理。
(2)本发明的制备方法中炭化前先经过处理液表面处理，所述处理液包括EVA树脂(其中EVA树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物)、食用油、硫酸铜、硫酸亚铁、氢氧化钙、纳米二氧化钛、聚乙烯蜡、乳化剂、消泡剂和水；其中EVA树脂是具有良好的柔软性和弹性，铺覆于木板表面，提高木板的防水性能；EVA树脂结合食用油使用，提高处理液的润滑性，提高流动性；硫酸铜、硫酸亚铁和氢氧化钙，在高温处理过程中金属离子能使木板颜色鲜亮，突显木材表面凹凸的木纹，产生更佳的立体效果，同时木板减少黑度，木板提高品质；纳米二氧化钛能遮挡紫外线，增加木板的使用寿命；聚乙烯蜡具有优良的耐热性和耐磨性，能够增加产品的光泽和防水性能；再配合使用乳化剂为双乙酰酒石酸单甘油酯和消泡剂为聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚增加所述处理液的稳定性；各成分间相互配合，提高炭化后木板的防水性，提升木板的品质。
(3)本发明制备方法的炭化木板，炭化均匀，方法简单，可实现工厂化规模生产。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施例，进一步阐述本发明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所用的原料均可从市面上购买。
实施例1
一种炭化木板的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备防腐液：将硼酸10份、过氧化氢5份、维生素C 2份溶于100份水中，混合均匀即得；
(2)制备处理液：1)处理液的原料：EVA树脂30份、食用油5份、硫酸铜0.5份、硫酸亚铁1份、氢氧化钙1份、纳米二氧化钛5份、聚乙烯蜡10份、双乙酰酒石酸单甘油酯4份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚1份和水100份；
2)处理液的制备方法：将硫酸铜0.5份、硫酸亚铁1份、氢氧化钙1份溶合于100份水中，搅拌下混合均匀，再加入双乙酰酒石酸单甘油酯4份和聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚1份，制成乳液，依次加入其他个组分，混合均匀，即得；
(3)切割与清洗：将木料切割为长0.2m，厚度2cm的木板，将切割后的木板放置在防腐液中浸泡1h，再用清水冲洗干净，自然晾干；
(4)干燥：将步骤(3)中晾干后的木板转入烘箱或者干燥房中，在55℃烘烤至所述木板含水量低于20％；
(5)表面处理：在步骤(4)制得的木板表面均匀喷涂所述处理液至润湿木板，然后自然晾干；
(6)炭化：将步骤(5)处理后的木板放置在密闭的高温炭化炉中，于氮气保护下，以每分钟10℃的速度缓慢升温至300℃，持续炭化时间为60min，自然冷却后，将冷却后的木板在氧焊枪的喷射下，灼烧30s；
(7)整形：对步骤(6)制得的木板进行表面打磨和抛光处理。
实施例2
一种炭化木板的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备防腐液：将硼酸12份、过氧化氢6份、维生素C 3份溶于120份水中，混合均匀即得；
(2)制备处理液：1)处理液的原料：EVA树脂35份、食用油10份、硫酸铜1份、硫酸亚铁1.5份、氢氧化钙1.5份、纳米二氧化钛8份、聚乙烯蜡12份、双乙酰酒石酸单甘油酯5份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚2份和水105份；
2)处理液的制备方法：将硫酸铜1份、硫酸亚铁1.5份、氢氧化钙1.5份溶合于105份水中，搅拌下混合均匀，再加入双乙酰酒石酸单甘油酯5份和聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚2份，制成乳液，依次加入其他个组分，混合均匀，即得；
(3)切割与清洗：将木料切割为长0.5m，厚度4cm的木板，将切割后的木板放置在防腐液中浸泡1.2h，再用清水冲洗干净，自然晾干；
(4)干燥：将步骤(3)中晾干后的木板转入烘箱或者干燥房中，在60℃烘烤至所述木板含水量低于20％；
(5)表面处理：在步骤(4)制得的木板表面均匀喷涂所述处理液至润湿木板，然后自然晾干；
(6)炭化：将步骤(5)处理后的木板放置在密闭的高温炭化炉中，于氮气保护下，以每分钟10℃的速度缓慢升温至350℃，持续炭化时间为50min，自然冷却后，将冷却后的木板在氧焊枪的喷射下，灼烧35s；
(7)整形：对步骤(6)制得的木板进行表面打磨和抛光处理。
实施例3
一种炭化木板的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备防腐液：将硼酸15份、过氧化氢8份、维生素C 4份溶于140份水中，混合均匀即得；
(2)制备处理液：1)处理液的原料：EVA树脂40份、食用油12份、硫酸铜1.5份、硫酸亚铁2份、氢氧化钙2份、纳米二氧化钛12份、聚乙烯蜡16份、双乙酰酒石酸单甘油酯5份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚2.5份和水112份；
2)处理液的制备方法：将硫酸铜1.5份、硫酸亚铁2份、氢氧化钙2份溶合于112份水中，搅拌下混合均匀，再加入双乙酰酒石酸单甘油酯5份和聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚2.5份，制成乳液，依次加入其他个组分，混合均匀，即得；
(3)切割与清洗：将木料切割为长0.8m，厚度8cm的木板，将切割后的木板放置在防腐液中浸泡1.5h，再用清水冲洗干净，自然晾干；
(4)干燥：将步骤(3)中晾干后的木板转入烘箱或者干燥房中，在65℃烘烤至所述木板含水量低于20％；
(5)表面处理：在步骤(4)制得的木板表面均匀喷涂所述处理液至润湿木板，然后自然晾干；
(6)炭化：将步骤(5)处理后的木板放置在密闭的高温炭化炉中，于氮气保护下，以每分钟10℃的速度缓慢升温至400℃，持续炭化时间为45min，自然冷却后，将冷却后的木板在氧焊枪的喷射下，灼烧40s；
(7)整形：将步骤(6)制得的木板进行表面打磨和抛光处理。
实施例4
一种炭化木板的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备防腐液：将硼酸20份、过氧化氢10份、维生素C 5份溶于160份水中，混合均匀即得；
(2)制备处理液：1)处理液的原料：EVA树脂50份、食用油15份、硫酸铜2份、硫酸亚铁2.5份、氢氧化钙3份、纳米二氧化钛15份、聚乙烯蜡20份、双乙酰酒石酸单甘油酯6份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚3份和水120份；
2)处理液的制备方法：将硫酸铜2份、硫酸亚铁2.5份、氢氧化钙3份溶合于120份水中，搅拌下混合均匀，再加入双乙酰酒石酸单甘油酯6份和聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚3份，制成乳液，依次加入其他个组分，混合均匀，即得；
(3)切割与清洗：将木料切割为长1m，厚度10cm的木板，将切割后的木板放置在防腐液中浸泡2h，再用清水冲洗干净，自然晾干；
(4)干燥：将步骤(3)中晾干后的木板转入烘箱或者干燥房中，在70℃烘烤至所述木板含水量低于20％；
(5)表面处理：在步骤(4)制得的木板表面均匀喷涂所述处理液至润湿木板，然后自然晾干；
(6)炭化：将步骤(5)处理后的木板放置在密闭的高温炭化炉中，于氮气保护下，以每分钟10℃的速度缓慢升温至450℃，持续炭化时间为30min，自然冷却后，将冷却后的木板在氧焊枪的喷射下，灼烧45s；
(7)整形：将步骤(6)制得的木板进行表面打磨和抛光处理。
对比例1：公告号为CN103144174B的中国发明专利，公开了一种炭晶地热地板的生产工艺，该方法中木板尺寸与实施例3相同。
对比例2的制备方法与实施例3基本相同，区别仅在于无表面处理过程。
下面通过实验和观察考察本实施例1-4制备的樟子松碳化木板和对比例1-2的樟子松碳化木板在性能上的情况，具体结果如表1所示：
表1
Figure GDA0002476580120000051
Figure GDA0002476580120000061
注：表中数据上标不同大小写字母aA和bB代表有显著性差异(P﹤0.05)。
由表1可以看出：本发明实施例1-4制备方法制备的樟子松碳化木板在炭化过程中开裂率均较低，木板色泽佳，而且工艺总时长比对比例1将近较少了一半；实施例3与对比例2相比，对比例2的炭化过程开裂率比实施例3增加了63.6％，对比例2碳化木板的部分区域色泽深，层次不均匀；因此，本发明的制备方法，炭化均匀，耗时短。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (7)

1.一种炭化木板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)切割与清洗：将木料切割为长0.2-1m，厚度2-10cm的木板，将切割后的木板放置在防腐液中浸泡1-2h，再用清水冲洗干净，自然晾干；
(2)干燥：将步骤(1)中晾干后的木板转入烘箱或者干燥房中，在55-70℃的温度下烘烤至所述木板的含水量低于20％；
(3)表面处理：在步骤(2)制得的木板表面均匀喷涂处理液至润湿木板，然后自然晾干；所述处理液按照重量份数计包括：EVA树脂30-50份、食用油5-15份、硫酸铜0.5-2份、硫酸亚铁1-2.5份、氢氧化钙1-3份、纳米二氧化钛5-15份、聚乙烯蜡10-20份、乳化剂4-6份、消泡剂1-3份和水100-120份；
(4)炭化：将步骤(3)处理后的木板放置在密闭的高温炭化炉中，于氮气保护下，以每分钟10℃的速度缓慢升温至300-450℃，持续炭化时间为30-60min，自然冷却后，将冷却后的木板在氧焊枪的喷射下，灼烧30-45s；
(5)整形：对步骤(4)制得的木板进行表面打磨和抛光处理。
2.根据权利要求1所述的一种炭化木板的制备方法，其特征在于，所述防腐液按照重量份数计包括：硼酸10-20份、过氧化氢5-10份、维生素C 2-5份和水100-160份。
3.根据权利要求1所述的一种炭化木板的制备方法，其特征在于，所述处理液按照重量份数计包括：EVA树脂40份、食用油12份、硫酸铜1.5份、硫酸亚铁2份、氢氧化钙2份、纳米二氧化钛12份、聚乙烯蜡16份、乳化剂5份、消泡剂2.5份和水112份。
4.根据权利要求1所述的一种炭化木板的制备方法，其特征在于，所述处理液的制备方法包括以下步骤：将所述硫酸铜、所述硫酸亚铁、所述氢氧化钙溶合于水中，搅拌混合均匀，再加入所述乳化剂和所述消泡剂，制成乳液，依次加入其他组分，混合均匀，即得。
5.根据权利要求1所述的一种炭化木板的制备方法，其特征在于，所述乳化剂为双乙酰酒石酸单甘油酯。
6.根据权利要求1所述的一种炭化木板的制备方法，其特征在于，所述消泡剂为聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚。
7.根据权利要求1所述的一种炭化木板的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中氧焊枪喷射的火焰温度为1800-2500℃。
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