CN110509387A - 人造方木及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种人造方木及其制作方法，所述人造方木由以下重量份的原料制成：木料40～60份，胶黏剂20～30份，氯化钠0.25～0.5份，消醛粉1～3份，环保防水胶5～10份；其中，木料由刨花50～70份，锯末15～25份，木条15～25份组成。其制作方法为：(1)将木料、胶黏剂、氯化钠、消醛粉和环保防水胶混合搅拌均匀得到混合料；(2)将混合料送入挤出机挤出进入定型模具中固化；(3)将成型后的木条从定型模具中取出即得人造方木。本发明制作的人造方木具有很大的硬度，不易腐朽、防水防虫等性能，用于托盘承重底座可以减少木材的使用，充分利用废弃物。

Description

人造方木及其制作方法
技术领域
本发明涉及人造木材技术领域，尤其涉及一种人造方木及其制作方法。
背景技术
方木是承重结构用材的一种，指的是直角锯切且宽厚比小于3、截面为矩形(包括方形)的锯材。现有的方木多是原木锯切后直接使用，也有的是单板胶合制成层积材(LVL)，按一定规格锯切后直接使用。而大量原木的使用需要砍伐大量树木，造成了环境的破坏，使得水土流失严重。而且原木制作的方木是天然有机材料，容易受到真菌和害虫的侵害而变质，例如腐朽菌以本质素为养料，供其自身生长繁殖，并通过分泌酶分解木材细胞壁组织中的纤维素、半纤维素，致使木材腐朽而降低木材硬度，使得木材不成承重而开裂或腐烂。另外，在方木使用的过程中，容易受雨水或者水汽侵蚀，造成方木逐渐腐烂而不能使用。
为了保护环境，减少木材的使用；需要一种具有不易腐朽、防水、防虫等作用的人造方木来替代部分实木方木的使用。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种人造方木，该人造方木由废弃的木料制备而成，具有极高的硬度，优异的防腐、防水性能，可以减少原木使用。
本发明是通过如下技术方案实现的：
本发明的第一方面，提供一种人造方木，由以下重量份的原料制成：
木料40～60份，胶黏剂20～30份，氯化钠0.25～0.5份，消醛粉1～3份，环保防水胶5～10份。
优选的，所述木料由以下重量份的原料组成：刨花50～70份，锯末15～25份，木条15～25份。
更优选的，所述木料由以下重量份的原料组成：刨花60份，锯末20份，木条20份。
优选的，所述木条由以下方法制备：将原材料先粉碎成长度为10cm的条状物，再粉碎成长度为3～4cm，最后粉碎成长度2.6cm、宽度0.8cm、厚度0.6cm的木条。
优选的，所述原材料为建筑垃圾、废弃木门、装饰材料、旧家具和秸秆中的任意一种或几种。
优选的，所述胶黏剂包括以下重量份的原材料：尿素10～20份，甲醛10～20份，三聚氰胺树脂5～10份，明胶5～10份，壳聚糖5～10份，盐酸1～2份，氢氧化钠1～2份，氨水1～4份，低筋面粉5～10份，淀粉5～10份。
优选的，所述人造方木的宽度与厚度的比值为3:1～1:1。
本发明的第二方面，提供人造方木的制备方法，包括以下步骤：
(1)将木料、胶黏剂、氯化钠、消醛粉和环保防水胶混合，搅拌均匀得到混合料；
(2)将混合料经挤出机挤出送入定型模具，在定型模具中固化成型；
(3)固化成型后从定型模具中取出，自然干燥，即得人造方木。
优选的，所述挤出机的挤出压力为2～3MPa，挤出机的温度为190～210℃，挤出机的挤出速度为：每4s挤出长度为3cm。
优选的，所述定型模具中固化的时间为6～12h。
本发明的第三方面，提供人造方木的应用：用作托盘的承重底座。
本发明的有益效果为：
1.本发明的人造方木采用刨花、锯末、建筑垃圾、旧家具等废弃材料制成，既减少了木材的使用，又能够回收使用废弃物，有效保护了环境。
2.本发明的人造方木是按照所需规格直接生产出来的，不需要锯材，节省人力物力。
3.本发明的人造方木具有防水、防菌防虫的性能，可长期使用不受腐蚀。
4.本发明的人造方木比实木方木的硬度要高很多，坚固耐用。
5.本发明的人造方木所使用的胶黏剂在尿醛胶的基础上加入明胶、壳聚糖、面粉和淀粉，既增加了胶黏剂的粘结性，又降低了甲醛含量，使甲醛含量由原来的40％以上降至10～20％之间，且加入消醛粉和环保防水胶来降低甲醛的释放，甲醛释放量完全达到国家要求的标准。壳聚糖具有极强的杀菌作用，可有效杀除各类细菌和真菌。
附图说明
图1为本发明制备的人造方木；
图2为人造方木在托盘中的应用示意图；
图中所示：1.托盘，2.底座。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
正如背景技术所述，方木所使用的木材种类很多，不同的木材的硬度不一，加上木材容易被水和水蒸气侵蚀、被真菌腐蚀使其硬度降低进而不能使用或腐烂。基于此，本发明提供人造方木及其制作方法，所制作的人造方木具有很高的硬度，同时还能够防水防菌和防虫。
本发明的人造方木包括以下重量份的原料：木料40～60份，胶黏剂20～30份，氯化钠0.25～0.5份，消醛粉1～3份，环保防水胶5～10份。
所述木料由以下重量份的原料组成：刨花50～70份，锯末15～25份，木条15～25份。所述木条由以下方法制备：将原材料先粉碎成长度为10cm的条状物，再粉碎成长度为3～4cm，最后粉碎成长度2.6cm、宽度0.8cm、厚度0.6cm的木条。所述原材料为建筑垃圾、废弃木门、装饰材料、旧家具和秸秆中的任意一种或几种。所述胶黏剂包括以下重量份的原材料：尿素10～20份，甲醛10～20份，三聚氰胺树脂5～10份，明胶5～10份，壳聚糖5～10份，盐酸1～2份，氢氧化钠1～2份，氨水1～4份，低筋面粉5～10份，淀粉5～10份。
木条是利用各种建筑、装修的废弃物制成的，木条的使用既能减少胶黏剂的用量，又可以增加人造方木的强度和硬度。
加入氯化钠是为了在固化成型时增加人造方木的固化性，使得制作的人造方木具有很高的硬度；不加入氯化钠，固化成型后的人造方木较软，刚性不足，且固化时间延长。环保防水胶的加入既能使人造板起到防水的目的，还能够控制人造板中甲醛的释放，保证使用者的健康。消醛粉可以减少尿醛树脂胶黏剂中甲醛的释放，同时改善胶黏剂的稳定性。胶黏剂是在尿醛胶的基础上加入了明胶和壳聚糖，壳聚糖具有杀菌的作用能够保护木质物不受细菌和真菌的侵染；同时明胶可以与壳聚糖进行交联反应增加胶黏剂的粘结性能；它们与面粉和淀粉一起使用既增加尿醛胶的粘结性又起到固化剂的作用，还大大降低了甲醛的含量；甲醛含量由原来的40％以上降低至10～20％之间。而胶黏剂中的盐酸、氢氧化钠和氨水等化合物具有强酸和强碱性可以阻止昆虫对人造方木的啃食。
环保防水胶、消醛粉均为市售产品，可以购自聊城晶茂环保科技发展有限公司。
本发明还提供了人造方木的制作方法：
(1)将木料、胶黏剂、氯化钠、消醛粉和环保防水胶混合，搅拌均匀得到混合料；
(2)将混合料经挤出机挤出送入定型模具，在定型模具中固化成型；
(3)固化成型后从定型模具中取出，自然干燥，即得人造方木。
室温下，将混合料送入挤出机中，挤出机中的绞龙不断旋转，在挤出压力的作用下绞龙推进混合料向前运动然后进入定型模具，可根据所需人造方木的规格来调整定型模具的尺寸。人造方木固化时，往往表面温度低所以能够固化而中间部分未固化，为了确保人造方木完全固化，在挤出机与定型模具之间的出料口设置一个直径为0.2～0.8cm的小铁棍，混合料通过小铁棍的周围进入定型模具，这样成型后的人造方木中间就会有一个直径为0.2～0.8cm的小孔，这个小孔在成型时用于人造方木内部干燥，加快人造方木的固化。挤出温度为190～210℃，由于胶黏剂包裹刨花、锯末和木条，且挤出时是在一个相对密闭的空间没有氧气混入，所以刨花、锯末和木条在190～210℃时仍能保持原来的状态而不自燃。而面粉和淀粉在高温下作用下粘度增加，挤出成型冷却后，人造方木成会变得很坚固。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。如果实施例中未注明的实验具体条件，通常按照常规条件，或者按照试剂公司所推荐的条件；下述实施例中所用的试剂、耗材等，如无特殊说明，均可通过商业途径获得。
实施例1：制造规格为1.4×0.12×0.08m的人造方木
1.原料组成
木料40Kg，胶黏剂20Kg，氯化钠0.25Kg，消醛粉1Kg，环保防水胶5Kg。
其中，木料由以下重量份的原料组成：刨花60份，锯末20份，木条20份；
木条的尺寸：长、宽、高为2.6cm×0.8cm×0.6cm；由废弃木门经三次粉碎而成，先粉碎成长度为10cm的条状物，再粉碎成长度为3～4cm，最后粉碎成长度2.6cm、宽度0.8cm、厚度0.6cm的木条。
胶黏剂由以下重量份的原料制成：
尿素10份，甲醛10份，三聚氰胺树脂5份，明胶5份，壳聚糖5份，盐酸1份，氢氧化钠1份，氨水1份，低筋面粉5份，淀粉5份。
2.制作方法：
(1)将木料、胶黏剂、氯化钠、消醛粉和环保防水胶混合搅拌均匀得到混合料；
(2)将混合料送入挤出机挤出，挤出机的挤出压力为2MPa，挤出机的温度为190℃，挤出机的挤出速度为3cm/4s；小铁棍的直径为0.2cm，进入规格为1.4×0.12×0.08m的定型模具中固化；定型模具中固化的时间为12h。
(3)将成型后的木条从定型模具中取出即得规格为1.4×0.12×0.08m人造方木。
实施例2：制造规格为1.0×0.1×0.06m的人造方木
1.原料组成
木料50Kg，胶黏剂25Kg，氯化钠0.35Kg，消醛粉2Kg，环保防水胶8Kg。
其中，木料由以下重量份的原料组成：刨花50份，锯末15份，木条15份。
木条的尺寸：长、宽、高为2.6cm×0.8cm×0.6cm；由废弃木门经三次粉碎而成，先粉碎成长度为10cm的条状物，再粉碎成长度为3～4cm，最后粉碎成长度2.6cm、宽度0.8cm、厚度0.6cm的木条。
胶黏剂由以下重量份的原料制成：
尿素20份，甲醛20份，三聚氰胺树脂10份，明胶10份，壳聚糖10份，盐酸2份，氢氧化钠2份，氨水4份，低筋面粉8份，淀粉8份。
2.制作方法：
(1)将木料、胶黏剂、氯化钠、消醛粉和环保防水胶混合搅拌均匀得到混合料；
(2)将混合料送入挤出机挤出，挤出机的挤出压力为2.5MPa，挤出机的温度为200℃，挤出机的挤出速度为3cm/4s；小铁棍的直径为0.5cm，进入规格为1.0×0.1×0.06m的定型模具中固化；定型模具中固化的时间为9h。
(3)将成型后的木条从定型模具中取出即得规格为1.0×0.1×0.06m人造方木。
实施例3：制造规格为0.5×0.08×0.08m的人造方木
1.原料组成
木料60Kg，胶黏剂30Kg，氯化钠0.5Kg，消醛粉3Kg，环保防水胶10Kg。
其中，木料由以下重量份的原料组成：刨花60份，锯末20份，木条20份；
木条的尺寸：长、宽、高为2.6cm×0.8cm×0.6cm；由废弃木门经三次粉碎而成，先粉碎成长度为10cm的条状物，再粉碎成长度为3～4cm，最后粉碎成长度2.6cm、宽度0.8cm、厚度0.6cm的木条。
胶黏剂由以下重量份的原料制成：
尿素10份，甲醛10份，三聚氰胺树脂5份，明胶5份，壳聚糖5份，盐酸1份，氢氧化钠1份，氨水1份，低筋面粉5份，淀粉5份。
2.制作方法：
(1)将木料、胶黏剂、氯化钠、消醛粉和环保防水胶混合搅拌均匀得到混合料；
(2)将混合料送入挤出机挤出，挤出机的挤出压力为3MPa，挤出机的温度为210℃，挤出机的挤出速度为3cm/4s；小铁棍的直径为0.8cm，进入规格为0.5×0.08×0.08m的定型模具中固化；定型模具中固化的时间为6h。
(3)将成型后的木条从定型模具中取出即得规格为0.5×0.08×0.08m人造方木。
对比例1
将白桦树锯切成规格为1.4×0.12×0.08m的方木条。
对比例2
将樟子松树锯切成规格为1.0×0.1×0.06m的方木条。
对比例3
将杨树锯切成规格为0.5×0.08×0.08m的方木条。
试验例1：硬度试验
对实施例1～3制成的人造方木和对比例1～3的实木方木进行詹氏硬度检测，测试方法为用压力器将直径11.28mm的钢珠压入实施例1～3制成的人造方木和对比例1～3的实木方木中，记录深度达钢珠高度一半时所需要的荷载。所得结果见表1。
表1硬度结果
由表1可以看出，对比例中这3中常用木材中白桦树制成的方木的硬度最高。而实施例1～3制得的人造方木的硬度为白桦方木的两倍以上，所以实施例制得的人造方木硬度大，能承重，适合做托盘底座。
试验例2：防水试验
将实施例1～3制成的人造方木和对比例1～3的实木方木分别浸于纯净水中3天、10天和15天(浸水时，实施例1和对比例1的方木上放置重量为10Kg的重物；实施例2和对比例2的方木上放置重量为9Kg的重物；实施例3和对比例3的方木上放置重量为8Kg的重物)。取出后自然晾干，再测试其詹氏硬度(方法同试验例1)，所得结果见表2。
表2防水试验结果
由表2可知，对比例3的杨树方木在被水浸泡15天后发生开裂，无法检测。而对比例1的白桦方木在浸泡15天后，硬度降低了一半以上，对比例2的樟木方木的硬度降低的相对较少，略有防水性。实施例1～3制得的人造方木在浸泡15天后，仍然保持较好的硬度，说明本发明的人造方木具有很好的防水性能。
试验例3：防菌试验
将实施例1～3制成的人造方木和对比例1～3的实木方木埋于地下10天和20天，取出后肉眼观察人造方木和实木方木表面的霉菌数量(大于5×5mm计入)及虫眼数量(大于5×5mm计入)，将方木自然干燥20天后在没有菌群和虫眼的部分测试其詹氏硬度(方法同试验例1)，所得结果见表3。
表3防菌试验结果
由表3可知，20天内实施例1～3制得的人造方木既没有被真菌腐蚀，也没有昆虫啃咬，具有很好的防菌防虫性。而对比例的实木方木中，由于樟木具有较好防虫防蛀、驱霉防潮性，所以它的霉菌群和虫眼很少，而对比例1和3的实木方木产生了较多的霉菌群和虫眼。实施例1～3制得的人造方木上既没有出现霉菌群也没发现虫眼，而硬度略有下降，可能与土壤中所含的水分有关，土壤中的水分对人造方木的侵蚀可能会造成硬度有所下降。说明本发明的人造方木具有很好的防菌防虫性。
当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (10)

1.人造方木，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
木料40～60份，胶黏剂20～30份，氯化钠0.25～0.5份，消醛粉1～3份，环保防水胶5～10份。
2.根据权利要求1所述的人造方木，其特征在于，所述木料由以下重量份的原料组成：刨花50～70份，锯末15～25份，木条15～25份。
3.根据权利要求2所述的人造方木，其特征在于，所述木条由以下方法制备而成：
将原材料先粉碎成长度为10cm的条状物，再粉碎成长度为3～4cm，最后粉碎成长度2.6cm、宽度0.8cm、厚度0.6cm的木条。
4.根据权利要求3所述的人造方木，其特征在于，所述原材料为建筑垃圾、废弃木门、装饰材料、旧家具和秸秆中的任意一种或几种。
5.根据权利要求1所述的人造方木，其特征在于，所述胶黏剂由以下重量份的原料组成：
尿素10～20份，甲醛10～20份，三聚氰胺树脂5～10份，明胶5～10份，壳聚糖5～10份，盐酸1～2份，氢氧化钠1～2份，氨水1～4份，低筋面粉5～10份，淀粉5～10份。
6.根据权利要求1所述的人造方木，其特征在于，所述人造方木的宽度与厚度的比值为3:1～1:1。
7.权利要求1～6中任意一项所述的人造方木的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将木料、胶黏剂、氯化钠、消醛粉和环保防水胶混合，搅拌均匀得到混合料；
(2)将混合料经挤出机挤出送入定型模具，在定型模具中固化成型；
(3)固化成型后从定型模具中取出，自然干燥，即得人造方木。
8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤(2)中，挤出机的挤出压力为2～3MPa，挤出机的温度为190～210℃，挤出机的挤出速度为：每4s挤出长度为3cm。
9.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤(2)中，在定型模具中固化的时间为6～12h。
10.权利要求1～6任意一项所述的人造方木在作为托盘承重底座中的应用。
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