CN111055355B - 一种提升木材稳定性的加工处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提升木材稳定性的加工处理工艺，包括以下步骤：步骤一：在木材上钻工艺孔，将钻好的木材在浸渍液中浸泡并烘干后，得到烘干后的木材；步骤二：将木榫在浸渍液中浸泡，烘干后得到处理后的木榫；步骤三：在步骤一所得烘干后的木材上的工艺孔中灌入浸渍液后，将步骤二所得处理后的木榫打入工艺孔中，得到预处理的木材；步骤四：将步骤三所得预处理的木材烘干后，将木材上工艺孔外的木榫锯掉，使工艺孔与木榫一端齐平，得到加工处理好的木材。经本发明所述加工处理工艺得到的木材，具有优异的耐热尺寸稳定性和耐湿尺寸稳定性，满足行业标准中对于外观质量、甲醛释放量、导热效能等性能要求。

Description

一种提升木材稳定性的加工处理工艺
技术领域
本发明涉及到木材加工处理领域，具体涉及到一种提升木材稳定性的加工处理工艺。
背景技术
木材作为四大建筑材料之一，是建筑材料和家具制造必不可少的材料，尤其是用作实木地板，以其美观自然、导热能力强、安全环保而受到消费者的青睐。但目前市场中实木地板等木材仍存在的问题是稳定性不足，无法承受过热或潮湿的环境，而出现开裂、变形、起翘等问题。
现有技术在使用改性液以提高木材稳定性时，常常将整块板材烘干后，通过直接浸泡法、加压浸泡法将改性液浸渍到木材中，而后继续烘干，得到改性后的板材。但由上述方法得到的改性后的板材，仍然存在含水率不均导致的含水率应力和塑性变形导致的残余应力，使得板材极易在烘干过程或后期运输、使用过程中开裂、变形、起翘；改性板材经过烘干后改性液含量不足，长期使用后或在地热环境下有效成分容易大量流失，板材稳定性并未有明显提升。因此，亟需研发出一种新型提升木材稳定性的加工处理工艺。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种提升木材稳定性的加工处理工艺，包括以下步骤：
步骤一：在木材上钻工艺孔，将钻好的木材在浸渍液中浸泡并烘干后，得到烘干后的木材；
步骤二：将木榫在浸渍液中浸泡，烘干后得到处理后的木榫；
步骤三：在步骤一所得烘干后的木材上的工艺孔中灌入浸渍液后，将步骤二所得处理后的木榫打入工艺孔中，得到预处理的木材；
步骤四：将步骤三所得预处理的木材烘干后，将木材上工艺孔外的木榫锯掉，使工艺孔与木榫一端齐平，得到加工处理好的木材。
作为一种优选的技术方案，所述步骤一中工艺孔的形状选自圆形、椭圆形、扁形、三角形、方形中的一种或多种。
作为一种优选的技术方案，所述步骤一中工艺孔的深度为3.0～7.0cm。
作为一种优选的技术方案，所述步骤一中工艺孔之间的间距为20.0～30.0cm。
作为一种优选的技术方案，所述步骤一中烘干后的木材的含水率为6～12％。
作为一种优选的技术方案，所述步骤二中处理后的木榫的形状与工艺孔一致。
作为一种优选的技术方案，所述步骤二中处理后的木榫的含水率为6～12％。
作为一种优选的技术方案，所述步骤二中处理后的木榫的长度比工艺孔的深度长。
作为一种优选的技术方案，所述浸渍液包括以下重量份的原料：30～40份聚醚多元醇、15～20份水性聚氨基甲酸酯树脂。
作为一种优选的技术方案，所述聚醚多元醇为羟值为125～625mgKOH/g的聚醚多元醇和/或羟值为15～85mgKOH/g的聚醚多元醇。
有益效果：经本发明所述加工处理工艺得到的木材，具有优异的耐热尺寸稳定性和耐湿尺寸稳定性，远远满足国家标准GB/T 35913-2018《地暖用实木地板技术要求》；且耐热、耐湿测试过程中，木板均未出现开裂、变形、起翘、木榫脱落或松动等问题。此外，本发明所述加工处理好的木材满足行业标准LY/T1700-2007《地采暖用木质地板》中对于外观质量、甲醛释放量、导热效能等性能要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1：本发明实施例1的加工处理工艺示意图，其中A为经步骤一处理得到的木材和步骤二处理后的木榫，1为工艺孔，2为木榫；B为经步骤三处理得到的预处理木材，3为打入木榫后的工艺孔；C为经步骤四处理得到的加工处理好的木材，4为将多余木榫锯掉后的工艺孔。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明提供技术方案中的技术特征作进一步清楚、完整的描述，并非对其保护范围的限制。
本发明中的词语“优选的”、“更优选的”、“进一步优选的”、“更进一步优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种提升木材稳定性的加工处理工艺，包括以下步骤：
步骤一：在木材上钻工艺孔，将钻好的木材在浸渍液中浸泡并烘干后，得到烘干后的木材；
步骤二：将木榫在浸渍液中浸泡，烘干后得到处理后的木榫；
步骤三：在步骤一所得烘干后的木材上的工艺孔中灌入浸渍液后，将步骤二所得处理后的木榫打入工艺孔中，得到预处理的木材；
步骤四：将步骤三所得预处理的木材烘干后，将木材上工艺孔外的木榫锯掉，使工艺孔与木榫一端齐平，得到加工处理好的木材。
<步骤一>
在一种优选的实施方式中，所述步骤一为：在木材上钻工艺孔，将钻好的木材在浸渍液中浸泡并烘干后，得到烘干后的木材。
在一种更优选的实施方式中，所述木材为板材；所述工艺孔位于板材的一侧面。
(工艺孔)
工艺孔，亦称榫眼或卯眼，是木材上凹下的部分、用来安装木榫的孔眼。
在一种优选的实施方式中，所述步骤一中工艺孔的形状选自圆形、椭圆形、扁形、三角形、方形中的一种或多种。
在一种更优选的实施方式中，所述步骤一中工艺孔的形状为圆形。
本发明所述工艺孔的形状指的是，视线与工艺孔内壁平行后，目视到的工艺孔口的形状。
在一种优选的实施方式中，所述步骤一中工艺孔的孔径为0.8～1.0cm。
在一种更优选的实施方式中，所述步骤一中工艺孔的孔径为0.9cm。
在一种优选的实施方式中，所述步骤一中工艺孔的深度为3.0～7.0cm。
在一种更优选的实施方式中，所述步骤一中工艺孔的深度为5.0cm。
在一种优选的实施方式中，所述步骤一中工艺孔之间的间距为20.0～30.0cm。
在一种更优选的实施方式中，所述步骤一中工艺孔之间的间距为25.0cm。
在一种优选的实施方式中，所述木材两端的工艺孔距木材两端边缘的距离为2.0～4.0cm。
在一种更优选的实施方式中，所述木材两端的工艺孔距木材两端边缘的距离为2.75cm。
在一种优选的实施方式中，所述步骤一中浸泡的时间为8～16h。
在一种更优选的实施方式中，所述步骤一中浸泡的时间为12h。
在一种优选的实施方式中，所述步骤一中烘干后的木材的含水率为6～12％。
在一种更优选的实施方式中，所述步骤一中烘干后的木材的含水率为9％。
现有技术使用改性液以提高木材稳定性时，常常将整块板材烘干后，通过直接浸泡法、加压浸泡法将改性液浸渍到木材中，而后继续烘干，得到改性后的板材。但由上述方法得到的改性后的板材，仍然存在含水率不均导致的含水率应力和塑性变形导致的残余应力，使得板材极易在烘干过程或后期运输、使用过程中开裂、变形、起翘；且改性板材经过烘干后改性液含量不足，长期使用后或在地热环境下有效成分容易大量流失，板材稳定性并未有明显提升。
发明人在研发过程中意外地发现，当在木材的一个侧面打上特定的工艺孔，同时限定每个工艺孔的间距以及与木材边缘的间距时，可显著提升木材稳定性。发明人推测其可能的原因是，特定形状和尺寸的工艺孔一方面克服了板材端头边缘对浸渍液渗透能力不足的问题，通过浸渍液表面张力作用以及工艺孔内部的多孔的木质结构，使得改性液更易均匀的输送到木材内部，减少含水率应力；另一方面，特定工艺孔的位置和数量，有效减小局部结构受热或吸湿等因素下的自变形，在一定程度上降低整体板材内应力、释放局部高应力。当工艺孔孔径和深度过小、数量过多或间距过窄时，工艺孔处应力无法释放，板材反而更易从工艺孔处开裂；当工艺孔孔径和深度过大、数量过少或间距过宽时，工艺孔并不能起到释放应力的作用，板材稳定性仍未提升。
<步骤二>
在一种优选的实施方式中，所述步骤二为：将木榫在浸渍液中浸泡，烘干后得到处理后的木榫。
(木榫)
木榫，又称木销、木梢，是一种插入工艺孔中的木质插销。
在一种优选的实施方式中，所述步骤二中处理后的木榫的形状与工艺孔一致。
在一种优选的实施方式中，所述步骤二处理后的木榫的数量与工艺孔一致。
在一种优选的实施方式中，所述步骤二中处理后的木榫的长度比工艺孔的深度长。
在一种更优选的实施方式中，所述步骤二处理后的木榫的长度比工艺孔的深度长1～5cm。
在一种进一步优选的实施方式中，所述步骤二处理后的木榫的长度比工艺孔的深度长3cm。
在一种优选的实施方式中，所述步骤二中浸泡的时间为8～16h。
在一种更优选的实施方式中，所述步骤二中浸泡的时间为12h。
发明人在进一步的探索中发现，当打入特定工艺孔中的木榫为特定尺寸、形状的木榫时，木材稳定性进一步提升。发明人认为，采用尺寸、形状的木榫与特定的工艺孔结构紧密配合，不仅促进了浸渍液进一步向板材内部渗透，也起到了局部补强效果，提升了工艺孔等关键结合点的强度，进一步释放应力，防止工艺孔开裂的发生；同时，在木榫打入工艺孔的过程中的冲击摩擦作用，在一定程度上促进了木材组分与浸渍液在木榫与工艺孔之间形成接合力，从而释放木材应力，提升了木材的稳定性。但发明人在实际应用中发现，工艺孔和木榫之间在运输过程中有脱落现象发生，工艺孔处也出现会开裂现象。
在一种优选的实施方式中，所述步骤二处理后的木榫的含水率为6～12％。
在一种更优选的实施方式中，所述步骤二处理后的木榫的含水率为9％。
本发明对所述木材和木榫的材质种类并没有特别的限定，可采用本领域技术人员熟知的各种材质种类，例如加拿大枫木。本发明所述木材和木榫的含水率指的是木材中所含水分的重量与绝干后木材重量的百分比，本发明对其测试方法并没有特别的限定，可采用本领域技术人员熟知的各种测试方法，例如烘干法。
<步骤三>
在一种优选的实施方式中，所述步骤三为：在步骤一所得烘干后的木材侧面的工艺孔中灌入浸渍液后，将步骤二所得处理后的木榫打入工艺孔中，得到预处理的木材。
在一种优选的实施方式中，所述步骤三中浸渍液的灌入量为工艺孔深度的1/7～1/3。
在一种更优选的实施方式中，所述步骤三中浸渍液的灌入量为工艺孔深度的1/5。
发明人意外地发现，当步骤一中烘干后的木材和步骤二处理后的木榫的含水率为6～12％，且工艺孔深度为特定深度时，可以有效提升工艺孔和木榫的结合强度，减少工艺孔处开裂现象的发生。发明人推测可能的原因是，经过高温烘干后，特定的含水率恰能使得木材和木榫在不易发生进一步失水干缩的同时，仍然保持一定韧性，在受到外力冲击时，协同特定深度的工艺孔，使得整体不易发生形变，进一步提升工艺孔和木榫的结合强度，减少工艺孔处开裂现象的发生。
在一种优选的实施方式中，所述步骤三中浸渍液包括以下重量份的原料：30～40份聚醚多元醇、15～20份水性聚氨基甲酸酯树脂。
在一种更优选的实施方式中，所述步骤三中浸渍液包括以下重量份的原料：35份聚醚多元醇、18份水性聚氨基甲酸酯树脂。
(聚醚多元醇)
聚醚多元醇，简称聚醚，是由起始剂(含活性氢基团的化合物)与环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)、环氧丁烷(BO)等在催化剂存在下经加聚反应制得的物质。
在一种优选的实施方式中，所述聚醚多元醇为羟值为125～625mgKOH/g的聚醚多元醇和/或羟值为15～85mgKOH/g的聚醚多元醇。
在一种更优选的实施方式中，所述聚醚多元醇为羟值为170～415mgKOH/g的聚醚多元醇和/或羟值为25～65mgKOH/g的聚醚多元醇。
在一种更优选的实施方式中，所述聚醚多元醇为羟值为255～312mgKOH/g的聚醚多元醇和/或羟值为34～42mgKOH/g的聚醚多元醇。
在一种进一步优选的实施方式中，所述聚醚多元醇为羟值为283.5mgKOH/g的聚醚多元醇和/或羟值为38mgKOH/g的聚醚多元醇。
在一种更优选的实施方式中，所述聚醚多元醇为羟值为125～625mgKOH/g的聚醚多元醇和羟值为15～85mgKOH/g的聚醚多元醇的混合物。
在一种优先的实施方式中，所述羟值为170～620mgKOH/g的聚醚多元醇和羟值为15～85mgKOH/g的聚醚多元醇的重量比为(0.3～0.9)：1。
在一种更优先的实施方式中，所述羟值为170～620mgKOH/g的聚醚多元醇和羟值为15～85mgKOH/g的聚醚多元醇的重量比为0.6：1。
在一种优选的实施方式中，所述聚醚多元醇选自聚乙二醇、聚丙二醇、甘油聚醚、聚氧化丙烯中的一种或多种组合。
在一种更优选的实施方式中，所述聚醚多元醇为聚乙二醇和/或聚丙二醇。
在一种进一步优选的实施方式中，所述聚醚多元醇为聚乙二醇(CAS号：
25322-68-3)。即所述聚醚多元醇为羟值为283.5mgKOH/g的聚乙二醇和羟值为38mgKOH/g的聚乙二醇的混合物。
所述羟值为283.5mgKOH/g的聚乙二醇，购买于武汉拉那白医药化工有限公司，货号为S12802215，平均羟值为283.5mgKOH/g；所述羟值为38mgKOH/g的聚乙二醇，购买于武汉拉那白医药化工有限公司，货号为S12812115，平均羟值为38mgKOH/g。
本发明所述羟值是指1g样品中的羟基所相当的氢氧化钾(KOH)的毫克数，以mgKOH/g表示，本发明对其测试方法并没有特别的限定，可采用本领域技术人员熟知的各种测试方法，例如滴定法。
(水性聚氨基甲酸酯树脂)
水性聚氨基甲酸酯树脂，又称水性聚氨酯，是以水代替有机溶剂作为分散介质的聚氨基甲酸酯体系。
在一种优选的实施方式中，所述水性聚氨基甲酸酯树脂的制备方法，包含以下步骤：
步骤一：按重量份，将25～35份多元醇加入到16～22份异氰酸酯中，在85～95℃下搅拌3～4h后，得到混合物料A；
步骤二：将步骤一所得混合物料A降温至40～50℃，加入0.8～1.6份多元醇扩链剂、0.8～5.0份羧酸扩链剂和20～30份水，升温至75～85℃搅拌0.5～1.5h后，得到混合物料B；
步骤三：将步骤二所得混合物料B降温至45～55℃后，加入1～2份中和剂中和至pH为中性后，降温至10～20℃，加水搅拌0.3～1.0h后，即得所述水性聚氨基甲酸酯树脂。
在一种更优选的实施方式中，所述水性聚氨基甲酸酯树脂的制备方法，包含以下步骤：
步骤一：按重量份，将30份多元醇加入到19份异氰酸酯中，在90℃下搅拌3.5h后，得到混合物料A；
步骤二：将步骤一所得混合物料A降温至45℃，加入1.2份多元醇扩链剂、2.9份羧酸扩链剂和25份水，升温至80℃搅拌1.0h后，得到混合物料B；
步骤三：将步骤二所得混合物料B降温至50℃后，加入1.5份中和剂中和至pH为中性后，降温至15℃，加水搅拌0.5h后，即得所述水性聚氨基甲酸酯树脂。
多元醇
多元醇，是一种分子中含有两个或两个以上羟基的醇类。
在一种优选的实施方式中，所述多元醇选自聚己二酸一缩二乙二醇酯、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇、聚己二酸丙二醇酯、聚己二酸-1，3-丁二醇酯、聚己二酸新戊二醇酯中的一种或多种组合。
在一种优选的实施方式中，所述多元醇为聚己二酸乙二醇酯。
所述聚己二酸乙二醇酯，CAS号为24938-37-2，购买自上海百舜生物科技有限公司，货号为A14238。
异氰酸酯
异氰酸酯，是分子结构中含有异氰酸酯基团(-N＝C＝O)的酯类化合物。
在一种优选的实施方式中，所述异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、环己烷-1，4-二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、氢化甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、萘-1，5-二异氰酸酯、2，6-二异氰酸酯己酸甲酯、对甲苯磺酰异氰酸酯、邻甲酸甲酯苯磺酰异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯中的一种或多种组合。
在一种更优选的实施方式中，所述异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯。
所述异佛尔酮二异氰酸酯，CAS号为4098-71-9，购买自武汉拉那白医药化工有限公司。
多元醇扩链剂
多元醇扩链剂，是能与线型聚合物链上的官能团反应而使分子链扩展、分子量增大的多元醇物质。
在一种优选的实施方式中，所述多元醇扩链剂选自1，4-丁二醇、1，6-己二醇、二羟甲基丙酸、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、山梨醇、二乙氨基乙醇、二羟甲基丁酸、丙二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、丙三醇、1，4-环己二醇、三羟基丙烷中的一种或多种组合。
在一种更优选的实施方式中，所述多元醇扩链剂为1，4-丁二醇(CAS号：110-63-4)。
羧酸扩链剂
羧酸扩链剂，是能与线型聚合物链上的官能团反应而使分子链扩展、分子量增大的羧酸物质。
在一种优选的实施方式中，所述羧酸扩链剂为二羟甲基丙酸和/或二羟甲基丁酸。
在一种更优选的实施方式中，所述羧酸扩链剂为二羟甲基丙酸(CAS号：4767-03-7)。
中和剂
中和剂，是一种加入体系中，用来中和扩链剂中的酸性或碱性基团的物质。
本发明对所述中和剂并没有特别的限制，可选用本领域技术人员熟知的各种中和剂，例如盐酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨基乙酸、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、醋酸钠、焦磷酸钠、碳酸钠、氨水、二乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺。
在一种优选的实施方式中，所述浸渍液的制备方法，包括以下步骤：将原料依次投放入搅拌机中，混合搅拌后过滤，即得浸渍液。
同时，发明人创造性地采用与现有技术完全不同的改性液处理方法：未将整块板材提前烘干，通过上述工艺方法将浸渍液渗透到板材中后再进行一次整体烘干，浸渍液的渗透效果反而更好，所得改性后的板材稳定性反而得到了进一步的提升。发明人推测其可能的原因是，不同羟值的聚醚多元醇混合得到的浸渍液在浸泡木材的过程中，有利于部分多元醇与细胞内水分子交换，进入木材细胞内部支撑木材细胞；同时一定重量份的聚醚多元醇与水性聚氨基甲酸酯树脂的有效基团，与木材中的部分化学键形成自由酚羟基发生结合，形成了更加稳固的网状结构，整体刚性进一步加强，对细胞壁的膨胀具有抑制作用，并协同工艺孔和木榫将浸渍液有效成分牢牢固定于网络结构中，提升了整体板材的稳定性。
<步骤四>
在一种优选的实施方式中，所述步骤四为：将步骤三所得预处理的木材烘干后，将木材上工艺孔外的木榫锯掉，使工艺孔与木榫一端齐平，得到加工处理好的木材。
在一种更优选的实施方式中，所述步骤四为：将步骤三所得预处理的木材在90～110℃下烘干至含水率为6～12％后，将木材上工艺孔外的木榫锯掉，使工艺孔与木榫一端齐平，得到加工处理好的木材。
在一种进一步优选的实施方式中，所述步骤四为：将步骤三所得预处理的木材在100℃下烘干至含水率为9％后，将木材上工艺孔外的木榫锯掉，使工艺孔与木榫一端齐平，得到加工处理好的木材。
下面通过实施例对本发明进行具体描述，另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。
实施例
实施例1
本发明的实施例1提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一：在高2.0cm、长110cm、宽50cm的加拿大枫木中长与高所在的一个侧面上，依次钻5个圆形工艺孔，每个工艺孔孔径为0.9cm，深度为5.0cm，间距为25.0cm，两端的工艺孔距木材两端边缘的距离为2.75cm；将钻好的木材在浸渍液中浸泡12h并烘干至含水率为9％，得到烘干后的木材；
步骤二：将长度为8cm的圆形木榫在浸渍液中浸泡12h，烘干至含水率为9％后，得到处理后的木榫；
步骤三：在步骤一所得烘干后的木材侧面的工艺孔中灌入浸渍液，灌入量为工艺孔深度的1/5，将步骤二所得处理后的木榫打入工艺孔中，得到预处理的木材；
步骤四：将步骤三所得预处理的木材在100℃下烘干至含水率为9％后，将木材上工艺孔外的木榫锯掉，使工艺孔与木榫一端齐平，得到加工处理好的木材。
所述浸渍液包括以下重量份的原料：35份聚醚多元醇、18份水性聚氨基甲酸酯树脂；所述聚醚多元醇为羟值为283.5mgKOH/g的聚乙二醇和羟值为38mgKOH/g的聚乙二醇的混合物，二者的重量比为0.6：1。
所述水性聚氨基甲酸酯树脂的制备方法，包含以下步骤：
步骤一：按重量份，将30份聚己二酸乙二醇酯加入到19份异佛尔酮二异氰酸酯中，在90℃下搅拌3.5h后，得到混合物料A；
步骤二：将步骤一所得混合物料A降温至45℃，加入1.2份1，4-丁二醇、2.9份二羟甲基丙酸和25份水，升温至80℃搅拌1.0h后，得到混合物料B；
步骤三：将步骤二所得混合物料B降温至50℃后，加入1.5份三乙胺中和至pH为中性后，降温至15℃，加水搅拌0.5h后，即得所述水性聚氨基甲酸酯树脂。
所述浸渍液的制备方法，包括以下步骤：将原料依次投放入搅拌机中，混合搅拌后过滤，即得浸渍液。
实施例2
本发明的实施例2提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，包括以下步骤：
步骤一：在高2.0cm、长88cm、宽50cm的加拿大枫木中长与高所在的一个侧面上，依次钻5个圆形工艺孔，每个工艺孔孔径为0.8cm，深度为3.0cm，间距为20.0cm，两端的工艺孔距木材两端边缘的距离为2.0cm；将钻好的木材在浸渍液中浸泡8h并烘干至含水率为6％，得到烘干后的木材；
步骤二：将长度为4cm的圆形木榫在浸渍液中浸泡8h，烘干至含水率为6％后，得到处理后的木榫；
步骤三：在步骤一所得烘干后的木材侧面的工艺孔中灌入浸渍液，灌入量为工艺孔深度的1/7，将步骤二所得处理后的木榫打入工艺孔中，得到预处理的木材；
步骤四：将步骤三所得预处理的木材在90℃下烘干至含水率为6％后，将木材上工艺孔外的木榫锯掉，使工艺孔与木榫一端齐平，得到加工处理好的木材。
所述浸渍液包括以下重量份的原料：30份聚醚多元醇、15份水性聚氨基甲酸酯树脂；所述聚醚多元醇为羟值为283.5mgKOH/g的聚乙二醇和羟值为38mgKOH/g的聚乙二醇的混合物，二者的重量比为0.3：1。
所述水性聚氨基甲酸酯树脂的制备方法，包含以下步骤：
步骤一：按重量份，将25份聚己二酸乙二醇酯加入到16份异佛尔酮二异氰酸酯中，在85℃下搅拌3h后，得到混合物料A；
步骤二：将步骤一所得混合物料A降温至40℃，加入0.8份1，4-丁二醇、0.8份二羟甲基丙酸和20份水，升温至75℃搅拌0.5h后，得到混合物料B；
步骤三：将步骤二所得混合物料B降温至45℃后，加入1.0份三乙胺中和至pH为中性后，降温至10℃，加水搅拌0.3h后，即得所述水性聚氨基甲酸酯树脂。
所述浸渍液的制备方法，同实施例1。
实施例3
本发明的实施例3提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，包括以下步骤：
步骤一：在高2.0cm、长133cm、宽50cm的加拿大枫木中长与高所在的一个侧面上，依次钻5个圆形工艺孔，每个工艺孔孔径为1.0cm，深度为7.0cm，间距为30.0cm，两端的工艺孔距木材两端边缘的距离为4.0cm；将钻好的木材在浸渍液中浸泡16h并烘干至含水率为12％，得到烘干后的木材；
步骤二：将长度为12cm的圆形木榫在浸渍液中浸泡16h，烘干至含水率为12％后，得到处理后的木榫；
步骤三：在步骤一所得烘干后的木材侧面的工艺孔中灌入浸渍液，灌入量为工艺孔深度的1/3，将步骤二所得处理后的木榫打入工艺孔中，得到预处理的木材；
步骤四：将步骤三所得预处理的木材在110℃下烘干至含水率为12％后，将木材上工艺孔外的木榫锯掉，使工艺孔与木榫一端齐平，得到加工处理好的木材。
所述浸渍液包括以下重量份的原料：40份聚醚多元醇、20份水性聚氨基甲酸酯树脂；所述聚醚多元醇为羟值为283.5mgKOH/g的聚乙二醇和羟值为38mgKOH/g的聚乙二醇的混合物，二者的重量比为0.9：1。
所述水性聚氨基甲酸酯树脂的制备方法，包含以下步骤：
步骤一：按重量份，将35份聚己二酸乙二醇酯加入到22份异佛尔酮二异氰酸酯中，在95℃下搅拌4h后，得到混合物料A；
步骤二：将步骤一所得混合物料A降温至50℃，加入1.6份1，4-丁二醇、5.0份二羟甲基丙酸和30份水，升温至85℃搅拌1.5h后，得到混合物料B；
步骤三：将步骤二所得混合物料B降温至55℃后，加入2.0份三乙胺中和至pH为中性后，降温至20℃，加水搅拌1.0h后，即得所述水性聚氨基甲酸酯树脂。
所述浸渍液的制备方法，同实施例1。
实施例4
本发明的实施例4提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，步骤一为：在高2.0cm、长108.5cm、宽50cm的加拿大枫木中长与高所在的一个侧面上，依次钻5个圆形工艺孔，每个工艺孔孔径为0.6cm，深度为5.0cm，间距为25.0cm，两端的工艺孔距木材两端边缘的距离为2.75cm；将钻好的木材在浸渍液中浸泡12h并烘干至含水率为9％，得到烘干后的木材。
实施例5
本发明的实施例5提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，步骤一为：在高2.0cm、长111.5cm、宽50cm的加拿大枫木中长与高所在的一个侧面上，依次钻5个圆形工艺孔，每个工艺孔孔径为1.2cm，深度为5.0cm，间距为25.0cm，两端的工艺孔距木材两端边缘的距离为2.75cm；将钻好的木材在浸渍液中浸泡12h并烘干至含水率为9％，得到烘干后的木材。
实施例6
本发明的实施例6提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，步骤一为：在高2.0cm、长110cm、宽50cm的加拿大枫木中长与高所在的一个侧面上，依次钻5个圆形工艺孔，每个工艺孔孔径为0.9cm，深度为2.0cm，间距为25.0cm，两端的工艺孔距木材两端边缘的距离为2.75cm；将钻好的木材在浸渍液中浸泡12h并烘干至含水率为9％，得到烘干后的木材；步骤二中圆形木榫长度由8cm替换为5.0cm。
实施例7
本发明的实施例7提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，步骤一为：在高2.0cm、长110cm、宽50cm的加拿大枫木中长与高所在的一个侧面上，依次钻5个圆形工艺孔，每个工艺孔孔径为0.9cm，深度为8.0cm，间距为25.0cm，两端的工艺孔距木材两端边缘的距离为2.75cm；将钻好的木材在浸渍液中浸泡12h并烘干至含水率为9％，得到烘干后的木材；步骤二中圆形木榫长度由8cm替换为11.0cm。
实施例8
本发明的实施例8提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，步骤一为：在高2.0cm、长82cm、宽50cm的加拿大枫木中长与高所在的一个侧面上，依次钻5个圆形工艺孔，每个工艺孔孔径为0.9cm，深度为5.0cm，间距为18.0cm，两端的工艺孔距木材两端边缘的距离为2.75cm；将钻好的木材在浸渍液中浸泡12h并烘干至含水率为9％，得到烘干后的木材。
实施例9
本发明的实施例9提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，步骤一为：在高2.0cm、长138cm、宽50cm的加拿大枫木中长与高所在的一个侧面上，依次钻5个圆形工艺孔，每个工艺孔孔径为0.9cm，深度为5.0cm，间距为32.0cm，两端的工艺孔距木材两端边缘的距离为2.75cm；将钻好的木材在浸渍液中浸泡12h并烘干至含水率为9％，得到烘干后的木材。
实施例10
本发明的实施例10提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，步骤二中圆形木榫长度由8cm替换为4.5cm。
实施例11
本发明的实施例11提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，包括以下步骤：
步骤一：在高2.0cm、长110cm、宽50cm的加拿大枫木中长与高所在的一个侧面上，依次钻5个圆形工艺孔，每个工艺孔孔径为0.9cm，深度为5.0cm，间距为25.0cm，两端的工艺孔距木材两端边缘的距离为2.75cm；将钻好的木材在浸渍液中浸泡12h并烘干至含水率为9％，得到加工处理好的木材。
所述浸渍液包括以下重量份的原料：35份聚醚多元醇、18份水性聚氨基甲酸酯树脂；所述聚醚多元醇为羟值为283.5mgKOH/g的聚乙二醇和羟值为38mgKOH/g的聚乙二醇的混合物，二者的重量比为0.6：1。
所述水性聚氨基甲酸酯树脂的制备方法，同实施例1。
所述浸渍液的制备方法，同实施例1。
实施例12
本发明的实施例12提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，步骤一：在高2.0cm、长110cm、宽50cm的加拿大枫木中长与高所在的一个侧面上，依次钻5个圆形工艺孔，每个工艺孔孔径为0.9cm，深度为5.0cm，间距为25.0cm，两端的工艺孔距木材两端边缘的距离为2.75cm；将钻好的木材在浸渍液中浸泡12h并烘干至含水率为5％，得到烘干后的木材；
实施例13
本发明的实施例13提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，步骤一：在高2.0cm、长110cm、宽50cm的加拿大枫木中长与高所在的一个侧面上，依次钻5个圆形工艺孔，每个工艺孔孔径为0.9cm，深度为5.0cm，间距为25.0cm，两端的工艺孔距木材两端边缘的距离为2.75cm；将钻好的木材在浸渍液中浸泡12h并烘干至含水率为13％，得到烘干后的木材；
实施例14
本发明的实施例14提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，步骤二为：将长度为8cm的圆形木榫在浸渍液中浸泡12h，烘干至含水率为5％后，得到处理后的木榫。
实施例15
本发明的实施例15提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，步骤二为：将长度为8cm的圆形木榫在浸渍液中浸泡12h，烘干至含水率为13％后，得到处理后的木榫。
实施例16
本发明的实施例16提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，包括以下步骤：
步骤一：在高2.0cm、长110cm、宽50cm的加拿大枫木中长与高所在的一个侧面上，依次钻5个圆形工艺孔，每个工艺孔孔径为0.9cm，深度为5.0cm，间距为25.0cm，两端的工艺孔距木材两端边缘的距离为2.75cm；将钻好的木材先烘干至含水率为9％后，在浸渍液中浸泡12h并烘干至含水率为9％，得到烘干后的木材；
步骤二：将长度为8cm的圆形木榫先烘干至含水率为9％后，在浸渍液中浸泡12h，烘干至含水率为9％后，得到处理后的木榫；
步骤三：在步骤一所得烘干后的木材侧面的工艺孔中灌入浸渍液，灌入量为工艺孔深度的1/5，将步骤二所得处理后的木榫打入工艺孔中，得到预处理的木材；
步骤四：将步骤三所得预处理的木材在100℃下烘干至含水率为9％后，将木材上工艺孔外的木榫锯掉，使工艺孔与木榫一端齐平，得到加工处理好的木材。
所述浸渍液包括以下重量份的原料：35份聚醚多元醇、18份水性聚氨基甲酸酯树脂；所述聚醚多元醇为羟值为283.5mgKOH/g的聚乙二醇和羟值为38mgKOH/g的聚乙二醇的混合物，二者的重量比为0.6：1。
所述水性聚氨基甲酸酯树脂的制备方法，同实施例1。
所述浸渍液的制备方法，同实施例1。
实施例17
本发明的实施例17提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，包括以下步骤：
步骤一：在高2.0cm、长110cm、宽50cm的加拿大枫木中长与高所在的一个侧面上，依次钻5个圆形工艺孔，每个工艺孔孔径为0.9cm，深度为5.0cm，间距为25.0cm，两端的工艺孔距木材两端边缘的距离为2.75cm；将钻好的木材烘干至含水率为9％，得到烘干后的木材；
步骤二：将长度为8cm的圆形木榫烘干至含水率为9％后，得到处理后的木榫；
步骤三：在步骤一所得烘干后的木材侧面的工艺孔中灌入浸渍液，灌入量为工艺孔深度的1/5，将步骤二所得处理后的木榫打入工艺孔中，得到预处理的木材；
步骤四：将步骤三所得预处理的木材在100℃下烘干至含水率为9％后，将木材上工艺孔外的木榫锯掉，使工艺孔与木榫一端齐平，得到加工处理好的木材。
所述浸渍液包括以下重量份的原料：35份聚醚多元醇、18份水性聚氨基甲酸酯树脂；所述聚醚多元醇为羟值为283.5mgKOH/g的聚乙二醇和羟值为38mgKOH/g的聚乙二醇的混合物，二者的重量比为0.6：1。
所述水性聚氨基甲酸酯树脂的制备方法，同实施例1。
所述浸渍液的制备方法，同实施例1。
实施例18
本发明的实施例18提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，包括以下步骤：
步骤一：在高2.0cm、长110cm、宽50cm的加拿大枫木中长与高所在的一个侧面上，依次钻5个圆形工艺孔，每个工艺孔孔径为0.9cm，深度为5.0cm，间距为25.0cm，两端的工艺孔距木材两端边缘端的距离为2.75cm；将钻好的木材在浸渍液中浸泡12h并烘干至含水率为9％，得到烘干后的木材；
步骤二：将长度为8cm的圆形木榫在浸渍液中浸泡12h，烘干至含水率为9％后，得到处理后的木榫；
步骤三：将步骤二所得处理后的木榫打入工艺孔中，得到预处理的木材；
步骤四：将步骤三所得预处理的木材在100℃下烘干至含水率为9％后，将木材上工艺孔外的木榫锯掉，使工艺孔与木榫一端齐平，得到加工处理好的木材。
所述浸渍液包括以下重量份的原料：35份聚醚多元醇、18份水性聚氨基甲酸酯树脂；所述聚醚多元醇为羟值为283.5mgKOH/g的聚乙二醇和羟值为38mgKOH/g的聚乙二醇的混合物，二者的重量比为0.6：1。
所述水性聚氨基甲酸酯树脂的制备方法，同实施例1。
所述浸渍液的制备方法，同实施例1。
实施例19
本发明的实施例19提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，包括以下步骤：
步骤一：在高2.0cm、长110cm、宽50cm的加拿大枫木中长与高所在的一个侧面上，依次钻5个圆形工艺孔，每个工艺孔孔径为0.9cm，深度为5.0cm，间距为25.0cm，两端的工艺孔距木材两端边缘的距离为2.75cm；将钻好的木材烘干至含水率为9％，得到烘干后的木材；
步骤二：将长度为8cm的圆形木榫烘干至含水率为9％后，得到处理后的木榫；
步骤三：将步骤二所得处理后的木榫打入工艺孔中，得到预处理的木材；
步骤四：将步骤三所得预处理的木材在100℃下烘干至含水率为9％后，将木材上工艺孔外的木榫锯掉，使工艺孔与木榫一端齐平，得到加工处理好的木材。
实施例20
本发明的实施例20提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述浸渍液的原料中聚醚多元醇由283.5mgKOH/g的聚乙二醇和羟值为38mgKOH/g的聚乙二醇的混合物替换为283.5mgKOH/g的聚乙二醇。
实施例21
本发明的实施例21提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述浸渍液的原料中聚醚多元醇由283.5mgKOH/g的聚乙二醇和羟值为38mgKOH/g的聚乙二醇的混合物替换为38mgKOH/g的聚乙二醇。
实施例22
本发明的实施例22提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述浸渍液的原料中283.5mgKOH/g的聚乙二醇和羟值为38mgKOH/g的聚乙二醇的混合物的重量比由0.6：1替换为1.2-1。
实施例23
本发明的实施例23提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述浸渍液的原料中水性聚氨基甲酸酯树脂的重量份由18份替换为12份。
实施例24
本发明的实施例24提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述浸渍液的原料中水性聚氨基甲酸酯树脂的重量份由18份替换为22份。
实施例25
本发明的实施例25提供一种提升木材稳定性的加工处理工艺，包括以下步骤：在高2.0cm、长110cm、宽50cm的加拿大枫木在浸渍液中浸泡12h并烘干至含水率为9％，得到加工处理好的木材。
所述浸渍液包括以下重量份的原料：35份聚醚多元醇、18份水性聚氨基甲酸酯树脂；所述聚醚多元醇为羟值为283.5mgKOH/g的聚乙二醇和羟值为38mgKOH/g的聚乙二醇的混合物，二者的重量比为0.6：1。
所述水性聚氨基甲酸酯树脂的制备方法，同实施例1。
所述浸渍液的制备方法，同实施例1。
性能评价
将未加工板材样品和实施例1～25加工处理好的木材按照LY/T 1700-2007《地采暖用木质地板》在试件上画平行于长度、宽度方向的中心线，在温度20℃，相对湿度为65％条件下处理24h，测量中心线长度、宽度。
1.耐热尺寸稳定性测试：将试件放入温度为80℃的空气对流干燥箱中，处理24h后，取出试件，在室温30min内，在原划线位置测量中心线长度、宽度，并计算长度和宽度方向收缩率，测试三次后取平均值，结果见表1。其中若在测试过程中木板出现开裂、变形、起翘等问题，则记为A；若出现木榫脱落或松动则记为B。
2.耐湿尺寸稳定性测试：将试件放入温度为40℃，相对湿度为90％的恒温恒湿箱中处理24h后，取出试件，在室温30min内，在原划线位置测量中心线长度、宽度，并计算长度和宽度方向膨胀率，测试三次后取平均值，结果见表1。其中若在测试过程中木板出现开裂、变形、起翘等问题，则直接记为A；若出现木榫脱落或松动则直接记为B。
表1性能测试结果
Figure BDA0002340202880000191
Figure BDA0002340202880000201
综合上述实验结果可见：经本发明所述加工处理工艺得到的木材，在温度为80℃的空气对流干燥箱中处理24h后，测得长度方向收缩率仅为0.04％，宽度方向收缩率仅为0.31％，远低于国家标准GB/T 35913-2018《地暖用实木地板技术要求》长度方向收缩率≤0.20％、宽度方向收缩率≤1.50％的技术要求；处理后的木材在温度为40℃，相对湿度为90％的恒温恒湿箱中处理24h后，测得长度方向膨胀率仅为0.05％，宽度方向膨胀率仅为0.20％，远低于国家标准GB/T35913-2018《地暖用实木地板技术要求》长度方向膨胀率≤0.20％、宽度方向膨胀率≤0.80％的技术要求，且在上述测试过程中，木板均未出现开裂、变形、起翘、木榫脱落或松动等问题。此外，本发明所述加工处理好的木材满足行业标准LY/T 1700-2007《地采暖用木质地板》中对于外观质量、甲醛释放量、导热效能等性能要求。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。本领域的技术人员根据本发明的上述内容做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种提升木材稳定性的加工处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：在木材上钻工艺孔，将钻好的木材在浸渍液中浸泡并烘干后，得到烘干后的木材；
步骤二：将木榫在浸渍液中浸泡，烘干后得到处理后的木榫；
步骤三：在步骤一所得烘干后的木材上的工艺孔中灌入浸渍液后，将步骤二所得处理后的木榫打入工艺孔中，得到预处理的木材；
步骤四：将步骤三所得预处理的木材烘干后，将木材上工艺孔外的木榫锯掉，使工艺孔与木榫一端齐平，得到加工处理好的木材；
所述步骤一中工艺孔的深度为3.0~7.0cm；
所述步骤一中工艺孔之间的间距为20.0~30.0cm；
所述步骤一中烘干后的木材的含水率为6~12%；
所述木材两端的工艺孔距木材两端边缘的距离为2.0~4.0cm；
所述步骤一中浸泡的时间为8~16h；
所述步骤二中浸泡的时间为8~16h；
所述步骤二中处理后的木榫的含水率为6~12%；
所述步骤三中浸渍液的灌入量为工艺孔深度的1/7~1/3；
所述浸渍液包括以下重量份的原料：30~40份聚醚多元醇、15~20份水性聚氨基甲酸酯树脂；
所述聚醚多元醇为羟值为125~625mgKOH/g的聚醚多元醇和羟值为15~85mgKOH/g的聚醚多元醇的混合物；
所述羟值为170~620mgKOH/g的聚醚多元醇和羟值为15~85mgKOH/g的聚醚多元醇的重量比为（0.3~0.9）：1；
所述步骤一中工艺孔的形状选自圆形、椭圆形、扁形、三角形、方形中的一种或多种；
所述步骤二中处理后的木榫的形状与工艺孔一致；
所述步骤二处理后的木榫的长度比工艺孔的深度长1~5cm。
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