CN112123489A - 一种科技木材料浸滞液及制备、处理方法、制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于科技木单板处理技术领域，尤其涉及一种科技木材料浸滞液及制备、处理方法、制造工艺。它解决了现有技术刨切单板或木皮容易开裂等等现象。一种科技木材料浸滞液包括如下的材料成分：硅丙乳液、光屏蔽剂、紫外线吸收剂、受组胺类自由基捕获剂和乳化剂，所述硅丙乳液、光屏蔽剂、紫外线吸收剂、受组胺类自由基捕获剂和乳化剂按照重量份配比为：100：10‑15：1‑5：1‑5：1‑3：1‑4。本申请的优点在于：利用浸滞液协同超声波振动浸滞处理人工速生软质木材单板，使得制备的刨切木皮或者厚度较薄的刨切单板其具有密度大、不开裂、不褪色和不黄变的优点。

Description

一种科技木材料浸滞液及制备、处理方法、制造工艺
技术领域
本发明属于科技木单板/木皮处理技术领域，尤其涉及一种科技木材料浸滞液及制备、处理方法、制造工艺。
背景技术
科技木学名重组装饰材，是采用人工林或普通树种木材(速生材)为原材料，在不改变木材天然特性和微观物理构造的前提下利用仿生学原理通过对速生材进行各种物理改性而生产处的一种全新装饰材料。
目前市场上绝大部分科技木是用单板按仿生学原理重组生产出来的，使用时会出现尺寸稳定性差、开裂等问题，因此人们对科技木的使用主要集中在科技木皮在装饰领域的应用，以及科技木单板的装饰领域。
例如，中国专利公开了一种科技木及其制造方法，专利号201110438807.X包括步骤：将桉木、杨木单板染色、干燥，用超声波振动法对木单板浸胶加密，浸胶木板组坯，曲模高频压机半固化热压养生，科技木枋刨切或锯切成木皮，木皮再按需求的厚度同向组坯，热压加密而成。该方法生产的科技木皮或木枋密度高可达0.8-1.8kg/cm3，是普通科技木皮密度的1.5倍以上，多项物理力学性能提高1.5倍以上，而且不易开裂，产品耐久性提高一倍以上，产品的寿命和使用领域得以延长及延伸。
以上这件专利其虽然具有如上诸多优点，但是，上述的方案其存在如下严重缺陷：
首先，浸胶其采用三聚氰胺改性树脂胶溶液，这种溶液中含有甲醛等等成分，存在甲醛等环保问题。
其次，采用三聚氰胺改性树脂胶溶液，厚度为12mm时，虽然达到高密度科技木的浸渍剥离率低，以达不易开裂的目的，但是，以上的不易开裂其实际是单板与单板之间的不易开裂性，浸渍剥离层其不脱胶从而提升单板与单板之间的强度，达到单板与单板之间的不易开裂性目的；由于三聚氰胺改性树脂胶溶液其固化后属于脆性特性，而最终刨切的科技木单板或木皮其虽然强度加强，但是，厚度较薄的科技木单板或木皮其还是容易发生开裂的现象。
另外，科技木经过一段时间后会褪色和黄变，影响美观。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种可以解决上述技术问题的一种科技木材料浸滞液、处理方法、制造工艺。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种科技木材料浸滞液包括如下的材料成分：水、硅丙乳液、光屏蔽剂、紫外线吸收剂、受组胺类自由基捕获剂和乳化剂，所述水、硅丙乳液、光屏蔽剂、紫外线吸收剂、受组胺类自由基捕获剂和乳化剂按照重量份配比为100：10-15：1-5：1-5：1-3：1-4。
优选地，所述的硅丙乳液为机硅改性苯丙乳液或有机硅改性纯丙乳液；所述光屏蔽剂为炭黑、二氧化钛和氧化锌中的任意一种；所述紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯；所述自由基捕获剂为四甲基哌啶；所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或聚乙二醇。
一种科技木材料浸滞液的制备方法包括如下步骤：
(1)乳化剂与水进行混高速分散制得预乳化液，乳化剂和水按照重量份配比为100：1-4；
(2)依次加入硅丙乳液、光屏蔽剂、紫外线吸收剂和自由基捕获剂，所述硅丙乳液、光屏蔽剂、紫外线吸收剂和受组胺类自由基捕获剂按照重量份配比为10-15：1-5：1-5：1-3，搅拌30min后得到科技木材料浸滞液，然后备用。
一种科技木材料的浸滞处理方法包括如下步骤：
S30、备料，准备速生木材染色单板，以及浸滞液，该浸滞液包括如下的材料成分：水、硅丙乳液、光屏蔽剂、紫外线吸收剂、受组胺类自由基捕获剂和乳化剂，所述水、硅丙乳液、光屏蔽剂、紫外线吸收剂、受组胺类自由基捕获剂和乳化剂按照重量份配比为100：10-15：1-5：1-5：1-3：1-4；
S31、堆垛，S30步骤中的速生木材染色单板按照相邻两层速生木材染色单板之间加隔一塑料格网进行堆垛；
S32、振荡，S31步骤堆垛的速生木材染色单板按照设定的堆垛总厚度呈竖直状态浸入至超声波振荡器的浸滞液中，并使浸滞液将速生木材单板淹没，浸滞液的温度为26-34℃，振荡处理12-18min，即，完成浸滞处理。
一种科技木制造工艺包括如下步骤：
S1、漂白，将漂白液放入溶槽中，然后将需要漂白的速生木材单板一张一张地放入溶槽中，并使漂白液将速生木材单板淹没；
S2、染色，染色前，在染池中加入一定量的水，并将水加热到85℃±5℃，然后将配制好的染液投入其中，并搅拌均匀；然后将步骤S1漂白好的速生木材单板放入池中浸染，浸染好的染色单板在清洗池中清洗掉浮色并淋去浮水；
S3、浸滞，采用权利要求4所述的浸滞处理方法进行浸滞处理，得到浸滞速生木材单板；
S4、后处理，包括将浸滞速生木材单板进行制备得到人造木枋，以及对人造木枋进行刨切，制得科技木单板或者科技木皮。
优选地，在上述的S1步骤中，所述的速生木材单板密堆在溶槽中。
优选地，在上述的S2步骤中，将漂白好的单板放入池中浸染，其浴比为8：l(按体积计)。
优选地，在上述的S4步骤中，制备人造木枋包括如下依次设置的步骤：木材顺纹方向组坯、高频热压机热压和养护处理。
优选地，木材顺纹方向组坯厚度为1m；高频热压机热压的绝对压力为15kg/cm3，温度为70℃，热压时间为50min；热压后将板坯置于养护室进行养护处理，养护室的温度为28℃，养护处理的绝对压力为2MPa，相对湿度为42％，养护时间为4天。
优选地，所述漂白液成分为水、双氧水和纯碱，水、双氧水和纯碱的配比为2：1：0.005。
与现有的技术相比，一种科技木材料浸滞液、处理方法、制造工艺的优点在于：利用浸滞液协同超声波振动浸滞处理人工速生软质木材单板，使得制备的刨切木皮或者厚度较薄的刨切单板其具有密度大、不开裂、不褪色和不黄变的优点。
附图说明
图1是本发明提供的制造工艺流程框图。
具体实施方式
以下是发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
一种科技木材料浸滞液包括如下的材料成分：水、硅丙乳液、光屏蔽剂、紫外线吸收剂、受组胺类自由基捕获剂和乳化剂。硅丙乳液其自身具有非常好柔韧性、附着性等等优点，利用上述的各个成分物理混合，此时的硅丙乳液其可以填充科技木染色木材的原始缝隙和虫孔等等填充空间，协同较低温度成膜的特性，其可以使得科技木染色木材具有非常好的抗开裂性能，以及具有密度大的性能。
其次，硅丙乳液协同受组胺类自由基捕获剂，两者的协同作用可以使得固化后的硅丙乳液其能够具有一个长时间稳定存在的自由基或者稳定分子的物质，以确保硅丙乳液不发生脱胶现象，同时，两者的协同作用其加强科技木染色木材的强度。
本实施例的硅丙乳液为机硅改性苯丙乳液或有机硅改性纯丙乳液。优选纯丙乳液。
本实施例的所述光屏蔽剂为炭黑、二氧化钛和氧化锌中的任意一种。优选二氧化钛。
本实施例的所述紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯；
本实施例的所述自由基捕获剂为四甲基哌啶。
本实施例的所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或聚乙二醇。优选聚乙二醇。
选用光屏蔽剂、紫外线吸收剂和自由基捕获剂，三者的协同作用其可以确保最终的单板或者木皮其具有非常好的不褪色、不黄变优点。
作为本实施例的优选方案，所述水、硅丙乳液、光屏蔽剂、紫外线吸收剂、受组胺类自由基捕获剂和乳化剂按照重量份配比为100：10-15：1-5：1-5：1-3：1-4。
从上述的比例可以得知，硅丙乳液其为主要的浸滞原料，大量使用硅丙乳液其可以对速生木材进行充分填充，以确保速生木材其具有非常大的密度，也就可以提高速生木材其强度，同时，在用量上的限定以及结合硅丙乳液自身的附着特性，被填充的缝隙与缝隙，以及虫孔和缝隙、裂缝，采用硅丙乳液进行不规则填充连接，固化协同受组胺类自由基捕获剂可以使得速生木材达到高结构强度，以及无开裂的使用性能。
进一步地，以杨木为例，即使刨切的杨木科技木单板其厚度较薄，例如1.7mm，或者是厚度较薄的刨切杨木科技木皮，因为采用本申请的高附着性和高柔韧性的浸滞液，协同振荡浸滞方法，浸滞液其可以浸透杨木木材，并且将缝隙、开裂和虫孔进行填充以及固化，最终刨切的上述杨木科技木单板或者杨木科技木皮其均无开裂现象。
优选地，按照实际重量份数如下：水100份，硅丙乳液份12份，光屏蔽剂3份，紫外线吸收剂3份，受组胺类自由基捕获剂3份和乳化剂2.5份。
通过如上的用量，其刨切单板可以达到如下应用测试数据：
Figure BDA0002686498800000061
如下为木皮测试数据：
刨切木皮 实施例1 对照例1
耐光色牢度 4级 1.5级
耐黄变E* 0.80 2.13
科技木刨切开裂情况 无开裂 轻微开裂
优选地，上述的浸滞液通过如下制备方法得到，具体地，本方法包括如下步骤：
(1)乳化剂与水进行混高速分散制得预乳化液；
(2)依次加入硅丙乳液、光屏蔽剂、紫外线吸收剂和自由基捕获剂，搅拌30min后得到科技木材料浸滞液，然后备用。
按照方法的前后工序进行添加混合，预先的乳化剂与水混合其可以稀释乳化剂，而后首先加入主要的原料成分，即硅丙乳液，然后再依次加入光屏蔽剂和紫外线吸收剂，最终利用受组胺类自由基捕获剂进行长时间存在的自由基或者稳定分子的物质，以使得科技木单板浸滞液其具有较高的附着、柔韧特性，以及避免科技木单板浸滞液分层现象。
优选地，本实施例的上述浸滞液采用如下处理方法对速生木材进行浸滞，本方法包括如下步骤：
S30、备料，准备速生木材染色单板，以及浸滞液，该浸滞液包括如下的材料成分：硅丙乳液、光屏蔽剂、紫外线吸收剂、受组胺类自由基捕获剂和乳化剂。各个成分的配比可以参阅上述的比例；
S31、堆垛，S30步骤中的速生木材染色单板按照相邻两层速生木材染色单板之间加隔一塑料格网进行堆垛，堆垛成整齐的速生木材染色单板；
S32、振荡，S31步骤堆垛的速生木材染色单板按照设定的堆垛总厚度呈竖直状态浸入至超声波振荡器的浸滞液中，在振荡中，塑料格网其形成若干网格孔，每一个网格孔其对浸滞液形成约束，即相邻的两块速生木材染色单板之间形成若干个间隔均匀的网格空间，同时，竖直状态其可以确保堆垛的每一块速生木材染色单板都能够浸滞液浸泡并使浸滞液将速生木材单板淹没，基于被约束和浸泡的过程，此时，每一个网格空间其对应各自速生木材染色单板的部分表面，避免了相邻两块速生木材染色单板服帖导致浸滞不均匀的现象，也就是说，本实施例采用塑料格网以及竖直状态被振荡的工艺，其可以确保相邻两块速生木材染色单板之间的间隔均匀性，也就可以确保浸滞液对速生木材染色单板浸滞的均匀性、浸透深度和填充的充分性，在同等板材厚度的前提下，经过本实施例的这种处理方法，其可以使得刨切后的科技木单板或者木皮具有更好的强度，以及抗开裂性能。
浸滞液的温度为20-30℃，振荡处理12-18min，即，完成浸滞处理。
如图1所示，一种科技木制造工艺包括如下步骤：
S1、漂白，将漂白液放入溶槽中，优选，该速生木材单板密堆在溶槽中并且所述漂白液成分为水、双氧水和纯碱，水、双氧水和纯碱的配比为2：1：0.005。
双氧水的浓度27.5％。漂白单板密堆时间4—8h，密堆时间的长短取决于密堆的环境温度。
然后将需要漂白的速生木材单板一张一张地放入溶槽中，并使漂白液将速生木材单板淹没；
根据环境温度的不同，环境温度16—30℃时，密堆8h；30—50℃时，密堆4h。
S2、染色，染色前，在染池中加入一定量的水，并将水加热到85℃±5℃，然后将配制好的染液投入其中，并搅拌均匀；将漂白好的单板放入池中浸染3～5h，其浴比为8：l(按体积计)，浸染过程中要保持浸染温度(85±5)℃。
单板染色的染池用不锈钢制作，其容积的大小决定于产量。染池利用蒸汽加热或者电加热方式。
优选地，染色时所述速生木材单板其呈竖直状态。
然后将步骤S1漂白好的速生木材单板放入池中浸染，浸染好的染色单板在清洗池中清洗掉浮色并淋去浮水；
S3、浸滞，采用权利要求4所述的浸滞处理方法进行浸滞处理，得到浸滞速生木材单板；
S4、后处理，包括将浸滞速生木材单板进行制备得到人造木枋，以及对人造木枋进行刨切，制得科技木单板或者科技木皮。
优选地，制备人造木枋包括如下依次设置的步骤：木材顺纹方向组坯、高频热压机热压和养护处理。
进一步地，木材顺纹方向组坯厚度为1m；高频热压机热压的绝对压力为15kg/cm3，温度为70℃，热压时间为50min；热压后将板坯置于养护室进行养护处理，养护室的温度为28℃，养护处理的绝对压力为2MPa，相对湿度为42％，养护时间为4天。
对养护的好的木枋根据实际厚度需求进行刨切，制得科技木单板或者科技木皮。
实施例二
本实施例的工作原理和实施例一基本相同，不同的点在于:按照实际重量份数如下：水100份，硅丙乳液15份，光屏蔽剂5份，紫外线吸收剂2份，受组胺类自由基捕获剂1份和乳化剂1份。
通过如上的用量，其可以达到如下应用测试数据：
如下为木皮测试数据：
Figure BDA0002686498800000091
如下为木皮测试数据：
刨切木皮 实施例2 对照例2
耐光色牢度 4级 1.5级
耐黄变E* 0.89 2.15
科技木刨切开裂情况 无开裂 轻微开裂
实施例三
本实施例的工作原理和实施例一基本相同，不同的点在于:按照实际重量份数如下：水100份，硅丙乳液10份，光屏蔽剂1份，紫外线吸收剂5份，受组胺类自由基捕获剂3份和乳化剂4份。
通过如上的用量，其可以达到如下应用测试数据：
如下为木皮测试数据：
Figure BDA0002686498800000092
如下为木皮测试数据：
刨切木皮 实施例3 对照例1
耐光色牢度 6级 1.5级
耐黄变E* 0.45 1.99
科技木刨切开裂情况 无开裂 轻微开裂
实施例四
本实施例的工作原理和实施例一基本相同，不同的点在于:按照实际重量份数如下：水100份，硅丙乳液10份，光屏蔽剂2份，紫外线吸收剂2份，受组胺类自由基捕获剂3份和乳化剂4份。
通过如上的用量，其可以达到如下应用测试数据：
如下为木皮测试数据：
Figure BDA0002686498800000101
如下为木皮测试数据：
刨切木皮 实施例3 对照例1
耐光色牢度 6级 1.5级
耐黄变E* 0.45 1.99
科技木刨切开裂情况 无开裂 轻微开裂
综上所述，以上的实施例一至实施例四，采用相同厚度的单板和木皮，从最终的测试数据分析得知，低温成膜以及自由基捕获剂的使用，其可以确保表面硬度和抗弯强度远远超过对照例，即使与背景技术的现有专利(以下称为现有专利)相比，本实施例同样具有较大的优势：
第一，本申请的测试板材其厚度远远小于现有专利的厚度，从相同厚度的板材分析，可以毫无意义的推断出本实施例中的各项测试数据要远远优越于现有专利的测试数据，特别是刨切后的开裂情况，本申请要远远优越于现有专利。
第二，本申请采用低温成膜的硅丙乳液，其大幅降低了工艺加工难度，特别是浸滞液的加工工序其简单并且成本低。反观现有专利，其三聚氰胺改性树脂溶液的成分复杂，并且加工工艺繁琐，成本非常高，而且含有甲醛，不适用于当前国家的绿色环保材料要求。
第三，本申请的刨切科技木单板或者木皮，其具有超高的耐光色牢度和耐黄变性能。
第四，同样厚度的板材，本申请其具有明显的表面硬度和抗弯强度的优势。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种科技木材料浸滞液，其特征在于，本浸滞液包括如下的材料成分：水、硅丙乳液、光屏蔽剂、紫外线吸收剂、受组胺类自由基捕获剂和乳化剂，所述水、硅丙乳液、光屏蔽剂、紫外线吸收剂、受组胺类自由基捕获剂和乳化剂按照重量份配比为100：10-15：1-5：1-5：1-3：1-4。
2.根据权利要求1所述的一种科技木材料浸滞液，其特征在于，所述的硅丙乳液为机硅改性苯丙乳液或有机硅改性纯丙乳液；所述光屏蔽剂为炭黑、二氧化钛和氧化锌中的任意一种；所述紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯；所述自由基捕获剂为四甲基哌啶；所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或聚乙二醇。
3.一种科技木材料浸滞液的制备方法，其特征在于，本方法包括如下步骤：
(1)乳化剂与水进行混高速分散制得预乳化液，乳化剂和水按照重量份配比为100：1-4；
(2)依次加入硅丙乳液、光屏蔽剂、紫外线吸收剂和自由基捕获剂，所述硅丙乳液、光屏蔽剂、紫外线吸收剂和受组胺类自由基捕获剂按照重量份配比为10-15：1-5：1-5：1-3，搅拌30min后得到科技木材料浸滞液，然后备用。
4.一种科技木材料的浸滞处理方法，其特征在于，本方法包括如下步骤：
S30、备料，准备速生木材染色单板，以及浸滞液，该浸滞液包括如下的材料成分：水、硅丙乳液、光屏蔽剂、紫外线吸收剂、受组胺类自由基捕获剂和乳化剂，所述水、硅丙乳液、光屏蔽剂、紫外线吸收剂、受组胺类自由基捕获剂和乳化剂按照重量份配比为100：10-15：1-5：1-5：1-3：1-4；
S31、堆垛，S30步骤中的速生木材染色单板按照相邻两层速生木材染色单板之间加隔一塑料格网进行堆垛；
S32、振荡，S31步骤堆垛的速生木材染色单板按照设定的堆垛总厚度呈竖直状态浸入至超声波振荡器的浸滞液中，并使浸滞液将速生木材单板淹没，浸滞液的温度为20-30℃，振荡处理12-18min，即，完成浸滞处理。
5.根据权利要求4所述一种科技木材料的浸滞处理方法的科技木制造工艺，其特征在于，本工艺包括如下步骤：
S1、漂白，将漂白液放入溶槽中，然后将需要漂白的速生木材单板一张一张地放入溶槽中，并使漂白液将速生木材单板淹没；
S2、染色，染色前，在染池中加入一定量的水，并将水加热到85℃±5℃，然后将配制好的染液投入其中，并搅拌均匀；然后将步骤S1漂白好的速生木材单板放入池中浸染，浸染好的染色单板在清洗池中清洗掉浮色并淋去浮水；
S3、浸滞，采用权利要求4所述的浸滞处理方法进行浸滞处理，得到浸滞速生木材单板；
S4、后处理，包括将浸滞速生木材单板进行制备得到人造木枋，以及对人造木枋进行刨切，制得科技木单板或者科技木皮。
6.根据权利要求5所述的一种科技木制造工艺，其特征在于，在上述的S1步骤中，所述的速生木材单板密堆在溶槽中。
7.根据权利要求5所述的一种科技木制造工艺，其特征在于，在上述的S2步骤中，将漂白好的单板放入池中浸染，其浴比为8：l(按体积计)。
8.根据权利要求5所述的一种科技木制造工艺，其特征在于，在上述的S4步骤中，制备人造木枋包括如下依次设置的步骤：木材顺纹方向组坯、高频热压机热压和养护处理。
9.根据权利要求8所述的一种科技木制造工艺，其特征在于，木材顺纹方向组坯厚度为1m；高频热压机热压的绝对压力为15kg/cm3，温度为70℃，热压时间为50min；热压后将板坯置于养护室进行养护处理，养护室的温度为28℃，养护处理的绝对压力为2MPa，相对湿度为42％，养护时间为4天。
10.根据权利要求6所述的一种科技木制造工艺，其特征在于，所述漂白液成分为水、双氧水和纯碱，水、双氧水和纯碱的配比为2：1：0.005。
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