CN112643814A - 一种无胶胶合的重组薄木及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无胶胶合的重组薄木及其制备方法，属于木材加工技术领域。为解决现有重组薄木使用胶黏剂释放有毒有害挥发物的问题，本发明提供了一种无胶胶合的重组薄木的制备方法，利用脱木素溶液对速生材单板进行脱木素处理得到脱木素木材样品，通过冷压去除所得脱木素木材样品中80％的水分，再进行热压干燥，得到无胶胶合的重组薄木。本发明通过脱木素处理，使纤维素、半纤维素表面羟基暴露，使其在压力下形成多重氢键网络，赋予重组薄木高力学强度和良好的尺寸稳定性。本发明不使用胶黏剂，重组薄木成本低、工艺简单、耗时短，实现了甲醛真正0挥发，解决了人造木材胶黏剂使用量大、污染室内环境、危害人体健康等问题，具有更高的市场价值。

Description

一种无胶胶合的重组薄木及其制备方法
技术领域
本发明属于木材加工技术领域，尤其涉及一种无胶胶合的重组薄木及其制备方法。
背景技术
薄木贴面是用于改善人造板外观特性的常用装饰方式。薄木贴面分为天然薄木和人工薄木。天然薄木是以珍贵木材为原材料通过不同方式切割制成，具有纹理丰富，色调美观的特点，但供给不足、成本高，限制其广泛应用。以杨木等经济速生材为原材料生产的薄木表面粗糙，力学性能差，无法满足市场的需求。通过旋切、施胶、组坯、热压、刨切等一系列工艺将速生材制成的科技木皮，凭借着优美的色泽、纹理结构被市场所接受。但是，在科技木皮制造过程中，大量胶粘剂的使用导致甲醛含量高、VOCs释放量高，不符合绿色环保的要求。为了解决甲醛释放的问题，许多厂家开始研究无醛胶，但是除甲醛外，芳香族、醇类、脂类、酮类化合物制成的胶粘剂依然会释放危害室内环境和人体健康的有毒挥发物。因此，提供一种真正绿色环保，不释放有毒挥发物的重组薄木应用于家具、室内装饰已成为当务之急。
发明内容
为解决现有重组薄木使用胶粘剂释放有毒有害挥发物的问题，本发明提供了一种无胶胶合的重组薄木及其制备方法。
本发明的技术方案：
一种无胶胶合的重组薄木的制备方法，利用脱木素溶液对速生材单板进行脱木素处理从而得到脱木素木材样品，通过冷压去除所得脱木素木材样品中80％的水分，再进行热压干燥，得到无胶胶合的重组薄木。
进一步的，所述脱木素处理的具体方法为：将速生材单板置于脱木素溶液中进行真空处理，使脱木素溶液充分渗透进速生材单板，然后将速生材单板置于脱木素溶液中在80～100℃条件下保持4～8h，自然冷却后蒸馏水洗涤3～6次得到脱木素木材样品。
进一步的，所述速生材为杨木、桉木、杉木、松木、柳木、轻木、泡桐中任意一种或多种的组合。
进一步的，所述速生材单板的厚度为0.8～1.5mm。
进一步的，所述脱木素溶液为1～2wt％的亚氯酸钠溶液，所述亚氯酸钠溶液通过冰乙酸调控pH值为4.6。
进一步的，所述冷压是将所述脱木素木材样品交叉排列堆叠三层后铺设于不锈钢滤网之间，在不锈钢滤网两侧再分别铺设一层纸板，冷压过程的压力为3～6MPa，冷压时间为0.5～1h。
进一步的，所述不锈钢滤网的孔径为800～1500目。
进一步的，所述热压过程的温度为100℃，热压压力为8～10MPa，热压时间为2～4h。
一种本发明所述无胶胶合的重组薄木的制备方法所制备的无胶胶合的重组薄木。
本发明的有益效果：
本发明提供的无胶胶合重组薄木的制备方法，通过对速生材单板进行脱木素处理，使纤维素、半纤维素表面羟基暴露出来，在压力下，重组薄木层与层之间大量的羟基形成多重氢键网络，赋予重组薄木高力学强度和良好的尺寸稳定性。本发明所得无胶胶合的重组薄木轴向和横向拉伸强度分别为137.1～158MPa和78.5～87.2MPa，表面胶合强度达到了0.91～1.13MPa，在相对湿度为95％的环境下吸湿128小时后，厚度膨胀率为3.48～4.98％。
本发明优选的脱木素时间与优化的冷压和热压生产工艺，包括压力、时间与温度配合，实现了以速生材为原材料不使用胶黏剂生产出性能良好的重组薄木，甲醛真正0挥发，不释放其他有毒挥发物，绿色环保，解决了人造木材胶黏剂使用量大、污染室内环境、危害人体健康等问题。
本发明加工过程控制了原料成本，不仅将重组薄木的成本降低，并且加工工艺简单，加工时间短，具有更高的市场价值，有利于产业化生产。
附图说明
图1为实施例3制备的重组薄木径切面放大200倍的扫描电镜照片；
图2为实施例3制备的重组薄木横切面放大300倍的扫描电镜照片；
图3为实施例3制备的单层脱木素木材样品横切面放大200倍的扫描电镜照片；
图4为实施例3速生材横切面放大200倍的扫描电镜照片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
实施例1
本实施例提供了一种无胶胶合的重组薄木的制备方法，利用脱木素溶液对速生材单板进行脱木素处理得到脱木素木材样品，通过冷压去除所得脱木素木材样品中80％水分，再进行热压干燥，得到无胶胶合的重组薄木。
实施例2
本实施例提供了一种无胶胶合的重组薄木的制备方法，具体步骤如下：
步骤一、利用脱木素溶液对速生材单板进行脱木素处理：
将厚度为0.8～1.5mm的速生材单板置于1～2wt％的亚氯酸钠溶液中进行真空处理，使脱木素溶液充分渗透进速生材单板，然后将速生材单板置于通过冰乙酸调控pH值为4.6的1～2wt％的亚氯酸钠溶液中在80～100℃条件下保持4～8h，自然冷却后蒸馏水洗涤3～6次得到脱木素木材样品；
所述速生材为杨木、桉木、杉木、松木、柳木、轻木、泡桐中任意一种或多种的组合。
步骤二、通过冷压去除所得脱木素木材样品中的水分：
将步骤一得到的脱木素木材样品交叉排列堆叠三层后铺设于孔径为800目的不锈钢滤网之间，在不锈钢滤网外侧再分别铺设一层纸板，以3～6MPa压力冷压0.5～1h，去除脱木素木材样品中80％的水分，获得低含水率的脱木素木材样品；
步骤三、热压干燥得到无胶胶合的重组薄木：
将冷压处理后不锈钢滤网外侧已经潮湿的纸板更换为新的干燥纸板，在100℃下以8～10MPa压力对步骤二所得低含水率的脱木素木材样品热压2～4h，得到无胶胶合的重组薄木。
实施例3
本实施例提供了一种无胶胶合的重组薄木，其制备方法的具体步骤如下：
步骤一、利用脱木素溶液对速生材单板进行脱木素处理：
将厚度为0.8mm的杨木单板置于1wt％的亚氯酸钠溶液中进行真空处理，使脱木素溶液充分渗透进速生材单板，然后将速生材单板置于通过冰乙酸调控pH值为4.6的2wt％的亚氯酸钠溶液中在80℃条件下保持4h，自然冷却后蒸馏水洗涤3次得到脱木素木材样品；
步骤二、通过冷压去除所得脱木素木材样品中的水分：
将步骤一得到的脱木素木材样品交叉排列堆叠三层后铺设于孔径为800目的不锈钢滤网之间，在不锈钢滤网外侧再分别铺设一层纸板，室温下在压机上以3MPa压力冷压0.5h，去除脱木素木材样品中80％水分，获得低含水率的脱木素木材样品；
步骤三、热压干燥得到无胶胶合的重组薄木：
将冷压处理后不锈钢滤网外侧已经潮湿的纸板更换为新的干燥纸板，在100℃下以8MPa压力对步骤二所得低含水率的脱木素木材样品热压2h，得到无胶胶合的重组薄木。
本实施例所得重组薄木的轴向和横向拉伸强度分别为158MPa和87.2MPa，表面胶合强度达到了1.13MPa，在相对湿度为95％的环境下吸湿128小时后，厚度膨胀率为3.48％。
由图1-图4的对比可以看出，脱木素处理使纤维素、半纤维素表面暴露出来，经过冷压除水和热压贴合处理后，重组薄木层与层之间大量的羟基形成多重氢键网络，各层之间贴合紧实，赋予重组薄木高力学强度和良好的尺寸稳定性。
实施例4
本实施例提供了一种无胶胶合的重组薄木，其制备方法的具体步骤如下：
步骤一、利用脱木素溶液对速生材单板进行脱木素处理：
将厚度为1.0mm的桉木单板置于2wt％的亚氯酸钠溶液中进行真空处理，使脱木素溶液充分渗透进速生材单板，然后将速生材单板置于通过冰乙酸调控pH值为4.6的2wt％的亚氯酸钠溶液中在80℃条件下保持4h，自然冷却后蒸馏水洗涤3次得到脱木素木材样品；
步骤二、通过冷压去除所得脱木素木材样品中的水分：
将步骤一得到的脱木素木材样品交叉排列堆叠三层后铺设于孔径为800目的不锈钢滤网之间，在不锈钢滤网外侧再分别铺设一层纸板，室温下在压机上以3MPa压力冷压0.5h，去除脱木素木材样品中80％水分，获得低含水率的脱木素木材样品；
步骤三、热压干燥得到无胶胶合的重组薄木：
将冷压处理后不锈钢滤网外侧已经潮湿的纸板更换为新的干燥纸板，在100℃下以8MPa压力对步骤二所得低含水率的脱木素木材样品热压2h，得到无胶胶合的重组薄木。
本实施例所得重组薄木的轴向和横向拉伸强度分别为151.2MPa和85.7MPa，表面胶合强度达到了1.01MPa，在相对湿度为95％的环境下吸湿128小时后，厚度膨胀率为3.52％。
实施例5
本实施例提供了一种无胶胶合的重组薄木，其制备方法的具体步骤如下：
步骤一、利用脱木素溶液对速生材单板进行脱木素处理：
将厚度为1.2mm的杉木单板置于2wt％的亚氯酸钠溶液中进行真空处理，使脱木素溶液充分渗透进速生材单板，然后将速生材单板置于通过冰乙酸调控pH值为4.6的2wt％的亚氯酸钠溶液中在80℃条件下保持6h，自然冷却后蒸馏水洗涤6次得到脱木素木材样品；
步骤二、通过冷压去除所得脱木素木材样品中的水分：
将步骤一得到的脱木素木材样品交叉排列堆叠三层后铺设于孔径为800目的不锈钢滤网之间，在不锈钢滤网外侧再分别铺设一层纸板，室温下在压机上以6MPa压力冷压0.5h，去除脱木素木材样品中80％水分，获得低含水率的脱木素木材样品；
步骤三、热压干燥得到无胶胶合的重组薄木：
将冷压处理后不锈钢滤网外侧已经潮湿的纸板更换为新的干燥纸板，在100℃下以10MPa压力对步骤二所得低含水率的脱木素木材样品热压4h，得到无胶胶合的重组薄木。
本实施例所得重组薄木的轴向和横向拉伸强度分别为146MPa和82.9MPa，表面胶合强度达到了0.99MPa，在相对湿度为95％的环境下吸湿128小时后，厚度膨胀率为4.21％。
实施例6
本实施例提供了一种无胶胶合的重组薄木，其制备方法的具体步骤如下：
步骤一、利用脱木素溶液对速生材单板进行脱木素处理：
将厚度为1.5mm的松木单板置于2wt％的亚氯酸钠溶液中进行真空处理，使脱木素溶液充分渗透进速生材单板，然后将速生材单板置于通过冰乙酸调控pH值为4.6的2wt％的亚氯酸钠溶液中在100℃条件下保持8h，自然冷却后蒸馏水洗涤6次得到脱木素木材样品；
步骤二、通过冷压去除所得脱木素木材样品中的水分：
将步骤一得到的脱木素木材样品交叉排列堆叠三层后铺设于孔径为800目的不锈钢滤网之间，在不锈钢滤网外侧再分别铺设一层纸板，室温下在压机上以6MPa压力冷压1h，去除脱木素木材样品中80％水分，获得低含水率的脱木素木材样品；
步骤三、热压干燥得到无胶胶合的重组薄木：
将冷压处理后不锈钢滤网外侧已经潮湿的纸板更换为新的干燥纸板，在100℃下以10MPa压力对步骤二所得低含水率的脱木素木材样品热压4h，得到无胶胶合的重组薄木。
本实施例所得重组薄木的轴向和横向拉伸强度分别为137.1MPa和78.5MPa，表面胶合强度达到了0.91MPa，在相对湿度为95％的环境下吸湿128小时后，厚度膨胀率为4.98％。
实施例7
本实施例提供了一种无胶胶合的重组薄木，其制备方法的具体步骤如下：
步骤一、利用脱木素溶液对速生材单板进行脱木素处理：
将厚度为1.5mm的柳木单板置于1.5wt％的亚氯酸钠溶液中进行真空处理，使脱木素溶液充分渗透进速生材单板，然后将速生材单板置于通过冰乙酸调控pH值为4.6的1.5wt％的亚氯酸钠溶液中在90℃条件下保持8h，自然冷却后蒸馏水洗涤6次得到脱木素木材样品；
步骤二、通过冷压去除所得脱木素木材样品中的水分：
将步骤一得到的脱木素木材样品交叉排列堆叠三层后铺设于孔径为1000目的不锈钢滤网之间，在不锈钢滤网外侧再分别铺设一层纸板，室温下在压机上以6MPa压力冷压30min，去除脱木素木材样品中80％水分，获得低含水率的脱木素木材样品；
步骤三、热压干燥得到无胶胶合的重组薄木：
将冷压处理后不锈钢滤网外侧已经潮湿的纸板更换为新的干燥纸板，在100℃下以10MPa压力对步骤二所得低含水率的脱木素木材样品热压4h，得到无胶胶合的重组薄木。
本实施例所得重组薄木的轴向和横向拉伸强度分别为142.1MPa和85.2MPa，表面胶合强度达到了1.08MPa，在相对湿度为95％的环境下吸湿128小时后，厚度膨胀率为4.5％。
实施例8
本实施例提供了一种无胶胶合的重组薄木，其制备方法的具体步骤如下：
步骤一、利用脱木素溶液对速生材单板进行脱木素处理：
将厚度为1.5mm的轻木单板置于2wt％的亚氯酸钠溶液中进行真空处理，使脱木素溶液充分渗透进速生材单板，然后将速生材单板置于通过冰乙酸调控pH值为4.6的1wt％的亚氯酸钠溶液中在100℃条件下保持8h，自然冷却后蒸馏水洗涤6次得到脱木素木材样品；
步骤二、通过冷压去除所得脱木素木材样品中的水分：
将步骤一得到的脱木素木材样品交叉排列堆叠三层后铺设于孔径为1500目的不锈钢滤网之间，在不锈钢滤网外侧再分别铺设一层纸板，室温下在压机上以6MPa压力冷压0.5h，去除脱木素木材样品中80％水分，获得低含水率的脱木素木材样品；
步骤三、热压干燥得到无胶胶合的重组薄木：
将冷压处理后不锈钢滤网外侧已经潮湿的纸板更换为新的干燥纸板，在100℃下以10MPa压力对步骤二所得低含水率的脱木素木材样品热压4h，得到无胶胶合的重组薄木。
本实施例所得重组薄木的轴向和横向拉伸强度分别为147.3MPa和85.5MPa，表面胶合强度达到了1.11MPa，在相对湿度为95％的环境下吸湿128小时后，厚度膨胀率为4.3％。

Claims (9)

1.一种无胶胶合的重组薄木的制备方法，其特征在于，利用脱木素溶液对速生材单板进行脱木素处理从而得到脱木素木材样品，通过冷压去除所得脱木素木材样品中80％的水分，再进行热压干燥，得到无胶胶合的重组薄木。
2.根据权利要求1所述一种无胶胶合的重组薄木的制备方法，其特征在于，所述脱木素处理的具体方法为：将速生材单板置于脱木素溶液中进行真空处理，使脱木素溶液充分渗透进速生材单板，然后将速生材单板置于脱木素溶液中在80～100℃条件下保持4～8h，自然冷却后蒸馏水洗涤3～6次得到脱木素木材样品。
3.根据权利要求1或2所述一种无胶胶合的重组薄木的制备方法，其特征在于，所述速生材为杨木、桉木、杉木、松木、柳木、轻木、泡桐中任意一种或多种的组合。
4.根据权利要求3所述一种无胶胶合的重组薄木的制备方法，其特征在于，所述速生材单板的厚度为0.8～1.5mm。
5.根据权利要求4所述一种无胶胶合的重组薄木的制备方法，其特征在于，所述脱木素溶液为1～2wt％的亚氯酸钠溶液，所述亚氯酸钠溶液通过冰乙酸调控pH值为4.6。
6.根据权利要求5所述一种无胶胶合的重组薄木的制备方法，其特征在于，所述冷压是将所述脱木素木材样品交叉排列堆叠三层后铺设于不锈钢滤网之间，在不锈钢滤网外侧再分别铺设一层纸板，冷压过程的压力为3～6MPa，冷压时间为0.5～1h。
7.根据权利要求6所述一种无胶胶合的重组薄木的制备方法，其特征在于，所述不锈钢滤网的孔径为800～1500目。
8.根据权利要求7所述一种无胶胶合的重组薄木的制备方法，其特征在于，所述热压过程的温度为100℃，热压压力为8～10MPa，热压时间为2～4h。
9.一种如权利要求1-8任一所述无胶胶合的重组薄木的制备方法所制备的无胶胶合的重组薄木。
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