CN114083631A - 一种地采暖用实木地板的浸渍改性处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于地板技术领域，提供了一种地采暖用实木地板的浸渍改性处理方法，包括以下步骤：步骤（1）：超临界预处理，将板材置于超临界设备中，超临界流体为二氧化碳，携带剂为聚乙二醇；步骤（2）：呼吸式浸渍处理，将板材放置于储液罐中进行浸渍处理，同时进行前真空处理，在真空状态下导入改性液并进行加压浸渍处理，然后再排出改性液，循环三次，最后进行后真空处理，再将其放置于室温环境中24h；步骤（3）：压缩定型，将浸渍处理后的板材置于压机中进行压缩处理，之后进行压缩定型处理；步骤（4）：回潮养生。本方法有效改善了木材的尺寸稳定性，显著增强了产品的稳定性和导热性能，提升板材密度和强度等整体性能。
Description
技术领域
本发明属于地板技术领域，尤其涉及一种地采暖用实木地板的浸渍改性处理方法。
背景技术
地采暖是通过在地面下方铺设的暖气管道来采暖，使室内温度均匀，给人以脚暖头凉的感觉，并且不占用室内空间。地采暖用木质地板是指铺设在地面供暖系统上的、以木质材料为主基材的地板，地面供暖主要以热水、电缆、电热膜为热源，呈梯度自下而上辐射热量。
近年来地采暖方式被越来越多地应用于建筑领域，地采暖用木质地板也随之受到人们的关注。目前市面上用于地采暖用的木质地板有实木地板、实木复合地板等产品。然而由于木材本身干缩湿胀的固有特性，作为地采暖用材受不同季节环境湿热影响会出现干缩、开裂和翘曲变形。同时针对地采暖用木质地板而言，将导热系数更高的材料应用在地采暖地板上，不仅可以缩短升温时间，提高热量传递效率，也可以减少能源消耗。因此提高地采暖用木质地板材料的尺寸稳定性和导热性能具有重要意义。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种地采暖用实木地板的浸渍改性处理方法，旨在解决木材的导热性以及由于本身干缩湿胀的固有特性，作为地采暖用材受不同季节环境湿热影响会出现干缩、开裂和翘曲变形的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种地采暖用实木地板的浸渍改性处理方法，包括以下步骤：
步骤(1)：超临界预处理，将含水率5％-10％的板材置于超临界设备中，超临界流体为二氧化碳，以10％-40％体积分数的聚乙二醇为携带剂，设置温度参数为35℃-55℃，压力参数为9MPa-18MPa，时间参数为30min-100min，流速为15L/h-40L/h，开启设备进行超临界预处理；
步骤(2)：呼吸式浸渍处理，将改性液导入浸渍设备的储液罐中，板材堆垛摆放于物料小车上，经导轨传输至浸渍罐内，开启设备进行浸渍处理，将浸渍罐升温至40℃-60℃，同时进行前真空处理，真空度-0.095MPa，时间10min-20min，在真空状态下从储液罐导入预先配置好的改性液并进行加压浸渍处理，浸渍压力1.0MPa-1.5MPa，时间20min-40min，再排出改性液，每进行一次真空和加压为一个循环，共需进行三次循环，最后进行后真空处理30min，真空度-0.095MPa，抽出多余改性液，取出板材，采用高速旋转设备甩干板材表面改性剂，转速为8000r/min-12000r/min，时间为10min-30min，再将其放置于25℃-35℃室温环境中24h左右；
步骤(3)：压缩定型，在热压钢板表面覆脱模剂，再将浸渍处理后的板材置于压机中进行压缩处理，设置压缩率10％-20％，单位热压压力为3MPa/m2、热压温度为90℃、热压时间为10min-20min，为减少开裂和变形等缺陷产生，此阶段为缓慢升压，之后进行压缩定型处理，调整单位热压压力为1.5MPa/m2-2MPa/m2，热压温度为120℃，热压时间为50min-90min，每30min启闭一次压机；
步骤(4)：回潮养生，将板材堆垛摆放置于回潮窑中进行回潮处理，设置温度为40℃-55℃，湿度设置为70％-90％，时间为4天-5天，直至板材含水率升高至8％左右，再进入平衡房进行平衡养生处理15天。
进一步的技术方案，在步骤(2)中，所述改性液配制步骤为：在75％-88％质量分数的水性封闭型异氰酸酯中依次加入5％-10％质量分数的硅烷偶联剂、3％-8％质量分数的氧化石墨烯和4％-7％质量分数的酒石酸，边加入边搅拌，并超声分散30min。
进一步的技术方案，所述板材的原材料包括水曲柳、红酸枝、桦木、白橡和红橡等常规地板用材。
进一步的技术方案，在步骤(1)中，板材的含水率为7％，聚乙二醇的体积分数为15％，温度参数为45℃，压力参数为15MPa，时间参数为60min，流速为20L/h。
进一步的技术方案，所述改性液中的水性封闭型异氰酸酯的质量分数为85％，硅烷偶联剂的质量分数为4％，酒石酸的质量分数为6％，前真空处理的时间为20min，浸渍压力为1.5MPa。
进一步的技术方案，在步骤(3)中，压缩处理的压缩率为10％，单位热压压力为3MPa/m2，热压温度为90℃，热压时间为15min，压缩定型处理的单位热压压力为1.5MPa/m2，热压时间为60min。
进一步的技术方案，在步骤(4)中，回潮处理的温度设置为55℃，湿度设置为70％，时间为5天。
本发明实施例提供的一种地采暖用实木地板的浸渍改性处理方法，与现有技术相比，本发明具有一下有益效果：
1)本发明采用超临界预处理提升板材的渗透性，增加后期浸渍改性效果，同时用聚乙二醇扩散到木材细胞壁中，置换木材细胞壁中的水分，对细胞壁起一定的润胀作用，改善木材的尺寸稳定性；
2)本发明采用呼吸式浸渍工艺，将改性剂填充进木材内部，显著增强了产品的稳定性和导热性能，同时呼吸式浸渍工艺可使改性剂在木材中分布更均匀，减少后期干燥固化过程中的应力集中现象；
3)本发明采用压缩定型处理，其作用之一是在温度作用下是改性剂彻底固化，并固定在木材细胞内部，其作用之二是进一步提升板材密度、强度等整体性能，提升板材表面效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种地采暖用实木地板的浸渍改性处理方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
实施案例1
1)超临界预处理：将含水率7％的水曲柳板材置于超临界设备(购自江苏南通市华安超临界萃取有限公司)中，超临界流体设置为二氧化碳，以15％体积分数的聚乙二醇为携带剂，设置温度参数为45℃，压力参数为15MPa，时间参数为60min，流速为20L/h，开启设备进行超临界预处理。
2)呼吸式浸渍处理：首先配置改性液，在85％质量分数的水性封闭型异氰酸酯中依次加入5％质量分数的硅烷偶联剂，4％质量分数的氧化石墨烯和6％质量分数的酒石酸，边加入边搅拌，并超声分散30min。然后将改性液导入浸渍设备的储液罐中，板材堆垛摆放于物料小车上，经导轨传输至浸渍罐内，开启设备进行浸渍处理，将浸渍罐升温至40℃，同时进行前真空处理，真空度-0.095MPa，时间20min，在真空状态下从储液罐导入改性液并进行加压浸渍处理，浸渍压力1.5MPa，时间40min，再排出改性液，每进行一次真空和加压为一个循环，共需进行三次循环，最后进行后真空处理30min，真空度-0.095MPa，抽出多余改性液，节省成本，取出板材，采用高速旋转设备甩干板材表面改性剂，转速为8000r/min，时间为20min，再将其放置于35℃室温环境中24h左右。
3)压缩定型：在热压钢板表面覆脱模剂，再将浸渍材置于压机中进行压缩处理，设置压缩率10％，单位热压压力为3MPa/m2、热压温度为90℃、热压时间为15min，为减少开裂、变形等缺陷产生，此阶段为缓慢升压。之后进入压缩定型阶段，调整单位热压压力为1.5MPa/m2、热压温度为120℃、热压时间为60min，每30min启闭一次压机。
4)回潮养生：将板材堆垛摆放置于回潮窑中进行回潮处理，设置温度为55℃、湿度为70％，时间为5天，直至板材含水率升高至8％左右，再进入平衡房进行平衡养生处理15天。
经上述技术方案得到的地采暖用实木地板的浸渍改性材，含水率分布均匀，表芯层含水率差异低于1％，表面硬度提升两个等级。
其理化性能指标如下表1所示。
实施案例2
1)超临界预处理：将含水率10％的红酸枝板材置于超临界设备(购自江苏南通市华安超临界萃取有限公司)中，超临界流体设置为二氧化碳，以30％体积分数的聚乙二醇为携带剂，设置温度参数为40℃，压力参数为17MPa，时间参数为90min，流速为30L/h，开启设备进行超临界预处理。
2)呼吸式浸渍处理：首先配置改性液，在81％质量分数的水性封闭型异氰酸酯中依次加入7％质量分数的硅烷偶联剂，7％质量分数的氧化石墨烯和5％质量分数的酒石酸，边加入边搅拌，并超声分散30min。然后将改性液导入浸渍设备的储液罐中，板材堆垛摆放于物料小车上，经导轨传输至浸渍罐内，开启设备进行浸渍处理，将浸渍罐升温至55℃，同时进行前真空处理，真空度-0.095MPa，时间20min，在真空状态下导入改性液并进行加压浸渍处理，浸渍压力1.5MPa，时间40min，再排出改性液，每进行一次真空和加压为一个循环，共需进行三次循环，最后进行后真空处理30min，真空度-0.095MPa，抽出多余改性液，节省成本，取出板材，采用高速旋转设备甩干板材表面改性剂，转速为8000r/min，时间为15min，再将其放置于30℃室温环境中24h左右。
3)压缩定型：在热压钢板表面覆脱模剂，再将浸渍材置于压机中进行压缩处理，设置压缩率10％，单位热压压力为3MPa/m2、热压温度为90℃、热压时间为10min，为减少开裂、变形等缺陷产生，此阶段为缓慢升压。之后进入压缩定型阶段，调整单位热压压力为2MPa/m2、热压温度为120℃、热压时间为60min，每30min启闭一次压机。
4)回潮养生：将板材堆垛摆放置于回潮窑中进行回潮处理，设置温度为55℃、湿度为85％，时间为5天，直至板材含水率升高至8％左右，再进入平衡房进行平衡养生处理15天。
经上述技术方案得到的地采暖用实木地板的浸渍改性材，含水率分布均匀，表芯层含水率差异低于1％，表面硬度提升1个等级。
其理化性能指标如下表2所示。
实施案例3
1)超临界预处理：将含水率8％的桦木板材置于超临界设备(购自江苏南通市华安超临界萃取有限公司)中，超临界流体设置为二氧化碳，以20％体积分数的聚乙二醇为携带剂，设置温度参数为45℃，压力参数为10MPa，时间参数为90min，流速为20L/h，开启设备进行超临界预处理。
2)呼吸式浸渍处理：首先配置改性液，在80％质量分数的水性封闭型异氰酸酯中依次加入8％质量分数的硅烷偶联剂，7％质量分数的氧化石墨烯和5％质量分数的酒石酸，边加入边搅拌，并超声分散30min。然后将改性液导入浸渍设备的储液罐中，板材堆垛摆放于物料小车上，经导轨传输至浸渍罐内，开启设备进行浸渍处理，将浸渍罐升温至50℃，同时进行前真空处理，真空度-0.095MPa，时间15min，在真空状态下导入改性液并进行加压浸渍处理，浸渍压力1.2MPa，时间30min，再排出改性液，每进行一次真空和加压为一个循环，共需进行三次循环，最后进行后真空处理30min，真空度-0.095MPa，抽出多余改性液，节省成本，取出板材，采用高速旋转设备甩干板材表面改性剂，转速为8000r/min，时间为25min，再将其放置于30℃室温环境中24h左右。
3)压缩定型：在热压钢板表面覆脱模剂，再将浸渍材置于压机中进行压缩处理，设置压缩率20％，单位热压压力为3MPa/m2、热压温度为90℃、热压时间为15min，为减少开裂、变形等缺陷产生，此阶段为缓慢升压。之后进入压缩定型阶段，调整单位热压压力为1.5MPa/m2、热压温度为120℃、热压时间为90min，每30min启闭一次压机。
4)回潮养生：将板材堆垛摆放置于回潮窑中进行回潮处理，设置温度为50℃、湿度为80％，时间为5天，直至板材含水率升高至8％左右，再进入平衡房进行平衡养生处理15天。
经上述技术方案得到的地采暖用实木地板的浸渍改性材，含水率分布均匀，表芯层含水率差异低于1％，表面硬度提升两个等级。
其理化性能指标如下表3所示。
实施案例4
1)超临界预处理：将含水率8％的桦木板材置于超临界设备(购自江苏南通市华安超临界萃取有限公司)中，超临界流体设置为二氧化碳，以35％体积分数的聚乙二醇为携带剂，设置温度参数为45℃，压力参数为15MPa，时间参数为80min，流速为25L/h，开启设备进行超临界预处理。
2)呼吸式浸渍处理：首先配置改性液，在81％质量分数的水性封闭型异氰酸酯中依次加入6％质量分数的硅烷偶联剂，8％质量分数的氧化石墨烯和5％质量分数的酒石酸，边加入边搅拌，并超声分散30min。然后将改性液导入浸渍设备的储液罐中，板材堆垛摆放于物料小车上，经导轨传输至浸渍罐内，开启设备进行浸渍处理，将浸渍罐升温至50℃，同时进行前真空处理，真空度-0.095MPa，时间20min，在真空状态下导入改性液并进行加压浸渍处理，浸渍压力1.5MPa，时间40min，再排出改性液，每进行一次真空和加压为一个循环，共需进行三次循环，最后进行后真空处理30min，真空度-0.095MPa，抽出多余改性液，节省成本，取出板材，采用高速旋转设备甩干板材表面改性剂，转速为10000r/min，时间为15min，再将其放置于35℃室温环境中24h左右。
3)压缩定型：在热压钢板表面覆脱模剂，再将浸渍材置于压机中进行压缩处理，设置压缩率20％，单位热压压力为3MPa/m2、热压温度为90℃、热压时间为15min，为减少开裂、变形等缺陷产生，此阶段为缓慢升压。之后进入压缩定型阶段，调整单位热压压力为2MPa/m2、热压温度为120℃、热压时间为60min，每30min启闭一次压机。
4)回潮养生：将板材堆垛摆放置于回潮窑中进行回潮处理，设置温度为55℃、湿度为90％，时间为4天，直至板材含水率升高至8％左右，再进入平衡房进行平衡养生处理15天。
经上述技术方案得到的地采暖用实木地板的浸渍改性材，含水率分布均匀，表芯层含水率差异低于1％，表面硬度提升两个等级。
其理化性能指标如下表4所示。
实施案例5
1)超临界预处理：将含水率8％的红橡板材置于超临界设备(购自江苏南通市华安超临界萃取有限公司)中，超临界流体设置为二氧化碳，以35％体积分数的聚乙二醇为携带剂，设置温度参数为40℃，压力参数为10MPa，时间参数为70min，流速为25L/h，开启设备进行超临界预处理。
2)呼吸式浸渍处理：首先配置改性液，在82％质量分数的水性封闭型异氰酸酯中依次加入8％质量分数的硅烷偶联剂，5％质量分数的氧化石墨烯和5％质量分数的酒石酸，边加入边搅拌，并超声分散30min。然后将改性液导入浸渍设备的储液罐中，板材堆垛摆放于物料小车上，经导轨传输至浸渍罐内，开启设备进行浸渍处理，将浸渍罐升温至40℃，同时进行前真空处理，真空度-0.095MPa，时间20min，在真空状态下导入改性液并进行加压浸渍处理，浸渍压力1.2MPa，时间40min，再排出改性液，每进行一次真空和加压为一个循环，共需进行三次循环，最后进行后真空处理30min，真空度-0.095MPa，抽出多余改性液，节省成本，取出板材，采用高速旋转设备甩干板材表面改性剂，转速为12000r/min，时间为10min，再将其放置于30℃室温环境中24h左右。
3)压缩定型：在热压钢板表面覆脱模剂，再将浸渍材置于压机中进行压缩处理，设置压缩率15％，单位热压压力为3MPa/m2、热压温度为90℃、热压时间为20min，为减少开裂、变形等缺陷产生，此阶段为缓慢升压。之后进入压缩定型阶段，调整单位热压压力为1.5MPa/m2、热压温度为120℃、热压时间为60min，每30min启闭一次压机。
4)回潮养生：将板材堆垛摆放置于回潮窑中进行回潮处理，设置温度为50℃、湿度为80％，时间为5天，直至板材含水率升高至8％左右，再进入平衡房进行平衡养生处理15天。
经上述技术方案得到的地采暖用实木地板的浸渍改性材，含水率分布均匀，表芯层含水率差异低于1％，表面硬度提升两个等级。
其理化性能指标如下表5所示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种地采暖用实木地板的浸渍改性处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：超临界预处理，将含水率5％-10％的板材置于超临界设备中，超临界流体为二氧化碳，以10％-40％体积分数的聚乙二醇为携带剂，设置温度参数为35℃-55℃，压力参数为9MPa-18MPa，时间参数为30min-100min，流速为15L/h-40L/h，开启设备进行超临界预处理；
步骤(2)：呼吸式浸渍处理，将改性液导入浸渍设备的储液罐中，板材堆垛摆放于物料小车上，经导轨传输至浸渍罐内，开启设备进行浸渍处理，将浸渍罐升温至40℃-60℃，同时进行前真空处理，真空度-0.095MPa，时间10min-20min，在真空状态下从储液罐导入预先配置好的改性液并进行加压浸渍处理，浸渍压力1.0MPa-1.5MPa，时间20min-40min，再排出改性液，每进行一次真空和加压为一个循环，共需进行三次循环，最后进行后真空处理30min，真空度-0.095MPa，抽出多余改性液，取出板材，采用高速旋转设备甩干板材表面改性剂，转速为8000r/min-12000r/min，时间为10min-30min，再将其放置于25℃-35℃室温环境中24h；
步骤(3)：压缩定型，在热压钢板表面覆脱模剂，再将浸渍处理后的板材置于压机中进行压缩处理，设置压缩率10％-20％，单位热压压力为3MPa/m2、热压温度为90℃、热压时间为10min-20min，且此阶段为缓慢升压，之后进行压缩定型处理，调整单位热压压力为1.5MPa/m2-2MPa/m2，热压温度为120℃，热压时间为50min-90min，每30min启闭一次压机；
步骤(4)：回潮养生，将板材堆垛摆放置于回潮窑中进行回潮处理，设置温度为40℃-55℃，湿度设置为70％-90％，时间为4天-5天，直至板材含水率升高至8％，再进入平衡房进行平衡养生处理15天。
2.根据权利要求1所述的地采暖用实木地板的浸渍改性处理方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述改性液配制步骤为：在75％-88％质量分数的水性封闭型异氰酸酯中依次加入5％-10％质量分数的硅烷偶联剂、3％-8％质量分数的氧化石墨烯和4％-7％质量分数的酒石酸，边加入边搅拌，并超声分散30min。
3.根据权利要求1所述的地采暖用实木地板的浸渍改性处理方法，其特征在于，所述板材的原材料包括水曲柳、红酸枝、桦木、白橡和红橡。
4.根据权利要求2所述的地采暖用实木地板的浸渍改性处理方法，其特征在于，在步骤(1)中，板材的含水率为7％，聚乙二醇的体积分数为15％，温度参数为45℃，压力参数为15Mpa，时间参数为60min，流速为20L/h。
5.根据权利要求4所述的地采暖用实木地板的浸渍改性处理方法，其特征在于，所述改性液中的水性封闭型异氰酸酯的质量分数为85％，硅烷偶联剂的质量分数为4％，酒石酸的质量分数为6％，前真空处理的时间为20min，浸渍压力为1.5MPa。
6.根据权利要求5所述的地采暖用实木地板的浸渍改性处理方法，其特征在于，在步骤(3)中，压缩处理的压缩率为10％，单位热压压力为3MPa/m2，热压温度为90℃，热压时间为15min，压缩定形处理的单位热压压力为1.5MPa/m2，热压时间为60min。
7.根据权利要求6所述的地采暖用实木地板的浸渍改性处理方法，其特征在于，在步骤(4)中，回潮处理的温度设置为55℃，湿度设置为70％，时间为5天。
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