一种速生材表面增强制造方法及其型材技术

本发明专利技术涉及一种速生材表面增强制造方法及其型材，属于木材功能性改良和木材加工技术领域。本发明专利技术的技术方案由以下步骤制得：（1）干燥步骤：将速生材木材干燥至含水率为5～12%；（2）炭化步骤：将速生材木材炭化的步骤；（3）表面增强步骤：对速生材木材表面进行压缩增强处理的步骤；（4）热处理固定步骤：是将速生材木材置于180～220℃条件下热处理固定的步骤。本发明专利技术解决了现有技术方案生产工艺复杂，生产成本高，出材率低，所得型材木材纹理色泽差，产品稳定性差。与现有技术相比本发明专利技术速生材表面增强制造方法工艺简单，生产过程不添加任何化学药剂生产环保、生产效率高，可实现大规模流水线生产，木材损失小，出材率高，生产成本低等优点，所得速生材表面增强型材具有表面硬中间软或底软，尺寸稳定性好，耐腐性强，木材纹理显现、色泽饱满装饰效果好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及木材功能性改良及其型材，尤其涉及一种速生材表面增强制造方法及其型材，属于木材功能性改良和木材加工

技术介绍
随着天然林资源的枯竭和国家天然林保护工程的实施，人工速生丰产林木材必将成为今后缓解我国木材供需矛盾的主要途径。人工速生丰产林木材主要包括杉木、马尾松、 落叶松、杨木、泡桐等树种，它具有生长速度快、产量高、成材周期短等特点，由于其生长速度快、材质较差、密度及表面硬度低，不耐腐不耐候、易变形易开裂等缺陷限制了其应用范围，一般只能应用于生产胶合板、刨花板和纤维板等低附加值半成品，而不能应用于实木地板及实木家具等闻附加值木制品。对速生丰产林木材进行功能性改良是对速生材高附加值利用的有效途径。所谓的木材功能性改良，一般是指应用先进的物理技术、化学技术和生物技术等，对木材进行改性处理，克服天然木材尤其是速生林木材的缺陷，提高木材物理性能和加工性能，延长木材的使用寿命，提高木材的防腐、抗老化性能，改善木材的颜色纹理，提高木材的使用档次和商业价值。目前对速生材进行功能性改良常采用的制造方法有1.低分子树脂浸溃木材技术即是在水溶性低分子量树脂的溶液中高压浸溃时，树脂扩散进入木材细胞壁并使木材增容，经干燥除去水分，树脂由于加热而固化，生成不溶于水的聚合物，形成浸溃木。机理是把低分子量的树脂浸注于木材中，在高温条件下树脂彼此间聚合，或与木材中的活性基团如羟基形成氢键结合或化学结合，在细胞壁内生成不溶性聚合物，降低了木材中的活性基团，即降低了木材的亲水性，从而抑制细胞壁对水分的吸着；树脂聚合物亦使细胞壁充胀增容，达到抑制细胞壁收缩性能的作用，提高木材的密度和强度，也使木材的尺寸稳定性、阻湿性、力学强度等得到提闻。目前，常用的浸溃树脂是酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、间本二酚树脂等，常采用的浸溃方法是加压浸溃法、超声波法、预抽提法和高温干燥法。如2008年方桂珍、李淑君等采用低分子量酚醛树脂对大青杨木材进行浸溃改性，处理方法为将试件放放浸溃罐中先抽真空(绝对压力为8kPa)lh，注入药液，浸溃一段时间后，再加压(绝对压力0.8MPa) 6 8h，然后将试件取出，进行二次抽真空，气干后在120°C固化3h。从上述方法、生产工艺及所用的树脂来看，采用化学试剂处理，其必定产生废气或废水排放，噪声大，污染环境，生产工艺复杂，所用树脂价格贵，成本高，有甲醛释放，所能处理的木材也只能是厚度溥的木材如木皮、单板等，而所处理得到的厚木材如18mm规格的实木地板坯料，只能有表面浸溃到树脂，不会浸注满整个实木地板，在使用过程中容易引起变形和产生内腐，耐腐耐候性不理想，使用寿命短，出材率不高等缺点，而且所处理得到的木材表面纹理暗淡无色泽，使得这一技术只能实验室开发，并末实现产业化推广。2.木材压密技术木材压密是指通过对木材进行软化、压缩、定形的工艺过程，使软质木材的密度和强度得以提高从而达到木材强化目的的方法，所得的木制品称为压缩木。目前已有的木材压密技术有两种，一种是普通压缩木，另一种是整形压缩木。①普通压缩木的生产工艺工艺一将木块喷蒸处理，使含水率达到17 20%，内部温度升到85°C以上，然后将木块在热压机中横向压缩，压板温度一般在120°C以上，木块压缩时采用分段施压的方法，压力逐渐增大，通常都在IOMPa以上(与树种、软化程度、压板的温度有关)；也可以保持压力的条件下，自然冷却至压缩木中心温度降至30 40°C时出料。工艺二在一个内部带有压缩装置的密闭高温高压处理罐中，用高温高压蒸汽软化木材，我后将其压缩，并在压缩状态下用高温高压蒸汽处理，用180°C或者200°C的饱和水蒸汽相应处理Smin或者lmin。然后经强制冷却至60°C以下出料。 上述两种工艺是目前日本和欧洲常采用的压缩木工艺。但这一工艺生产周期长，生产工艺复杂，木材利用率低，产量低，产品色泽不美观等缺点，使其只能在局部实现产业化，但产量低，应用途径小。②整形压缩木的生产工艺是应用木材可塑化原理，加热木要材使之塑化，经过压缩、整形处理，使木材从原木状态直接加工成断面为方形或矩形的木材。但这工艺生产能耗高，产量低，所得到产品易变形，从而其末实现产业化应用过。中国专利文献CN101603623A公开了 “表面强化实木型材、地板及其制造方法”技术专利，其制造方法包括(I)干燥原木型材；(2)将原木型材在210 250°C的热压机中压缩；(3)将压缩后的原木型材保温20 60分钟；(4)控制原木型材的含水率在6 9%之间。上述方案，在在压缩过程中，由于木材在干燥过程中含水率很高，木材渗透性差，在210 250°C的热压机中压缩时木材里的水蒸汽分压力大，使被压密木要材容易产生炸裂、爆裂和表面凸起，木材损耗大，出材率低约为60 70%，而且处理出来的木材纹理色泽暗淡，给人以闷闷的感觉，有烧焦味，同时其耐腐等级只能达到III级，防腐性能较差，尺寸稳定差，在使用过程中吸湿回弹率高，回弹不均匀容易引起表裂。中国专利文献CN101214675A公开了 “木材热压炭化强化方法”技术专利，其包括(I)干燥根据木材密度，将木材在干燥窑中把含水率控制在3 17% ; (2)刨光对木材进行了刨光处理；(3)热压炭化将刨光的木材放入温度为160 260°C的热压机中进行热压炭化，木材的压缩比控制在5 50%，保温10 240分钟；冷却将炭化后的木材冷却至80%以下；(4)成品将木材的放在自然条件或调温调湿房内，根据木材的用途把木材的含水率调到5 10%。上述方案在压缩炭化过程中，木材很容易产生炸裂、，爆裂和表面凸起，出材率低约为50 60% ;而且处理出来的木材纹理色泽暗淡，给人以闷闷的感觉，同时上述方案处理得到的木材耐腐性能差(通常在III级以下)且不稳定、尺寸稳定性差，在使用过程中吸湿回弹率高，回弹不均匀容易引起表裂。中国专利文献CN101486212A公开了 “压缩炭化杨木三层实木复合地板的生产方法”技术专利，其公开的面层材料的制备将速生材杨木锯剖成板材，经干燥、刨削、根据压缩率(压缩率30 %、40 %、50 %、60 % )和面板的厚度为2 4mm加工成含水率为20 40 %的杨木薄板，板在压机中被压缩到所需的压缩率，压缩时的温度70 110°C，施加的压力根据薄板设计的压缩率而确定；压缩后的板在一定的压力条件下或在特制的夹具中进行炭化固定，炭化过程在热压机中进行或在特制的夹具中进行，炭化温度为190 220°C，时间I.5 5小时，炭化装置设有排气孔；炭化处理结束后，在一定的压力条件下将杨木薄板温度降至40 60°C，取出杨木薄板，用宽带砂光机砂去颜色变深的外层，砂光后的杨木薄板厚度在2 4mm。现有技术的上述方案，杨木的含水率大，在纤维饱和点左右，在70 110°C的条件下进行干燥后木材收缩率很大会导致木材的残余应カ也很大，然后在190 220°C条件下炭化吋，使得木材很容易开裂，而且木材压缩率大，形成了整体压缩，木材损耗率大，炭化装置设有的排气孔，会使得压缩出来的木材表面出现凹凸不平的点，经砂光后，这些点所在的位置会使得这一区域硬度降低，而且后期又没有进行含水率调湿处理，会使得木材在使用过程中因吸湿而产生变形；这样的エ艺也不能利于产业化的运作。发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：刘锡丽，潘平，
类型：发明
国别省市：