專利名稱：一種小徑材楊木阻燃集成板材的生產(chǎn)方法及木材改性液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及木材加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種小徑材楊木阻燃集成板材的生產(chǎn)方法及用于該生產(chǎn)過程中的木材改性液。
背景技術(shù)：
由于生長(zhǎng)速度快、成材周期短等原因，楊木木材大多木質(zhì)疏松，密度、硬度、強(qiáng)度低，加工性能差。楊木小徑材，特別是彎曲、節(jié)眼多、蟲口多的楊木小徑材，密度、硬度、強(qiáng)度更低，加工性能更差，而且還存在干燥收縮性大、變形性大等缺陷，因此一般只用作造紙和刨花板、密度板和細(xì)木工板等人造板的原料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種小徑材楊木阻燃集成板材的生產(chǎn)方法，以有效的加工和利用小徑材，特別是彎曲、節(jié)眼多、蟲口多的楊木小徑材。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案一種小徑材楊木阻燃集成板材的生產(chǎn)方法，其包括小徑材楊木的原木進(jìn)行開據(jù)、 選材步驟、汽蒸步驟、前真空處理步驟、壓注木材改性液處理步驟、后真空處理步驟、干燥、 指接和拼板步驟。優(yōu)選地，所述開據(jù)、選材步驟，具體包括先將小徑材楊木的原木開據(jù)成所需厚度和寬度規(guī)格的板條，去掉板條上的缺陷部位，得到無缺陷的板條。優(yōu)選地，所述汽蒸步驟，具體包括將所述板條放入密閉的真空-壓力容器中，通入蒸汽使容器壓力0. 1 0. 2MPa，溫度105 110°C，保持時(shí)間30 60min。優(yōu)選地，所述前真空處理步驟，具體包括將所述板條氣蒸后趁熱將所述真空-壓力容器抽真空至-0. 08 -0. 095MPa，保持該真空度1 !3hr。優(yōu)選地，所述壓注木材改性液處理步驟，具體包括、在保持所述真空度的情況下將木材改性液注滿所述真空-壓力容器后，將所述真空-壓力容器加壓至0. 8 1. 2MPa，保持 0. 5 1. 5hr.后卸壓，將木材改性液排出所述真空-壓力容器。優(yōu)選地，所述后真空處理步驟，具體包括將所述真空-壓力容器抽真空至-0. 08 -0. 095MPa，保持10 15min，然后卸壓并將已改性的板條取出所述真空-壓力容器。 優(yōu)選地，所述干燥、指接和拼板步驟具體包括將所述真空-壓力容器中取出的已改性的板條進(jìn)行干燥，然后進(jìn)行指接拼板集成板材工藝或細(xì)木工板工藝，得到楊木阻燃集成板材。本發(fā)明還提供一種木材改性液，其特征在于，包括組分磷酸淀粉酯、磷-氮化合物、硼化合物、聚乙二醇和水，各組分的比例為(W/V)磷酸淀粉酯8 12、磷-氮化合物 70 105、硼化合物30 45、聚乙二醇5 7. 5、水1000。優(yōu)選地，所述磷酸淀粉酯合成原料的配比為(w/w)磷酸(濃度85% )淀粉水=40 60 20 30 20 30 ；所述磷酸淀粉酯的生產(chǎn)過程為在反應(yīng)釜中先加入上述配比的磷酸和淀粉，攪拌下升溫至75 90°C，保溫酯化反應(yīng)30 75min.，加入定量的水降溫至40 50°C后出料為磷酸酯、備用；所述的磷-氮化合物為磷酸銨、和/或磷酸氫二銨、和/或磷酸二氫銨、和/或磷酸脲、和/或水溶性聚磷酸銨、和/或磷酸脒基脲；所述硼化合物為硼砂和/或硼酸；所述聚乙二醇為分子量為8000 20000的聚乙二醇。本發(fā)明還提供一種木材改性液的生產(chǎn)方法，其特征在于，將上述技術(shù)方案中的各組分中的磷酸淀粉酯、磷-氮化合物、硼化合物、聚乙二醇加水到攪拌釜中混合攪拌至溶解完全，再加入氨水調(diào)整物料PH = 4. 5后泵入貯槽備用。通過實(shí)施以上技術(shù)方案，具有以下技術(shù)效果本發(fā)明提供的小徑材楊木阻燃集成板材的生產(chǎn)方法，以有效的加工和利用小徑材，特別是彎曲、節(jié)眼多、蟲口多的楊木小徑材， 所生產(chǎn)得到的阻燃集成板材板面平整細(xì)膩，尺寸穩(wěn)定性好，不易變形，還具有防蟲防蛀功能，燃燒性能等級(jí)達(dá)到(國(guó)標(biāo))GB-8624-2006標(biāo)準(zhǔn)的B級(jí)。
具體實(shí)施例方式為了更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面詳細(xì)描述本發(fā)明提供的實(shí)施例。本發(fā)明實(shí)施例提供一種小徑材楊木阻燃集成板材的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括 小徑材楊木的開據(jù)、選材步驟、汽蒸步驟、前真空處理步驟、壓注木材改性液處理步驟、后真空處理步驟、干燥、指接和拼板步驟。本實(shí)施例中所述開據(jù)、選材步驟，具體包括先將小徑材楊木的原木開據(jù)成所需厚度和寬度規(guī)格的板條，去掉板條上的缺陷部位，即截去板條上有死節(jié)、蟲口等缺陷部位，得到無缺陷的板條。所述汽蒸步驟，具體包括將所述板條放入密閉的真空-壓力容器中，通入蒸汽使容器壓力0. 1 0. 2MPa，溫度105 110°C，保持時(shí)間30 60min。所述前真空處理步驟，具體包括將所述板條氣蒸后趁熱將所述真空-壓力容器抽真空至-0. 08 -0. 095MPa，保持該真空度1 !3hr。使板條中的水分氣化并排出。所述壓注木材改性液處理步驟，具體包括、在保持所述真空度的情況下將木材改性液注滿所述真空-壓力容器后，將所述真空-壓力容器加壓至0. 8 1. 2MPa，保持0. 5 1. 5hr.后卸壓，將木材改性液排出所述真空-壓力容器。所述后真空處理步驟，具體包括將所述真空-壓力容器抽真空至-0. 08 -0. 095MPa，保持10 15min，然后卸壓并將已改性的板條取出所述真空-壓力容器。所述干燥、指接和拼板步驟具體包括將所述真空-壓力容器中取出的已改性的板條進(jìn)行干燥，可自然晾干或室干(窯干)，室干的干燥過程與普通楊木干燥過程相同；然后進(jìn)行指接拼板集成板材工藝或細(xì)木工板工藝，得到楊木阻燃集成板材。小徑材楊木阻燃集成板材的生產(chǎn)方法的具體實(shí)施例1 先將小徑材楊木的原木開據(jù)成厚度2. 3mm、寬度45mm規(guī)格的板條，截去有死節(jié)、蟲口等缺的陷板條中的缺陷部位，得到無缺陷板條；將無缺陷板條和截得的無缺陷板條段放入密閉的真空-壓力容器中，通入蒸汽使真空-壓力容器壓力0. 2MPa，溫度110°C左右，保持時(shí)間45min.；接著趁熱將真空-壓力容器抽真空至_0. 09MPa,保持1. 5hr ；保持真空度， 將木材改性液注滿真空-壓力容器，解除真空并開啟加壓泵，使真空-壓力容器內(nèi)壓力達(dá)到 1. OMI^a士0. 05MPa，保持0. 75hr.后卸壓，將木材改性液排出真空-壓力容器；容器抽真空至-0. 08MPa，保持IOmin后卸壓，將已改性的板條取出真空-壓力容器；改性的板條先自然晾干或室干(窯干)后，進(jìn)行四面刨光、截?cái)?、開齒、指接、拼板、砂光等一般拼板集成板材工序，得到楊木阻燃集成板材。小徑材楊木阻燃集成板材的生產(chǎn)方法的具體實(shí)施例2 先將小徑材楊木的原木開據(jù)成厚度2. 0mm、寬度30mm規(guī)格的板條，截去有死節(jié)、蟲口等缺的陷板條中的缺陷部位，得到無缺陷板條；將無缺陷板條和截得的無缺陷板條段放入密閉的真空-壓力容器中，通入蒸汽使真空-壓力容器壓力0. 15MPa，溫度約105°C，保持時(shí)間30min ；接著趁熱將真空-壓力容器抽真空至-0. 095MPa，保持Ihr ；保持真空度，將木材改性液注滿真空-壓力容器，解除真空并開啟加壓泵，使真空-壓力容器內(nèi)壓力達(dá)到 0. 8ΜΙ^士0. 05MPa，保持0. 5hr.后卸壓，將木材改性液排出真空-壓力容器；真空_壓力容器抽真空至-0. 085MPa，保持10 15min后卸壓，將已改性的板條取出真空-壓力容器；改性的板條先自然晾干或室干(或者窯干)后，進(jìn)行截?cái)?、開齒、拼板、過雙面刨、貼面板等一般細(xì)木工板生產(chǎn)工序，得到楊木阻燃細(xì)集成板材。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種木材改性液，其包括組分磷酸淀粉酯、磷-氮化合物、 硼化合物、聚乙二醇和水，各組分的比例為(W/V)磷酸淀粉酯8 12、磷-氮化合物70 105、硼化合物30 45、聚乙二醇5 7. 5、水1000。本實(shí)施例中，所述磷酸淀粉酯合成原料的配比為(w/w)磷酸(濃度85% )淀粉水=40 60 20 30 20 30 ；所述磷酸淀粉酯的生產(chǎn)過程為在反應(yīng)釜中先加入上述配比的磷酸和淀粉，攪拌下升溫至75 90°C，保溫酯化反應(yīng)30 75min.，加入定量的水降溫至40 50°C后出料為磷酸酯、備用；所述的磷-氮化合物為磷酸銨、和/或磷酸氫二銨、和/或磷酸二氫銨、和/或磷酸脲、和/或水溶性聚磷酸銨、和/或磷酸脒基脲；所述硼化合物為硼砂和/或硼酸；所述聚乙二醇為分子量為8000 20000的聚乙二醇。本發(fā)明實(shí)施例提供一種木材改性液的生產(chǎn)方法，該方法的過程是將上述木材改性液實(shí)施例的各組分中的磷酸淀粉酯、磷-氮化合物、硼化合物、聚乙二醇加水到攪拌釜中混合攪拌至溶解完全，再加入氨水調(diào)整物料pH = 4. 5后泵入貯槽備用。磷酸淀粉酯的合成和木材改性液的生產(chǎn)具體實(shí)施例1 :磷酸淀粉酯的合成1 先將280kg淀粉和280kg水在塑料或不銹鋼容器中攪拌分散成淀粉漿。往反應(yīng)釜中先加入300kg磷酸(濃度85%)，攪拌下慢慢加入全部淀粉漿并升溫至90°C，保溫酯化反應(yīng)45min.后加入200kg水降溫至40 50°C后出料得到磷酸淀粉 木材改性液的生產(chǎn)1 將50kg磷酸淀粉酯、400kg磷酸氫二銨、75kg水溶性聚磷酸銨、IOOkg硼砂、IOOkg硼酸、35kg聚乙二醇-10000，于攪拌釜中混合攪拌至溶解完全，加入磷酸調(diào)整物料PH = 4. 5，加水使總量至5000kg后即為木材改性液，泵入貯槽備用。磷酸淀粉酯的合成和木材改性液的生產(chǎn)具體實(shí)施例2 磷酸淀粉酯的合成2 先將淀粉200kg和水200kg在塑料或不銹鋼容器中攪拌分散成淀粉漿。往反應(yīng)釜中先加入磷酸(濃度85%) 200，攪拌下慢慢加入淀粉漿并升溫至 75 90°C，保溫酯化反應(yīng)30 75min.后加入250水降溫至40 50°C后出料得到磷酸淀粉酯。木材改性液的生產(chǎn)2 將45kg磷酸淀粉酯、400kg磷酸脒基脲、150kg硼酸、30kg聚乙二醇-8000 20000，于攪拌釜中混合攪拌至溶解完全，加入氨水調(diào)整物料pH = 4. 5，加水使總量至5000kg后即為木材改性液，泵入貯槽備用。本發(fā)明實(shí)施例提供的小徑材楊木阻燃集成板材的生產(chǎn)方法，使小徑材楊木得到了有效的利用，同時(shí)所生產(chǎn)的集成板材具有難燃性能，可節(jié)約大量的天然林資源和原料成本， 對(duì)人工速生林增值和保護(hù)生態(tài)環(huán)境起到促進(jìn)作用。本發(fā)明實(shí)施例提供生產(chǎn)方法生產(chǎn)的阻燃集成板材，砂光后的板面平整細(xì)膩，尺寸穩(wěn)定性好，不易變形，還具有防蟲防蛀功能，燃燒性能等級(jí)達(dá)到GB-8624-2006標(biāo)準(zhǔn)的B級(jí)， 既可以用作普通實(shí)木家具原料和普通裝飾材料，也可以作為阻燃實(shí)木家具、其它阻燃制品的原料和阻燃裝飾材料使用。小徑材楊木的汽蒸處理，促使木材內(nèi)部的半纖維素及一些不穩(wěn)定官能團(tuán)發(fā)生重組、變定，木質(zhì)結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，同時(shí)殺死寄生蟲、蟲卵和微生物，并使堵塞在微毛細(xì)管內(nèi)的樹脂類物質(zhì)軟化；前真空步驟使木材中的水分氣化，通過內(nèi)部微毛細(xì)管系統(tǒng)排出，達(dá)到疏通微毛細(xì)管從而提高木材滲透性能，以及降低木材含水率的作用；木材壓注改性液后，木材表面附著有較多的改性液，后真空步驟是將木材表層的改性液部分抽出，避免改性后的木材殘留液過多而造成浪費(fèi)。本發(fā)明實(shí)施例提供的木材改性液中的聚乙二醇是一種木材尺寸穩(wěn)定劑，與阻燃成分磷酸淀粉酯、磷-氮化合物和阻燃-防腐成分硼化合物配合使用，不但使木材的尺寸穩(wěn)定性得到極大的改善，抗壓、抗彎曲強(qiáng)度和耐磨性也有所提高，而且具有相當(dāng)強(qiáng)的防蛀性和難燃性。本發(fā)明實(shí)施例提供的木材改性液中的磷酸淀粉酯、磷-氮化合物硼化合物，屬環(huán)保(無鹵)膨脹型阻燃劑組合，是典型的磷-氮-硼三元阻燃劑，通過磷-氮-硼的阻燃協(xié)效作用而獲得很好的阻燃效果。小徑材楊木經(jīng)本本發(fā)明實(shí)施例提供的壓注木材改性液處理步驟、后真空處理步驟和干燥步驟后，物理力學(xué)性能和燃燒性能檢驗(yàn)結(jié)果如下密度0.61(改性前0.52)1^/111按GB1933-91檢驗(yàn)，含水率12%；抗彎強(qiáng)度86. 38 (改性前76. 07) MPa按GB1932-91檢驗(yàn)，含水率15%；抗壓強(qiáng)度82. 9 (改性前75. 6)MPa按GB1939-91檢驗(yàn)，順紋；硬度端面3125，弦面沈15，徑面2555(改性前分別為2895, 2420, 2040)N按 GB1941-91 檢驗(yàn)；阻燃性能質(zhì)量損失率48. 27% (要求彡60% )，有焰燃燒時(shí)間3' 13〃(要求 ^6')檢驗(yàn)結(jié)果合格，符合“阻燃木材”要求按GA/T42. 1-1992檢驗(yàn)；燃燒性能等級(jí)B級(jí)GB-8624-2006，送檢。 以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種小徑材楊木阻燃集成板材的生產(chǎn)方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種小徑材楊木阻燃集成板材的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括小徑材楊木的原木進(jìn)行開據(jù)、選材步驟、汽蒸步驟、前真空處理步驟、壓注木材改性液處理步驟、后真空處理步驟、干燥、指接和拼板步驟。
2.如權(quán)利要求1所述生產(chǎn)方法，其特征在于，所述開據(jù)、選材步驟，具體包括先將小徑材楊木的原木開據(jù)成所需厚度和寬度規(guī)格的板條，去掉板條上的缺陷部位，得到無缺陷的板條。
3.如權(quán)利要求2所述生產(chǎn)方法，其特征在于，所述汽蒸步驟，具體包括將所述板條放入密閉的真空-壓力容器中，通入蒸汽使容器壓力0. 1 0. 2MPa，溫度105 110°C，保持時(shí)間30 60min。
4.如權(quán)利要求3所述生產(chǎn)方法，其特征在于，所述前真空處理步驟，具體包括將所述板條氣蒸后趁熱將所述真空-壓力容器抽真空至-0. 08 -0. 095MPa,保持該真空度1 3hr0
5.如權(quán)利要求4所述生產(chǎn)方法，其特征在于，所述壓注木材改性液處理步驟，具體包括、在保持所述真空度的情況下將木材改性液注滿所述真空-壓力容器后，將所述真空-壓力容器加壓至0. 8 1. 2MPa，保持0. 5 1. 5hr.后卸壓，將木材改性液排出所述真空-壓力容器。
6.如權(quán)利要求5所述生產(chǎn)方法，其特征在于，所述后真空處理步驟，具體包括將所述真空-壓力容器抽真空至-0. 08 -0. 095MPa，保持10 15min，然后卸壓并將已改性的板條取出所述真空-壓力容器。
7.如權(quán)利要求6所述生產(chǎn)方法，其特征在于，所述干燥、指接和拼板步驟具體包括將所述真空-壓力容器中取出的已改性的板條進(jìn)行干燥，然后進(jìn)行指接拼板集成板材工藝或細(xì)木工板工藝，得到楊木阻燃集成板材。
8.一種木材改性液，其特征在于，包括組分磷酸淀粉酯、磷-氮化合物、硼化合物、聚乙二醇和水，各組分的比例為(w/V)磷酸淀粉酯8 12、磷-氮化合物70 105、硼化合物30 45、聚乙二醇5 7. 5、水1000。
9.如權(quán)利要求8所述木材改性液，其特征在于，所述磷酸淀粉酯合成原料的配比為(w/ w)磷酸(濃度85% )淀粉水=40 6O 2O 3O 2O 3O ；所述磷酸淀粉酯的生產(chǎn)過程為在反應(yīng)釜中先加入上述配比的磷酸和淀粉，攪拌下升溫至75 90°C，保溫酯化反應(yīng)30 75min.，加入定量的水降溫至40 50°C后出料為磷酸所述的磷-氮化合物為磷酸銨、和/或磷酸氫二銨、和/或磷酸二氫銨、和/或磷酸脲、和/或水溶性聚磷酸銨、和/或磷酸脒基脲；所述硼化合物為硼砂和/或硼酸；所述聚乙二醇為分子量為8000 20000的聚乙二醇。
10. 一種木材改性液的生產(chǎn)方法，其特征在于，將權(quán)利要求8中的各組分中的磷酸淀粉酯、磷-氮化合物、硼化合物、聚乙二醇加水到攪拌釜中混合攪拌至溶解完全，再加入氨水調(diào)整物料pH = 4. 5后泵入貯槽備用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種小徑材楊木阻燃集成板材的生產(chǎn)方法及木材改性液，該生產(chǎn)方法包括小徑材楊木的原木進(jìn)行開據(jù)、選材步驟、汽蒸步驟、前真空處理步驟、壓注木材改性液處理步驟、后真空處理步驟、干燥、指接和拼板步驟。本發(fā)明提供的小徑材楊木阻燃集成板材的生產(chǎn)方法，以有效的加工和利用小徑材，特別是彎曲、節(jié)眼多、蟲口多的楊木小徑材，所生產(chǎn)得到的阻燃集成板材板面平整細(xì)膩，尺寸穩(wěn)定性好，不易變形，還具有防蟲防蛀功能，燃燒性能等級(jí)達(dá)到GB(國(guó)標(biāo))-8624-2006標(biāo)準(zhǔn)的B級(jí)。
文檔編號(hào)B27K3/52GK102189579SQ20101050333
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月9日
發(fā)明者吳子良, 李海濱, 林多玲, 王文濤, 莫麗華 申請(qǐng)人:吳子良, 李海濱