碳化高強耐腐改性重組木及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種碳化高強耐腐改性重組木及其制備方法，其防腐效果好，使用壽命長，不易氧化、斷裂，硬度和強度高，可以適應(yīng)嚴(yán)酷的環(huán)境，解決了戶外結(jié)構(gòu)材料開裂、變形等問題。本發(fā)明碳化高強耐腐改性重組木，以楊木、松木或樺木為原材料，將其進(jìn)行旋切成單板，再進(jìn)行烘干碳化、浸泡、烘干、回潮、壓機呈組胚制成重組木，其物理力學(xué)性能為：密度為0.9?1.2g/cm3，硬度為140?160MPa，靜曲強度為160?190MPa，吸水厚度膨脹率為0?2％，甲醛釋放量為0.3?0.5mg/L。
【專利說明】
碳化高強耐腐改性重組木及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及木材加工領(lǐng)域，特別是一種碳化高強耐腐改性重組木及其制備方法。 【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在國家綠色建材行業(yè)發(fā)展以及國內(nèi)外市場對高性能戶外結(jié)構(gòu)材料需求很大，而現(xiàn)有的戶外材質(zhì)有以下缺點:1.天然林如菠蘿格、柚木等，耗費大量珍貴森林資源且價格高昂；2.防腐處理木如CCA、ACQ等，要么使用防腐藥劑對環(huán)境造成破壞要么不防霉菌，木材防腐深度不夠、使用壽命短且避免不了開裂等問題;3、木塑材料:表層易氧化造成脫落，色素顏料不足造成產(chǎn)品褪色，容易翹曲變形等;4、戶外防腐竹材:在北方某些干燥環(huán)境中容易斷裂。我們在不斷探索特別是在熱處理碳化方面反復(fù)試驗改進(jìn)找到了一種新型材料的制作方法來解決上述問題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明提供一種碳化高強耐腐改性重組木及其制備方法，其防腐效果好，使用壽命長，不易氧化、斷裂，硬度和強度高，可以適應(yīng)嚴(yán)酷的環(huán)境，解決了戶外結(jié)構(gòu)材料開裂、變形等問題。
[0004]本發(fā)明碳化高強耐腐改性重組木，以楊木、松木或樺木為原材料，將其進(jìn)行旋切成單板，再進(jìn)行烘干碳化、浸泡、烘干、回潮、壓機呈組胚制成重組木，其物理力學(xué)性能為:密度為0.9-1.2g/cm3，硬度為140-160MPa，靜曲強度為160-190MPa，吸水厚度膨脹率為0-2%，甲醛釋放量為0.3-0.5mg/L。
[0005]—種碳化高強耐磨改性重組木的制備方法，其由以下步驟制成，1)以楊木、松木或樺木為原材料，將其進(jìn)行旋切成單板，單板的厚度為1.5-2_;2)將單板在封閉的環(huán)境中進(jìn)行烘干碳化，烘干碳化依次經(jīng)過從〇 °C上升到60°C用時三個小時，從60°C上升到100°C用時五個小時，從100 °C上升到150 °C用時六個小時，從150 °C上升到190 °C用時十二至十四個小時，烘干碳化后的單板含水率在2%以下；3)使用改性酚醛樹脂膠水對步驟2烘干碳化處理后的單板進(jìn)行浸泡，浸泡時間為30-35分鐘范圍，膠水的PH值為10，固含量40-45%，游離苯酚含量小于等于1%，游離甲苯含量小于等于0.1% ;4)對步驟3的出來后的單板進(jìn)行烘干， 烘干溫度80-120°C，烘干時間在30分鐘以內(nèi)，烘干后含水率小于等于3% ; 5)對步驟4出來的單板進(jìn)行回潮處理，回潮時間1-12小時，在自然空間回潮，回潮后單板含水率8-10% ;6)將步驟5中出來的單板進(jìn)行壓機成組胚制成重組木。
[0006]以上碳化高強耐磨改性重組木的制備方法中的步驟6的具體過程為依次經(jīng)過以下步驟:a.單板稱重，根據(jù)最終制成重組木組材的密度計算出對應(yīng)的重量;b.稱重后的單板按照最終制成重組材的紋理對應(yīng)排列，形成“回”字形或者“ I回I”字型；c.盛單板的框模進(jìn)入壓機裝置，先預(yù)壓2秒后彈出然后一次性固模鎖定;d.將鎖模進(jìn)入固化道，溫度由底到高逐漸增高達(dá)到80-160°C ; e.鎖模出固化道48小時后打開，以獲得更好的固化效果;f.開模后的木方含水率在10%以下;g.木方在木材養(yǎng)生房內(nèi)7-10天，以吻合自然空氣的含水率達(dá)到不開裂變形的效果。
[0007]本發(fā)明可以完全替代傳統(tǒng)硬木天然木材，保護(hù)森林資源?？梢蕴娲鷤鹘y(tǒng)防腐木，本材料由內(nèi)到外深度碳化，生產(chǎn)過程中沒有加入有害物質(zhì)，不會產(chǎn)生有害物質(zhì)，防腐效果更好使用壽命更長。跟木塑材料相比本材料是木制品更親近自然且不易氧化、斷裂。硬度和強度相比更高。與其他戶外防腐材料相比更適應(yīng)不同嚴(yán)酷環(huán)境如:極干旱、潮濕等解決傳統(tǒng)戶外結(jié)構(gòu)材料開裂變形等問題更適合的使用到如木屋、木橋、棧道、扶手、護(hù)墻板等?！揪唧w實施方式】
[0008]以下對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案是，本發(fā)明碳化高強耐腐改性重組木，以楊木、松木或樺木為原材料，將其進(jìn)行旋切成單板，再進(jìn)行烘干碳化、浸泡、烘干、回潮、壓機呈組胚制成重組木，其物理力學(xué)性能為:密度為0.9-1.28/〇113，硬度為140-16010^，靜曲強度為160-19010^，吸水厚度膨脹率為0-2 %，甲醛釋放量為0.3-0.5mg/L。
[0010]—種碳化高強耐磨改性重組木的制備方法，其由以下步驟制成，1)以楊木、松木或樺木為原材料，將其進(jìn)行旋切成單板，單板的厚度為1.5-2_;2)將單板在封閉的環(huán)境中進(jìn)行烘干碳化，烘干碳化依次經(jīng)過從〇 °C上升到60°C用時三個小時，從60°C上升到100°C用時五個小時，從100 °C上升到150 °C用時六個小時，從150 °C上升到190 °C用時十二至十四個小時，烘干碳化后的單板含水率在2%以下；3)使用改性酚醛樹脂膠水對步驟2烘干碳化處理后的單板進(jìn)行浸泡，浸泡時間為30-35分鐘范圍，膠水的PH值為10，固含量40-45%，游離苯酚含量小于等于1%，游離甲苯含量小于等于0.1% ;4)對步驟3的出來后的單板進(jìn)行烘干， 烘干溫度80-120°C，烘干時間在30分鐘以內(nèi)，烘干后含水率小于等于3% ; 5)對步驟4出來的單板進(jìn)行回潮處理，回潮時間1-12小時，在自然空間回潮，回潮后單板含水率8-10% ;6)將步驟5中出來的單板進(jìn)行壓機成組胚制成重組木。
[0011]上述步驟6的具體方法依次經(jīng)過以下步驟:a.單板稱重，根據(jù)最終制成重組木組材的密度計算出對應(yīng)的重量；b.稱重后的單板按照最終制成重組材的紋理對應(yīng)排列，形成 “回”字形或者“I回I”字型;c.盛單板的框模進(jìn)入壓機裝置，先預(yù)壓2秒后彈出然后一次性固模鎖定;d.將鎖模進(jìn)入固化道，溫度由底到高逐漸增高達(dá)到80-160 °C ; e.鎖模出固化道48小時后打開，以獲得更好的固化效果;f.開模后的木方含水率在10%以下;g.木方在木材養(yǎng)生房內(nèi)7-10天，以吻合自然空氣的含水率達(dá)到不開裂變形的效果。[〇〇12]本發(fā)明色彩誘導(dǎo)性好:碳化后顏色變得溫潤、厚重、紋理清晰，與一些珍貴天然樹種相似。尺寸穩(wěn)定性更強。生物耐久性:防霉菌，防蟻、微生物效果更好。疏水性更好:防水耐用性能提升明顯。防火阻燃等級提高:可達(dá)到B1級。延長了本材料的使用壽命。環(huán)保:生產(chǎn)中和最終成品不會破壞環(huán)境。經(jīng)碳化后的單板浸膠吸膠性有明顯提升，也為成品避免開裂提升良品率做出關(guān)鍵步驟的改良。
[0013]本發(fā)明是在不含任何化學(xué)劑條件下應(yīng)用高溫對木材進(jìn)行同質(zhì)炭化處理，使木材擁有防腐及抗生物侵襲的作用，其含水率低、不易吸水、材質(zhì)穩(wěn)定、不變形、完全脫脂不溢脂、 隔熱性能好、施工簡單、涂刷方便、無特殊氣味;其防腐爛，抗蟲蛀、抗變形開裂，耐高溫性能也成為戶外泳池景觀等戶外用的理想材料。
[0014]實施例1，1)以楊木原材料，將其進(jìn)行旋切成單板，單板的厚度為1.5mm; 2)將單板在封閉的環(huán)境中進(jìn)行烘干碳化，烘干碳化依次經(jīng)過從0 °C上升到60 °C用時三個小時，從60 °C 上升到100 °C用時五個小時，從100 °C上升到150 °C用時六個小時，從150 °C上升到190 °C用時十二個小時，烘干碳化后的單板含水率為1.8% ;3)使用改性酚醛樹脂膠水對步驟2烘干碳化處理后的單板進(jìn)行浸泡，浸泡時間為32分鐘，膠水的PH值為10,固含量40%，游離苯酚含量1 %，游離甲苯含量0.1 % ;4)對步驟3的出來后的單板進(jìn)行烘干，烘干溫度100°C，烘干時間在30分鐘，烘干后含水率2.8% ;5)對步驟4出來的單板進(jìn)行回潮處理，回潮時間10小時， 在自然空間回潮，回潮后單板含水率9.5% ;6)將步驟5中出來的單板進(jìn)行壓機成組胚制成重組木。其制成的重組木的物理物理學(xué)性能為:密度為〇.9g/cm3,硬度為140MPa，靜曲強度為160MPa，吸水厚度膨脹率為1.8%，甲醛釋放量為0.45mg/L。
[0015]實施例2,1)以松木為原材料，將其進(jìn)行旋切成單板，單板的厚度為1.8mm;2)將單板在封閉的環(huán)境中進(jìn)行烘干碳化，烘干碳化依次經(jīng)過從〇°C上升到60°C用時三個小時，從60 °C上升到100 °C用時五個小時，從100 °C上升到150 °C用時六個小時，從150 °C上升到190 °C用時十三個小時，烘干碳化后的單板含水率在1 %以下；3)使用改性酚醛樹脂膠水對步驟2烘干碳化處理后的單板進(jìn)行浸泡，浸泡時間為34分鐘范圍，膠水的PH值為10,固含量43%，游離苯酚含量〇.5 %，游離甲苯含量0.05 % ; 4)對步驟3的出來后的單板進(jìn)行烘干，烘干溫度 100°C，烘干時間在20分鐘，烘干后含水率小于等于1.5% ;5)對步驟4出來的單板進(jìn)行回潮處理，回潮時間6小時，在自然空間回潮，回潮后單板含水率9% ;6)將步驟5中出來的單板進(jìn)行壓機成組胚制成重組木。其物理力學(xué)性能為:密度為l.lg/cm3,硬度為150MPa，靜曲強度為176MPa，吸水厚度膨脹率為1.1 %，甲醛釋放量為0.37mg/L。
[0016]實施例3,1)以樺木為原材料，將其進(jìn)行旋切成單板，單板的厚度為2mm;2)將單板在封閉的環(huán)境中進(jìn)行烘干碳化，烘干碳化依次經(jīng)過從0 °C上升到60 °C用時三個小時，從60 °C 上升到100 °C用時五個小時，從100 °C上升到150 °C用時六個小時，從150 °C上升到190 °C用時十四個小時，烘干碳化后的單板含水率在0.2% ;3)使用改性酚醛樹脂膠水對步驟2烘干碳化處理后的單板進(jìn)行浸泡，浸泡時間為30分鐘，膠水的PH值為10,固含量44%，游離苯酚含量0.2%，游離甲苯含量0.02% ; 4)對步驟3的出來后的單板進(jìn)行烘干，烘干溫度115°C，烘干時間在15分鐘，烘干后含水率0.5 % ; 5)對步驟4出來的單板進(jìn)行回潮處理，回潮時間3小時， 在自然空間回潮，回潮后單板含水率8.3% ;6)將步驟5中出來的單板進(jìn)行壓機成組胚制成重組木。其物理力學(xué)性能為:密度為1.15g/cm3,硬度為155MPa，靜曲強度為180MPa，吸水厚度膨脹率為0.5 %，甲醛釋放量為0.32mg/L。
【主權(quán)項】
1.碳化高強耐腐改性重組木，其特征在于，以楊木、松木或樺木為原材料，將其進(jìn)行旋 切成單板，再進(jìn)行烘干碳化、浸泡、烘干、回潮、壓機呈組胚制成重組木，其物理力學(xué)性能為: 密度為0.9-1.28/〇113，硬度為140-16010^，靜曲強度為160-19010^，吸水厚度膨脹率為0-2 %，甲醛釋放量為0 ? 3-0 ? 5mg/L。2.—種碳化高強耐磨改性重組木的制備方法，其特征在于，其由以下步驟制成，1)以楊 木、松木或樺木為原材料，將其進(jìn)行旋切成單板，單板的厚度為1.5-2mm;2)將單板在封閉的 環(huán)境中進(jìn)行烘干碳化，烘干碳化依次經(jīng)過從〇°C上升到60°C用時三個小時，從60°C上升到 100 °C用時五個小時，從100 °C上升到150 °C用時六個小時，從150 °C上升到190 °C用時十二至 十四個小時，烘干碳化后的單板含水率在2%以下；3)使用改性酚醛樹脂膠水對步驟2烘干 碳化處理后的單板進(jìn)行浸泡，浸泡時間為30-35分鐘范圍，膠水的PH值為10,固含量40-45%，游離苯酚含量小于等于1 %，游離甲苯含量小于等于0.1 % ;4)對步驟3的出來后的單 板進(jìn)行烘干，烘干溫度80_120°C，烘干時間在30分鐘以內(nèi)，烘干后含水率小于等于3% ;5)對 步驟4出來的單板進(jìn)行回潮處理，回潮時間1-12小時，在自然空間回潮，回潮后單板含水率 8-10% ;6)將步驟5中出來的單板進(jìn)行壓機成組胚制成重組木。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳化高強耐磨改性重組木的制備方法，其特征在于，步驟6的 具體過程為依次經(jīng)過以下步驟:a.單板稱重，根據(jù)最終制成重組木組材的密度計算出對應(yīng) 的重量;b.稱重后的單板按照最終制成重組材的紋理對應(yīng)排列，形成“回”字形或者“|回 字型；c.盛單板的框模進(jìn)入壓機裝置，先預(yù)壓2秒后彈出然后一次性固模鎖定;d.將鎖模進(jìn) 入固化道，溫度由底到高逐漸增高達(dá)到80-160°C;e.鎖模出固化道48小時后打開，以獲得更 好的固化效果;f.開模后的木方含水率在1 〇%以下;g.木方在木材養(yǎng)生房內(nèi)7-10天，以吻合 自然空氣的含水率達(dá)到不開裂變形的效果。
【文檔編號】B32B38/00GK105946083SQ201610359478
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】侯文華, 侯卓杰, 侯卓奇
【申請人】長葛市新大陽木業(yè)有限公司