碳化高強耐腐改性重組木及其制備方法
【專利摘要】本發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，可以適應嚴酷的環境，解決了戶外結構材料開裂、變形等問題。本發明碳化高強耐腐改性重組木，以楊木、松木或樺木為原材料，將其進行旋切成單板，再進行烘干碳化、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
技術領域
[0001]本發明涉及木材加工領域，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】
[0002]現在國家綠色建材行業發展以及國內外市場對高性能戶外結構材料需求很大，而現有的戶外材質有以下缺點: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試驗改進找到了一種新型材料的制作方法來解決上述問題。
【發明內容】
[0003]針對上述情況，為克服現有技術之缺陷，本發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，可以適應嚴酷的環境，解決了戶外結構材料開裂、變形等問題。
[0004]本發明碳化高強耐腐改性重組木，以楊木、松木或樺木為原材料，將其進行旋切成單板，再進行烘干碳化、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，將其進行旋切成單板，單板的厚度為1.5-2_;2)將單板在封閉的環境中進行烘干碳化，烘干碳化依次經過從〇 °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的出來后的單板進行烘干， 烘干溫度80-120°C，烘干時間在30分鐘以內，烘干后含水率小于等于3% ; 5)對步驟4出來的單板進行回潮處理，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過以下步驟:a.單板稱重，根據最終制成重組木組材的密度計算出對應的重量;b.稱重后的單板按照最終制成重組材的紋理對應排列，形成“回”字形或者“ I回I”字型；c.盛單板的框模進入壓機裝置，先預壓2秒后彈出然后一次性固模鎖定;d.將鎖模進入固化道，溫度由底到高逐漸增高達到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.木方在木材養生房內7-10天，以吻合自然空氣的含水率達到不開裂變形的效果。
[0007]本發明可以完全替代傳統硬木天然木材，保護森林資源。可以替代傳統防腐木，本材料由內到外深度碳化，生產過程中沒有加入有害物質，不會產生有害物質，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不同嚴酷環境如:極干旱、潮濕等解決傳統戶外結構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、護墻板等。【具體實施方式】
[0008]以下對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0009]本發明的技術方案是，本發明碳化高強耐腐改性重組木，以楊木、松木或樺木為原材料，將其進行旋切成單板，再進行烘干碳化、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，將其進行旋切成單板，單板的厚度為1.5-2_;2)將單板在封閉的環境中進行烘干碳化，烘干碳化依次經過從〇 °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的出來后的單板進行烘干， 烘干溫度80-120°C，烘干時間在30分鐘以內，烘干后含水率小于等于3% ; 5)對步驟4出來的單板進行回潮處理，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的具體方法依次經過以下步驟:a.單板稱重，根據最終制成重組木組材的密度計算出對應的重量；b.稱重后的單板按照最終制成重組材的紋理對應排列，形成 “回”字形或者“I回I”字型;c.盛單板的框模進入壓機裝置，先預壓2秒后彈出然后一次性固模鎖定;d.將鎖模進入固化道，溫度由底到高逐漸增高達到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.木方在木材養生房內7-10天，以吻合自然空氣的含水率達到不開裂變形的效果。[〇〇12]本發明色彩誘導性好: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:可達到B1級。延長了本材料的使用壽命。環保:生產中和最終成品不會破壞環境。經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鍵步驟的改良。
[0013]本發明是在不含任何化學劑條件下應用高溫對木材進行同質炭化處理，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、材質穩定、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，將其進行旋切成單板，單板的厚度為1.5mm; 2)將單板在封閉的環境中進行烘干碳化，烘干碳化依次經過從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中出來的單板進行壓機成組胚制成重組木。其制成的重組木的物理物理學性能為: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，將其進行旋切成單板，單板的厚度為1.8mm;2)將單板在封閉的環境中進行烘干碳化，烘干碳化依次經過從〇°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中出來的單板進行壓機成組胚制成重組木。其物理力學性能為: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，將其進行旋切成單板，單板的厚度為2mm;2)將單板在封閉的環境中進行烘干碳化，烘干碳化依次經過從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中出來的單板進行壓機成組胚制成重組木。其物理力學性能為: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，將其進行旋 切成單板，再進行烘干碳化、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，將其進行旋切成單板，單板的厚度為1.5-2mm;2)將單板在封閉的 環境中進行烘干碳化，烘干碳化依次經過從〇°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 板進行烘干，烘干溫度80_120°C，烘干時間在30分鐘以內，烘干后含水率小于等于3% ;5)對 步驟4出來的單板進行回潮處理，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中出來的單板進行壓機成組胚制成重組木。3.根據權利要求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 具體過程為依次經過以下步驟:a.單板稱重，根據最終制成重組木組材的密度計算出對應 的重量;b.稱重后的單板按照最終制成重組材的紋理對應排列，形成“回”字形或者“|回 字型；c.盛單板的框模進入壓機裝置，先預壓2秒后彈出然后一次性固模鎖定;d.將鎖模進 入固化道，溫度由底到高逐漸增高達到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.木方在木材養生房內7-10天，以吻合 自然空氣的含水率達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
【發明人】侯文華, 侯卓杰, 侯卓奇
【申請人】長葛市新大陽木業有限公司