[发明专利]一种稳定增强型实木型材及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种经木材炭化和乙酰化工艺改良的稳定增强型实木型材及其生产方法，属于木制品生产工艺技术。

背景技术

木材作为可再生资源，越来越受到人们的重视，但木材本身的各向异性，使得木材在使用过程容易发生翘曲、开裂、变形、易腐、易霉、使用寿命短，特别是速生材，这些木材缺陷更严重，从而限制了木材的使用途径。因此，为了提高木材的尺寸稳定性和延长木材的使用寿命，人们开展了很多木材功能性改良的科研活动。

上世纪90年代欧洲的芬兰、荷兰、法国和德国开始对炭化木（学名：热处理木或热改性材）进行研究，典型工艺采用的是木材浸渍在高温（160℃～240℃）热油里处理，或采用惰性气体为加热介质高温（160℃～240℃）处理木材，处理得到的木材拥有很好的稳定性和使用寿命，于90年代末开始实现产业化。但欧洲的这些工艺复杂，生产成本高。本公司在中国专利文献CN1868704（2006-11-29）曾公开“木材炭化处理方法”，该方法采用的是常压下过热水蒸汽为加热介质，采用连续升温法在（160℃～240℃）条件下对木材进行处理，处理得到的木材获得优良的性能，由于生产工艺简单，生产过程不添加任何化学药剂，并很快实现了产业化。本公司在中国专利文献CN1868708（2006-11-29）曾公开“炭化木地板生产方法”，实现了该技术在实木地板中的应用，使得实木地板第一次能应用于地采暖，并实现产业化生产。本公司经过多年的产业化生产实践证明，很多的热处理工艺都能处理得到炭化木，但热处理前木材的初含水率、木材的分层含水率、木材中的残余应力，这三个指标对提高炭化木的质量和提高炭化木的出材率有决定性的作用，特别是木材的初含水率是这三影响因素的核心，本技术方案所采用的技术工艺是本公司在原有的专利技术基础上，经多年生产实践得到的，即考虑提高炭化木的质量和出材率，同时也考虑产业化过程中的节能降耗。

浙江林学院在中国专利文献CN101069972A（2007-11-14）曾公开“一种热处理炭化木材的生产方法”，该方法是将初含水率低于12%的木材，按常规干燥法堆垛放入炭化窑内，在1～3h内升到50～80℃，接着以10～18℃的升温速度升温到95～105℃，接着以3～8℃的速度升温到120～130℃，使木材内部含水率几乎降到0℃，再以12～20℃/h的速度升温到185～220℃之间，保温2～8h，并采用间歇式喷蒸法进行喷蒸处理，结束后采用间歇式喷蒸法进行降温，降到120～140℃，接着采用进排气口间歇开合和间歇式喷蒸法进行降温到70～85℃，并维持1～4h，使木材的含水率恢复到4～9%，出窑。这一热处理工艺只适用于小批量实验室且厚度不大的木材板材，不能用于大规模工业化生产。经本公司的多年生产经验证明：如用上述方案处理木材的初含水率高于8%以上，木材厚度大于20mm时，会使木材在处理后，容易产生表裂和内裂，而且采用上述的间歇式喷蒸升温和降温，很容易引起在炭化处理过程中发生起火，以15～20℃/h的速度升温到185～220℃之间处理木材，会由于木材受热不均，使处理出来的木材材色表里不均，会大大降低木材出材率和防低木材等级。

上海大不同木业科技有限公司在在中国专利文献CN101497799A（2009-8-5）曾公开了“一种超高温木材炭化方法”，该方法在处理木材的初始阶段升温太快，如木材的含水率很高，会使得木材在炭化处理前期产生表裂，炭化后期产生内裂，降低木材的出村率和木材的质量。

上述所有技术方案所处理得到的木材，虽然会不同程度地提高木材尺寸稳定性，提高木材的耐腐耐候性，延长木材的使用寿命，但木材的尺寸稳定性比其素材平均提高30%左右，耐腐耐候性平均达到二级（即：耐腐级质量损失为11～24%，按GB/T13942.1-2009），在某些场合如室外应用还会使木材表面产生微小的裂纹（裂纹宽度小于4mm、长度小20cm），抗紫外线差，在很潮湿的环境下还容易发生霉变、容易被白蚁侵蚀，另外，木材的力学性能指标与素材相比，如木材的表面硬度降低3～8%、静曲强度降低4～10%，特别是所处理的速生材，与素材相比这两个指标低得越多，炭化处理后速生材的表面硬度降低5～10%，速生材静曲强度降低5～12%，因此，这对于木材来讲，特别是速生材，超高温热处理后得到的木材性能末能满足人们的需求。