[发明专利]一种木材物理改性方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种木材物理改性方法，是在不改变木材的视觉、触觉基本特性的基础上，对人工速生丰产林锯材以及其他阔叶树锯材、针叶树锯材的力学性能和工艺性能进行物理改性的方法。

背景技术

木材是一种主要由纤维素、半纤维素和木质素构成的多孔性复杂天然有机物质；木材分子中含有大量的羟基和羟甲基等含氧极性基团，因而具有吸湿性强、尺寸稳定性、易燃、易腐朽和易化学降解的特点。

针对木材的这一特点，现有的木材处理和改性技术包含：真空高压浸注阻燃液、真空干燥、防腐、碳化等，但是这些技术存在只能改善木材的一项或几项性能，不能全面改善木材性能，以及设备占地面积大产量低、能耗高等特点；比如：利用真空干燥装置进行改性，一个周期就需要7～15天，同时这些技术并不能对木材进行矫正，不利于资源节约利用。

发明内容

因此，针对上述情况，为解决现有木材处理中不能全面改善木材性能、处理设备占地面积大、能耗高及周期长的问题，本发明涉及一种木材物理改性方法，采用浸注阻燃剂、高温、高压进行干燥、矫正、定性的物理方法，在不改变木材的视觉、触觉基本特性的基础上，直接对含水率较高的新鲜人工速生丰产林锯材以及其他阔叶树锯材、针叶树锯材直接进行物理改性，对木材的力学性能和工艺性能进行改变。

其解决的技术方案是，将含水率较高的新鲜人工速生丰产林以及其他阔叶树、针叶树经锯切成需要的规格；

将无机树脂型木材阻燃剂三聚氰胺磷酸盐或有机木材阻燃剂脒基脲磷盐酸与水在容器中搅拌混合，制成木材阻燃剂水溶液；

将锯材置于盛有木材阻燃剂水溶液的常压容器中浸泡，或将锯材置于钢制压力容器中采用先真空后加压的方式浸注阻燃剂；

浸注完成的锯材进入一层或多层平板高压硫化装置中，在一定时间、温度、压力条件下进行软化和干燥；

锯材在完成软化和干燥后，继续在一层或多层平板高压硫化装置内，在一定时间、温度、压力条件下进行矫正、整平和物理改性，完成木材的整个处理过程。

改性后的各类锯材含水率在室温条件下测试为≤6％；可以根据需要提高锯材的密度、硬度、强度等力学性能；同时提高了木材的稳定性和耐久性，实现消除木材内应力、防潮、吸潮性低、防霉变、抗变形、抗开裂、尺寸稳定、材质平滑、脱油脂的效果；改性后的锯材兼具阻燃、防腐、绝缘的性能；达到全面改善木材物理性能的目的，并且具有产量高、能耗低、生产过程无污染、占地面积小的优点。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。

一种木材物理改性方法，包括以下步骤：

将含水率较高的新鲜人工速生丰产林以及其他阔叶树、针叶树经锯切成需要的规格；

将无机树脂型木材阻燃剂三聚氰胺磷酸盐或有机木材阻燃剂脒基脲磷盐酸与水在容器中搅拌混合，制成木材阻燃剂水溶液；

将锯材置于盛有木材阻燃剂水溶液的常压容器中浸泡，或将锯材置于钢制压力容器中采用先真空后加压的方式浸注阻燃剂；

浸注完成的锯材进入一层或多层平板高压硫化装置中，在一定时间、温度、压力条件下进行软化和干燥；

锯材在完成软化和干燥后，继续在一层或多层平板高压硫化装置内，在一定时间、温度、压力条件下进行矫正、整平和物理改性，完成木材的整个处理过程。

所说的无机树脂型木材阻燃剂或有机木材阻燃剂与水按重量比1∶6～1∶4配比混合。

所说的锯材浸注阻燃剂后置于一层或多层平板高压硫化装置中，在温度180℃～200℃，压力0.1～0.5Mpa的条件下按照30s/mm(每毫米的锯材需要30秒，根据厚度设定时间)的时间使木材先软化和干燥；锯材在高温低压调整下，首先软化，其次木材干燥，同时使阻燃剂固化、不流失，实现木材阻燃、防腐、消烟的目的，同时实现木材良好阻燃消烟的同时消灭了锯材中的菌、虫、白蚁、天牛等。

所说的木材在一层或多层平板高压硫化装置中完成软化和干燥后，继续在一层或多层平板高压硫化装置内，在温度200℃～≤木材燃点10℃，压力1.0～1.5Mpa的条件下按照30s/mm的时间使木材完成进行矫正、整平和物理改性；锯材在高温低压条件下吸湿性能强的半纤维素降解产生糠醛等物质，使木材分子与水分子之间的氢键减少，同时降低了木材羟基的浓度和与外界水分子交换的能力，改变了木材的水吸附机理，吸湿、吸水性能下降。