[发明专利]一种表层浸渍木及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种表层浸渍木及其制备方法，属于木材加工领域。

【背景技术】

近年来，随着天然林保护工程的的实施，木材的加工逐渐由天然林转变为速生林为主，但像杨木、杉木等速生材的硬度低、尺寸稳定性差，且易腐朽，仅用于造纸和刨花板材，不能直接应用于家具等领域，导致木材资源极大的浪费。

对木材进行物理或化学改性可以改善软质木材的材性。主要方法包括：(1)压缩法。(2)浸渍药剂法，通过在真空或加压环境下往木材中注入单体或树脂，提高木材的力学性能，明显改善材质的尺寸稳定性，常用的浸渍药剂主要包括：脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、聚乙烯等。

木材压缩可以提高其力学性能和尺寸稳定性，但压缩后的回弹极严重，特别是在吸湿环境下。为了减小这种回弹，国内学者方桂珍、刘君良通过采用“树脂浸渍-压缩”的方法对木材的压缩变形进行固定。虽然此方法在一定程度上可以控制木材的压缩回弹，但复杂的工艺流程降低了其生产效率。为此，中国专利文献CN101531018B公开了“一种可调热风循环式木材干燥压缩装置”技术专利，该装置主要应用于对浸渍处理过的木材在干燥的同时进行压缩，但由于木材含水率较高，在干燥压缩过程中容易出现局部开裂的情况，制约着该装置在生产中的应用与推广。

采用药剂浸渍的木材，其力学性能和尺寸稳定性均可得到显著改善。针对其浸渍工艺，目前已有一些专利，例如，公告号为CN1208171C的中国专利文献“呋喃聚合物浸渍木材、制备该聚合物的方法和该聚合物的用途”公开了一种呋喃聚合物浸渍木材，其在整个木材区域具有均匀的颜色和密度。该方案制备的木材在后期干燥过程中容易出现木材变形开裂等现象。中国专利文献CN102642223A公开了“一种速生材的浸渍方法”，其制造方法包括：一次烘干、药剂制备、药液调制、真空处理、压力浸注、木材出罐和二次烘干步骤。该方案制备的浸渍木材由于木材内部填充了大量的药剂，使得二次干燥过程中，药剂阻塞了细胞壁和细胞腔，木材内部的水分不易挥发，导致二次干燥困难，干燥周期大大延长，干燥出的木材品质较差。

在木材浸渍方法上，除了传统的“真空-加压”浸渍方法，中国专利文献CN101618559B公开了“一种用于木材改性的药液加压浸注方法”，其主要是针对湿度较大的木材，在一定的压力下从原木的端头浸注化学药剂，而将原木的树液置换出来。该方案能够解决一些软质材的浸注，但由于木材轴向管胞较小，并不能完全满足一些长度较长的木材浸渍，同时其生产效率低、对设备的要求较高，成本较大。

目前木材浸渍大都采用的是在低含水率下浸渍，把木材干燥到较低的含水率，会使木材变形增大，木材损耗增加，且干燥能耗和成本也很高。另外，现有技术均是对干燥处理后的木材进行完全浸渍，但在木材实际加工应用中，木材内部浸渍的药剂不仅增加了成本，而且使得浸渍后的干燥变得更加困难，常出现木材内裂、变形等状况，严重影响木材的后续加工和应用。

【发明内容】

针对上述问题，本发明提供一种表层浸渍木的制备方法，在浸渍过程中，树脂只集中浸渍在木材的表层，从而提高木材表面硬度、尺寸稳定性。本方法具有树脂消耗量小，生产周期短，生产成本低，木材出材率高等优点，具体包括如下步骤：

A、一次干燥：将气干密度为0.35～0.55g/cm³的木材置于温度为40～70℃，相对湿度为40～95％的条件下，根据木材含水率的变化，对温湿度进行相应的调整，干燥至平均含水率40～60％，木材厚度含水率呈现内高外低的分布时，停止干燥；

B、浸渍：采用“抽真空”、“加压”或“真空-加压”的浸渍方法将步骤A得到的板材进行浸渍；

C、二次干燥：将步骤B得到的板材在温度为40～80℃，相对湿度为30～95％的条件下进行干燥，干燥过程中，根据木材含水率的变化，对温度和相对湿度进行适当的调节，干燥至含水率为5～12％；

D、固化：对经步骤C干燥后的浸渍木材进行树脂固化处理；

E、调湿处理：将固化处理后浸渍木材的含水率调整至5～10％。

优选的，上述步骤A中所用木材干燥前的含水率大于90％，停止干燥时，距离木材表面0-3mm的范围内，含水率低于30％，距离木材表面5mm以上的中心区域含水率为50-90％。

上述步骤B采用“抽真空”的浸渍方法，其工艺参数为：负压0.08～0.15Mpa，持续时间为0.5～2.0h。

上述步骤B采用“加压”浸渍方法，其工艺参数为：加压至0.8～1.5Mpa，持续时间为0.5～2.0h。