[发明专利]一种环保稳定型木材及其表层热改性方法

说明书

本发明公开了一种环保稳定型木材及其表层热改性方法，该环保稳定型木材的两侧表层分别为外板面层和内板面层，外板面层的弦向干缩率与内板面层的径向干缩率的比值为1.2～1.7，内板面层的含水率与外板面层的含水率比值为1.35～2.2，所述内板面层的含水率为7～15％，所述外板面层的含水率为4～11％，经过所述外板面层的最外层年轮与外板面层的交点处切线与外板面层形成夹角β₁，0°≤β₁≤30°，经过所述内板面层的最内层年轮与内板面层的交点处切线与内板面层形成夹角β₂，60°≤β₂≤90°。该方法处理过程无化学污染，生产效率高，成本低，操作简单，具有高效、环保的优点。可大幅提高木材的尺寸稳定性和装饰性能。

技术领域

本发明属于木材改性及木制品生产工艺技术领域，更具体地，涉及一种环保稳定型木材及其表层热改性方法。

背景技术

木材是一种天然多孔吸湿性材料，木材在使用过程中会随环境相对湿度的变化而引起木材含水率的变化。又因为木材是一种具有各向异性的天然材料，当木材含水率产生变化时，木材在弦向、径向和顺纹方向将产生不同的尺寸变化。通常纵向最小，全干缩率约为0.1～0.3％，对木材使用变形影响很小，在木材加工使用中可以忽略不计。径向居中，约4.5～8％，弦向最大约8～12％。对于多数靠近髓心的板材，外板面为弦切板，内半面为径切板，而弦向与径向干缩比为2左右，导致内外板收缩不一致的现象，常常造成木制品在使用中产生变形、开裂等质量问题，造成严重的产品质量问题和投诉，给企业蒙受重大经济损失，从而限制了木材的广泛应用。

针对木材尺寸不稳定的材料属性，中国专利“CN108705635A”公布了“一种增强改性人工林木材制备方法”，在相对真空度为0.095～0.098MPa的密封的浸渍罐中，以酚醛树脂溶液及改性硅酸盐溶液为原料制备复合改性剂，对木材进行真空加压浸渍改性，绝对压力为1.0～2.5MPa，加压时间为1～4小时，温度为30～40℃；浸渍改性后再对木材进行干燥。这种方法在改善木材尺寸稳定性的同时，能有效提高木材的阻燃性，但是存在处理过程添加化学药剂容易对环境造成污染的问题，同时也不能解决弦径向干缩比大的问题。

木材热改性技术作为显著提高木材尺寸稳定性最有效的方法之一，且整个处理过程中不添加任何化学物质，收到了广泛关注。中国专利“CN1868704”公布了“木材炭化处理方法”，采用阶梯式连续升温方法，在160～240℃的温度范围对木材进行高热改性后，通入100℃的饱和水蒸气对木材进行调湿回潮处理。该方法虽然能有效提高木材尺寸稳定性，减少木材在处理过程中产生缺陷。但周期长，对力学强度损失大，且依旧无法解决弦径向干缩比大的问题。中国专利“CN108638277A”公布了“一种新型的具有稳定耐久性的木质结构材及其制备方法”，通过控制木材的含水率，使表层与芯层之间形成含水度梯度，之后采用平板式热压机对木材表面进行加热处理并在加热过程中控制芯层温度，形成保护性外壳和芯层，再对木材进行调湿处理。这种方法虽然能够在提高木材尺寸稳定性的同时不影响其力学强度，且周期短，节能环保。但处理过的木材仍然存在弦径向干缩比大的问题。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足和缺点，本发明的首要目的在于提供一环保稳定型木材。

本发明的另一目的在于提供一种上述环保稳定型木材的表层热改性方法。该方法利用非对称热处理方法对弦切板外板面进行热改性处理，然后对热改性后的木材进行含水率调制，克服了现有技术中存的污染问题和得到的改性木材弦径向干缩比大的技术问题。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：