一种木质材料真空压缩密实化的方法技术

本发明专利技术公开了一种木质材料真空压缩密实化的方法，属于木质材料生产制备领域。本发明专利技术通过在真空条件下对木材进行热压定形处理，处理后的木材比模量大，解决了现有木材压缩密实技术的热压定形时间长，制造效率低、变色和尺寸不稳定性等技术问题；在真空条件下进行木质材料的压缩密实化制造，也提高了木质胶合材料的胶合强度。

【技术实现步骤摘要】
一种木质材料真空压缩密实化的方法本专利技术申请是分案申请，母案申请号：201711474145.5，母案专利技术名称：一种木质材料压缩密实化的方法，母案申请日：2017年12月29日。
本专利技术属于木质材料生产制备领域，更具体地说，涉及一种木材压缩密实化以及提高木质复合材料胶合强度的方法。
技术介绍
我国人工林达5325万公顷，居世界第一位。与天然林相比，人工林具有生长快、生长量高、开发方便和获得效益早、木材规格、质量较稳定、便于加工利用等特点。但是人工林由于存在一些材质缺陷，如速生杉木材质差、结构疏松、强度和硬度低、不耐磨、易吸湿，使其工业化应用受到很大的限制。因此，改善和提高速生材的相关性能，是拓展其利用范围主要方法之一。常用的木材强化处理方法有树脂浸注法和压缩密实法。浸渍处理木材最广泛的方法是真空浸注法，即木材先在一定的负压条件下抽真空，然后利用处理罐内外压力差将渍树脂注入罐中木材，并保持相应时间。但木材是一种多孔性非均质的天然材料，而且各向异性大，所以在利用各种低分子量树脂浸渍处理木材后，树脂在木材内部的分布往往不均匀，且加入的化学试剂对人体健康和地球环境有一定影响。但在现有技术中真空状态下浸渍处理木材，并采取加压(热压)，未有相关的文献记载，如果简单将真空状态下浸渍处理木材并进行热压处理，往往达不到浸渍和热压的效果，同时也不能解决化学试剂对人体健康和地球环境污染等问题。压缩密实化是劣材优质利用的一种技术。速生材压缩密实化是其改性的一个重要方向，其目的是提高其相关物理、力学性能。速生材通过压缩密实化处理后，可以改善其硬度、耐磨性和尺寸稳定性，从而可部分代替阔叶材使用。常规的木材压缩密实技术主要包括压缩前的软化处理、横向压缩及压缩后的变形固定三个步骤，该技术生产时间长、效率低。经该技术处理后的木材密度虽然增大，但比模量并未提高，甚至木材的比模量反而会降低，因此，木材的性能并未得到很好的提升。另外，在木材压缩密实过程中，木材化学组分中的多糖、半纤维素以及抽提物发生了降解、氧化、缩聚等一系列化学变化，有色物质含量增加，从而使得木材表面颜色加深，影响了产品的美观和质量。中国专利技术专利，公开号：CN102198679B，公开日：2014年3月26日，公开了一种速生地板材增强处理的方法。该方法按照下列顺序进行处理：a.采用热压机将速生地板基材密实化；b.将密实化的速生板材在热压板上实现表面碳化；c.采用射频等离子体改性方法，让氮等离子体与碳元素进行气固二相化学层积进行氮化。经该专利技术方法处理后的速生地板材具有表层硬度高、耐磨优点，其不足之处是：该专利技术从密实到碳化再到氮化，工艺复杂，加工周期长，在热压温度取80～120℃，热压压力取0.8～2.0MPa，时间取5～15min的条件下进行热压密实，板材会出现反弹，尺寸稳定性不好；另外，基材密实化处理后在200℃以上的高温环境下对其进行碳化处理，易造成木材表面变色，因而破坏了杉木本身的纹理色泽。中国专利技术专利，公开号：CN101875207A，公开日：2010年11月3日，公开了低质速生原木原位密实及抑菌除菌功能的加工方法，包括：在真空加压罐中通过加压和抽真空的工艺将填充剂将种低质速生材进行原位密实与抗菌抑菌处理。该专利技术操作温度低，对木材无压缩，属原位密实。但是，其不足之处在于：(1)该专利技术需要添加额外的填充剂，因而增加了额外的费用，成本较高；(2)填充剂渗入木材内部的时间较长，因而整个板材加工周期也较长；(3)木材经浸渍后密度大幅增大，抗弯弹性模量虽提高了36.2％，但材料的比模量却大大减小了，影响了材料的性能。中国专利技术专利，公开号：CN103433982B，公开日：2015年8月5日，公开了交错层压板材加工方法，具体包括层板准备、复合改性剂配置、表层层板改性增强、层板指接、层板施胶、组坯、压制、后期加工。表层层板改性增强工艺包括将表层层板放入密闭的压力罐中对压力罐反复进行抽真空和加压处理，复合改性剂在压力作用下被浸渍入表层层板中，为排出板表层多余的复合改性剂，再对密闭压力罐抽真空处理。组坯、压制工艺中将改性增强的层板置于表层按照相邻层板的纹理方向互相垂直的方式进行组坯，组坯后放入压机中冷压成型，同时加以侧向压力。其不足之处是：(1)复合改性剂渗入木材内部的时间较长，因而整个板材加工周期也较长；(2)该专利技术将板材置于压力罐中并抽真空进行浸渍处理改性，再将加压浸渍处理后的板材在常规状态下进行压机压缩增强处理，对于速生杉木等自身纹孔密实的木材，改性剂难以渗入，且浸渍处理后材料表面性能也发生了变化。仍然存在常规浸渍处理的各种缺陷。另外，木材胶合时胶合强度的形成是一个复杂的过程，主要分为以下5个步骤：流动、传递、渗透、润湿和固化。目前胶合板的生产常采用脲醛树脂胶黏剂，在胶合板或其他木质复合材料制造工艺中，由于木材是多孔性材料，在热压时会加剧胶黏剂渗透到单板处，胶合层处的胶黏剂含量减少，严重影响胶合作用，进而降低了胶合板最终的胶合强度。这也是上述现有技术或本行业亦要解决的技术难题。
技术实现思路
1、要解决的问题针对现有浸渍处理中存在的缺陷，以及木材压缩密实化技术和常规的木质复合材料制造加工中生产周期长，生产成本高，生产设备利用效率低且产品力学性能较差等问题，本专利技术公开了一种木质材料压缩密实化的方法，能同时对木质材料起到压缩、固色和定形的目的，且处理后木质材料的力学强度完全满足要求，与采用普通热压制备的压缩木质材料相比，色差小，抗弯强度高，比模量大，同时也提高了现有木质胶合材料的胶合强度。2、技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案：一种木质材料压缩密实化方法，包括以下步骤：对木质材料在真空状态进行加压；加压压力取1-4MPa；达到加压时间后，去真空，进行卸压、冷却。优选的，对木质材料进行在真空状态热压；所述的热压温度取100℃-220℃,热压压力取1-4MPa；达到热压时间后，去真空，进行卸压、冷却。所述在真空状态热压，真空度为-0.1MPa～-0.09MPa。木质材料压缩密实化方法步骤还包括对木质材料进行干燥和表面砂光处理；对干燥和表面砂光处理处理后的木质材料进行裁切。所述木质材料为木材或木质复合材料，所述的木质复合材料为胶合板、结构用集成材、刨花板或结构单板层积材。所述干燥和表面砂光处理处理后的木材厚度为18-22mm；终含水率为10±2％。所述木质材料为木材在压缩前先抽真空，真空度为-0.1MPa～-0.09MPa，所述的热压温度取160℃-220℃，热压时间取15min-45min，热压压力取2-4MPa；即让整个木材压缩密实化过程一直都处于真空状态。木质材料压缩密实化提高木质材料胶合强度的制造方法，包括以下步骤：(1)将木材旋切或者刨切成木质单板；(2)对步骤(1)中处理后的木质单板进行干燥；(3)对步骤(2)中处理后的木质单板进行涂饰胶黏剂；(4)对步骤(3)中处理后的木质单板进行组坯；(5)对步骤(4)中处理后的板坯进行真空热压，真空度为-0.1MPa～-0.09MPa，热压温度取100℃-120℃，热压时间取50-90s/mm，热压压力取1-2MPa；(6)对步骤(5)中处理后的板坯，达到热压时间后，去真空，卸压、冷却、裁边和砂光处理，最终制得高胶合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种木质材料真空压缩密实化的方法，其特征在于，包括以下步骤：对木质材料在真空状态下进行热压；所述的热压温度取100℃‑220℃,所述加压压力取1‑4MPa，达到热压时间后，去真空，进行卸压、冷却。

【技术特征摘要】
1.一种木质材料真空压缩密实化的方法，其特征在于，包括以下步骤：对木质材料在真空状态下进行热压；所述的热压温度取100℃-220℃,所述加压压力取1-4MPa，达到热压时间后，去真空，进行卸压、冷却。2.根据权利要求1所述的一种木质材料真空压缩密实化的方法，其特征在，还包括对木质材料进行干燥和表面砂光处理；对干燥和表面砂光处理处理后的木质材料进行裁切；所述木质材料为木材，所述干燥控制含水率为10±2％，所述热压温度为160℃-220℃，所述压缩处理为垂直木材弦向压缩，达到热压时间后，去真空，进行卸压、冷却，制得压缩木。3.根据权利要求2所述的一种木质材料真空压缩密实化的方法，其特征在于，在压缩前先抽真空，即让整个压缩密实化过程在真空状态下进行，真空度为-0.1MPa～-0.09MPa，，热压时间取15min-45min，热压压力取2-4MPa。4.根据权利要求2所述的一种木质材料真空压缩密实化的方法，其特征在于，干燥和表面砂光处理后的木材厚度为18-22mm。5.根据权利要求1所述的木质材料真空压缩密实化方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将木材旋切或者刨切成木质单板；(2)对步骤(1)中处理后的木质单板进行干燥；(3)对步骤(2)中处理后的木质单板进行涂饰胶黏剂；(4)对步骤(3)中处理后的木质单板进行组坯；(5)对步骤(4)中处理后的板坯进行真空热压，真空度为-0.1MPa～-0.09MPa，热压温度取100℃-120℃，热压时间取50-90s/mm，热压压力取1-2MPa；(6)对步骤(5)中处理后的板坯，达到热压时间后，去真空，卸压、冷却、裁边和砂光处理，最终制得高胶合强度的胶合板；步骤(2)中木质单板经干燥处理后终含水率为8±3％；所述的步骤(3)处所述的胶黏剂为脲醛树脂胶黏剂，双面施胶量为200-300g/m2；步骤(4)中所述板坯为纵-横-纵三层或奇数层组坯方式。6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢晓宁，洪璐，李志远，何倩，鞠泽辉，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32