一种速生材阻燃增强实木型材及其制造方法技术

本发明专利技术涉及木材功能性改良方法，尤其是涉及一种经木材炭化、阻燃增强再热处理固定这样的处理工艺改良的速生材阻燃增强实木型材及其制造方法，具体是一种速生材阻燃增强实木型材及其制造方法，属于木材功能性改良及木材加工技术领域。一种速生材阻燃增强实木型材制造方法，包括以下步骤：（1）炭化步骤；（2）阻燃处理步骤；（3）干燥步骤；（4）表面增强步骤；（5）热处理固定步骤。本发明专利技术技术方案与现有技术相比，具有生产工艺简单，产量大，能耗低，出材率高，生产成本低等优点。所处理得到的阻燃增强实木型材具有阻燃、表面增强、尺寸稳定、耐腐耐候、纹理显现、色泽饱满装的更突出优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及木材功能性改良方法，尤其是涉及一种经木材炭化、阻燃增强再热处理固定这样的处理工艺改良的速生材阻燃增强实木型材及其制造方法，具体是，属于木材功能性改良及木材加工

技术介绍
中国专利文献CN1868704A公开了 “一种木材炭化处理方法”技术专利，其制造方法包括a.将木材整齐码垛并在木材堆顶部按lt/m2的标准加压钢板框浇混凝土压块，然后装入木材炭化设备中；b.在木材炭化设备中采用阶梯式连续升温方法，将温度按每4 6小时提高3 7°C的速度升温至120 140°C ；c.采用阶梯式连续升温方法，按每I 3小时提高8 12°C的速度升温至160 240°C，并在最高温度下保持3 6小时，炭化处理过 程结束；d.待炭化结束后，停止加热，采用喷雾化水方法让木材缓慢降温到100°C，然后通入100°C的饱和蒸汽对木材进行调湿回潮处理,处理时间为6 8小时,将木材的含水率回调到4 6% ；e.木材在自然条件下冷却到温度高于室温15 30°C出窑。经研究发现这一工艺能够提高木材的尺寸稳定性,耐腐耐候性,改善木材的纹理色泽,是一种很好的木材功能性改良方法，但是改良出来的木材表面硬度降低，力学性能有所下降，特别是对于本来就软的速生材，表面硬度降低和力学性能有所下降的幅度更大。另外，经实践经验证明，以炭化处理的木材与其素材相比，更容易燃烧，特别是对于速生材而言，这一容易燃烧性能就尤为关出了。中国专利文献CN102107446A曾公开了 “一种表面增强实木型材及其制造方法”，它由以下步骤制得(I)干燥步骤将气干密度小于700kg/m3的木材干燥至含水率为5 12% ；(2)压缩步骤干燥的木材经表面压缩密实的步骤，即热压机高温压板的温度为140 200°C，低温压板的温度比高温压板的温度低100°C以上；(3)炭化步骤木材经170 230°C的条件下对木材进行炭化热处理I 5小时的步骤；它还包括一个在炭化步骤后调整木材的含水率为5 12%的步骤。上述的技术方案存在着干燥好的木材含水率达8%以上，经压缩步骤处理160°C以上处理时，木材被压到指定厚度保持一段时间后木材很容易出现炸裂、鼓泡缺陷，并随着热压温度越高炸裂、鼓泡缺陷越来越多，而且这种木材表面的纹理暗淡，色泽给以人沉闷的感觉。经压缩后再炭化的木材表面硬度，比压缩好炭化前的表面硬度降底达了 20 40%左右，从而并没有能很好地得到表面增强实木型材，反而又使得木材更容易燃烧。一直以来，由于木材的渗透性差，人们采用以下方法来对木材进行阻燃处理。加压浸注法，典型工艺是在浸溃罐中，加压浸注或先抽真空、再加压浸注或先抽真空、再加压浸注、再抽真空这三种工艺，把阻燃剂浸注到木材里面。但这种方法对设备要求高，生产工艺复杂，出材率低，生产能耗高，生产成本高，未真正实现产业化应用，而且所得到的产品稳定性差，使使用过程中容易变形开裂。中国专利文献CN1651202A曾公开“木材木制品阻燃剂及其处理方法”，其处理方法是将木材如板、木条等，木制品如细木工板、木质胶合板、纤维板等，放入处理罐中，封闭罐门；抽真空至真空度为O. 084±0. 008MPa，同时保持10 90分钟；然后将阻燃剂于常温下注入上述真空状态下的处理罐中，同时加压至02 I. OMPa时保持I 6MPa，卸掉压力及排空阻燃剂；然后再对处理罐抽真空至真空度为O. 084±O. 008MPa,同时保持20 90分钟，最后排除真空。然而该方法生产工艺复杂，生产成本高，而且所得到的阻燃型材尺寸稳定性差、或容易发生霉变蓝变、或不耐腐朽使用寿命短的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供，它集合炭化热处理、阻燃处理、表面增强处理木材三者的优点，克服其各自的缺点，有利于产业化生产。具体就是炭化处理打通木材的纹孔、导道，提高木材的渗透性，并改善速生材的纹理色泽，阻燃处理提高了速生材的阻燃效能，表面增强克服了速生材表面软，热处理固定对前面表面增强进行固定，而又不影响木材的阻燃效能，从而实现了炭化热处理、阻燃处理、表面增强处理木材三者优点的有效结合。本专利技术技术方案与现有技术相比，具有生产工艺简单， 产量大，能耗低，出材率高，生产成本低等优点。所处理得到的阻燃增强实木型材具有阻燃、表面增强、尺寸稳定、耐腐耐候、纹理显现、色泽饱满装的更突出优点。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的 一种速生材阻燃增强实木型材制造方法，包括以下步骤 (1)炭化步骤是将含水率为5 12%的速生材木材放在175°C 200°C的条件下炭化2h 4h ; (2)阻燃处理步骤是在常压下浸溃液温度为20°C 100°C条件下，对炭化处理后的速生材木材立即直接浸溃到质量浓度为5 25%的水溶性无机阻燃剂中浸溃时间为2 24h ； (3)干燥步骤把阻燃处理后的速生材木材干燥使其含水率8 12%; (4)表面增强步骤对上述得到的阻燃速生材木材进行表层压缩增强处理的步骤； (5)热处理固定步骤将表面增强后的速生材堆垛好，送进热处理窑里快速加热加湿直接升温到180 200°C的条件对其进行热处理固定2 4h。作为优选，所述的炭化步骤是是将含水率为5 12%的速生材木材放在175°C 200°C的条件下炭化2h 4h，炭化结束后关闭加热采用喷射雾化水方法让木材炭化设备内温度快速降温至110 120°C时，结束喷雾化水和停止加湿，自然降温到窑内40 60°C时即可出窑。在炭化过程中采用175°C 200°C高温高湿条件下木材，打通木材导道和纹孔，也溶解木材抽提物，使木材里的活性基团如羟基等减少，使木材拥有更出色的材色稳定性。此过程所得木材纹理材色的稳定，防止了后续表面增强步骤对材色的影响，同时提高了木材渗透性，为后续的阻燃处理提供了非常好的前提条件，而且经上述炭化工艺得到的速生材木材含水率很低，大约在2. 5% 4. 5%，形成外高内低的木材含水率梯度，有利于其后阻燃剂的渗入；木材渗透性的改善，也确保了后续表面增强时不出现木材炸裂、表裂、鼓泡缺陷，使表面增强时木材质量合格率达100%。作为优选，所述的阻燃处理步骤是在常压下浸溃液温度为20°C 100°C条件下，对炭化处理后的速生材木材立即直接浸溃到质量浓度为5 25%的水溶性无机阻燃剂中浸溃时间为2 24h，所述的无机阻燃剂为热分解温度> 220°C的磷-氮-硼阻燃剂、聚磷酸铵阻燃剂(APP)、硼酸锌阻燃剂、聚磷酸铵-硼酸锌复合阻燃剂。作为优选的这些无机阻燃剂都属于膨胀型热稳定性好，能产生协同作用，阻燃性好，又不影响木材的纹理色泽，是目前常用环保阻燃剂，所选用的这些阻燃剂可以直接从市场里卖到，也可以自行配制或按现有公开的技术资料方法配制。热稳定性好，热分温度> 220°C的要求是为了后续的表面增强和热处理固定后，所浸溃的阻燃剂仍然具有良好的阻燃效能。作为另一优选，所述的阻燃处理步骤是在常压下浸溃液温度为20°C 100°C条件下，对炭化处理后的速生材木材立即直接浸溃到质量浓度为5 25%的水溶性无机阻燃剂中浸溃时间为2 24h，所述的无机阻燃剂为热分解温度< 220°C但所热解得到的产物在≥220°C时仍具有稳定的阻燃效能的磷-氮-硼阻燃剂。磷-氮-硼阻燃剂在经温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种速生材阻燃增强实木型材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）炭化步骤：是将含水率为5～12%的速生材木材放在175℃～200℃的条件下炭化2h～4h；（2）阻燃处理步骤：是在常压下浸渍液温度为20℃～100℃条件下，对炭化处理后的速生材木材立即直接浸渍到质量浓度为5～25%的水溶性无机阻燃剂中浸渍时间为2～24h；（3）干燥步骤：把阻燃处理后的速生材木材干燥使其含水率8～12%；（4）表面增强步骤：对上述得到的阻燃速生材木材进行表层压缩增强处理的步骤；（5）热处理固定步骤：将表面增强后的速生材堆垛好，送进热处理窑里快速加热加湿直接升温到180～200℃的条件对其进行热处理固定2～4h。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：潘平，刘锡丽，
类型：发明
国别省市：