[发明专利]一种木材密实干燥炭化一体化处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种木材密实干燥炭化一体化处理方法，属于木材处理技术领域。

背景技术

木材作为一种可再生能源，除了能够美化环境，从古到今还被大量用于建筑、家具和室内装修等方面。但是这种复杂的含湿多孔粘弹性的生物材料存在尺寸稳定性差和耐腐性差等诸多因素的制约，这些都与木材成分、细胞壁结构等有着密切的关系。因此，如何提高木材的尺寸稳定性、生物防腐性以及力学性能等性能，是提高木材品质的重要途径之一。

通常，人们把木材改性分为化学改性、物理改性以及生物改性等方法，化学改性虽然见效快，周期短，能提高木材的一些性能，但同时所带来的药剂毒性、污染问题以及使用过程中的危害性，一直是木材化学改性技术的制肘。采用化学改性方法制备木材能否被人们所接受，更是一个需要优先解决的问题。生物改性属于新型的改性方法，可能存在周期长、适用范围小等不足。随着人们对环保、节能和回归自然的环保要求和对工艺简便、易实现产业化的加工要求，人们又将木材改性的目光转向物理改性的方法。

现有的木材处理和改性技术包含：真空高压浸注阻燃液、热压干燥、真空干燥、防腐、高温热处理、压缩炭化、干燥炭化等，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。

200810059214.0号中国专利申请公开了一种木材热压炭化强化方法。该方法是通过对木材进行干燥、刨光、热压炭化等对木材进行强化处理。但是，该方法存在以下问题：

1、干燥步骤是在干燥窑内进行的，造成干燥周期长、工艺繁琐、生产成本提高；

2、当木材含水率过低、压缩比较大时，木材细胞壁易被压溃、开裂，反而降低其力学强度；

3、压缩炭化过程中未阐明怎样达到板材的压缩比厚度、施加压力大小等重要工艺参数；

4、炭化过程只指出采用压机温度范围为160-260℃，并没有详细说明具体操作时木材炭化采用的最高温度是多少。因为木材的自燃点在240℃左右，该技术是在常压大气环境中进行的，氧气含量较高，如果压机温度超过240℃，很可能使木材自燃，导致生产缺乏安全性，甚至造成严重火灾。

因此，开发一种新的木材物理改性方法，以克服现有技术中所存在的一些缺陷是本领域亟待解决的问题之一。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种木材的密实干燥炭化一体化处理方法，该方法具有工艺流程简单、生产周期短、节省人力物力、经济效益高等优点。

为达到上述目的，本发明提供了一种木材密实干燥炭化一体化处理方法，该处理方法采用热压机进行，其包括以下步骤：

在130℃-150℃下，在热压机上对木材进行厚度方向上的压缩，当压缩到目标厚度时，接着在保压状态下对木材进行干燥，然后升温到180-220℃，对木材进行炭化处理，从而实现木材的密实干燥炭化技术的一体化处理。

根据本发明的具体实施方案，优选地，该方法包括以下步骤：

（1）密实化：在热压机内放置带有气孔的上垫板和下垫板（利于木材中的水蒸气排出），当热压机温度升高到130℃-150℃时，将木材放入热压机内，使其位于上垫板和下垫板之间；在同一压力下，采用位控法对木材进行分段压缩，压缩到目标厚度；

（2）干燥：将热压机的温度维持在130℃-150℃并保持压力不变的状态下，每隔300s进行一次排气，排气时间20s，排气次数3-5次，排气之后对木材进行干燥，干燥时间1-2h，将木材干燥到含水率为10%-14%；

（3）炭化：将热压机的温度升高至180-220℃，在保持压力不变的状态下，对木材进行炭化，炭化时间为2-4h；

（4）冷却：炭化完成之后，停止温度控制，使木材自然冷却到50℃-75℃；

（5）调湿：将木材取出并置于大气环境中，进行调湿处理，将木材的含水率调整为2-6%。

在上述处理方法中，优选地，所述上垫板和下垫板上的气孔直径为1.0mm-2.5mm。