[发明专利]集阻燃和防腐功能性为一体的木建筑结构用速生改性材的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及建筑结构工程技术领域，具体为一种集阻燃和防腐功能性为一体的木建筑结构用速生改性材的制备工艺。

背景技术

随着城镇化建设的加快和人们生活水平的提高，木材作为可再生资源，绿色环保贴近自然，在建筑及家具装修等行业中备受青睐。近年来，我国从欧美、日本等发达国家引进现代木结构建筑先进制造技术和设备，进一步推动了我国木结构建筑的发展。然而，第八次全国森林资源清查结果显示，我国的森林覆盖率仅为21.63％，远低于全球31％的平均水平。森林有效供给与日益增长的社会需求矛盾十分突出。尤其是近些年来我国木结构建筑复苏后，木材供需矛盾必将日益加大，除了继续进口一定数量的木材为解燃眉之急外，积极发展速生丰产用材林，保证木材安全供应，节约外汇，是木材供需矛盾的根本办法。根据2002年国家林业局编制的《重点地区速生丰产用材林基地建设工程计划》，总规模为1333万公顷的速生丰产用材林工程建设期为2001～2015年。按每公顷年平均生产量15立方米计算，全部建成后，每年可提供木材13337万立方米，是国内生产用材需求量的40％，加上现有森林资源的采伐利用，届时国内木材供需可望基本趋于平衡。

大量采用优质进口材，材料成本高、代价大，同时不利于我国节约外汇，对我国的木材工业用材安全也是隐患；而我国常见的杨树、杉木、桉树等速生林，由于速生材生长周期短，变异性大，材质疏松，空隙度大，密度低，力学性能低，抗火、防腐性能差，因此速生材一直以来都是做人造板、造纸、包装材料、建筑模板等，而较少用于家具及建筑结构构件中，其应用范围又受到很大的限制。我国目前木材行业面临一方面有大量速生林木材无法高效利用，另一方面却花费大量外汇进口国外的木材。因此，通过木材物理、化学或二者兼而有之的方法对国产速生林木材进行改性处理，提高材料的力学、阻燃滞火和防腐防虫性能，满足市场对材料的功能需要，是解决木材供需矛盾的有效措施。

《一种木材改性方法》(申请号：981142710)采用由松香、合成树脂(SBS)、苯乙烯、汽油、乙醇、二甲脂、防老剂、防氧化剂配制而成的改性剂进行木材加温加压处理，改性后的木材具有防水、防腐、防虫的特性。此方法工艺复杂，处理时间长改性后的木材力学性能差。《一种增强、阻燃改性人工林木材及其制备方法》(专利号：2009100894130)公开了一种采用低分子量水溶性三聚氰胺改性脲醛树脂溶液复配阻燃剂对人工林木材进行浸渍处理，处理后的木材的密度、硬度、强度、尺寸稳定性均有所提高，但是这种改性剂存在稳定性差、难以长期储存、降低木材韧性等缺陷。《合成树脂浸渍木材改性的工艺方法》(申请号：2008100132255)公开了采用酚醛树脂浸渍木材改性的工艺方法，改性后的木材质量稳定，并且具有明显的增强性和加工性，但是该改性液合成时间长，且颜色较深，用于处理木材会严重影响木材本身的色泽和纹理，且在高温环境中使树脂固化的条件会使木材内部产生较大应力而发生开裂、变形，降低材料的利用率。

发明内容

本发明为实现将国产速生材用于木结构工程领域，提高国产低质速生材的产品附加值，以及工程用材的安全性的目的，提出了一种集阻燃和防腐功能性为一体的木建筑结构用速生改性材的制备工艺。

本发明采用的技术方案为：一种集阻燃和防腐功能性为一体的木建筑结构用速生改性材的制备工艺，包括以下步骤：

1、待改性材预处理

待改性材包括力学性能、阻燃性能和天然防腐性能较差的国产速生杉木、杨木、马尾松、桉木，待改性材预处理指木材含水率在10～25％范围内的调整、材料材表刨光加工处理；

2、低分子改性树脂浓度调整

低分子改性树脂为含有-B-O-化学键的硼酸改性低分子酚醛树脂，低分子改性树脂浓度调整通过往树脂内添加蒸馏水稀释实现；

3、木材浸渍改性处理

木材浸渍改性处理为常温常压浸渍或真空加压浸渍；针对于木建筑结构用38mm厚度的规格材：木材的真空加压气压的浸渍工艺为先进行抽真空处理至真空度为-0.08～-0.09MPa，保持20min-60min，再加压至0.4～1.0MPa，保持30～120min；木材的真空加压液压的浸渍工艺为先进行抽真空处理至真空度为-0.08～-0.09MPa，保持10min-30min，再加压至1.4～2.2MPa，保持20～40min；树脂在处理过程中温度不超过50℃，木材始终位于树脂液面以下；

4、浸渍材内部树脂热固化