[发明专利]一种木质材料压缩密实化的方法

说明书

本发明公开了一种木质材料压缩密实化的方法，属于木质材料生产制备领域。本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

中国发明专利，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。经该发明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：该发明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。

中国发明专利，公开号：CN 101875207 A，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。该发明操作温度低，对木材无压缩，属原位密实。但是，其不足之处在于：(1)该发明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。