[發明專利]一種木材密實化的方法及密實化木材

有效

• 申請號: 201010522617.1
• 申請日: 2010-10-28
• 公開（公告）號: CN101966713A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 黃榮鳳;呂建雄;王艷偉;趙有科
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院木材工業研究所
• 主分類號: B27K5/00
• 分類號: B27K5/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陳小蓮;王鳳桐

技術領域

本發明涉及一種木材密實化的方法及由該方法生產的密實化木材。

背景技術

為了提高低密度軟質速生材的物理力學性能，對木材進行各種處理在學術界已達成共識，其中對低密度木材進行壓縮處理以提高其物理力學性能的加工方法一直是各國學者研究的主要課題。目前，國內外對杉木、柳杉和楊木材壓縮變形的機理進行了定性研究，探討了壓縮木的變形固定機理。

有關木材壓縮處理及其變形固定的方法有很多，主要歸結為兩大類：物理方法和化學方法。其中化學方法常用低分子量的水溶性樹脂浸入干燥木材的表面，表層經加熱軟化后再壓縮、定型、得到表面壓密材。表面壓密材所使用的低分子量樹脂有酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、脲醛樹脂、乙二醛樹脂等，如采用改性三聚氰胺樹脂作為填充材料，在一定條件下對木材進行真空填充處理后，采用特殊工藝對填充后的木材進行熱壓壓縮處理即可獲得壓縮木。在高溫熱壓過程中，由于樹脂之間及樹脂與木材內部的自由基之間發生了化學交聯作用，使變形固定。木材經過一定的溫度和壓力等外部條件加工處理后，質地堅硬、密度大、強度高并且其內部組織構造、物理力學性質都發生了重大變化，包括其力學強度增強，變形小，耐磨性、耐久性好，從而有效地改善了木材的性能，提高了木材的利用價值。

木材學會志，1992，38(12)，1119-1125中記載了將木材在間苯二酚水溶液中浸漬后，經過風干，通過在甲醛蒸氣中加熱，達到減少正切損失、提高強度、降低吸濕性、提高尺寸穩定性的目的。

劉君良在“酚醛樹脂處理楊木、杉木尺寸穩定性分析”[J].木材工業，200418(6)：5-9中報道了采用酚醛樹脂浸漬處理人工林楊木、杉木，然后通過熱壓定型工藝制得表面密實化木材。

劉艷萍在“改性三聚氰胺樹脂處理楊木密實化的研究”[J].西北林學院學報，2009，24(3)：156～158中報道了：采用改性三聚氰胺樹脂處理楊木，并對其進行徑向橫紋方向壓縮密實化處理制得表面密實化木材。

CN1253291C報道了一種將木材置于120-200℃、0.2-1.6Mpa的高壓水蒸氣中保持1-60min，然后進行冷卻、干燥制得改質木材的方法。

鮑濱福在“人工林速生杉木表面浸漬壓縮密實化研究”[J].林業科技2009，34(6)：46-50中報道了用低分子量水溶性酚醛樹脂使其進行浸漬處理，再經微波軟化、表面壓縮制得了表面壓密材。

上述文獻中采用了甲醛，低分子量樹脂如酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、脲醛樹脂、乙二醛樹脂等進行處理，在高溫熱壓過程中，樹脂之間及樹脂與木材內部的自由基之間發生了化學交聯作用，使變形固定。該方法不能獲得密實化木材，只能獲得整體密實化的木材，這無疑會導致木材體積大大降低，從經濟上很不合算。而且，以低分子量樹脂的交聯反應進行木材表面密實化不僅污染環境、對人體健康有危害，而且成本較高。近年來也有以二氧化硫催化的甲醛反應，盡管這種方法減少了木材本身的化學降解，但仍會污染環境，難以實現工業化。因此，如何實現在制得表面壓密材的過程中不會對環境造成污染，而且工藝容易實現工業化生產成為普遍關注的前沿研究之一。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠獲得密實化木材的木材密實化的方法。

本發明提供了一種木材密實化的方法，該方法包括(1)將木材的橫截面用疏水性材料密封，所述木材的含水率低于12重量％；(2)將密封后的木材表面和/或淺層附著上軟化劑，所述軟化劑為水、氨、堿性水溶液、沸點低于200℃的亞胺、酮、醚、醇、腈、酰胺、酯、羧酸中的一種或多種；(3)將橫截面密封后并附著有軟化劑的木材在軟化劑的沸點溫度以上進行熱壓，使木材密實化。

本發明還提供了由上述木材密實化的方法生產的密實化木材。

本發明提供的木材密實化方法通過控制木材的含水率低于12重量％，并將木材的橫截面用疏水性材料密封，然后用軟化劑使木材表面或淺層附著軟化劑后熱壓，這樣即可使木材密實化，從而能夠根據需要對木材進行不同程度的壓縮，獲得強度和耐磨性提高至所需程度的木材。由此可見，本發明提供的木材密實化方法完全不需要使用現有技術必須使用的含有大量甲醛的酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、脲醛樹脂、乙二醛樹脂等，由此可以克服現有技術生產密實化木材所帶來的環境污染嚴重的問題。而且，本發明通過控制軟化劑的用量和加熱時間，能夠有效實現木材的特定部位層狀密實化。此外，與現有技術相比，本發明提供的方法由于不需要使用酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、脲醛樹脂、乙二醛樹脂等，因此生產成本大大降低。按照本發明的方法生產壓縮木所需要的時間短，所用到的設備簡單。