[發明專利]木材改性方法

有效

• 申請號: 201110335969.0
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102398289A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 夏國華
• 申請（專利權）人: 夏國華
• 主分類號: B27K3/08
• 分類號: B27K3/08;B27K3/50;B27K3/52
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;王家印

技術領域

本發明涉及一種木材改性方法，特別是涉及一種用于低密度木材改性的方法。

背景技術

木材改性技術包括：木材塑合、木材浸漬、木材乙酰化、木材熱處理、木材壓縮和彎曲、木材漂白和染色以及其他改性技術。

木材塑合是指向木材中注入不飽和烯烴類單體或低聚物、預聚體后，利用射線照射或自由基引發劑一熱引發手段提供能量，使其在木材內聚合固化的技術。制得的材料稱為塑合木，不僅保留了木材天然的優良性能，而且可改善材質缺陷，其尺寸穩定、硬度、耐磨、耐腐蝕、耐蟲蟻等性能都大幅提高，有些能夠達到甚至超過天然珍貴木材。此外，還可以進行著色處理和賦予阻燃功能。塑合木可以用于生產地板、家具、運動器材、工藝品、樂器等產品。木材塑合工藝分為浸注和固化2個階段。浸注階段一般采用真空加壓處理，浸注液通常選用苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯、丙烯腈等乙烯類單體，以及不飽和聚酯、丙烯類低聚體。固化階段可采用加熱或射線照射聚合固化。采用加熱聚合固化時，應按一定比例加入適當的引發劑；采用射線照射聚合固化時，輻照劑量和時間應隨處理樣品的樹種、尺寸和形狀，以及單體、劑量率而變化。塑合木問世于20世紀60年代初，此后許多國家紛紛開展研究。我國也在1965年就開始對塑合木進行研究，中國林科院木材工業研究所、北京大學、北京市光華木材廠、上海原子能研究所及上海科技大學等單位，先后進行了熱引發法和射線輻射法制備塑合木的研究。江西科學院應用化學研究所成功研制了適合我國國情的塑合木生產工藝，并在工廠試生產。70年代初，塑合木產品被推向市場而加以應用。

美國、日本、西歐等工業發達國家，已將塑合木應用到汽車、兵器、體育器材、建筑、家具等行業。而我國僅有上海藝術雕刻四廠、北京民族樂器廠早期進行過塑合木的小批量商品生產，但到目前為止，塑合木還未真正在我國市場上得到應用。

木材浸漬是指將木材浸泡在水溶性低分子量樹脂溶液中，樹脂通過擴散進入木材細胞壁，而使木材增容，然后經干燥除去水分，最后加熱使樹脂固化的木材改性技術。浸漬木主要用于制作刀、槍的手柄和筆托，以及對強度、耐磨性、耐化學腐蝕等性能要求較高的領域。木材浸漬工藝也分為浸注和干燥固化2個階段：浸注階段一般采用真空加壓處理，浸注液通常選用酚醛樹脂、脲醛樹脂、糠醇樹脂、間苯二酚樹脂等；干燥固化階段一般采用加熱固化的方式。早在20世紀40年代，美國林產品研究所就研究了使用低分子量酚醛樹脂浸漬單板、生產浸漬木的技術，但浸漬木真正形成商品是在1987年。目前，世界生產浸漬木的公司主要有：美國Fibron和C?K?Composites、英國Permali和巴基斯坦DylTlOnwood公司等。我國浸漬木的技術開發僅停留在研究階段，主要集中在使用低分子量的酚醛樹脂浸漬楊木、杉木等速生材和低檔木材，也有研究使用改性脲醛樹脂改性木材。

木材乙酰化是采用乙酰劑處理木材，以提高木材尺寸穩定性的技術。乙酰化木材具有密度均勻、表面平整、尺寸穩定性高、耐腐性強、熱延展性低、不增加毒性、木材本身強度不降低等優點。木材乙酰化處理一般分為液相法、氣相法和綜合法。傳統的木材乙酰化處理藥劑分為乙酰劑和催化劑，現在多直接使用乙酸酐進行生產。此外，還可以使用乙酰化和熱處理聯合作用，或者先乙酰化再交聯處理。木材乙酰化技術研究一直是木材改性技術領域最為活躍的研究課題之一。20世紀20年代末就有了木粉和鋸屑被乙酰化的報道，而實木乙酰化的研究始于40年代。隨后，美國、日本等相繼開始了木材乙酰化的技術研究及應用研究。目前乙酰化木材已經實現了商品化。由于乙酰化木材成本較高，主要用于制作高附加值產品，乙酰化實木的首推應用領域為室外平臺(甲板)，乙酰化纖維則可用于制造錐形擠壓成型聚丙烯熱塑復合材料。

木材熱處理是指在保護氣體環境或液體介質中，在160～250℃溫度范圍內，對木材進行處理的一種環保型技術，可以改善木材的尺寸穩定性、耐久性和顏色。熱處理木材通常稱為炭化木或物理木，可用于家具、鑲木地板、門窗、預制墻體、桑拿房、廚房等諸多領域。按照所使用的加熱介質不同，木材熱處理工藝主要有3種：氣相介質加熱法、水熱法和油熱法。目前國外木材熱處理技術的商業應用主要集中在荷蘭、法國、德國和芬蘭等國，這些國家已經開發了5種典型的木材熱處理工藝：荷蘭的Plato工藝，法國的Retification和LesBois工藝，德國的熱油處理工藝和芬蘭的Thermo?Wood工藝。我國的木材熱處理工業目前尚存在很多問題：如沒有形成完善的熱處理工藝；相關配套技術亦不成熟；缺乏專門的熱處理設備，大部分使用的是傳統窯式干燥方式；產品存在質量缺陷，如樹節脫落、表裂和內裂、色差大等。