[發明專利]一種速生木材阻燃增硬耐磨一體化處理方法

有效

• 申請號: 201210123456.8
• 申請日: 2012-04-25
• 公開（公告）號: CN102615685A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 李新功;李賢軍;吳義強;鄭霞
• 申請（專利權）人: 中南林業科技大學
• 主分類號: B27K5/00
• 分類號: B27K5/00;B27K3/08;B27K3/52
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 胡山

技術領域

本發明屬于木材功能性改良領域，具體涉及一種速生木材阻燃增硬耐磨一體化處理方法。

背景技術

木材存在易燃的問題，許多火災發生及蔓延都與木材料直接相關。另外，與其它金屬和石材等材料相比，木材（特別是速生材）密度小，自身硬度、耐磨性差，限制了其應用領域。針對木材易燃、硬度和耐磨性不好的缺點，人們開展了許多木材阻燃和增硬的研究，取得了一些成果。但是，常規木材阻燃處理和木材增硬處理通常是分開進行，處理工藝繁瑣，效率低。而且，木材阻燃處理和增硬處理過程中，阻燃劑很難深度進入木材內部，阻燃劑在木材內部分布不均勻，阻燃劑和增硬劑在木材中的附著力小，易流失，處理效果具有一定的時效性。因此，選擇一劑多效的藥劑，通過一定的物理、化學處理方法，開展木材阻燃和增硬耐磨一體化處理技術研究，實現木材阻燃、增硬、耐磨功能的高效復合，顯著提高木材附加值非常必要。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種速生木材阻燃增硬耐磨一體化處理方法；該方法通過高強度微波處理速生木材，使具有一定含水率的速生木材內部迅速產生高溫，高溫促使速生木材細胞腔的水分迅速汽化，產生較高的蒸汽壓。蒸汽壓外沖的過程中在速生木材細胞壁形成微孔，從而大大提高速生木材的滲透性。然后，將微波處理后的速生木材浸入納米氫氧化鋁和硅烷偶聯劑的水懸浮液中進行加壓浸注處理。由于微波處理處理后的速生木材具有良好的滲透性，納米氫氧化鋁顆粒和硅烷偶聯劑很容易通過速生木材細胞壁上的微孔進入速生木材內部，硅烷偶聯劑起著雙親劑的作用，可以將納米氫氧化鋁和木材緊密的連接起來，提高納米氫氧化鋁在木材內部的“著床”力，避免加工和使用過程中產生流失。氫氧化鋁是一種環保型高效阻燃劑，而且具有較強的耐磨性。納米級氫氧化鋁顆粒，通過細胞壁上的微孔進入木材內部并附著在木材細胞壁上，既起到極好阻燃作用，而且可以對速生木材起到增硬作用，提高速生木材硬度和耐磨性，因此，通過上述處理可以達到速生木材高效阻燃和增硬耐磨功能的疊加與耦合。

本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種速生木材阻燃增硬耐磨一體化處理方法，具體步驟如下：

（1）將速生木材原料加工成厚度為10～200mm的方材或板材；然后置于干燥窯內干燥到含水率為22%～30%；再置于微波處理室內進行微波處理，處理功率為10～30KW，處理時間為20～60s；

（2）先將納米氫氧化鋁和硅烷偶聯劑的懸浮水溶液輸送至加壓浸注罐，再將經過（1）處理的木材浸沒在納米氫氧化鋁和硅烷偶聯劑的懸浮水溶液中，蓋上浸注罐頂蓋，加壓處理，壓力為0.6～1.2MPa，加壓浸注時間為20～40min；然后卸壓，打開浸注罐頂蓋，將木材取出，再置于干燥窯內干燥到含水率為8%～12%。

步驟（2）中輸送至加壓浸注罐的木材與懸浮水溶液的質量比為1:20。

所述納米氫氧化鋁和硅烷偶聯劑的懸浮水溶液的制備方法為：將納米氫氧化鋁粉末和硅烷偶聯劑倒入裝有25～35℃熱水的帶有攪拌器的容器中，開啟攪拌器，轉速1000r/min，攪拌8～12min，即可制得。

所述水、納米氫氧化鋁和硅烷偶聯劑質量比為100:20:0.5。

有益效果：利用本發明處理的木材細胞壁內外都附著了均勻的納米氫氧化鋁顆粒，具有顯著地阻燃性能，同時，納米氫氧化鋁顆粒在木材內起到了極強的增硬作用，木材硬度及耐磨性明顯提高。同時，由于添加了硅烷偶聯劑，納米氫氧化鋁在木材細胞壁上的“著床”力大大提高，木材使用過程中基本不會出現阻燃劑和增硬耐磨劑的流失，速生材阻燃性能、硬度和耐磨性不會在使用過程中降低。利用該發明方法處理后的速生木材阻燃等級達到B1級，速生木材順紋抗壓強度62.1MPa,?側面硬度7965N，端面硬度8804N，耐磨性能達到WR2（≥5000r）。

附圖說明

圖1為速生木材阻燃增硬耐磨一體化處理流程圖。

具體實施方式

為了使本發明的技術手段、創作特征、工作流程、使用方法達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。

如圖1所示，速生木材阻燃增硬耐磨一體化處理流程圖，對于各種速生木材均可按照該流程圖進行處理，得到具有高效阻燃和增硬耐磨功能的速生木材。

實施例1

（1）速生楊木方（板）材加工：將新伐的木材加工成厚度為80mm的方材或板材；

（2）速生楊木方（板）材干燥：將木方（板）材送入干燥窯內干燥到含水率為24%；