專利名稱：一種速生材阻燃增強實木型材及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及木材功能性改良方法，尤其是涉及一種經(jīng)木材炭化、阻燃增強再熱處理固定這樣的處理工藝改良的速生材阻燃增強實木型材及其制造方法，具體是一種速生材阻燃增強實木型材及其制造方法，屬于木材功能性改良及木材加工技術領域。
背景技術：
中國專利文獻CN1868704A公開了 “一種木材炭化處理方法”技術專利，其制造方法包括a.將木材整齊碼垛并在木材堆頂部按lt/m2的標準加壓鋼板框澆混凝土壓塊，然后裝入木材炭化設備中；b.在木材炭化設備中采用階梯式連續(xù)升溫方法，將溫度按每4 6小時提高3 7°C的速度升溫至120 140°C ；c.采用階梯式連續(xù)升溫方法，按每I 3小時提高8 12°C的速度升溫至160 240°C，并在最高溫度下保持3 6小時，炭化處理過 程結束；d.待炭化結束后，停止加熱，采用噴霧化水方法讓木材緩慢降溫到100°C，然后通入100°C的飽和蒸汽對木材進行調濕回潮處理,處理時間為6 8小時,將木材的含水率回調到4 6% ；e.木材在自然條件下冷卻到溫度高于室溫15 30°C出窯。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)這一工藝能夠提高木材的尺寸穩(wěn)定性,耐腐耐候性,改善木材的紋理色澤,是一種很好的木材功能性改良方法，但是改良出來的木材表面硬度降低，力學性能有所下降，特別是對于本來就軟的速生材，表面硬度降低和力學性能有所下降的幅度更大。另外，經(jīng)實踐經(jīng)驗證明，以炭化處理的木材與其素材相比，更容易燃燒，特別是對于速生材而言，這一容易燃燒性能就尤為關出了。中國專利文獻CN102107446A曾公開了 “一種表面增強實木型材及其制造方法”，它由以下步驟制得(I)干燥步驟將氣干密度小于700kg/m3的木材干燥至含水率為5 12% ；(2)壓縮步驟干燥的木材經(jīng)表面壓縮密實的步驟，即熱壓機高溫壓板的溫度為140 200°C，低溫壓板的溫度比高溫壓板的溫度低100°C以上；(3)炭化步驟木材經(jīng)170 230°C的條件下對木材進行炭化熱處理I 5小時的步驟；它還包括一個在炭化步驟后調整木材的含水率為5 12%的步驟。上述的技術方案存在著干燥好的木材含水率達8%以上，經(jīng)壓縮步驟處理160°C以上處理時，木材被壓到指定厚度保持一段時間后木材很容易出現(xiàn)炸裂、鼓泡缺陷，并隨著熱壓溫度越高炸裂、鼓泡缺陷越來越多，而且這種木材表面的紋理暗淡，色澤給以人沉悶的感覺。經(jīng)壓縮后再炭化的木材表面硬度，比壓縮好炭化前的表面硬度降底達了 20 40%左右，從而并沒有能很好地得到表面增強實木型材，反而又使得木材更容易燃燒。一直以來，由于木材的滲透性差，人們采用以下方法來對木材進行阻燃處理。加壓浸注法，典型工藝是在浸潰罐中，加壓浸注或先抽真空、再加壓浸注或先抽真空、再加壓浸注、再抽真空這三種工藝，把阻燃劑浸注到木材里面。但這種方法對設備要求高，生產(chǎn)工藝復雜，出材率低，生產(chǎn)能耗高，生產(chǎn)成本高，未真正實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應用，而且所得到的產(chǎn)品穩(wěn)定性差，使使用過程中容易變形開裂。中國專利文獻CN1651202A曾公開“木材木制品阻燃劑及其處理方法”，其處理方法是將木材如板、木條等，木制品如細木工板、木質膠合板、纖維板等，放入處理罐中，封閉罐門；抽真空至真空度為O. 084±0. 008MPa，同時保持10 90分鐘；然后將阻燃劑于常溫下注入上述真空狀態(tài)下的處理罐中，同時加壓至02 I. OMPa時保持I 6MPa，卸掉壓力及排空阻燃劑；然后再對處理罐抽真空至真空度為O. 084±O. 008MPa,同時保持20 90分鐘，最后排除真空。然而該方法生產(chǎn)工藝復雜，生產(chǎn)成本高，而且所得到的阻燃型材尺寸穩(wěn)定性差、或容易發(fā)生霉變藍變、或不耐腐朽使用壽命短的缺陷。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的之一是提供一種速生材阻燃增強實木型材及其制造方法，它集合炭化熱處理、阻燃處理、表面增強處理木材三者的優(yōu)點，克服其各自的缺點，有利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。具體就是炭化處理打通木材的紋孔、導道，提高木材的滲透性，并改善速生材的紋理色澤，阻燃處理提高了速生材的阻燃效能，表面增強克服了速生材表面軟，熱處理固定對前面表面增強進行固定，而又不影響木材的阻燃效能，從而實現(xiàn)了炭化熱處理、阻燃處理、表面增強處理木材三者優(yōu)點的有效結合。本發(fā)明技術方案與現(xiàn)有技術相比，具有生產(chǎn)工藝簡單， 產(chǎn)量大，能耗低，出材率高，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。所處理得到的阻燃增強實木型材具有阻燃、表面增強、尺寸穩(wěn)定、耐腐耐候、紋理顯現(xiàn)、色澤飽滿裝的更突出優(yōu)點。本發(fā)明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現(xiàn)的
一種速生材阻燃增強實木型材制造方法，包括以下步驟
(1)炭化步驟是將含水率為5 12%的速生材木材放在175°C 200°C的條件下炭化2h 4h ;
(2)阻燃處理步驟是在常壓下浸潰液溫度為20°C 100°C條件下，對炭化處理后的速生材木材立即直接浸潰到質量濃度為5 25%的水溶性無機阻燃劑中浸潰時間為2 24h ；
(3)干燥步驟把阻燃處理后的速生材木材干燥使其含水率8 12%;
(4)表面增強步驟對上述得到的阻燃速生材木材進行表層壓縮增強處理的步驟；
(5)熱處理固定步驟將表面增強后的速生材堆垛好，送進熱處理窯里快速加熱加濕直接升溫到180 200°C的條件對其進行熱處理固定2 4h。作為優(yōu)選，所述的炭化步驟是是將含水率為5 12%的速生材木材放在175°C 200°C的條件下炭化2h 4h，炭化結束后關閉加熱采用噴射霧化水方法讓木材炭化設備內溫度快速降溫至110 120°C時，結束噴霧化水和停止加濕，自然降溫到窯內40 60°C時
即可出窯。在炭化過程中采用175°C 200°C高溫高濕條件下木材，打通木材導道和紋孔，也溶解木材抽提物，使木材里的活性基團如羥基等減少，使木材擁有更出色的材色穩(wěn)定性。此過程所得木材紋理材色的穩(wěn)定，防止了后續(xù)表面增強步驟對材色的影響，同時提高了木材滲透性，為后續(xù)的阻燃處理提供了非常好的前提條件，而且經(jīng)上述炭化工藝得到的速生材木材含水率很低，大約在2. 5% 4. 5%，形成外高內低的木材含水率梯度，有利于其后阻燃劑的滲入；木材滲透性的改善，也確保了后續(xù)表面增強時不出現(xiàn)木材炸裂、表裂、鼓泡缺陷，使表面增強時木材質量合格率達100%。作為優(yōu)選，所述的阻燃處理步驟是在常壓下浸潰液溫度為20°C 100°C條件下，對炭化處理后的速生材木材立即直接浸潰到質量濃度為5 25%的水溶性無機阻燃劑中浸潰時間為2 24h，所述的無機阻燃劑為熱分解溫度> 220°C的磷-氮-硼阻燃劑、聚磷酸銨阻燃劑(APP)、硼酸鋅阻燃劑、聚磷酸銨-硼酸鋅復合阻燃劑。作為優(yōu)選的這些無機阻燃劑都屬于膨脹型熱穩(wěn)定性好，能產(chǎn)生協(xié)同作用，阻燃性好，又不影響木材的紋理色澤，是目前常用環(huán)保阻燃劑，所選用的這些阻燃劑可以直接從市場里賣到，也可以自行配制或按現(xiàn)有公開的技術資料方法配制。熱穩(wěn)定性好，熱分溫度> 220°C的要求是為了后續(xù)的表面增強和熱處理固定后，所浸潰的阻燃劑仍然具有良好的阻燃效能。作為另一優(yōu)選，所述的阻燃處理步驟是在常壓下浸潰液溫度為20°C 100°C條件下，對炭化處理后的速生材木材立即直接浸潰到質量濃度為5 25%的水溶性無機阻燃劑中浸潰時間為2 24h，所述的無機阻燃劑為熱分解溫度< 220°C但所熱解得到的產(chǎn)物在≥220°C時仍具有穩(wěn)定的阻燃效能的磷-氮-硼阻燃劑。磷-氮-硼阻燃劑在經(jīng)溫度最高為200°C以的表面增強和熱處理固定步驟后，其部分發(fā)生反應得到的偏硼酸、氧化硼、縮合磷酸胍、聚磷酸銨產(chǎn)物在高溫時具有很好的阻燃效能。而且，在經(jīng)最高溫度160°C進行表面增強或經(jīng)最高溫度200°C的熱處理固定，上述阻燃劑反應產(chǎn)生的產(chǎn)物在木材表面層形成立體的覆蓋層，也會再次增強了木材的表面硬度和提高木材穩(wěn)定性。除已知的磷-氮-硼阻燃劑在熱分解溫度< 220 V但所熱解得到的產(chǎn)物在> 220 V仍具有穩(wěn)定的阻燃效能外，其他水溶性無機阻燃劑具有這樣相似性能也可作為本發(fā)明所用的阻燃劑。作為優(yōu)選，所述的干燥步驟是把阻燃處理后的速生材木材按常規(guī)干燥法干燥使其含水率8 12%。作為優(yōu)選，所述的表面增強步驟將上述阻燃處理干燥好后的速生材木材置于熱壓機上熱壓，控制熱壓機熱壓板閉合速度為O. 5 7mm/s,熱壓板的溫度為150 160°C,使木材表層升溫軟化,施加的壓力為6 15Mpa，根據(jù)要求控制木材壓縮率為5% 20%，木材被壓到指定厚度后，保持木材與熱壓板接觸時間5 30min，熱壓結束后緩慢泄壓取出木材。作為優(yōu)選，所述的表面增強步驟將上述阻燃處理干燥好后的速生材木材置于熱壓機上熱壓，閉合熱壓機熱壓板并使被壓木材上下面形成溫度差大于100°c以上并保持5s以上，然后使木材上下兩面的溫度差逐漸縮小趨于一致，使木材表層升溫軟化，控制熱壓板閉合速度為O. 5 7mm/s,控制熱壓板的溫度為150 160°C,施加的壓力為6 15Mpa,控制木材壓縮率為5% 20%，木材被壓到指定厚度后，保持木材與熱壓板接觸時間5 30min，熱壓結束后緩慢泄壓取出木材。作為優(yōu)選，熱處理固定步驟把阻燃增強速生材木材堆垛好并在其頂上壓水泥塊，用叉車送進熱處理窯里，關閉熱處理窯門，同時開啟加熱和加濕閥門，快速加熱加濕直接升溫到180 200°C對其進行熱處理固定2 4h，熱處理結束后關閉加熱采用噴射霧化水方法讓木材熱處理設備內溫度快速降溫至110 120°C時，結束噴霧化水和停止加濕，自然降溫到窯內40 60°C時即可出窯。本技術方案的熱處理固定步驟，是專門為本技術方案的木材而開發(fā)設計的，與現(xiàn)有技術有質的差別和質的突破，如按本技術方案處理現(xiàn)有的木材，會使處理得到的木材出現(xiàn)表裂、內裂、端裂和彎曲變形缺陷；如處理中國專利文獻CN102107446A曾公開了“一種表面增強實木型材及其制造方法”型材，則使得型材熱處理得到的色澤不均勻，也會有部分型材出現(xiàn)表裂、內裂、端裂和彎曲變形缺陷。
作為進一步優(yōu)選，所述的熱處理固定步驟是在開始快速加熱加濕升溫過程中濕球溫度小于100°c時要保持干球溫度大于濕球溫度20 30°C，直至濕球溫度> IOO0C，保持窯里充滿蒸汽。作為優(yōu)選，所述的熱處理固定步驟后還包括一個含水率恢復的步驟即是將固定步驟完成后的阻燃增強速生材木材移到干燥窯或平衡房里進行含水率恢復到7. O
11.0%。根據(jù)所述的一種速生材阻燃增強實木型材制造方法所制得的一種阻燃增強實木型材，阻燃增強實木型材橫斷面上分為阻燃增強層I與自然層2，阻燃增強層I的密度明顯大于自然層2，阻燃增強層I與自然層2通過木材自身纖維自然連接，阻燃增強層I的厚度為O. 5 3. 0mm，阻燃增強型·材燃燒性能達B-s2，d2，t2以上，含水率在7. O 11.0%，平衡含水率小于6.0%，耐腐等級達強耐腐級重量損失O 10 %，型材表面硬度比其素材提高40%以上。作為優(yōu)選，所述的一種阻燃增強實木型材所用的木材為速生材馬尾松、楊木、輻射松、杉木。綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果
1.本發(fā)明集合炭化熱處理、阻燃和表面增強處理三者的優(yōu)點，克服其各自的缺點。具體就是炭化處理打通速生材木材的紋孔、導道，提高木材的滲透性，并改善速生材的紋理色澤，阻燃處理提高了速生材的阻燃效能，表面增強克服了速生材炭化處理后表面軟，熱處理固定對前面表面增強進行固定，而又不影響木材的阻燃效能，也不影響木材的材色，從而實現(xiàn)了炭化熱處理、阻燃處理、表面增強處理木材三者優(yōu)點的有效結合。本發(fā)明技術方案與現(xiàn)有技術相比，具有生產(chǎn)工藝簡單，產(chǎn)量大，能耗低，出材率高，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點；
2.經(jīng)本發(fā)明所得到阻燃增強實木型材具有阻燃效能高，因為經(jīng)阻燃處理后，阻燃劑均勻滲透在木材表面5 8_內，經(jīng)表面增強處理后使得木材表層被壓密，從而便增強層的阻燃劑密度增強，阻燃效果就會更好，而且木材縱向的滲透性遠遠大于木材橫向的，因而木材端面滲透進去的阻燃劑更多更深，使得到的整體型材的阻燃效能大幅提高；
3.所得到的型材還具有表面增強硬度高、尺寸穩(wěn)定好、耐腐耐候強、紋理顯現(xiàn)、色澤飽滿的更突出優(yōu)點，從而延長了木材的使用壽命和提高了速生材的使用商業(yè)價值；
4.本發(fā)明選用的阻燃劑可以不具備防腐防霉性，也不需要尺寸穩(wěn)定增強劑，只需具有阻燃性能和熱穩(wěn)定性高的阻燃劑即可，從而可以選用成本低的阻燃劑，降低了生產(chǎn)成本；
5.本技術方案的熱處理固定步驟，是專門為本技術方案的木材而開發(fā)設計的，與現(xiàn)有技術有質的差別和質的突破，如按本技術方案處理現(xiàn)有的木材，會使處理得到的木材出現(xiàn)表裂、內裂、端裂和彎曲變形缺陷；如處理中國專利文獻CN102107446A曾公開了“一種表面增強實木型材及其制造方法”得到的型材，則使得該型材熱處理得到的色澤不均勻，而且還會有部分型材出現(xiàn)表裂、內裂、端裂和彎曲變形缺陷；
6.本發(fā)明以速生材為原料，所得到的阻燃增強實木型材可取代硬闊葉材直接應用于家具、地板、木門用材，成為制造家居用品的性價比超高的材料，可減少對硬闊葉材砍伐，節(jié)約森林能源，保護森林資源。


圖I為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，速生材雙表面阻燃增強實木型材的橫截面結構示意圖。圖2為本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中，速生材單表面阻燃增強實木型材的橫截面結構示意圖。
具體實施例方式實施例一
(I)炭化步驟選取馬尾松鋸材，按常規(guī)干燥法將其干燥含水率為12%。然后將木材整齊碼垛并在木材堆頂部按lt/m2的標準加壓鋼板框澆混凝土壓塊，然后裝入木材炭化設備中，迅速升溫和加濕，溫度升高到90°C，濕度加濕到相對濕度為80 %，保持4h，然后采用階梯式升溫方法按照20°C /h的速度升溫到125°C并保持4h，此時相對濕度為100%，然后再采用階梯式升溫方法，將溫度按照15°C /h升溫至200°C，并在最高溫度下保持4h，結束后采 用噴射霧化水方法讓木材快速降溫至炭化設備內溫度小于120°C時，停窯結束炭化，自然降溫至60°C時立即出窯，炭化后的馬尾松木材含水率為2. 5 %，并將炭化后的馬尾松木材通過四面刨機床進行四面刨光，用精鋸機截斷端頭。(2)阻燃處理步驟是在水泥池里配制溶液濃度為10%熱分解溫度220°C的的水溶性無機磷-氮-硼阻燃劑，所用的阻燃劑從市場上購買。水泥池溶液溫度為20°C，把炭化后的馬尾松木材浸潰到池里，上面負壓塊使木材全面浸潰在溶液中，浸潰24h。結束后取出來，按干燥時的方式用隔條堆垛好，上面壓水泥塊在室內養(yǎng)生2天。(3)干燥步驟把上述阻燃處理后的速生材木材按照常規(guī)木材干燥的方法進行干燥使其含水率12%。(4)表面增強步驟是將上述馬尾松木材置于熱壓機中，控制熱壓機熱壓板閉合速度為O. 5mm/s,熱壓板的溫度為160°C,使木材表層升溫軟化,施加的壓力為6Mpa,根據(jù)要求控制木材壓縮率為5%，木材被壓到指定厚度后，保持木材與熱壓板接觸時間30min，熱壓結束后緩慢泄壓取出木材，得到雙面表面增強層。(5)熱處理固定步驟是把上述阻燃增強好的速生材馬尾松堆垛好并在其頂上壓水泥塊，用叉車送進熱處理窯里，關閉熱處理窯門，同時開啟加熱和加濕閥門，快速加熱加濕直接升溫到200°C對其進行熱處理固定4h，熱處理結束后關閉加熱采用噴射霧化水方法讓木材熱處理設備內溫度快速降溫至110°C時，結束噴霧化水和停止加濕，自然降溫到窯內40°C時即可出窯。注意在快速加熱加濕升溫過程中當濕球溫度小于100°C時要保持干球溫度大于濕球溫度20 30°C，直至濕球溫度> 100°C，并保持窯里充滿蒸汽。(6)所述的熱處理固定步驟后還包括一個含水率恢復的步驟即是將固定步驟完成后的阻燃增強速生材木材移到干燥窯進行含水率恢復到7. 0%。經(jīng)上述技術方案所得到的馬尾松阻燃增強實木型材，阻燃增強實木型材橫斷面上分為阻燃增強層I與自然層2，阻燃增強層I的密度明顯大于自然層2，阻燃增強層I與自然層2通過木材自身纖維自然連接，阻燃增強層I的厚度為O. 5mm,阻燃增強型材燃燒性能達B-sl，dl，tl以上，含水率在7.0%，平衡含水率小于6.0%，耐腐等級達強耐腐級重量損失O 10%，型材表面硬度比素材提高40%以上。按GB 8624-2006建筑材料及其制品燃燒性能分級標準，對本發(fā)明馬尾松阻燃增強實木型材、炭化馬尾松、素材馬尾松、及按中國專利文獻CN102107446A曾公開了 “一種表面增強實木型材及其制造方法”制得的表面增強馬尾松實木型材進行燃燒性能比較，按GB/T1941-2009木材硬度試驗方法對上述實木型材進行表面硬度的比較(見表I)。表I馬尾松各種型材理化性能指標
性能指標表面硬度提
表面硬度/N燃燒性能
型高/%·參考值1200B-s3，d2，t2
本發(fā)明馬尾松阻燃增強實木型材1487B-sl,dl,tl48.11
炭化馬尾松927D-s I,d0_7.67
表面增強實木型材馬尾松1218C-s3,d2,t221·34
素材馬尾松1004C-s3，dl，tl0
由表I結果可見，經(jīng)本發(fā)明技術方案處理得到的馬尾松阻燃增強實木型材，實現(xiàn)了表面硬度提高，阻燃效能良好，而且采用本技術方案與中國專利文獻CN102107446A公開的表面增強方案所得到的型材相比，本技術方案得到型材表面硬度更高。實施例二
(I)炭化步驟選取楊木鋸材，按常規(guī)干燥法將其干燥含水率為5%。然后將木材整齊碼垛并在木材堆頂部按lt/m2的標準加壓鋼板框澆混凝土壓塊，然后裝入木材炭化設備中，迅速升溫和加濕，溫度升高到80°C，濕度加濕到相對濕度為70%，保持2h，然后采用階梯式升溫方法按照10°C /h的速度升溫到135°C并保持2h，此時相對濕度為100%，然后再采用階梯式升溫方法，將溫度按照8°C /h升溫至175°C，并在最高溫度下保持2h，結束后采用噴射霧化水方法讓木材快速降溫至炭化設備內溫度小于120°C時，停窯結束炭化，自然降溫至60°C時立即出窯，炭化后的楊木木材含水率為4. 5%，并將炭化后的楊木板木材通過四面刨機床進行四面刨光，用精鋸機截斷端頭。(2)阻燃處理步驟是在水泥池里配制溶液濃度為5%的聚磷酸銨(APP)阻燃劑，其中，聚磷酸銨(APP)是采用85%的磷酸與99%的尿素按I : I. 7(摩爾比)經(jīng)配制合成而得，其熱分解溫度為250°C，加水后配制成的聚磷酸銨(APP)溶液。將水泥池里的聚磷酸銨(APP)溶液溫度升高至100°C，把炭化后楊木浸潰到池里，上面負壓塊使楊木全面浸潰溶液中，浸潰2h。結束后取出來，按干燥時的方式用隔條堆垛好，上面壓水泥塊在室內養(yǎng)生4天。(3)干燥步驟把上述阻燃處理后的速生材楊木按照常規(guī)木材干燥的方法進行干燥使其含水率8%。(4)表面增強步驟將上述所得速生材楊木置于熱壓機上熱壓，閉合熱壓機熱壓板并使被壓木材上下面形成溫度差大于100°c以上并保持5s以上，然后使木材上下兩面的溫度差逐漸縮小趨于一致，使木材表層升溫軟化，控制熱壓板閉合速度為7mm/s，控制熱壓板的溫度為150°C，施加的壓力為15Mpa，控制木材壓縮率為20%，木材被壓到指定厚度后，保持木材與熱壓板接觸時間5min，熱壓結束后緩慢泄壓取出木材，得到單面表面增強層。(5)熱處理固定步驟是將阻燃增強好的上述速生材楊木堆垛好并在其頂上壓水泥塊，用叉車送進熱處理窯里，關閉熱處理窯門，同時開啟加熱和加濕閥門，快速加熱加濕直接升溫到180°C對其進行熱處理固定4h，熱處理結束后關閉加熱采用噴射霧化水方法讓木材熱處理設備內溫度快速降溫至120°C時，結束噴霧化水和停止加濕，自然降溫到窯內60°C時即可出窯。注意在快速加熱加濕升溫過程中當濕球溫度小于100°C時要保持干球溫度大于濕球溫度20 30°C，直至濕球溫度> 100°C，并保持窯里充滿蒸汽。(6)所述的熱處理固定步驟后還包括一個含水率恢復的步驟即是將固定步驟完成后的阻燃增強速生材楊木移到平衡房進行含水率恢復到11. 0%。經(jīng)上述技術方案所得到的楊木阻燃增強實木型材，阻燃增強實木型材橫斷面上分為阻燃增強層I與自然層2，阻燃增強層I的密度明顯大于自然層2，阻燃增強層I與自然層2通過木材自身纖維自然連接，阻燃增強層I的厚度為3. 0mm，楊木阻燃增強型材燃燒性能達B-s3，d2，t2，含水率在11. 0%，平衡含水率小于6. 0%，耐腐等級達強耐腐級重量損失O 10%，型材表面硬度比素材提高40%以上。 按GB 8624-2006建筑材料及其制品燃燒性能分級標準，對本發(fā)明楊木阻燃增強實木型材、炭化楊木、素材楊木、及按中國專利文獻CN102107446A曾公開了“一種表面增強實木型材及其制造方法”制得的表面增強楊木實木型材進行燃燒性能比較，按GB/T1941-2009木材硬度試驗方法對上述實木型材進行表面硬度的比較(見表2)。表2楊木各種型材理化性能指標
權利要求
1.一種速生材阻燃增強實木型材制造方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)炭化步驟是將含水率為5 12%的速生材木材放在175°C 200°C的條件下炭化2h 4h ; (2)阻燃處理步驟是在常壓下浸潰液溫度為20°C 100°C條件下，對炭化處理后的速生材木材立即直接浸潰到質量濃度為5 25%的水溶性無機阻燃劑中浸潰時間為2 24h ; (3)干燥步驟把阻燃處理后的速生材木材干燥使其含水率8 12%； (4)表面增強步驟對上述得到的阻燃速生材木材進行表層壓縮增強處理的步驟； (5)熱處理固定步驟將表面增強后的速生材堆垛好，送進熱處理窯里快速加熱加濕直接升溫到180 200°C的條件對其進行熱處理固定2 4h。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種速生材阻燃增強實木型材制造方法，其特征在于，所述的炭化步驟是是將含水率為5 12%的速生材木材放在175°C 200°C的條件下炭化2h 4h，炭化結束后關閉加熱采用噴射霧化水方法讓木材炭化設備內溫度快速降溫至11(T120°C時，結束噴霧化水和停止加濕，自然降溫到窯內40 60°C時即可出窯。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種速生材阻燃增強實木型材制造方法，其特征在于，所述的阻燃處理步驟是在常壓下浸潰液溫度為20°C 100°C條件下，對炭化處理后的速生材木材立即直接浸潰到質量濃度為5 25%的水溶性無機阻燃劑中浸潰時間為2 24h，所述的無機阻燃劑為熱分解溫度> 220°C的磷-氮-硼阻燃劑、聚磷酸銨阻燃劑(APP)、硼酸鋅阻燃劑、聚磷酸銨-硼酸鋅復合阻燃劑。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種速生材阻燃增強實木型材制造方法，其特征在于，所述的阻燃處理步驟是在常壓下浸潰液溫度為20°C 100°C條件下，對炭化處理后的速生材木材立即直接浸潰到質量濃度為5 25%的水溶性無機阻燃劑中浸潰時間為2 24h，所述的無機阻燃劑為熱分解溫度< 220°C但所熱解得到的產(chǎn)物在> 220°C仍具有穩(wěn)定的阻燃效能的磷-氮-硼阻燃劑。
5.根據(jù)權利要求I所述的一種速生材阻燃增強實木型材制造方法，其特征在于，所述的干燥步驟是把阻燃處理后的速生材木材按常規(guī)干燥法干燥使其含水率8 12%。
6.根據(jù)權利要求I所述的一種速生材阻燃增強實木型材制造方法，其特征在于，所述的表面增強步驟將上述阻燃處理干燥好后的速生材木材置于熱壓機上熱壓，控制熱壓機熱壓板閉合速度為O. 5 7mm/s,熱壓板的溫度為15(Tl60°C,使木材表層升溫軟化,施加的壓力為6 15Mpa，根據(jù)要求控制木材壓縮率為59Γ20%，木材被壓到指定厚度后，保持木材與熱壓板接觸時間5 30min，熱壓結束后緩慢泄壓取出木材。
7.根據(jù)權利要求I所述的一種速生材阻燃增強實木型材制造方法，其特征在于，所述的表面增強步驟將上述阻燃處理干燥好后的速生材木材置于熱壓機上熱壓，閉合熱壓機熱壓板并使被壓木材上下面形成溫度差大于100°c以上并保持5s以上，然后使木材上下兩面的溫度差逐漸縮小趨于一致，使木材表層升溫軟化，控制熱壓板閉合速度為O.5 7mm/s，控制熱壓板的溫度為15(Tl60°C，施加的壓力為6 15Mpa，控制木材壓縮率為59Γ20%，木材被壓到指定厚度后，保持木材與熱壓板接觸時間5 30min，熱壓結束后緩慢泄壓取出木材。
8.根據(jù)權利要求I所述的一種速生材阻燃增強實木型材制造方法，其特征在于，熱處理固定步驟是把阻燃增強速生材木材堆垛好并在其頂上壓水泥塊，用叉車送進熱處理窯里，關閉熱處理窯門，同時開啟加熱和加濕閥門，快速加熱加濕直接升溫到180 200°C對其進行熱處理固定2 4h，熱處理結束后關閉加熱采用噴射霧化水方法讓木材熱處理設備內溫度快速降溫至11(T120°C時，結束噴霧化水和停止加濕，自然降溫到窯內40 60°C時即可出窯。
9.根據(jù)權利要求I和8所述的一種速生材阻燃增強實木型材制造方法，其特征在于，所述的熱處理固定步驟是在開始快速加熱加濕升溫過程中濕球溫度小于100°c時要保持干球溫度大于濕球溫度20 30°C，直至濕球溫度> 100°C，保持窯里充滿蒸汽。
10.根據(jù)權利要求I所述的一種速生材阻燃增強實木型材制造方法，其特征在于，所述的熱處理固定步驟后還包括一個含水率恢復的步驟即是將熱處理固定步驟完成后的阻燃增強速生材木材移到干燥窯或平衡房里進行含水率恢復到7. O 11. 0%。
11.根據(jù)權利要求I 10所述的一種速生材阻燃增強實木型材制造方法所制得的一種阻燃增強實木型材，其特征在于阻燃增強實木型材橫斷面上分為阻燃增強層I與自然層2，阻燃增強層I的密度明顯大于自然層2，阻燃增強層I與自然層2通過木材自身纖維自然連接，阻燃增強層I的厚度為O. 5 3. 0mm，阻燃增強型材燃燒性能達B-s2，d2, t2以上，含水率在7. O 11. 0%，平衡含水率小于6. 0%，耐腐等級達強耐腐級重量損失O 10%，型材表面硬度比其素材提高40%以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及木材功能性改良方法，尤其是涉及一種經(jīng)木材炭化、阻燃增強再熱處理固定這樣的處理工藝改良的速生材阻燃增強實木型材及其制造方法，具體是一種速生材阻燃增強實木型材及其制造方法，屬于木材功能性改良及木材加工技術領域。一種速生材阻燃增強實木型材制造方法，包括以下步驟(1)炭化步驟；(2)阻燃處理步驟；(3)干燥步驟；(4)表面增強步驟；(5)熱處理固定步驟。本發(fā)明技術方案與現(xiàn)有技術相比，具有生產(chǎn)工藝簡單，產(chǎn)量大，能耗低，出材率高，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。所處理得到的阻燃增強實木型材具有阻燃、表面增強、尺寸穩(wěn)定、耐腐耐候、紋理顯現(xiàn)、色澤飽滿裝的更突出優(yōu)點。
文檔編號B27K5/00GK102862201SQ20111018858
公開日2013年1月9日 申請日期2011年7月6日 優(yōu)先權日2011年7月6日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:潘平, 劉錫麗