專利名稱：泡桐木－樹脂復(fù)合板的制造方法及產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于泡桐木(Panlownia)板材產(chǎn)品的改性方法，更具體說是用泡桐木制造地板塊的方法。
木材制造的地板塊(條)是傳統(tǒng)的室內(nèi)裝飾材料之一，以其重量輕，保溫，隔音和有舒適感而深受歡迎。但是現(xiàn)有市售產(chǎn)品都是用質(zhì)硬耐磨的硬雜木(如柞木、榆木等)為原料制成的。這類原料資源不足且價(jià)格較昂貴，所以這種產(chǎn)品尚不能進(jìn)入一般工薪階層家庭。同時(shí)，硬雜木的縱向和橫向脹縮率差異大，產(chǎn)品只能做成小地板條(如20×5×1.5厘米規(guī)格的最多)，鋪設(shè)施工比較困難，也限制了這種地板的應(yīng)用。
我國泡桐木資源豐富，價(jià)格便宜，急待開發(fā)利用。查閱國內(nèi)外專利及公開文獻(xiàn)，均未見有關(guān)于用泡桐木做建筑裝飾材料，特別是做地板塊的報(bào)導(dǎo)。這是因?yàn)榕萃┠倦m然紋理直、脹縮性小，但結(jié)構(gòu)不均勻，甚輕、甚軟、硬度低、不耐磨、抗沖擊韌性差。所以不能直接用于制造地板塊。
本發(fā)明的目的就是為了開拓地板塊生產(chǎn)的新材料來源和為泡桐木開拓新的應(yīng)用途徑。本發(fā)明提出了泡桐木-樹脂復(fù)合地板材的設(shè)想，研制了廉價(jià)的初級合成樹脂，找到了有效地將樹脂浸漬于木材中的方法和使其在木材內(nèi)部進(jìn)一步聚合、交聯(lián)的生產(chǎn)工藝，形成了一整套的木材-樹脂復(fù)合材料(Wood-Resin Composites)的生產(chǎn)技術(shù)，即木板材成型、初級樹脂的配制、成型板材的樹脂浸漬、樹脂的聚合交聯(lián)以及產(chǎn)品的拋光等工藝。本發(fā)明中初級樹脂的配制采用甲醛和尿素合成尿醛樹脂，用三聚氰胺為改性劑，六次甲基四胺用于調(diào)節(jié)pH值以控制反應(yīng)條件，硫酸銨用作阻燃劑，磷酸三丁脂用作表面活性劑，此外是染色的顏料，用加熱方法使樹脂聚合交聯(lián)時(shí)還要加脲苯二甲酸溶液作固化劑。本發(fā)明的成型板材的浸漬工藝是先將其分散放入浸漬罐內(nèi)，抽真空20-30分鐘罐內(nèi)氣壓低于100帕，繼續(xù)抽20-30分鐘，將初級樹脂導(dǎo)入浸漬罐，保持浸漬20-30分鐘，再向浸漬罐內(nèi)加壓縮空氣至1.0-1.2兆帕，保持加壓浸漬20-30分鐘，然后緩開閥門使浸漬罐內(nèi)緩慢和大氣壓平衡。浸漬后的成型板材放置一天后再進(jìn)行聚合交聯(lián)處理。本發(fā)明的浸漬樹脂的聚合交聯(lián)采用兩種方法，一種是用γ射線源輻照，累計(jì)劑量達(dá)到15-40千戈瑞；另一種是放入烘干爐內(nèi)控制溫度50-60℃時(shí)置1.5-2.0小時(shí)，80-100℃C時(shí)置4-6小時(shí)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。


圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。圖2是本發(fā)明使用設(shè)備配置的示意圖。其中A是真空泵，B是真空罐，C是貯氣罐，D是壓縮空氣機(jī)，E是浸漬罐，F(xiàn)是貯液罐，G是回收罐，H是反應(yīng)釜，1是液體泵，J是γ輻射源或烘干爐，1-10是閥門開關(guān)。
實(shí)施例1初級樹脂配方原料 分子式 規(guī)格 用量(重量比)甲醛 HCHO濃度37％ 600-700尿素 (NH2)2CO 工業(yè)品210-270三聚氰胺 C3H6N6工業(yè)品 76-94六次甲基四胺 C6H12N6工業(yè)品 28-34硫酸銨 (NH4)2SO4工業(yè)品 3-5磷酸三丁脂 C12H27O4P 三級試劑0.6-1.0顏料 色漿適量初級樹脂的配制可以使用通用的反應(yīng)釜，帶攪拌器及加熱和水冷系統(tǒng)，容量不限，視生產(chǎn)規(guī)模而定。也可用簡單的設(shè)備生產(chǎn)。配制的工藝是先將甲醛加入反應(yīng)釜，再加六次甲基四胺，開攪拌器，待溶解后溶液pH值應(yīng)為7.0-7.5。加尿素，再攪拌10分鐘后加三聚氰胺。緩慢加熱使反應(yīng)液在20-30分鐘內(nèi)溫度升至65-75℃ 。反應(yīng)液呈透明后，再繼續(xù)保溫20-40分鐘，降溫至40℃以下，加硫酸銨、磷酸三丁脂和顏料，攪拌均勻后放料入貯液罐待用。
成型板材的樹脂浸漬工藝初級樹脂向木材內(nèi)的浸漬過程，實(shí)質(zhì)是樹脂代替木材內(nèi)的空氣的過程。本發(fā)明采用的是抽真空和加壓的聯(lián)合手段來排除木材內(nèi)的空氣，并在樹脂液中添加了表面活性劑(磷酸三丁脂)，以促進(jìn)浸漬過程的進(jìn)行。浸漬的設(shè)備包括高壓密封浸漬罐及與其配套的真空泵、真空罐、貯液罐、空氣壓縮機(jī)、貯氣罐和樹脂回收罐等(見附圖2)。浸漬的工藝是將成型的木板材(地板塊)分散放入浸漬罐E內(nèi)固定，并在罐內(nèi)的上部留有足夠的空間。關(guān)閉E的密閉門和各個(gè)連接閥。開真空泵A和閥門1和3對E(包括木材)進(jìn)行抽氣，經(jīng)20-30分鐘E內(nèi)空氣壓力應(yīng)低于100帕，再繼續(xù)抽20-30分鐘。關(guān)A和閥門1，開閥門5使貯液罐F中的初級樹脂進(jìn)入E中，達(dá)預(yù)期量后關(guān)閉閥門5，保持浸漬20-30分鐘。關(guān)閉閥門3，開空氣壓縮機(jī)D、閥門2和閥門4，向E加壓至1.0-1.2兆帕，并保持加壓浸漬20-30分鐘。關(guān)D、閥門2和閥門4，并緩慢開閥門10，使E內(nèi)慢慢和大氣平衡。開閥門6，使剩余樹脂進(jìn)入回收罐G。打開E的密閉門，取出木材，浸漬過程即告完成。若浸漬量沒有達(dá)到要求，可重復(fù)上述過程。
成型木材內(nèi)樹脂的聚合交聯(lián)浸漬入木材內(nèi)的初級樹脂進(jìn)一步聚合交聯(lián)，變成不溶不熔的固體并與木材形成木材-樹脂復(fù)合物。本實(shí)施例中采用γ輻照處理，主要設(shè)備是一臺60Coγ-射線輻照源。把經(jīng)過浸漬的木材，晾放一天以后，裝入輻照容器內(nèi)，接受γ-射線輻照，累計(jì)劑量達(dá)到15-40千戈瑞時(shí)，輻照處理即完成。
實(shí)施例2初級樹脂配方原料 分子式 規(guī)格 用量(重量比)甲醛 HCHO濃度37％ 600-700尿素 (NH2)2CO 工業(yè)品210-270三聚氰胺 C3H6N6工業(yè)品 76-94六次甲基四胺 C6H12N6工業(yè)品 28-34硫酸銨 (NH2)2SO4工業(yè)品 3-5脲苯二甲酸溶液 濃度50％1-4磷酸三丁脂 C12H27O4P三級試劑 0.6-1.0顏料 色漿適量初級樹脂的配制和實(shí)施例1基本相同，在保溫20-40℃時(shí)加入固化劑脲苯二甲酸溶液。
成型板材的樹脂浸漬工藝和實(shí)施例1完全相同。
成型木材內(nèi)樹脂的聚合交聯(lián)本實(shí)施例采用加熱處理，主要設(shè)備是一座烘干爐。把經(jīng)浸漬的木材晾放一天后，放入爐內(nèi)，控制溫度50-60℃，置1.5-2.0小時(shí)，80-10℃，置4-6小時(shí)后自然降溫，加熱處理即告完成。
本發(fā)明配制的初級樹脂的性能如下固體含量(％) 45-55pH值 6.5-7.5游離甲醛含量(％) ＜1.2活性期(天) 15-20比重(克/厘米3)1.19-1.22粘度(20℃，毫帕·秒) 90-140這種樹脂聚合度低，分子量小(300-500)，流動(dòng)性好，滲透性強(qiáng)，不但可浸入木材的細(xì)胞間，而且可滲透入木材纖維的細(xì)胞內(nèi)。因此，泡桐木板材經(jīng)過這種樹脂浸漬后，初級樹脂絕對含量都在100％以上(樹脂與原木材的重量比達(dá)到1∶1)。經(jīng)進(jìn)一步聚合交聯(lián)處理，所得到的泡桐木-樹脂復(fù)合地板塊性能頗佳，參數(shù)如下
<p>用本發(fā)明方法生產(chǎn)的泡桐木-樹脂復(fù)合材料，脹縮性小，橫向與縱向的差異不大。通常用于制成30×30×1.5厘米和20×20×1.5厘米規(guī)格的地板塊，而硬雜木地板塊多為20×5×1.5厘米規(guī)格的，因此本發(fā)明的產(chǎn)品美觀大方，鋪設(shè)簡便。
本發(fā)明的浸漬液中含有防腐劑和阻燃劑。實(shí)驗(yàn)表明本發(fā)明產(chǎn)品的耐候、阻燃、防霉腐和抗蚊蛀等性能遠(yuǎn)超過硬雜本。
浸漬液中適當(dāng)加入顏料，可得到不同色彩的地板塊?？扇境深愃朴谧现?、核桃木或桃花心木等名貴木材的顏色，也可染成其他喜歡的色調(diào)。因此產(chǎn)品色澤多樣，能滿足不同場合和不同人的需要。
本發(fā)明的產(chǎn)品所用材料(泡桐木)資源豐富，價(jià)格便宜，所用的浸漬液是由廉價(jià)原料制成，所用設(shè)備除γ輻射源以外，都是市售的產(chǎn)品，加上其他的處理開支，總成本低于硬雜木地板塊。因此，本發(fā)明的產(chǎn)品效益大，方法簡便，有巨大的市場潛力。
雖然本發(fā)明是用泡桐木的板材實(shí)施例具體說明的并由權(quán)利要求加以限定，但是本發(fā)明不限于泡桐木板材，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀了說明書以后，所能聯(lián)想到的本發(fā)明的變形技術(shù)方案，只要是利用了本發(fā)明的基本構(gòu)思，都應(yīng)認(rèn)為是實(shí)施了本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.泡桐木-樹脂復(fù)合板的制造方法，包括木板材成型、初級樹脂的配制、成型板材的樹脂浸漬、樹脂的聚合交聯(lián)以及產(chǎn)品的拋光等工藝，其特征是A.初級樹脂的配制，按如下配方原料 用量(重量比)甲醛(濃度37％) 600-700尿素 210-270三聚氰胺 76-94六次甲基四胺 28-34硫酸銨 3-5磷酸三丁脂 0.6-1.0顏料(色漿) 適量先將甲醛加入反應(yīng)釜，再加六次甲基四胺，開攪拌器待溶解后溶液的pH值為7.0-7.5，加尿素，再攪拌10分鐘后加三聚氰胺；緩慢加熱使反應(yīng)液在20-30分鐘內(nèi)溫度升至65-75℃，反應(yīng)液呈透明狀后，再繼續(xù)保溫20-40分鐘，降溫至40℃以下，加硫酸銨、磷酸三丁脂和顏料，攪拌均勻后放入貯液罐待用；B.成型木材的樹脂浸漬將成型木材分散放入浸漬罐內(nèi)，抽真空20-30分鐘罐內(nèi)氣壓低于100帕，繼續(xù)抽20-30分鐘；將貯液罐內(nèi)的初級樹脂導(dǎo)入浸漬罐，保持浸漬20-30分鐘；再向浸漬罐內(nèi)加壓縮空氣至1.0-1.2兆帕，保持加壓浸漬20-30分鐘；然后緩開閥門使浸漬罐內(nèi)緩慢和大氣壓平衡；C.浸漬樹脂的聚合交聯(lián)經(jīng)過樹脂浸漬的成型木材自然放置一天后，用γ射線輻照，累計(jì)劑量達(dá)15-40千戈瑞。
2.泡桐木-樹脂復(fù)合板的制造方法，包括木板材成型、初級樹脂的配制、成型板材的樹脂浸漬、樹脂的聚合交聯(lián)以及產(chǎn)品的拋光等工藝，其特征是A.初級樹脂的配制，按如下配方原料 用量(重量比)甲醛(濃度37％)600-700尿素 210-270三聚氰胺 76-94六次甲基四胺 28-34硫酸銨 3-5脲苯二甲酸溶液(濃度50％) 1-4磷酸三丁脂 0.6-1.0顏料(色漿) 適量先將甲醛加入反應(yīng)釜，再加六次甲基四胺，開攪拌器待溶解后溶液的pH值為7.0-7.5，加尿素，再攪拌10分鐘后加三聚氰胺，緩慢加熱使反應(yīng)液在20-30分鐘內(nèi)溫度升至65-75℃，反應(yīng)液呈透明狀后，再繼續(xù)保溫20-40分鐘，加入脲苯二甲酸溶液，降溫至40℃以下，加硫酸銨、磷酸三丁脂和顏料，攪拌均勻后放入貯液罐待用；B.成型木材的樹脂浸漬將成型木材分散放入浸漬罐內(nèi)，抽真空20-30分鐘罐內(nèi)氣壓低于100帕，繼續(xù)抽20-30分鐘，將貯液罐內(nèi)的初級樹脂導(dǎo)入浸漬罐，保持浸漬20-30分鐘；再向浸漬罐內(nèi)加壓縮空氣至1.0-1.2兆帕，保持加壓浸漬20-30分鐘；然后緩開閥門使浸漬罐內(nèi)緩慢和大氣壓平衡；C.浸漬樹脂的聚合交聯(lián)經(jīng)過樹脂浸漬的成型木材自然放置一天后，放入烘干爐內(nèi)，控制溫度50-60℃時(shí)1.5-2.0小時(shí)，80-100℃時(shí)4-6小時(shí)。
3.用權(quán)利要求1或2的方法制造的產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明是用泡桐木制作復(fù)合板的生產(chǎn)技術(shù),通過抽空和加壓把特制的初級樹脂浸漬于加工成型好的泡桐木板材內(nèi)、經(jīng)γ射線輻照(或加熱)處理,使其進(jìn)一步聚合交聯(lián),再經(jīng)拋光等精加工便得到了可以上市出售的泡桐木一樹脂復(fù)合板材。其各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)都接近、達(dá)到或超過了硬雜木的水平。這種材料有多種用途、尤其適合制作地板塊。產(chǎn)品物美價(jià)廉,耐磨防腐、耐水阻燃、色彩多樣,鋪設(shè)簡便。發(fā)明內(nèi)容包括浸漬初級樹脂配方及合成方法,木材樹脂浸漬工藝和樹脂聚合交聯(lián)處理技術(shù)。
文檔編號B27K3/50GK1174113SQ9510884
公開日1998年2月25日 申請日期1995年8月28日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月28日
發(fā)明者孫來彥, 馬玉珠 申請人:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院原子能利用研究所