一種炭化、阻燃一體化木材的生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于木制品生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種炭化加阻燃一體化木材的生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，炭化木為在阻隔氧化與水解反應(yīng)的環(huán)境中，為了改善木材的尺寸穩(wěn)定性、耐久性等性能，在高溫下對(duì)木材進(jìn)行短期熱解改性處理的木材。
[0003]按炭化程度可分為表面炭化木和深度炭化木。表面炭化木是用氧焊槍燒烤，使木材表面具有一層很薄的炭化層，對(duì)木材性能的改變可以類(lèi)比木材的油漆，但可以突顯表面凹凸的木紋，產(chǎn)生立體效果。應(yīng)用方面集中在工藝品、裝修材料和水族罐制品。也稱(chēng)為工藝炭化木、炭燒木。深度炭化木也稱(chēng)為完全炭化木、同質(zhì)炭化木。是經(jīng)過(guò)高溫炭化技術(shù)處理的木材，由于其營(yíng)養(yǎng)成分被破壞，使其具有較好的防腐防蟲(chóng)功能，由于其吸水官能團(tuán)半纖維素被重組，使產(chǎn)品具有較好的物理性能，深度炭化防腐木是真正的綠色環(huán)保產(chǎn)品，盡管產(chǎn)品具有防腐防蟲(chóng)性能，卻不含任何有害物質(zhì)，不但提高了木材的使用壽命，而且不會(huì)在生產(chǎn)過(guò)程中使用過(guò)程中以及使用后的廢料處理對(duì)人體、動(dòng)物和環(huán)境有任何的負(fù)面影響。深度炭化木在歐洲有接近十年的使用經(jīng)驗(yàn)，是禁用CCA防腐木材后的主要換代產(chǎn)品。深度炭化防腐木廣泛應(yīng)用于可墻板、戶(hù)外地板、廚房裝修、桑那房裝修、家具等許多方面。
[0004]深度炭化木的優(yōu)點(diǎn):
[0005](I)深度炭化木源自歐洲，有十年的使用記錄。著名的里昂歌劇院就在1997年采用了全炭化防腐木結(jié)構(gòu)。
[0006](2)深度炭化木安全環(huán)保。是不含任何防腐劑或化學(xué)添加劑的完全環(huán)保的防腐防蟲(chóng)木材，具有較好的防腐防蟲(chóng)功能。無(wú)特殊氣味，對(duì)聯(lián)結(jié)件、金屬件無(wú)任何副作用，適用于戶(hù)內(nèi)外。
[0007](3)深度炭化木不易吸水，含水率低，是不開(kāi)裂的木材。耐潮濕，不易變形。是優(yōu)秀的防潮木材。
[0008](4)深度炭化木加工性能好，克服產(chǎn)品表面起毛的弊病。經(jīng)完全脫脂處理，涂布方便。
[0009](5)深度炭化木里外顏色一致，泛柔和絹絲樣亮澤，紋理變得更清晰。手感溫暖。
[0010]目前，國(guó)內(nèi)采用的木材炭化方法多為罐式、窯式。如公告號(hào)CN101214675B的“木材熱壓炭化強(qiáng)化方法”中的窯式木材碳化處理工藝是用熱壓機(jī)作為木材炭化設(shè)備，將木材在壓縮的狀態(tài)下進(jìn)行熱壓炭化處理，熱壓機(jī)進(jìn)行壓制瞬間產(chǎn)生高溫，使木材碳化這種工藝溫度、時(shí)間、木材炭化的深度以及木材的利用率難以控制，生產(chǎn)的木材極易出現(xiàn)假炭化現(xiàn)象。同時(shí)由于木材是從常溫直接跨入炭化溫度，在炭化窯內(nèi)碳化時(shí)會(huì)產(chǎn)生煙氣不能回收造成環(huán)境污染。
[0011]一直以來(lái)，由于實(shí)木型材的滲透性差，人們采用以下方法來(lái)對(duì)實(shí)木型材進(jìn)行阻燃處理。加壓浸注法，典型工藝是在浸漬罐中，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(duì)設(shè)備要求高，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，出材率低，生產(chǎn)能耗高，生產(chǎn)成本高，未真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，而且所得到的產(chǎn)品穩(wěn)定性差，使使用過(guò)程中容易變形開(kāi)裂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種集合了炭化熱處理木材和阻燃木材的優(yōu)點(diǎn)，克服其各自的缺點(diǎn)，使處理得到的木材尺寸穩(wěn)定性高，耐腐耐候性強(qiáng)，表層充滿(mǎn)阻燃劑，阻燃性能好，生產(chǎn)成本低的木材生產(chǎn)工藝。
[0013]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的一種炭化、阻燃一體化木材的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟:
[0014](I)將含水率< 12%的木材，按常規(guī)干燥法堆垛木材炭化窯內(nèi)，所述炭化窯用飽和蒸汽作保護(hù)，風(fēng)機(jī)做氣流循環(huán)，用熱油或電加熱系統(tǒng)緩慢對(duì)窯內(nèi)加熱，形成高溫，窯內(nèi)產(chǎn)生的壓力經(jīng)泄壓系統(tǒng)排除形成常壓，產(chǎn)生的煙氣經(jīng)水膜除塵系統(tǒng)處理達(dá)到環(huán)保要求；
[0015](2)將木材加熱至120?130°C，保持I?1.5小時(shí)并將木材水分和酯化物多醣體氣化，使木材的含水率為5?6% ;
[0016](3)將炭化窯內(nèi)的溫度以16?25 °C /h的速度升溫至200?250°C，保持5?6小時(shí)，并對(duì)木材進(jìn)行壓化，反應(yīng)釜內(nèi)的絕對(duì)壓力為1.0MPa?2.0Mpa ；
[0017](4)于炭化窯內(nèi)加入氮化物，氧化物于炭化窯內(nèi)產(chǎn)生氮?dú)?，氮?dú)馀c木材反應(yīng)產(chǎn)生結(jié)炭含氮體，保持熱處理炭化溫度2?8小時(shí)；
[0018](5)關(guān)閉熱源，令炭化窯降溫至100?130°C并以間歇式向木材噴射水蒸汽，使木材形成纖維物；
[0019](6)然后以風(fēng)機(jī)吹風(fēng)令木材降溫干燥，風(fēng)速為10?15m/s，每隔I?3小時(shí)改變一次風(fēng)向，木材降至常溫后形成炭化木；
[0020](7)將木材阻燃劑加水配制成質(zhì)量濃度為15%?22%的阻燃液；
[0021](8)將炭化干燥后的木材裝入高壓浸漬罐中蓋好蓋后，將高壓浸漬罐抽真空度至0.07MPa?0.08MPa，保持20?50分鐘，然后在高壓浸漬罐內(nèi)注滿(mǎn)阻燃液，卸除真空，緩慢加壓至1.0?1.5MPa，并保持2?4小時(shí)，卸壓，排出阻燃液，然后將高壓浸漬罐再次抽真空至0.07MPa?0.08MPa，在保持20?50分鐘后，解除真空，取出木材；
[0022](9)將浸漬處理后的木材在真空干燥箱50°C?80°C干燥8?15小時(shí)，得到阻燃處理木材。
[0023]進(jìn)一步的，步驟(4)的整個(gè)過(guò)程中保持絕對(duì)壓力在0.5MPa?1.0Mpa,溫度保持在150 ?180?。
[0024]進(jìn)一步的，步驟⑴所述的風(fēng)機(jī)做氣流循環(huán)時(shí)每半個(gè)小時(shí)到一個(gè)小時(shí)換向一次。
[0025]進(jìn)一步的，步驟(7)所述的木材阻燃劑，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚磷酸銨20%?50%、八硼酸二鈉20%?50%、二氧化硅溶膠10%?20%、堿式碳酸鎂2%?8%、二乙醇胺0.5%?3%，硼酸2% -3%。
[0026]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的二氧化硅溶膠中的二氧化硅的含量為30?45wt%。
[0027]有益效果:本發(fā)明集合了炭化熱處理木材和阻燃木材的優(yōu)點(diǎn)，克服其各自的缺點(diǎn)，使處理得到的木材尺寸穩(wěn)定性高，耐腐耐候性強(qiáng)，表層充滿(mǎn)阻燃劑，阻燃性能好，生產(chǎn)成本低，且通過(guò)本工藝生產(chǎn)出來(lái)的木材安全無(wú)污染，具有尺寸穩(wěn)定性好、耐久性好、抗腐蝕能力高的特點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0029]實(shí)施例1
[0030]一種炭化、阻燃一體化木材的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟:
[0031](I)將含水率< 12%的木材，按常規(guī)干燥法堆垛木材炭化窯內(nèi)，所述炭化窯用飽和蒸汽作保護(hù)，風(fēng)機(jī)做氣流循環(huán)且每半個(gè)小時(shí)換向一次，用熱油或電加熱系統(tǒng)緩慢對(duì)窯內(nèi)加熱，形成高溫，窯內(nèi)產(chǎn)生的壓力經(jīng)泄壓系統(tǒng)排除形成常壓，產(chǎn)生的煙氣經(jīng)水膜除塵系統(tǒng)處理達(dá)到環(huán)保要求；
[0032](2)將木材加熱至120°C，保持I小時(shí)并將木材水分和酯化物多醣體氣化，使木材的含水率為5?6% ；
[0033](3)將炭化窯內(nèi)的溫度以16°C /h的速度升溫至200°C，保持5小時(shí)，并對(duì)木材進(jìn)行壓化，反應(yīng)釜內(nèi)的絕對(duì)壓力為1.0Mpa ；
[0034](4)于炭化窯內(nèi)加入氮化物，氧化物于炭化窯內(nèi)產(chǎn)生氮?dú)?，氮?dú)馀c木材反應(yīng)產(chǎn)生結(jié)炭含氮體，保持熱處理炭化溫度2小時(shí)，整個(gè)過(guò)程中保持絕對(duì)壓力在0.5MPa，溫度保持在150 0C ；
[0035](5)關(guān)閉熱源，令炭化窯降溫至100°C并以間歇式向木材噴射水蒸汽，使木材形成纖維物；
[0036](6)然后以風(fēng)機(jī)吹風(fēng)令木材降溫干燥，風(fēng)速為lOm/s，每隔I小時(shí)改變一次風(fēng)向，木材降至常溫后形成炭化木；
[0037](7)將木材阻燃劑加水配制成質(zhì)量濃度為15%的阻燃液，木材阻燃劑其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚磷酸銨40%、八硼酸二鈉45.5%、二氧化硅溶膠10%、堿式碳酸鎂2%、二乙醇胺0.5%，硼酸2%，二氧化硅溶膠中的二氧化硅的含量為30wt% ；
[0038](8)將炭化干燥后的木材裝入高壓浸漬罐中蓋好蓋后，將高壓浸漬罐抽真空度至0.07MPa，保持20分鐘，然后在高壓浸漬罐內(nèi)注滿(mǎn)阻燃液，卸除真空，緩慢加壓至1.0MPa，并保持2小時(shí)，卸壓，排出阻燃液，然后將高壓浸漬罐再次抽真空至0.07MPa，在保持20分