利用廢舊室內(nèi)用熱處理木材制備刨花板的方法及刨花板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種刨花板，具體地說，是一種利用廢舊熱處理木材制備的刨花板。
【背景技術(shù)】
[0002]木材熱處理技術(shù)(炭化木技術(shù))是二十年前出現(xiàn)的木材加工領(lǐng)域的新興技術(shù)之一，其步驟一般包括從室溫逐漸升高到140°C的干燥過程、從140°C逐漸升高到熱處理所需溫度水平250°C)的升溫過程、保溫過程、降溫過程。由于半纖維素等木材組分在熱處理過程中發(fā)生不同程度的熱解等化學(xué)反應(yīng)，引起熱處理木材的一些物理、化學(xué)性質(zhì)較素材發(fā)生了永久的改變。其中，經(jīng)過熱處理的木材材色加深、并與某些名貴硬闊葉材材色接近，平衡含水率降低、由濕度不同而導(dǎo)致的干縮和濕脹減小，耐久性提高。加之木材熱處理工藝過程中不需要添加任何化學(xué)試劑，較其他木材化學(xué)改性方法而言，不存在隨時間推移，藥劑流失所帶來的環(huán)境影響及改性效果降低的問題。正因如此，熱處理木材自問世以來，以其良好的尺寸穩(wěn)定性、生物耐久性，以及安全、環(huán)保等一系列突出的優(yōu)點，正日益廣泛的應(yīng)用于室內(nèi)外建筑裝飾裝修領(lǐng)域。
[0003]國際熱處理木材協(xié)會(Internat1nal Thermoffood Associat1n)所發(fā)布的熱處理材技術(shù)手冊中，根據(jù)熱處理工藝對木材材性的改良程度，將熱處理材分為ThermoS、ThermoD兩類。其中，ThermoS類熱處理材的處理溫度一般不高于200°C，主要側(cè)重改善產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性，該類產(chǎn)品主要應(yīng)用于室內(nèi)裝飾裝修領(lǐng)域。而對于主要應(yīng)用于室外園林景觀領(lǐng)域的ThermoD類熱處理材，由于其使用時受到微生物侵襲可能性大，故對產(chǎn)品自身的耐腐性能要求較高，所以室外用熱處理材的熱處理工藝條件較為劇烈，即通過更加顯著的對糖類物質(zhì)的熱降解，降低微生物寄生、侵襲危害的可能性。而隨之而來的是，室外用熱處理材的熱處理工藝對木材力學(xué)性能的不利影響也要顯著大于室內(nèi)用熱處理材。
[0004]熱處理木材已投入商業(yè)應(yīng)用近二十年，市場面臨大量的第一代產(chǎn)品報廢及如何回收利用的問題。以往在常溫環(huán)境下測試所得到的研究結(jié)論是熱處理木材表面潤濕性差，不利于膠合和涂飾。因此木材專業(yè)人員一般不考慮對熱處理木材的膠合，故通過對廢舊熱處理木材膠合再利用未被人公開。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種利用廢舊室內(nèi)用熱處理木材(處理溫度一般在140-200°C，最高溫階段保持時間0.5-8小時，下同)制備刨花板的方法，以該方法制備的刨花板，內(nèi)結(jié)合強度高，吸濕性小，尺寸穩(wěn)定，耐久性好。
[0006]本發(fā)明的利用廢舊室內(nèi)用熱處理木材制備刨花板的方法，是把廢舊室內(nèi)用熱處理木材粉碎成刨花，并干燥至含水率2-4%，然后施膠攪拌，鋪裝成板坯，熱壓成型即可；施膠時膠粘劑為脲醛樹脂膠粘劑、酚醛樹脂膠粘劑或者異氰酸酯膠粘劑；熱壓時熱壓壓力為2.0-3.2Mpa，熱壓時間為0.3-0.5 min/mm,若膠粘劑為脲醛樹脂膠粘劑時，熱壓溫度110-160°C ;若膠粘劑為酚醛樹脂膠粘劑或異氰酸酯膠粘劑，熱壓溫度150-200°C。
[0007]上述的利用廢舊室內(nèi)用熱處理木材制備刨花板的方法，從廢舊熱處理木材刨花中分選出粒徑尺寸0.1-0.2cm的細刨花和粒徑尺寸0.5-1.0cm的粗刨花；鋪裝時，把粗刨花和細刨花鋪裝在板坯的表層，把粗刨花鋪裝在板坯的芯層。細刨花(顆粒)填充在表層粗刨花之間的空隙內(nèi)，外表面致密性更好，防腐性更好。
[0008]上述的利用廢舊室內(nèi)用熱處理木材制備刨花板的方法，若膠粘劑為酚醛樹脂膠粘劑時，其固含量在35-45%之間，施膠量為6-9% ;若膠粘劑為脲醛樹脂膠粘劑，其固含量在55-65%之間，施膠量為6-10% ;若膠粘劑為異氰酸酯膠粘劑，施膠量為3-5%。
[0009]本發(fā)明同時提供一種內(nèi)結(jié)合強度高，吸濕性小，尺寸穩(wěn)定，耐久性好的刨花板，其是按照權(quán)利要求上述的方法制備的。
[0010]本發(fā)明還提供了一種利用廢舊室內(nèi)用熱處理木材與常規(guī)木材(未經(jīng)過熱處理等改性方法處理，下同)制備刨花板的方法，以該方法制備的刨花板，綜合力學(xué)性能優(yōu)良，吸濕性小，尺寸穩(wěn)定，耐久性好。
[0011]本發(fā)明所述的利用廢舊室內(nèi)用熱處理木材與常規(guī)木材制備刨花板的方法，分別把廢舊室內(nèi)用熱處理木材及常規(guī)木材粉碎成刨花，并將兩種刨花干燥至含水率2-4%，然后施膠攪拌；鋪裝成板坯，熱壓成型即可；鋪裝時，把廢舊室內(nèi)用熱處理木材刨花鋪裝在板坯的表層，把常規(guī)木材刨花鋪裝在芯層；施膠時膠粘劑為脲醛樹脂膠粘劑、酚醛樹脂膠粘劑或者異氰酸酯膠粘劑；熱壓時熱壓壓力為2.0-3.2Mpa，熱壓時間為0.3-0.5 min/mm,若膠粘劑為脲醛樹脂膠粘劑時，熱壓溫度110-160°C ;若膠粘劑為酚醛樹脂膠粘劑或異氰酸酯膠粘劑，熱壓溫度150-200 °C。
[0012]上述的利用廢舊室內(nèi)用熱處理木材與常規(guī)木材制備刨花板的方法，從廢舊室內(nèi)用熱處理木材刨花中分選出粒徑尺寸0.1-0.2cm的細刨花和粒徑尺寸0.5-1.0cm的粗刨花，從常規(guī)木材刨花中分選出粒徑尺寸0.5-1.0cm的粗刨花；鋪裝時，把熱處理木材粗刨花和熱處理木材細刨花鋪裝在板坯的表層，把常規(guī)木材粗刨花鋪裝在板坯的芯層，把熱處理木材粗刨花鋪裝在表層與芯層之間形成中間層。熱處理木材細刨花(顆粒)填充在表層熱處理木材粗刨花之間的空隙內(nèi)，外表面致密性更好，防腐性更好。
[0013]上述的利用廢舊室內(nèi)用熱處理木材與常規(guī)木材制備刨花板的方法，若膠粘劑為酚醛樹脂膠粘劑時，其固含量在35-45%之間，施膠量為6-9% ;若膠粘劑為脲醛樹脂膠粘劑，其固含量在55-65%之間，施膠量為6-10% ;若膠粘劑為異氰酸酯膠粘劑，施膠量為3-5%。
[0014]上述的利用廢舊室內(nèi)用熱處理木材與常規(guī)木材制備刨花板的方法，上下表層與中間層的厚度和均不小于3mm。
[0015]本發(fā)明同時提供了一種綜合力學(xué)性能優(yōu)良，吸濕性小，尺寸穩(wěn)定，耐久性好的刨花板，其是按照上述的方法制備的。
[0016]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明改變了傳統(tǒng)認為熱處理木材不易膠合再利用的觀點，采用粉碎、涂膠、鋪裝、熱壓等步驟得到了刨花板。申請人通過在人造板常用膠粘劑(如脲醛樹脂、酚醛樹脂)的固化溫度區(qū)間，即110_150°C高溫狀態(tài)下對熱處理木材的表面自由能(可以間接表征表界面潤濕性能)的測試，得到了與傳統(tǒng)常溫狀態(tài)下測試材料表面潤濕性不一致的結(jié)果，即熱處理木材的潤濕性要優(yōu)于未處理材。出現(xiàn)上述結(jié)果的原因是:隨著木材化學(xué)成分纖維素、半纖維素、木素含量在熱處理結(jié)束后發(fā)生改變，其中軟化溫度較高的半纖維素含量下降，而軟化溫度較低的木素含量上升，因此熱處理木材在高溫下將比常規(guī)未處理材較早的出現(xiàn)表面微軟化(半軟化)狀態(tài)，更易吸附氣相或液相分子，即表面自由能增加?；谠撔掳l(fā)現(xiàn)，本發(fā)明以資源的循環(huán)、高效可持續(xù)利用為切入點，針對熱處理木材已投入商業(yè)應(yīng)用近二十年，市場將逐步面臨大量的第一代產(chǎn)品報廢及如何回收利用的問題這樣一個應(yīng)用背景，將廢舊熱處理木材制品打碎制成刨花，并通過施膠熱壓等常規(guī)人造板生產(chǎn)工序，制備刨花板，從而可以充分發(fā)揮熱處理木材刨花的吸濕性小、尺寸穩(wěn)定，耐久性好的特點，降低刨花板的吸水厚度膨脹變形以及提高板材的耐久性。此外，所制備的板材由于熱處理木材刨花的軟化溫度較低，因此在熱壓制板過程中所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力將會減小，故而其尺寸的變化亦較小。同時，熱處理木材刨花的軟化溫度較低、潤濕性較好，意味著在相同施膠、熱壓溫度和壓力等工藝條件下，熱處理木材刨花與膠的結(jié)合將更為牢靠。
[0017]本發(fā)明的另一個技術(shù)方案是通過組坯成表層熱處理木材刨花、芯層常規(guī)木材刨花的三明治結(jié)構(gòu)來制造刨花板，這樣來進行布置，一方面可以充分發(fā)揮上述熱處理木材刨花的吸濕性小、尺寸穩(wěn)定，耐久性好的特點，使其在刨花板的表層布置(與外界微生物和濕氣環(huán)境直接接觸)，提高整個刨花板的尺寸穩(wěn)定性和耐久性，從而不必像常規(guī)刨花板生產(chǎn)時在膠粘劑中添加石蠟或\和防腐劑，以提高板材的耐久性、降低其吸水厚度變化率，從而可以降低工藝的復(fù)雜程度和生產(chǎn)成本。另一方面，芯層依然使用常規(guī)木材的刨花，既可以解決現(xiàn)階段廢舊熱處理木材制品還不是很多的原料來源問題，同時由于常規(guī)木材刨花的力學(xué)性能要優(yōu)于熱處理刨花，采用多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，表層雖然使用力學(xué)性能稍差的熱處理木材刨花原料，但由于是在表層布置，其在熱壓時密實程度較芯層大，同時表層刨花更易受到膠粘劑熱壓固化時對其力學(xué)性能的增強作用，因此可以起到部分彌補熱處理木材刨花力學(xué)性能稍差這個缺點的作用，而芯層使用的是性能較好的常規(guī)木材刨花，雖然其易吸濕進而導(dǎo)致力學(xué)性能下降(木質(zhì)材料大多數(shù)力學(xué)性能與含水率負相關(guān))，但由于是在內(nèi)部布置，可以受到外層熱處理木材刨花的隔離保護作用，因此不易受外界環(huán)境濕度變化的影響，含水率可以維持在較低的水平，因此采用這種多層結(jié)構(gòu)進行鋪裝，可以增加刨花板的整體綜合力學(xué)性能。
[0018]另外，本發(fā)明制備的上述兩種類型的刨花板表面質(zhì)量好。一般而言，木材中半纖維素屬于聚合度很低的單糖類物質(zhì)，在熱壓時受熱易焦化，使板材發(fā)生粘板現(xiàn)象，從而降低其板面質(zhì)量；而木素耐水、耐熱性好，可塑性高，其在熱壓時能對板坯起到類似膠粘劑的粘合作用。正如前述已分析闡明的，由于本發(fā)明中是在110-200°C高溫下對熱處理木材進行熱壓膠合，此時熱處理木材的半纖維素含量降低、木素含量上升，因此以熱處理木材為原料生產(chǎn)的刨花板在膠合和成板表面質(zhì)量上均優(yōu)于采用常規(guī)木材刨花生產(chǎn)的板材。
[0019]本發(fā)明采用處理溫度一般在140-200°C的室內(nèi)用熱處理木