專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種增強(qiáng)、阻燃改性人工林木材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種木材的浸漬處理方法及通過(guò)該方法獲得的木材，特別涉及一種對(duì)木材進(jìn)行加壓浸漬處理的方法和通過(guò)該方法獲得的改性木材。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)民收入的提高和人民生活水平的逐步改善，建筑和室內(nèi)裝修用木質(zhì)材料的消耗量呈逐年上升趨勢(shì)。目前，木質(zhì)材料在建筑和室內(nèi)裝飾方面的利用每年超過(guò)8000萬(wàn)立方米。特別是近年來(lái)，我國(guó)政府開(kāi)始從歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家引進(jìn)木結(jié)構(gòu)建筑先進(jìn)制造技術(shù)和設(shè)備，更加快速地推動(dòng)了我國(guó)木結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展，木質(zhì)材料消費(fèi)量正以驚人的速度遞增，而可供使用的資源逐年減少，在木材資源中有些品種的木材質(zhì)量較差，密度小，強(qiáng)度低，發(fā)脆，并且極易腐爛，難以用做工業(yè)用途木材。為了緩解日益尖銳的木材的供需矛盾，近年來(lái)，大力發(fā)展人工林成為緩解我國(guó)木材供需矛盾的有效措施，然而由于人工林木材生長(zhǎng)周期短，變異性大，往往材質(zhì)軟、密度低(如楊木、杉木)，使其應(yīng)用范圍受到很大的限制，而且產(chǎn)品附加值低。為了提高木材的性能，研究表明采用樹(shù)脂對(duì)性能差的木材進(jìn)行樹(shù)脂浸漬處理可以提高木材的質(zhì)量，增加木材的密度，提高木材的強(qiáng)度和抗腐性。對(duì)木材進(jìn)行樹(shù)脂浸漬主要是采用酚醛樹(shù)脂溶液，其浸漬工藝為兩段加料，然后加堿，攪拌一定時(shí)間再升溫，并經(jīng)兩段保溫而成，但是反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低，出料溫度高，出料后樹(shù)脂繼續(xù)反應(yīng)，影響浸漬液穩(wěn)定性。由于木質(zhì)材料易燃燒，特別是燃燒中釋放出大量的有毒煙氣，造成重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，據(jù)火災(zāi)統(tǒng)計(jì)資料分析，世界各國(guó)火災(zāi)事故中，建筑物火災(zāi)占首位，且建筑物火災(zāi)中35%與木材、織物等纖維有關(guān)；而且，火災(zāi)起因雖然各異，但火勢(shì)擴(kuò)大、人員傷亡等都與建筑物內(nèi)裝修中大量使用的木質(zhì)材料等可燃易燃材料有直接的關(guān)系。因此，木質(zhì)材料的阻燃研究引起了世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。目前，阻燃木材的生產(chǎn)工藝基本是將選好的木材浸泡于阻燃液中，浸泡70小時(shí)左右后干燥，得到阻燃木材。這種方法工藝簡(jiǎn)單。但是，由于用這種工藝技術(shù)處理的阻燃木材阻燃液浸入淺，阻燃性能差，再經(jīng)加工后制成產(chǎn)品，其產(chǎn)品的阻燃性能更差。再由于木材的木槳含量高，不易干燥，處理工藝時(shí)間長(zhǎng)，而且加工過(guò)程中木材的力學(xué)性能會(huì)發(fā)生變化。盡管上述方法工藝簡(jiǎn)單，可生產(chǎn)成本并不低。公開(kāi)號(hào)為CN101352860的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種合成樹(shù)脂浸漬木材改性的工藝方法，包括l.浸漬液制備苯酚在4245'C下加入液堿，在6580'C下，陸續(xù)加入甲醛，在7085。C保持34h，降溫到25'C以下出料；2.浸漬將木材加入高壓釜中，在0.0500.085MPa下抽真空2030min，抽入浸漬液工作液，在0.70.9MPa下加壓5060min;3.固化將木材放入烘箱，34h將溫度升到90°C,在9095。C烘34h。公告號(hào)為CN1398704的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種松木木材的改性方法及其組合物。改性主要為脫油固脂和阻燃返脂工序，將松木中可流動(dòng)的松節(jié)油脫除、松香固定后，重新注入一種可固化的水溶性樹(shù)脂，脫油固脂處理溫度為S0105。C，常壓下處理310小時(shí)，然后抽真空0.51小時(shí)，在-0.09-0.095MPa的真空下吸入水溶性高分子阻燃樹(shù)脂，解除真空后浸泡15小時(shí)。脫油固脂組合物含有水溶性含氮有機(jī)化合物、鎂鹽、硼酸、乳化劑、滲透劑等，pH為7.58.0。公告號(hào)為CN1424185的發(fā)明專(zhuān)利提供了一種處理技術(shù)，提出了一種木材阻燃處理的新工藝，包括選材、配制阻燃液、浸泡、干燥過(guò)程，其特征在于木材在阻燃液的兩次浸泡中都采用了超聲波處理工藝，木材浸泡在一次阻燃液中，超聲處理l1.5小時(shí)，頻率為50100Hz，取出木材，烘干，再將其浸泡在二次阻燃液中，超聲處理1.52小時(shí)，頻率為50100Hz，取出木材，烘干即可。公開(kāi)號(hào)為CN101015924的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種木材無(wú)煙不燃改性方法，其步驟是將阻燃劑溶解在稀混和酸液中得到阻燃液，采用浸漬法、真空法和浸注法，將阻燃液滲透到木材中，當(dāng)滲透深度超過(guò)0.5mm時(shí)，停止處理，然后進(jìn)行常規(guī)加工與利用，可以使木材在500-70(TC條件下不冒煙不燃燒。公開(kāi)號(hào)為CN1208684的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種木材改性方法，屬于木材的防護(hù)技術(shù)，在對(duì)木材進(jìn)行水解脫脂、真空脫水、干燥等工序后采用由松香、合成樹(shù)脂5(SBS)、苯乙烯、汽油、乙醇、二甲酯、防老劑、防氧劑配制而成的改性溶劑將木材浸入其中進(jìn)行加溫、加壓使木材纖維保持原樣并形成保護(hù)膜，具有防水、防腐、防蟲(chóng)蛀的特性。上述木材改性處理工藝復(fù)雜，處理時(shí)間長(zhǎng)，改性后的木材的力學(xué)性能差，強(qiáng)度低，木材的尺寸穩(wěn)定性差，阻燃劑容易流失，導(dǎo)致處理后的木材阻燃效果不明顯，防腐性能低。利用本發(fā)明的增強(qiáng):阻燃處理技術(shù)，不僅使人工林木材的密度、強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性得到改善，而且還賦予木材阻燃、防腐等新功能，使人工林木材的實(shí)木利用率大大提高，拓展了其應(yīng)用范圍，對(duì)于以人工林木材代替日益稀少的珍貴闊葉樹(shù)木材，促進(jìn)我國(guó)木材資源的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種改性木材的制備方法及由該方法制備的改性木材，本發(fā)明方法利用含硼元素的復(fù)合改性劑浸漬處理人工林軟質(zhì)木材，使得木材的阻燃效果增強(qiáng)，密度增大，強(qiáng)度提高，尺寸穩(wěn)定性增加，使人工林木材的實(shí)木利用率大大提高，拓展了其應(yīng)用范圍。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明一方面提供一種改性人工林木材的制備方法，包括將三聚氰胺改性脲醛樹(shù)脂溶液與硼酸鹽混合，制得復(fù)合改性劑；然后對(duì)木材進(jìn)行真空加壓處理，，木材吸收復(fù)合改性劑即得。其中，所述的三聚氰胺改性脲醛樹(shù)脂溶液含有三聚氰胺、甲醛、尿素和甲醇，其中三聚氰胺、甲醛、尿素和甲醇的摩爾之比為1:2-3:1-2:2-3，優(yōu)選為1:2.2-2.5:1-1.3:2.4-2.7。特別是，所述三聚氰胺改性脲醛樹(shù)脂溶液的制備過(guò)程包括如下步驟1)將三聚氰胺和甲醛加入反應(yīng)釜中，攪拌均勻后，加入催化劑氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH值為9.0-9.5，然后加熱升溫至7580'C，進(jìn)行第一階段反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為3050分鐘，制得第一階段反應(yīng)液；2)向反應(yīng)釜中加入甲醇、第一批尿素和氫氧化鈉，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜內(nèi)溶液的pH值》12，并使反應(yīng)釜內(nèi)溶液的溫度保持為6872"，進(jìn)行第二階段反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為5070分鐘，制得第二階段反應(yīng)液，其中，第一批尿素的加入量占尿素總量的6889%;3)使反應(yīng)釜內(nèi)的溫度降低并保持為6065'C，接著向反應(yīng)釜中加入鹽酸，調(diào)節(jié)pH值為8.59.5，然后加入余量的尿素，攪拌溶解，制得混合液；4)向反應(yīng)釜中加入鹽酸，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜內(nèi)溶液的pH值至78，繼續(xù)反應(yīng)至反應(yīng)液的水混合倍數(shù)為5-7時(shí)，停止反應(yīng)；5)反應(yīng)釜內(nèi)的溫度降低至40-50'C，向反應(yīng)釜中加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液pH值為10-11后，出料，制得三聚氰胺改性脲醛樹(shù)脂溶液。其中，所述的氫氧化鈉為質(zhì)量百分比濃度為5-20%的氫氧化鈉溶液；所述的鹽酸為質(zhì)量百分比濃度為5-20%的鹽酸溶液。其中，所述的硼酸鹽與三聚氰胺改性脲醛樹(shù)脂溶液的重量之比為3-6:100。所述的硼酸鹽由硼酸和硼砂組成，其中，硼酸與硼砂的重量之比為1:1-4。特別是，按照如下步驟制備復(fù)合改性劑將硼酸鹽加入到三聚氰胺改性脲酸樹(shù)脂溶液中，加熱至溫度為40-45'C，加入氫氧化鈉，攪拌均勻即得。其中，所述氫氧化鈉為質(zhì)量百分比濃度為5-20%的氫氧化鈉溶液；所述復(fù)合改性劑的pH值為10-11。特別是，在加入硼酸鹽之前，向三聚氰胺改性脲醛樹(shù)脂溶液中加入水，制得稀釋樹(shù)脂溶液，其中稀釋樹(shù)脂溶液的固含量為10-40%。其中，所述木材的真空加壓處理包括如下步驟將木材放入密封的浸漬罐中，先進(jìn)行抽真空處理，然后導(dǎo)入復(fù)合改性劑，接著進(jìn)行加壓處理，使木材吸收復(fù)合改性劑。特別是，所述的抽真空處理的相對(duì)真空度為-0.08-0.095MPa，抽真空處理時(shí)間為30-60min;所述的加壓處理的絕對(duì)壓力為1.0-2.5MPa，加壓處理時(shí)間為2-3h。尤其是，導(dǎo)入復(fù)合改性劑包括如下步驟首先在真空狀態(tài)下將復(fù)合改性劑加入到浸漬罐內(nèi)，直到復(fù)合改性劑完全淹沒(méi)罐內(nèi)的木材后解除真空狀態(tài)；然后開(kāi)啟罐內(nèi)的加熱裝置，使復(fù)合改性劑的溫度達(dá)到40-45°C。其中，還包括對(duì)真空加壓處理后的木材進(jìn)行干燥處理，干燥后木材的含水率為8-12%。特別是，所述干燥處理包括如下步驟A)木材進(jìn)行氣干，干燥至含水率為50-60%;B)木材進(jìn)行窯干首先將木材置于干燥窯中，在50-6(TC的低溫條件下干燥3-5天；接著在10(TC條件下干燥2-3天；然后在120-130'C的條件下干燥至木材含水率為8-12%即可。其中，所述的木材為人工林木材，例如楊木、馬尾松、杉木、泡桐等。所述木材的含水率^15%。本發(fā)明另一方面提供一種按照上述改性方法制備而成的增強(qiáng)、阻燃人工林改性木材。本發(fā)明改性人工林軟質(zhì)木材的具有的優(yōu)點(diǎn)如下1、本發(fā)明制備的改性木材利用含硼元素的復(fù)合改性劑浸漬處理?xiàng)顦?shù)等人工林軟質(zhì)木材，使得木材的阻燃效果增強(qiáng)，密度增大，強(qiáng)度提高，尺寸穩(wěn)定性增加，使楊樹(shù)人工林木材的實(shí)木利用率大大提高，拓展了其應(yīng)用范圍。2、按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB1927-1943-2009)"木材物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)方法"的檢測(cè)，本發(fā)明方法制備的改性木材的物理力學(xué)性能顯著提高，尺寸穩(wěn)定、強(qiáng)度高，改性楊樹(shù)木材的徑向的干縮率減少15.6-44.4%;弦向的干縮率減少23.9-47.8%，木材抗脹率(ASE)達(dá)到50-70%;抗彎彈性模量(MOE)增大，達(dá)到10.5-12,0GPa，提高率達(dá)到23.5-41.2%;抗彎強(qiáng)度(MOR)提高，達(dá)到100-130MPa，提高率達(dá)到76.1-128.9%;3、楊樹(shù)等人工林木材質(zhì)地偏軟，機(jī)械加工時(shí)表面經(jīng)常發(fā)生毛刺等缺陷，改性處理后的木材表面光潔，表面硬度增大，大大改善了楊樹(shù)木材的機(jī)械加工性能，改性木材的表面硬度是處理前木材的2-3倍，而且還不影響木材的膠合性能和涂飾性能。4、本發(fā)明方法制備的改性木材阻燃效果顯著，改性木材的發(fā)煙系數(shù)為44.7-58.6，達(dá)到臺(tái)灣標(biāo)準(zhǔn)"CNS6532(2003)建筑物室內(nèi)裝修材料之耐燃性試驗(yàn)法"中所規(guī)定的耐燃三級(jí)的要求。具體實(shí)施方式為了更好地理解本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)，下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，實(shí)施例并不是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。制備阻燃木材的原木材選用人工林木材，如杉木(Cw"w力g/w7w'a/朋ceo/afe)、楊木、馬尾松、泡桐等，本發(fā)明實(shí)施例以楊木為例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。8實(shí)施例11、制備樹(shù)脂溶液1)按照如下摩爾配比準(zhǔn)備原料三聚氰胺、甲醛、尿素、甲醇的摩爾之比為1:2.2:1:2.5;2)反應(yīng)第一階段將三聚氰胺和甲醛加入反應(yīng)釜中，攪拌均勻后，加入氫氧化鈉(NaOH)溶液調(diào)節(jié)三聚氰胺和甲醛混合溶液的pH值為9.5，然后加熱至溫度為8(TC,進(jìn)行第一階段反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為35分鐘，制得第一階段反應(yīng)液。其中氫氧化鈉溶液的質(zhì)量百分比濃度為20%;3)反應(yīng)第二階段向反應(yīng)釜內(nèi)加入甲醇、第一批尿素和NaOH溶液，使反應(yīng)釜內(nèi)溶液的pH值為13，并使反應(yīng)釜內(nèi)溶液溫度保持在72'C，進(jìn)行第二階段反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為50分鐘，制得第二階段反應(yīng)液；其中，第一批尿素的加入量占尿素總量的85%，氫氧化鈉溶液的質(zhì)量百分比濃度為20%;4)反應(yīng)第三階段使反應(yīng)釜內(nèi)溶液溫度降低并保持為65°C，接著向反應(yīng)釜中加入鹽酸，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜內(nèi)溶液的pH值為9.5，然后加入余量的尿素，并維持反應(yīng)釜內(nèi)的溫度為65。C，攪拌使尿素完全溶解，其中鹽酸的質(zhì)量百分比濃度為10%;5)反應(yīng)第四階段向反應(yīng)釜中繼續(xù)加入鹽酸，使反應(yīng)釜內(nèi)溶液的pH值為8，繼續(xù)進(jìn)行第三階段反應(yīng)，此后每隔5分鐘檢測(cè)一次聚合反應(yīng)液的水混合倍數(shù)，當(dāng)聚合反應(yīng)液的水混合倍數(shù)為7時(shí)，停止反應(yīng)并開(kāi)始降溫，其中，第三階段的反應(yīng)溫度為65'C，鹽酸的質(zhì)量百分比濃度為10%;6)降溫、調(diào)節(jié)pH在溫度降至50'C時(shí)，向反應(yīng)釜中加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值為10.6后，再繼續(xù)降溫至4(TC以下時(shí)出料，制得三聚氰胺改性脲醛樹(shù)脂溶液。按照GB/T14074-2006《木材膠粘劑及其樹(shù)脂檢驗(yàn)方法》檢測(cè)本實(shí)施例制備的樹(shù)脂溶液的質(zhì)量性能指標(biāo)，檢測(cè)結(jié)果如表l所示。2、制備復(fù)合改性劑91)向三聚氰胺改性脲醛樹(shù)脂溶液中加水，制得稀釋樹(shù)脂溶液，其中，稀釋樹(shù)脂溶液的固體含量為10%;2)將由硼酸和硼砂組成的硼酸鹽混合物加入到稀釋樹(shù)脂溶液中，加熱，在40'C的條件下攪拌加入氫氧化鈉溶液，攪拌均勻，制得復(fù)合改性劑，其中，硼酸與硼砂的重量之比為l:4;硼酸鹽混合物與稀釋樹(shù)脂溶液的重量之比為5:100;氫氧化鈉溶液的質(zhì)量百分比濃度為20%;復(fù)合改性劑的pH值為10.6。3、木材浸漬處理1)真空處理木材將楊樹(shù)木材放入密閉的浸漬處理罐內(nèi)，并壓以重物，接著對(duì)浸漬罐內(nèi)的木材進(jìn)行抽真空處理，其中，木材的含水率為12%，抽真空處理時(shí)罐內(nèi)相對(duì)壓力為-0.095MPa，抽真空處理時(shí)間為30min;2)導(dǎo)入復(fù)合改性劑將步驟2制備的復(fù)合改性劑導(dǎo)入浸漬處理罐，直到復(fù)合改性劑完全淹沒(méi)罐內(nèi)的木材后解除真空，使浸漬處理罐的內(nèi)外壓力平衡，同時(shí)開(kāi)啟罐內(nèi)的加熱裝置，使復(fù)合改性劑的溫度保持為45°C;3)加壓處理木材使用空氣壓縮機(jī)對(duì)浸漬罐內(nèi)的木材進(jìn)行加壓處理，使罐內(nèi)絕對(duì)壓力保持為l.OMPa，加壓處理2h后，解除壓力，將剩余的復(fù)合改性劑排出，得到浸漬處理木材。4、木材的干燥1)氣干處理將浸漬處理木材置于室溫(25°C)下進(jìn)行干燥，使得浸漬處理木材表面干燥，制得氣干浸漬木材，其中，氣干浸漬木材的含水率為50%;2)窯干處理將氣干浸漬木材置于干燥窯中進(jìn)行干燥，首先進(jìn)行低溫干燥，干燥溫度為5CTC，干燥時(shí)間為5天；接著升溫至10(TC，在10(TC的條件下干燥2天，然后升溫至120'C，在12(TC的高溫條件下再繼續(xù)干燥，干燥至含水率為10%，即得增強(qiáng)-阻燃改性人工林木材。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)"GB1927-1943-2009木材物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)方法"檢測(cè)增強(qiáng)-阻燃改性人工林木材的各項(xiàng)性能指標(biāo)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。實(shí)施例2制備樹(shù)脂溶液過(guò)程中除了三聚氰胺、甲醛、尿素、甲醇的摩爾之比為1:2.3:1.1:2.4;反應(yīng)第一階段三聚氰胺和甲醛混合溶液的pH值為9.3，反應(yīng)溫度為78'C，反應(yīng)時(shí)間為40分鐘；反應(yīng)第二階段反應(yīng)溫度為71'C，反應(yīng)時(shí)間為55分鐘，第一批尿素的加入量占尿素總量的88%;反應(yīng)第三階段反應(yīng)釜內(nèi)溫度為64°C，釜內(nèi)反應(yīng)液pH值為9.2;反應(yīng)第四階段反應(yīng)釜中溶液的pH值為7.5，反應(yīng)溫度為64°C，當(dāng)反應(yīng)液的水混合倍數(shù)為6時(shí)，停止反應(yīng)；降溫、調(diào)節(jié)pH步驟中，溫度降至48。C時(shí)，向反應(yīng)釜中加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值為10.5之夕卜，其余與實(shí)施例1相同；制備復(fù)合改性劑過(guò)程中，除了稀釋樹(shù)脂溶液的固體含量為20%;硼酸鹽混合物中硼酸與硼砂的重量之比為1:2;硼酸鹽混合物與稀樹(shù)脂溶液的重量之比為3:100;復(fù)合改性劑的pH值為10.5之外，其余與實(shí)施例1相同；木材浸漬處理過(guò)程中除了真空處理木材步驟的相對(duì)真空度為-0.09MPa，抽真空處理時(shí)間為40min;木材的含水率為8%;加壓處理木材步驟的絕對(duì)壓力為1.5MPa，加壓處理2h之外，其余與實(shí)施例l相同；按照GB/T14074-2006《木材膠粘劑及其樹(shù)脂檢驗(yàn)方法》檢測(cè)本實(shí)施例制備的樹(shù)脂溶液的質(zhì)量性能指標(biāo)，檢測(cè)結(jié)果如表1所示。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)"GB1927-1943-2009木材物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)方法"檢測(cè)增強(qiáng)-阻燃改性人工林木材的各項(xiàng)性能指標(biāo)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。實(shí)施例3制備樹(shù)脂溶液過(guò)程中除了三聚氰胺、甲醛、尿素、甲醇的摩爾之比為1:2.4:1.2:2.6;反應(yīng)第一階段三聚氰胺和甲醛混合溶液的pH值為9.2，反應(yīng)溫度為77"C，反應(yīng)時(shí)間為45分鐘；反應(yīng)第二階段反應(yīng)溫度為7(TC，反應(yīng)時(shí)間為60分鐘，第一批尿素的加入量占尿素總量的75%;反應(yīng)第三階段反應(yīng)釜內(nèi)溫度為62。C，釜內(nèi)反應(yīng)液pH值為9.0，加入余量的尿素，并維持反應(yīng)釜內(nèi)溶液溫度為62";反應(yīng)第四階段反應(yīng)釜中溶液的pH值為7.3，反應(yīng)溫度為62'C，當(dāng)反應(yīng)液的水混合倍數(shù)為6時(shí)，停止反應(yīng)；降溫、調(diào)節(jié)pH步驟中，溫度降至45'C時(shí)，向反應(yīng)釜中加入NaOH溶液11調(diào)節(jié)pH值為10.4之外，其余與實(shí)施例1相同；制備復(fù)合改性劑過(guò)程中，除了稀釋樹(shù)脂溶液的固體含量為30%;硼酸鹽混合物中硼酸與硼砂的重量之比為3:5;硼酸鹽混合物與稀釋樹(shù)脂溶液的重量之比為4:100;復(fù)合改性劑的pH值為10.4之外，其余與實(shí)施例l相同；木材浸漬處理過(guò)程中，除了真空處理木材步驟的抽真空處理時(shí)間為50min，木材的含水率為10%;加壓處理木材步驟的絕對(duì)壓力保持為2.0MPa，加壓處理2.5h之外，其余與實(shí)施例l相同。木材干燥過(guò)程中，除了窯干步驟的低溫干燥溫度為8(TC，干燥時(shí)間為4天；100'C的條件下干燥3天；干燥的增強(qiáng)-阻燃改性人工林木材的含水率為8%之外，其余與實(shí)施例l相同。按照GB/T14074-2006《木材膠粘劑及其樹(shù)脂檢驗(yàn)方法》檢測(cè)本實(shí)施例制備的樹(shù)脂溶液的質(zhì)量性能指標(biāo)，檢測(cè)結(jié)果如表1所示。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)"GB1927-1943-2009木材物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)方法"檢測(cè)增強(qiáng)-阻燃改性人工林木材的各項(xiàng)性能指標(biāo)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。實(shí)施例4制備樹(shù)脂溶液過(guò)程中除了三聚氰胺、甲醛、尿素、甲醇的摩爾之比為1:2.5:1.3:2.7;反應(yīng)第一階段三聚氰胺和甲醛混合溶液的pH值為9.0，反應(yīng)溫度為75'C，反應(yīng)時(shí)間為50分鐘，氫氧化鈉溶液的質(zhì)量百分比濃度為5%;反應(yīng)第二階段反應(yīng)溫度為68'C，反應(yīng)時(shí)間為70分鐘，第一批尿素的加入量占尿素總量的70%;反應(yīng)第三階段反應(yīng)釜內(nèi)溫度為6(TC，釜內(nèi)反應(yīng)液pH值為8.6，加入余量的尿素，并維持反應(yīng)液溫度為60°C;反應(yīng)第四階段反應(yīng)釜中溶液的pH值為7.0，反應(yīng)溫度為60°C，當(dāng)反應(yīng)液的水混合倍數(shù)為5時(shí)，停止反應(yīng)；降溫、調(diào)節(jié)pH步驟中，溫度降至40'C時(shí)，向反應(yīng)釜中加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值為10.7之外，其余與實(shí)施例1相同；制備復(fù)合改性劑過(guò)程中，除了稀釋樹(shù)脂溶液的固體含量為40%;硼酸鹽混合物中硼酸與硼砂的重量之比為2:3;硼酸鹽混合物與稀釋的樹(shù)脂溶液的重量之比為6:100;加熱溫度為45。C;復(fù)合改性劑的pH值為10.7之外，其余與實(shí)施例l相同；木材浸漬處理過(guò)程中，除了真空處理木材歩驟的抽真空處理時(shí)間為60min，木12材的含水率為10%;加壓處理木材歩驟的絕對(duì)壓力保持為2.5MPa，加壓處理3h之外，其余與實(shí)施例l相同。按照GB/T14074-2006《木材膠粘劑及其樹(shù)脂檢驗(yàn)方法》檢測(cè)本實(shí)施例制備的樹(shù)脂溶液的質(zhì)量性能指標(biāo)，檢測(cè)結(jié)果如表l所示。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)"GB1927~1943-2009木材物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)方法"檢測(cè)增強(qiáng)-阻燃改性人工林木材的各項(xiàng)性能指標(biāo)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。對(duì)照例采用與實(shí)施例1-4相同且未經(jīng)任何處理的木材作為對(duì)照例。表1樹(shù)脂溶液的質(zhì)量性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>《騰罷乾50566370/抗彎彈性模量(GPa)10.510.811.312.08.5抗彎彈性模量提高率(％)23.527.132.941.2/抗彎強(qiáng)度(MPa)100.0108.5118.2130.056.8抗彎強(qiáng)度提高率(％)76.191.0108.1128.9/表面硬度(N)3758.34015.64389.44950.31235.8表面硬度增大率204.1225.0255.2300.6/檢測(cè)結(jié)果表明:1、通過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1927~1943-2009"木材物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)方法"的檢測(cè)，本發(fā)明方法制備的改性木材的物理力學(xué)性能顯著提高，改性楊樹(shù)木材的徑向的干縮率減少15.6-44.4%;弦向的干縮率23.9-47.8%;木材抗脹率(ASE)達(dá)到50-70%;抗彎彈性模量(MOE)增大，達(dá)到10.5-12.0GPa，提高率達(dá)到23.5-41.2%;抗彎強(qiáng)度(MOR)提高，達(dá)到100-130MPa，提高率達(dá)到76.1-128.9%.2、本發(fā)明方法制備的改性木材的強(qiáng)度高、表面性能好，表面硬度增大，表面硬度是處理前木材的2-3倍。3、本發(fā)明方法制備的改性木材的平均密度增大，密度提高了53.8-84.6%，木材的增重率高，平均達(dá)到35-55%。試驗(yàn)例l阻燃試驗(yàn)按照臺(tái)灣標(biāo)準(zhǔn)"CNS6532(2003)建筑物室內(nèi)裝修材料之耐燃性試驗(yàn)法"測(cè)試本發(fā)明實(shí)施例1-4、對(duì)照例木材的阻燃性。將本發(fā)明實(shí)施例l-4制備的改性木材、對(duì)照例木材加工成規(guī)格為25x25x2.54cm(長(zhǎng)X寬X厚)的樣板，放入加熱爐中進(jìn)行加熱試驗(yàn)，按照規(guī)定測(cè)試時(shí)間燃燒后，按以下公式計(jì)算木材的每單位面積發(fā)煙系數(shù)，確定耐燃等級(jí)。C,=2401og10,式中1。為加熱試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)的光強(qiáng)度(LUX);I為加熱試驗(yàn)中的光強(qiáng)度最低值(Lux)。試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。表3改性木材耐燃性檢測(cè)結(jié)果:<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>檢測(cè)結(jié)果表明本發(fā)明方法制備的改性木材其發(fā)煙系數(shù)CA為44.7-58.6，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于耐燃三級(jí)所規(guī)定的值，表明本發(fā)明的改性人工林木材達(dá)到三級(jí)耐燃標(biāo)準(zhǔn)。權(quán)利要求1、一種改性人工林木材的制備方法，包括將三聚氰胺改性脲醛樹(shù)脂溶液與硼酸鹽混合，制得復(fù)合改性劑；然后對(duì)木材進(jìn)行真空加壓處理，木材吸收復(fù)合改性劑即得。2、如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是所述的三聚氰胺改性脲醛樹(shù)脂溶液含有三聚氰胺、甲醛、尿素和甲醇，其中三聚氰胺、甲醛、尿素和甲醇的摩爾之比為1:2-3:1-2:2-3。3、如權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征是所述三聚氰胺改性脲醛樹(shù)脂溶液的制備過(guò)程包括如下步驟1)將三聚氰胺和甲醛加入反應(yīng)釜中，攪拌均勻后，加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH值為9.0-9.5，然后加熱升溫至7580°C，進(jìn)行第一階段反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為3050分鐘，制得第一階段反應(yīng)液；2)向反應(yīng)釜中加入甲醇、第一批尿素和氫氧化鈉，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜內(nèi)溶液的pH值>12，并使反應(yīng)釜內(nèi)溶液的溫度保持為6872'C，進(jìn)行第二階段反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為5070分鐘，制得第二階段反應(yīng)液，其中，第一批尿素的加入量占尿素總量的6889%;3)使反應(yīng)釜內(nèi)的溫度降低并保持為6065t:，接著向反應(yīng)釜中加入鹽酸，調(diào)節(jié)pH值為8.59.5，然后加入余量的尿素，攪拌溶解，制得混合液；4)向反應(yīng)釜中加入鹽酸，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜內(nèi)溶液的pH值至78，繼續(xù)反應(yīng)至反應(yīng)液的水混合倍數(shù)為5-7時(shí)，停止反應(yīng)；5)反應(yīng)釜內(nèi)的溫度降低至40-5(TC，向反應(yīng)釜中加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液pH值為10-11后，出料，制得三聚氰胺改性脲醛樹(shù)脂溶液。4、如權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征是所述的硼酸鹽與三聚氰胺改性脲醛樹(shù)脂的重量之比為3-6:100。5、如權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征是所述的硼酸鹽由硼酸和硼砂組成，其中，硼酸與硼砂的重量之比為1:1-4。6、如權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征是按照如下步驟制備復(fù)合改性劑將硼酸鹽加入到三聚氰胺改性脲醛樹(shù)脂溶液中，加熱至溫度為40-45。C，加入氫氧化鈉，攪拌均勻即得。7、如權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征是所述木材的真空加壓處理包括如下步驟將木材放入密封的浸漬罐中，先進(jìn)行抽真空處理，然后導(dǎo)入復(fù)合改性劑，接著進(jìn)行加壓處理，使木材吸收復(fù)合改性劑。8、如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征是所述的抽真空處理的相對(duì)真空度為-0.08-0.095MPa，抽真空處理時(shí)間為30-60min;所述的加壓處理的絕對(duì)壓力為1.0-2.5MPa，加壓處理時(shí)間為2-3h。9、如權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征是還包括對(duì)真空加壓處理后的木材進(jìn)行干燥處理，干燥后木材的含水率為8-12%。10、一種改性人工林木材，其特征是按照上述l-9任一所述方法制備而成。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種人工林木材增強(qiáng)-阻燃一體化改性處理方法及由該方法制備改性人工林木材，本發(fā)明方法采用低分子量水溶性三聚氰胺改性脲醛樹(shù)脂溶液復(fù)配阻燃劑后對(duì)人工林木材進(jìn)行浸漬處理，包括如下順序進(jìn)行的步驟首先制備三聚氰胺改性脲醛樹(shù)脂溶液；接著將硼酸鹽加入到樹(shù)脂溶液中，制備浸漬用復(fù)合改性劑；然后對(duì)人工林軟質(zhì)木材進(jìn)行浸漬處理，使木材充分吸收改性藥劑；最后將浸漬材進(jìn)行干燥，得到增強(qiáng)-阻燃處理材。本發(fā)明方法制備的增強(qiáng)-阻燃處理材由于樹(shù)脂固化在木材內(nèi)部，使木材增重，其密度、尺寸穩(wěn)定性、硬度、強(qiáng)度等物理力學(xué)性能均有所提高，同時(shí)樹(shù)脂中含有的阻燃劑在木材中能夠均勻分布并固定，抗流失性強(qiáng)，所以處理材具有良好的耐燃性。處理后的木材可廣泛應(yīng)用于建筑、家具、室內(nèi)裝飾等行業(yè)。文檔編號(hào)B27K3/08GK101664945SQ20091008941公開(kāi)日2010年3月10日申請(qǐng)日期2009年7月17日優(yōu)先權(quán)日2009年7月17日發(fā)明者劉君良,劉煥榮,孫柏玲,柴宇博,王雪花,陽(yáng)財(cái)喜申請(qǐng)人:中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所