木材增强-染色联合处理技术
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2022-08-31 14:46:42
针对人工林杨木、杉木等木材密度小、材质软、强度低、装饰性差、产品附加值低等问题,以无色透明的有机树脂为增强改性主剂,复配水溶性染料制备出一种高渗透、高活性的木材增强-染色复合改性剂,解决染料与树脂增强改性剂的混溶性及储存稳定性等问题;通过逐级渗透与增强-染色联合处理,提高木材的密度、尺寸稳定性、强度、色牢度和表面视觉特性,拓宽木材应用范围。
本技术针对人工林杉木密度小、材质软、渗透难、变异性大、产品附加值低等问题,研发出一种水溶性、高渗透、低粘度树脂型增强染色复合改性剂,通过真空-高压浸渍处理,使改性剂对杉木快速、均匀渗透,提高其密度、尺寸稳定性、强度、表面视觉特性等性能,从而可用于开发高端、高附加值实木门、家具、装饰材料等产品。改性材的密度控制在0.50-0.65g/cm3,抗胀率达50%以上,弹性模量和静曲强度分别比素材提高30%和40%以上,甲醛释放量达到GB18580-2017规定的E1级水平(≤0.124mg/m3),机械加工性能为优良等级;耐水色牢度良好,耐热尺寸稳定性(干缩率)、耐湿尺寸稳定性(湿胀率)满足GB/T 28992-2012《热处理实木地板》标准要求。改性材具有密度大、强度高、尺寸稳定、颜色调控等优点,可替代优质天然林珍贵木材,可直接用于加工实木地板、门、家具、装饰材料等高附加值实木产品,经济效益显著,市场前景广阔。
经国家人造板与木竹制品质量监督检验中心检测,杉木增强-染色复合改性材的密度达668 kg/m3,弹性模量和静曲强度分别达11510 MPa和93.4 MPa,分别比未处理材提高了57.0%和96.2%;在宽度方向的湿胀率和干缩率分别为0.16%和0.17%,具有密度大、强度高、尺寸稳定、颜色调控等优点,可替代某些优质天然林珍贵木材用于加工实木家具、实木门和实木地板等高附加值产品。本技术可以扩展到杨木、松木等其它速生人工林软质木材,可广泛应用于现有中小型木材加工厂,设备投资少,见效快,经济效益和社会效益明显。
项目组是一支由木材工业研究所稳定的、从事木材物理力学性能测试研究与改良应用的研究人员组成的紧密合作团队,在项目涉及的研究内容以及关键技术解决等方面,具有丰富的理论和实践经验。项目组成员主持了多项省部级以上相关科研项目,参编多项相关行业标准,以第一发明人获授权多项相关国家发明专利,先后获得了梁希林业科学技术奖一等奖、二等奖、中国林科院科技奖二等奖、中国产学研合作创新成果二等奖、北京市科学技术三等奖等奖项。
以杉木为例:板材约1900元/m3,处理后其成本约2900元/m3,该处理板材市场售价可达4500-5000元/m3,其利润为1500-2000元/m3。若以年产量为5万m3计算,可实现年产值达2.25-2.50亿元,年利润达0.75亿元-1.0亿元。先后在湖栋梁木业有限公司、广东省宜华木业股份有限公司示范生产,取得了良好的经济效益。
本成果已形成了拥有自主知识产权的技术体系,中国林业科学研究院木材工业研究所是我国木材科学与技术领域综合性国家级研究机构,同时为国际林业研究组织联盟团体会员,拥有木材工业国家工程研究中心、国家林业局木材科学与技术重点实验室、国家林业局生物质材料工程技术研究中心等职能部门,作为牵头单位组建了“木竹产业技术创新战略联盟”等多个联盟,可为成果转化搭建合作平台,并通过技术转让、技术服务等方式进行产业化推广。