一种含脂松木的表面增强处理方法及应用与流程

本发明涉及木材加工，具体地说，涉及一种含脂松木的表面增强处理方法及应用。背景技术：1、松木是一类重要的用材林树种，具有分布范围广、资源丰富、经济价值高等优点。但是，松木树脂道发达且树脂含量高，严重影响松木部件的表面涂饰性能和胶接性能，加工成的实木制品使用过程中易出现溢脂现象。同时，松木也存在材质软、密度低、尺寸稳定性差等缺陷，导致其实木加工利用范围受到限制。鉴于上述问题，有必要对松木进行高效脱脂处理，并结合增强改性技术，提高松木密度、硬度等物理力学性能，从而提升松木制品的产品品质，拓展松木在结构和非结构领域的应用范围。2、松木内的树脂又称松脂，因树种不同，其含量为0.8～25％。松脂由固体松香和液体松节油组成，松节油在150-230℃高温下易挥发，当松节油与水共存时沸点可降低至100℃以下。以往采用高温蒸汽干燥法、微波爆破法、碱液皂化法等方法脱除松脂，以满足松木制品的加工要求。但上述脱除方法处理时间较长且能耗高，同时也未考虑到固体松香本身对松木的疏水性、防腐性和力学性能有着积极影响。如果能在脱除松节油的同时将松香固定在木材内部，既可以改善松木的溢脂现象，也可为松木后续保护和改性提供有利条件。3、木材表层增强处理是一种绿色环保的木材物理改性方法，在改善速生木材物理力学性能的同时，显著降低了压缩密实化导致的木材材积损失。目前，公开号cn107116627a和cn107263657a公布的方法，通过调控水分和热量在木材内部分布，能有选择的将木材表层进行压缩密实，形成压缩层和未压缩层同时存在的压缩木材。但这种压缩木材的尺寸稳定性较差，压缩形成的变形在液体或者潮湿的环境下极易部分甚至完全回复。公开号cn107053397a公开了高温高压蒸汽处理固定木材压缩变形的方法，但这种高温高压蒸汽处理对罐体设备的耐压要求高、设备成本高，时间长，其操作和管理过程复杂。公开号cn107234692a和cn116572335a提出先通过将木材浸渍于酚醛树脂和糠醇树脂浸渍液中，再置于热压板间进行压缩密实化和变形固定处理的方法。但化学树脂的引入，在压缩过程中部分容易被挤出，同时工艺的环保性问题突出。技术实现思路1、本发明的目的在于提供一种含脂松木的表面增强处理方法及应用。本发明可解决含脂松木松脂容易溢出的问题，同时显著增强松木密度、表面硬度以及尺寸稳定性等性能。2、本发明的技术方案如下：一种含脂松木的表面增强处理方法，包括如下步骤：3、步骤1：将气干松木试样完全浸没于去离子水溶液中，根据压缩层厚度需求调整浸水时间；4、步骤2：擦除浸水松木表面多余水分后，将松木试样置于模具中；5、步骤3：待热压机预加热至140-160℃后，将装有松木试样的模具置于热压板间预热，预热时间10-30s，得软化后的松木试样；6、步骤4：将软化后的松木试样在机械力作用下渐进式加压，压力为5-40mpa，闭合速率0.1-1mm/s，压缩量为5-20mm；达到目标厚度后，模具与上下压板间密闭形成一个封闭体系，得到表面增强松木；7、步骤5：将表面增强松木在160-200℃下保压2-6h；8、步骤6：保压后打开模具上阀门进行泄气处理，然后将热压板温度降低至50℃以下，泄压得到表面增强松木板。9、上述的含脂松木的表面增强处理方法，步骤1中，松木包括辐射松、马尾松、樟子松、花旗松、湿地松或落叶松。10、前述的含脂松木的表面增强处理方法，其特征在于：所述松木试样为弦向板、径向板或弦径向板。11、前述的含脂松木的表面增强处理方法，所述松木板材厚度为10-50mm。12、前述的含脂松木的表面增强处理方法，浸水前，所述松木试样的含水率为6-12％，浸水后，所述松木试样的含水率大于15％。13、前述的含脂松木的表面增强处理方法，步骤2中，所述模具为带密封圈的不锈钢压缩用模具，所述模具兼做厚度规，其厚度为10-30mm。14、前述的含脂松木的表面增强处理方法，步骤3中，热压机压力设置为0.1mpa，松木试样与上压板接触后停止压机闭合，防止试样预热软化前被挤压。15、前述的含脂松木的表面增强处理方法，步骤4中，所述渐进式加压的周期包含加载3s和保载5s。16、前述的含脂松木的表面增强处理方法，步骤4中，压缩量为5-20mm的表面增强松木板，其上下表面压缩层厚度为2-10mm。17、前述的含脂松木的表面增强处理方法的应用，将制备表面增强松木板材使用于外墙挂板、桌面板、地板以及室内装饰。18、与现有技术相比，本发明开发了一种含脂松木压缩增强-脱脂-定型一体化处理方法，本发明具有以下优点：19、1、本发明以水为软化剂，通过调控木材压缩率精准控制木材压缩层厚度以及密度，在低压缩率下，表层增强松木的上下表面各形成了一个约2-10mm的压缩层，压缩层密度达到未处理材的2倍以上，表层增强松木的表面硬度是未处理材的2-3倍，水接触角提高了40-60°，表面润湿性明显降低。20、2、木材压缩增强后，因热压板作用下木材自身所含水分的蒸发，在密闭不锈钢热压模具内形成高温蒸气处理条件，可以实现木材压缩变形原位且均匀固定，尺寸稳定性良好。21、3、松节油与水共存时其沸点可降低至100℃以下，在预热压缩和定型处理过程中，木材内的水分被气化，松节油随着水蒸气脱除；木材内部松脂软化随着水分迁移，部分在重力和挤压作用下在松木试样下表面形成固体松香填充固着层，剩余部分由晚材带和树脂道向四周扩散并填充细胞孔隙。这既可以简化松木脱脂工艺流程，同时通过调控松脂在木材内部的分布，使含松脂的下表面保留了松脂疏水、防腐等优势性能。22、本发明实现了松木压缩增强-脱脂-定型一体化处理，处理过程绿色环保。在保证松脂高效脱除的同时，显著增强木材密度、表面硬度、尺寸稳定性等性能。该技术只需水热软化压缩处理即可实现调脂提质，缩减了松木脱脂和压缩固定处理工艺，且无任何化学添加，设备要求低，便于推广与应用，为松木木材在外墙挂板、桌面板、地板以及室内装饰等领域的应用提供技术支持。技术特征：1.一种含脂松木的表面增强处理方法，其特征在于：包括如下步骤：2.根据权利要求1所述的含脂松木的表面增强处理方法，其特征在于：步骤1中，松木包括辐射松、马尾松、樟子松、花旗松、湿地松或落叶松。3.根据权利要求1所述的含脂松木的表面增强处理方法，其特征在于：所述松木试样为弦向板、径向板或弦径向板。4.根据权利要求1所述的含脂松木的表面增强处理方法，其特征在于：所述松木板材厚度为10-50mm。5.根据权利要求1所述的含脂松木的表面增强处理方法，其特征在于：浸水前，所述松木试样的含水率为6-12％，浸水后，所述松木试样的含水率大于15％。6.根据权利要求1所述的含脂松木的表面增强处理方法，其特征在于：步骤2中，所述模具为带密封圈的不锈钢压缩用模具，所述模具兼做厚度规，其厚度为10-30mm。7.根据权利要求1所述的含脂松木的表面增强处理方法，其特征在于：步骤3中，热压机压力设置为0.1mpa，松木试样与上压板接触后停止压机闭合，防止试样预热软化前被挤压。8.根据权利要求1所述的含脂松木的表面增强处理方法，其特征在于：步骤4中，所述渐进式加压的周期包含加载3s和保载5s。9.根据权利要求1所述的含脂松木的表面增强处理方法，其特征在于：步骤4中，压缩量为5-20mm的表面增强松木板，其上下表面压缩层厚度为2-10mm。10.根据权利要求1-9任一项所述的含脂松木的表面增强处理方法的应用，其特征在于：将制备表面增强松木板材使用于外墙挂板、桌面板、地板以及室内装饰。技术总结本发明公开了一种含脂松木的表面增强处理方法及应用，将气干松木试样完全浸没于去离子水溶液；擦除浸水松木表面多余水分后，将松木试样置于模具中；待热压机预加热至140‑160℃后，将装有松木试样的模具置于热压板间预热，预热时间10‑30s，得软化后的松木试样；将软化后的松木试样在机械力作用下渐进式加压，压力为5‑40MPa，闭合速率0.1‑1mm/s，压缩量为5‑20mm；达到目标厚度后，模具与上下压板间密闭形成一个封闭体系，得到表面增强松木；将表面增强松木在160‑200℃下保压2‑6h；保压完成后打开模具上阀门进行泄气处理，然后将热压板温度降低至50℃以下，泄压得到表面增强松木板。本发明可解决含脂松木松脂容易溢出的问题，同时显著增强松木密度、表面硬度以及尺寸稳定性等性能。技术研发人员：向娥琳,周永东受保护的技术使用者：中国林业科学研究院木材工业研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/9