一种木材的防裂方法与流程

本发明涉及木材防裂技术领域，具体为一种木材的防裂方法。

背景技术：

木材是能够次级生长的植物，如乔木和灌木，所形成的木质化组织。这些植物在初生生长结束后，根茎中的维管形成层开始活动，向外发展出韧皮，向内发展出木材。木材是维管形成层向内的发展出植物组织的统称，包括木质部和薄壁射线。木材对于人类生活起着很大的支持作用。根据木材不同的性质特征，人们将它们用于不同途径。

木材开裂或干裂是指木材在干燥过程中或干燥后出现的一种裂缝，主要由于木材各部分不均匀的干燥所引起。按照裂纹发生的部位分为端裂、表裂、内裂和轮裂。裂纹的大小和数量因干燥条件、树种以及木料断面的大小而不同。

在申请公开号为cn109049202a、申请公开日为2018-12-21的中国发明专利中公开了一种木材防裂的方法。本发明先破坏木材的超微结构，有利于除湿浸渗液渗入木材的纤维孔隙中，以牛油果、茶籽粕为原料，粉碎后、萃取得到上清液，以压力浸渗的方式，携带疏水的浓缩液浸渗入木材的松散孔隙中，加强木材纤维间的联结作用，使木材的隔气隔水作用明显，本发明通过从大豆中提取的蛋白经过酸热改性，酸热改性后大豆蛋白中携带多个活性位点，活性位点会与木材中纤维大分子链相连，提高涂覆层与木材间的粘结力，且提高了木材表面的防水性，纳米氧化铜起到对木材防蛀防腐效果，二氧化硅微球与木材纤维间能够通过硅氧硅键提高涂覆层与木材间的界面结合力，具有广阔的应用前景。

上述木材防裂的方法将木材置于热水中反复的蒸煮，会破坏木材的内部结构，处理步骤较为复杂，处理成本较高，且需要耗费时间较长，不利于木材的防裂处理，减小了企业的经济效率。

基于此，本发明设计了具体为一种木材的防裂方法，以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种木材的防裂方法，以解决上述背景技术中提出的传统木材防裂的方法将木材置于热水中反复的蒸煮，会破坏木材的内部结构，处理步骤较为复杂，处理成本较高，且需要耗费时间较长的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种木材的防裂方法，包括以下步骤：

(1)选取原木木材，阴干至木材含水量低于60％，将原木按所需尺寸切割成板材：

(2)对板材两端做削圆处理，并于板材两端固定防裂环；

(3)将板材设置在干燥室中的旋转设备上，旋转设备带动板材周向均速旋转，向干燥室中通入蒸汽10-30min，然后关闭蒸汽管阀，采用微波加热的方法对板材加热干燥，使得板材的含水率为8％-18％；

(4)将板材的两侧圆端切除；

(5)将环氧树脂、固化剂和光稳定剂按重量份50：50：1置入搅拌容器中，加热混合均匀，得到防水剂；

(6)在板材的表面和端部涂刷防水剂。

本发明如上所述的木材的防裂方法，进一步的，所述步骤(1)切割后板材的厚度为3-20cm。

本发明如上所述的木材的防裂方法，进一步的，所述步骤(3)微波加热过程中的微波频率为1000-2000mhz，加热时间时间为3-10h。

本发明如上所述的木材的防裂方法，进一步的，所述步骤(3)中板材的旋转速率为5-20r/min，在微波加热的时候板材间歇旋转，相邻两次旋转的间隔为10-20min。

本发明如上所述的木材的防裂方法，进一步的，所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂。

本发明如上所述的木材的防裂方法，进一步的，所述固化剂为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和二乙氨基丙胺其中的一种。

本发明如上所述的木材的防裂方法，进一步的，所述光稳定剂为对甲氧基二苯酮、对二苯酚、n,n'-二苯基脲、二苯胺和2,2'-二羟基二苯酮中的一种。

本发明如上所述的木材的防裂方法，进一步的，所述步骤(6)涂刷防水剂的厚度为0.1-0.5mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明将板材的两端削圆，可消除端部的不良应力，减少木材开裂的诱因，通过机械的方法，在板材的两端固定防裂环，强制木材不要膨胀和收缩，在处理过程中起到物理防裂的效果；在微波加热前通入蒸汽，让板材表面浸湿，使得板材的含水率梯度小，更有利于后续微波加热时水分的均匀排出；通过微波加热的方法干燥板材，使得板材整体生热，可消除干燥过程中的温度梯度及含水率梯度，板材加热均匀度好，整体的温度基本相同，水分由内向外同时排出，使木材的膨胀收缩系数基本一致，进而避免板材变形、开裂，能提高木材的成材率，干燥效率高、时间短；通过在步骤(3)匀速旋转板材，使得板材的加热效果更好，更有利于水分的均匀排出；通过环氧树脂、固化剂的配合，固化剂可在常温下使环氧树脂交联固化，使得环氧树脂在成膜过程中形成三维交联结构，分子的刚性增强，阻止了交联固化后分子间的滑动，水分子不易由外向内渗透到水相中，且该三维交联结构在水中不溶不熔，即使受到长期浸泡也不会吸水，大大提高了防水层的持久性，进而减缓木材表面的蒸发强度，进而减少木材内外的含水率梯度，避免木材开裂；通过光稳定剂的加入，能够将具有光稳定基团的化合物键合在三维交联结构中，环氧树脂固化后的光稳定形更好，有利于木材的长期防水；

该木材的防裂方法，处理步骤较为简单，处理所需要的材料和设备成本低，需要耗费时间较短，且处理后的木材吸水率低，防裂效果好，有利于木材的防裂处理，提高了企业的经济效率。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种木材的防裂方法，包括以下步骤：

(1)选取原木木材，阴干至木材含水量低于60％，将原木按所需尺寸切割成10cm厚度的板材：

(2)对板材两端做削圆处理，并于板材两端固定防裂环；

(3)将板材设置在干燥室中的旋转设备上，旋转设备带动板材周向以8r/min均速旋转，向干燥室中通入蒸汽15min，然后关闭蒸汽管阀，采用微波加热的方法对板材加热干燥，其中，微波频率为1200mhz，加热时间时间为7h，板材间歇旋转，相邻两次旋转的间隔为15min，使得板材的含水率为13％；

(4)将板材的两侧圆端切除；

(5)将双酚a型环氧树脂、乙二胺和对甲氧基二苯酮按重量份50：50：1置入搅拌容器中，加热混合均匀，得到防水剂；

(6)在板材的表面和端部涂刷0.3mm厚度的防水剂。

实施例2：

一种木材的防裂方法，包括以下步骤：

(1)选取原木木材，阴干至木材含水量低于60％，将原木按所需尺寸切割成15cm厚度的板材：

(2)对板材两端做削圆处理，并于板材两端固定防裂环；

(3)将板材设置在干燥室中的旋转设备上，旋转设备带动板材周向以12r/min均速旋转，向干燥室中通入蒸汽20min，然后关闭蒸汽管阀，采用微波加热的方法对板材加热干燥，其中，微波频率为1500mhz，加热时间时间为8h，板材间歇旋转，相邻两次旋转的间隔为10min，使得板材的含水率为8％；

(4)将板材的两侧圆端切除；

(5)将双酚a型环氧树脂、己二胺和对二苯酚按重量份50：50：1置入搅拌容器中，加热混合均匀，得到防水剂；

(6)在板材的表面和端部涂刷0.5mm厚度的防水剂。

实施例3：

一种木材的防裂方法，包括以下步骤：

(1)选取原木木材，阴干至木材含水量低于60％，将原木按所需尺寸切割成5cm厚度的板材：

(2)对板材两端做削圆处理，并于板材两端固定防裂环；

(3)将板材设置在干燥室中的旋转设备上，旋转设备带动板材周向以5r/min均速旋转，向干燥室中通入蒸汽30min，然后关闭蒸汽管阀，采用微波加热的方法对板材加热干燥，其中，微波频率为1000mhz，加热时间时间为5h，板材间歇旋转，相邻两次旋转的间隔为20min，使得板材的含水率为18％；

(4)将板材的两侧圆端切除；

(5)将双酚a型环氧树脂、二乙烯三胺和n,n'-二苯基脲按重量份50：50：1置入搅拌容器中，加热混合均匀，得到防水剂；

(6)在板材的表面和端部涂刷0.4mm厚度的防水剂。

实施例4：

一种木材的防裂方法，包括以下步骤：

(1)选取原木木材，阴干至木材含水量低于60％，将原木按所需尺寸切割成20cm厚度的板材：

(2)对板材两端做削圆处理，并于板材两端固定防裂环；

(3)将板材设置在干燥室中的旋转设备上，旋转设备带动板材周向以13r/min均速旋转，向干燥室中通入蒸汽10min，然后关闭蒸汽管阀，采用微波加热的方法对板材加热干燥，其中，微波频率为2000mhz，加热时间时间为10h，板材间歇旋转，相邻两次旋转的间隔为13min，使得板材的含水率为15％；

(4)将板材的两侧圆端切除；

(5)将双酚a型环氧树脂、三乙烯四胺和二苯胺按重量份50：50：1置入搅拌容器中，加热混合均匀，得到防水剂；

(6)在板材的表面和端部涂刷0.1mm厚度的防水剂。

实施例5：

一种木材的防裂方法，包括以下步骤：

(1)选取原木木材，阴干至木材含水量低于60％，将原木按所需尺寸切割成3cm厚度的板材：

(2)对板材两端做削圆处理，并于板材两端固定防裂环；

(3)将板材设置在干燥室中的旋转设备上，旋转设备带动板材周向以17r/min均速旋转，向干燥室中通入蒸汽25min，然后关闭蒸汽管阀，采用微波加热的方法对板材加热干燥，其中，微波频率为1700mhz，加热时间时间为3h，板材间歇旋转，相邻两次旋转的间隔为18min，使得板材的含水率为10％；

(4)将板材的两侧圆端切除；

(5)将双酚a型环氧树脂、二乙氨基丙胺和2,2'-二羟基二苯酮按重量份50：50：1置入搅拌容器中，加热混合均匀，得到防水剂；

(6)在板材的表面和端部涂刷0.2mm厚度的防水剂。

实施例6：

一种木材的防裂方法，包括以下步骤：

(1)选取原木木材，阴干至木材含水量低于60％，将原木按所需尺寸切割成13cm厚度的板材：

(2)对板材两端做削圆处理，并于板材两端固定防裂环；

(3)将板材设置在干燥室中的旋转设备上，旋转设备带动板材周向以20r/min均速旋转，向干燥室中通入蒸汽20min，然后关闭蒸汽管阀，采用微波加热的方法对板材加热干燥，其中，微波频率为1300mhz，加热时间时间为6h，板材间歇旋转，相邻两次旋转的间隔为16min，使得板材的含水率为14％；

(4)将板材的两侧圆端切除；

(5)将双酚a型环氧树脂、三乙烯四胺和n,n'-二苯基脲按重量份50：50：1置入搅拌容器中，加热混合均匀，得到防水剂；

(6)在板材的表面和端部涂刷0.3mm厚度的防水剂。

对比例1，本对比例与实施例1的区别在于：步骤(5)中未添加对甲氧基二苯酮。

对比例2，本对比例与实施例3的区别在于：步骤(5)中未添加n,n'-二苯基脲。

性能测试：参照gb/t1934.1—2009《木材吸水性测定方法》，从每个实施例和每个对比例所处理的板材中各取四个样品，进行全浸吸水率对比试验研究，实验室温度为20～28℃，每组板材中，四个板材在水中的浸泡时间分别为10d、20d、30d和40d，且每天光照8h，称量前，用吸水纸吸干试样表面水分，根据公式wm＝(m1-m0)/m0×100％，得到10d、20d、30d和40d的吸水率，得到表1；其中，m0样品吸水前的质量，mg；m1为样品吸水后的质量，mg。

表1：

由表1可知，经本发明处理后木材的吸水率较低，且具有优异的防开裂性能。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

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