一种废旧热处理木材制备隔热垫的方法与流程

本发明涉及废旧热处理木材的再利用，具体地说，是以废旧热处理木材制备环保隔热垫(如杯垫)的方法。

背景技术：

热处理木材因其优良的产品性能，从2000年前后在市场上投入使用至今，已在室内外各种木制产品上得到了广泛的应用。经过近20年的使用，目前很多热处理材终端产品如地板、家具、各种包装用材已进入维修、拆旧阶段。如何高效利用废旧热处理木材进行再加工，提高木材的利用率和节约资源成本具有重要意义，不仅如此，即使被再次废弃，也可以通过处理继续循环利用，不会对环境造成二次污染。

隔热垫作为一种日常消耗品，一般以木、竹材、纸、毛毡、皮革、陶瓷、塑料等为原料进行加工制备，存在回收利用困难，易形成二次污染等问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种废旧热处理木材制备隔热垫的方法，此方法不添加胶黏剂，利用废旧热处理材自身化学组分高温湿热环境下降解生成胶合物质的特点进行高温压制成型，制得的隔热垫不存在甲醛释放等二次污染问题，隔热、防水性好，是一种环保隔热垫，尤其可以做为杯垫使用。

为达到上述目的，本发明的废旧热处理木材制备隔热垫的方法，包括以下步骤：

a.颗粒制备：将废旧热处理木材粉碎，过筛，得到粒径较为均匀的木材颗粒；

b.水浴并干燥：将木材颗粒50-70℃水浴1-2h后，自然风干使其含水率降至25-30％；

c.组坯热压：将木材颗粒组坯后，将板坯置于压机上进行热压，热压温度为180℃-200℃，加载速度为2mm-4mm/min，待板坯达到设定厚度3-5mm后进行保压，保压时间100-150s/(mm设定厚度)；

d.后处理：热压完成后，压机卸压至0.05-0.1mpa即压板即将开启状态，并升高热压温度至210-230℃保温10min-20min。

作为进一步改进，上述的废旧热处理木材制备无胶刨花板的方法，步骤c中，保压时间120-130s/(mm设定厚度)。

作为进一步改进，上述的废旧热处理木材制备无胶刨花板的方法，步骤a中，木材颗粒的目数为10-40目。

热处理木材是对木材经高温热处理得到的。在对木材高温热处理过程中，木材中三大素纤维素、半纤维素和木质素分别发生不同程度的降解，热稳定性差的半纤维素首先发生降解，吸水性羟基减少，尺寸稳定性提高；纤维素部分发生降解，密度下降，力学性能降低，木材更易于粉碎，粉碎能耗下降；在纤维素和半纤维素含量下降的同时，导热系数减小，木质素的相对含量增加，热处理材的耐腐性提高。当热处理温度达到180℃时，热稳定性较好的木质素也发生部分降解，羧基和酚类含量有所增加，羰基和羟基的含量下降，木素大分子结构发生变化。

本专利利用废旧的热处理木材制备隔热垫时，对热处理木材粉碎后的木材颗粒进行水浴。木素为无定型聚合物，其软化温度随含水率的增加而降低，吸收水分后，其软化温度显著降低；当温度达到玻璃化转化温度时，聚合物分子运动加剧，表面积增加，表面适应性增强，更有利于界面胶合。

然后对水浴后的木材颗粒组坯热压。木质素在高温高湿状态下易于软化，从而使得木材颗粒之间受压后更加易于结合，增加颗粒间自胶合面积，组坯热压时设定一定的加载速度(压机的压板移动速度2mm-4mm/min)，而不是一步到位将板坯压到指定厚度，是因为：1.在此过程中板坯内部从表层到芯层的木材颗粒中的水分逐步受热气化，表层先受热先气化先压缩，表层产生的水汽向内层扩散时有利于把压板温度传递给芯层木材颗粒，使芯层木材颗粒能在更高的湿度环境下发生软化，以弥补芯层温度低于表层温度这一工艺传热特点带来的固有问题，这样可以有利于减小工艺对于压机系统的压力需求；同时，2.为了弥补不添加胶粘剂对原材料胶合的作用，板坯在热压中需要依靠更大的热压压力使刨花之间充分压缩，逐步加压也有利于减小压缩应力，为后期制成尺寸稳定性高的产品奠定基础。

之所以在热压之前对木材颗粒进行水浴，使得其达到一定的含水率，是因为水分除了上述软化作用外，在整个热压过程中还可以对木材颗粒间自粘合起到催化和促进作用。木材在高温热处理过程中，产生乙酸等酸性物质，使得热处理木材的ph值较低，呈酸性，经测定215℃热处理木材的ph值为4.74。本发明对热处理木材颗粒在一定含水量情况下进行高温加热，无疑是在酸性条件下进一步发生水解反应，而半纤维素在酸性高温环境下可进一步脱水环化形成糠醛，纤维素-木质素可产生交互作用促进木质素解聚生成酚类产物，为糠醛与酚类物质直接形成胶粘聚合产物提供有利条件。

待热压阶段完成后，开始微压后处理阶段：卸压至0.05-0.1mpa即压板与板坯保持接触但基本不对板坯施加载荷，同时提高压板温度至210-230℃，保温10min-20min。此阶段让板坯表面微炭化，提高板坯表层防水性能，同时一方面更高温度可以使木材内分子运动进一步加速，分子链段的运动激发，释放热压过程中产生的内应力，另一方面更高的温度作用下有利于木材分子间发生更明显的缩聚、架桥，能有利于抑制板坯变形的回复，保障终产品在使用环境不发生回弹变形。

对后处理完成的板坯进行裁切、去除毛刺等常规加工即可得到不同形状的隔热垫。

由于本发明制备的隔热垫无甲醛释放等二次污染问题，且其隔热防水，为废旧热处理木材的二次利用提供了一种新的思路。

具体实施方式

实施例1：

首先将废旧热处理木材粉碎，过筛，得到粒径(目数为10-40目)较为均匀的木材颗粒，再经恒温水浴60℃水洗1-2h，然后自然风干使其含水率降至25-30％后将其组坯，板坯厚度60m，待压机温度稳定在180℃-200℃时将板坯置于压机上进行热压，设定加载速度(压板移动速度)为3mm/min，待板坯达到设定厚度4mm后，保压480s(按此厚度设定保压时间120s/mm设定厚度)。

待热压阶段完成后，开始微压后处理阶段：卸压至0.05-0.1mpa即压板与板坯保持接触但基本不对板坯施加载荷，同时提高压板温度至220℃，保温15min。

实施例2：

首先将废旧热处理木材粉碎，过筛，得到粒径(目数为10-40目)较为均匀的木材颗粒，再经恒温水浴60℃水洗1-2h，然后自然风干使其含水率降至25-30％后将其组坯，板坯厚度60mm，待压机温度稳定在180℃-200℃时将板坯置于压机上进行热压，设定加载速度(压板移动速度)为2/min，待板坯达到设定厚度3后，保压450s(按此厚度设定保压时间150s/mm设定厚度)。

待热压阶段完成后，开始微压后处理阶段：卸压至0.05-0.1mpa即压板与板坯保持接触但基本不对板坯施加载荷，同时提高压板温度至220℃，保温10min。

实施例3：

首先将废旧热处理木材粉碎，过筛，得到粒径(目数为10-40目)较为均匀的木材颗粒，再经恒温水浴60℃水洗1-2h，然后自然风干使其含水率降至25-30％后将其组坯，板坯厚度60mm，待压机温度稳定在180℃-200℃时将板坯置于压机上进行热压，设定加载速度(压板移动速度)为4mm/min，待板坯达到设定厚度5mm后，保压500s(按此厚度设定保压时间100s/mm设定厚度)。

待热压阶段完成后，开始微压后处理阶段：卸压至0.05-0.1mpa即压板与板坯保持接触但基本不对板坯施加载荷，同时提高压板温度至220℃，保温20min。

实施例4：

首先将废旧热处理木材粉碎，过筛，得到粒径(目数为10-40目)较为均匀的木材颗粒，再经恒温水浴60℃水洗1-2h，然后自然风干使其含水率降至25-30％后将其组坯，板坯厚度60mm，待压机温度稳定在180℃-200℃时将板坯置于压机上进行热压，设定加载速度(压板移动速度)为3mm/min，待板坯达到设定厚度3mm后，保压300s(按此厚度设定保压时间100s/mm设定厚度)。

待热压阶段完成后，开始微压后处理阶段：卸压至0.05-0.1mpa即压板与板坯保持接触但基本不对板坯施加载荷，同时提高压板温度至220℃，保温20min。

本发明以节约木材资源为出发点，加大木质材料循环利用的力度，缓解环境污染的压力，针对隔热垫产品对力学性能要求不高，但对隔热和防水有较高要求的特点，提出以废旧热处理木材为原料制备一种隔热、防水、耐腐的环保隔热垫，如杯垫。此方法制备的隔热垫无需添加胶黏剂，利用废旧热处理材自身化学组分高温湿热环境下降解生成胶合物质的特点进行高温压制成型。

根据隔热垫的实际使用环境和用途，参照gb/t17657-2013《人造板及饰面人造板性能试验方法》进行隔热垫含水率、2h吸水厚度膨胀率进行测试。此外，对产品的霉变性能进行评价，时间一个月，观察霉菌在材料表面的生长情况，实施例1-4制得的隔热垫测试结果如下：

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