一種木材綠色防黴處理方法與流程
2023-09-18 07:44:10
本發明屬於木材防黴技術領域，涉及一種水蒸汽蒸煮與二氧化碳浸提木材的綠色防黴處理方法。
背景技術：
眾所周知，橡膠木、楓香木、松木等木材由於其自身存在易吸潮的內部組織結構或富含營養物質和易揮發有機物，導致其在潮溼環境中易發生黴變和色變，影響後續加工利用。如橡膠木屬於散孔材，幹縮小、易加工、價格低廉，是製作家具和玩具的優質木材，但由於其含有約1％的蛋白質和3％的澱粉等營養物質，在潮溼環境裡極易發生黴變。CN102265902A公開了「一種橡膠木的防黴劑及其應用」專利技術，是先用烷基萘酸鈉溶液進行預處理，然後採用由10％硫酸、乙基丁基胺、四硼酸納組成的防黴劑進行防黴處理。CN103707375A公開了「一種實木防黴的處理方法」，採用實木烘乾、恆溫、抽溼、表面二次噴塗上漆四個步驟對實木進行防黴處理，專利實木烘乾與普通木材幹燥的差異是採用蒸汽對乾燥房進行定時調溫和調溼處理，且最高溫度升至85℃，對實木防黴效果不佳；恆溫和抽溼步驟主要是為了控制實木的含水率；表面二次噴塗上漆屬於實木的後續加工工序，作為實木預處理工序將影響實木後續用途。在現有技術中應用於木材防腐的硼酚合劑等早期防黴劑、低毒型工業殺菌劑、低毒高效的有機化學試劑防黴劑，都存在一定的毒性、對人體產生危害，低毒性防黴劑並不能滿足木製玩具行業等對木材安全無害的要求。實木乾燥與表面噴塗上漆等聯合處理限制木材的用途，給木材後續應用帶來不便。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是研製出一種利用飽和水蒸汽和二氧化碳等天然無毒介質與木材中易吸潮的結構基團反應、去除大部分營養物質和易揮發有機物、長期防腐效果良好的木材綠色防黴處理方法。
解決上述技術問題所採用的技術方案是：木材同步進行飽和水蒸汽蒸煮與二氧化碳浸提處理，木材在高溫高溼、飽和水蒸汽與二氧化碳共同氣氛下，由於化學基團結合、木材成分受熱分解等化學反應，降低木材中易吸潮的結構基團；飽和水蒸汽和二氧化碳在處理罐中流動，帶走部分蛋白和脂類等營養物質和易揮發有機物；二氧化碳溶於水生成一定量的碳酸，對木材起到酸浸提作用。
該防黴處理方法按如下步驟進行：
一、以水蒸汽為加熱介質，通過壓縮機從另一進氣管通入二氧化碳氣體，排除處理罐中空氣含量至5％以內，快速升溫至100-120℃，處理罐壓力保持0.5-1MPa，保溫時間2-4h；
二、繼續通入水蒸汽，空壓機加壓通入二氧化碳，處理罐壓力1-3MPa，升溫至120-150℃，保溫時間4-8h；
三、繼續通入水蒸汽和二氧化碳，保溫120-150℃，處理罐壓力1-2MPa，乾燥至含水率5％以內；
四、停止通入二氧化碳，噴淋降溫至90℃以內，調節溼度，自然降溫，木材含水率4-8％。
木材為楓木、橡膠木、松木等國產傳統優質木材和速生材的板材，板材厚度小於等於100mm。
本發明的有益效果是：本方法採用木材同步進行飽和水蒸汽蒸煮與二氧化碳浸提處理，降低了木材中易吸潮的結構基團，去除部分蛋白和脂類等營養物質和易揮發有機物，綠色環保、安全無害、長期防黴效果好；用本方法防黴處理的木材環保安全，可用於製備兒童木製玩具、嬰童生活用品等。
具體實施方式
本發明下面結合實施例作進一步詳述：以下實施例是對本發明的解釋而本發明並不局限於以下實施例。
實施例1
1)試樣製備
將楓香木材製成規格為500×120×20mm(長×寬×厚)的試樣。
2)水蒸汽蒸煮與二氧化碳浸提處理
將楓香木置於可同時通加熱介質水蒸汽和二氧化碳氣體、耐壓-0.1-4MPa木材高壓防腐的處理罐中，通入加熱介質飽和水蒸汽，通過壓縮機從另一進氣管通入二氧化碳氣體，排除處理罐中空氣含量至5％以內，快速升溫至100℃，處理罐壓力保持0.5MPa，保溫時間2h；繼續通入水蒸汽，空壓機加壓通入二氧化碳，處理罐壓力1MPa，升溫至120℃，保溫時間4h；繼續通入水蒸汽和二氧化碳，保溫120℃，處理罐壓力1MPa，乾燥至含水率5％以內；停止通入二氧化碳，噴淋降溫至90℃以內，調節溼度，自然降溫，木材含水率7.45％。
3)試樣耐腐性能
楓香木防腐試驗的質量損失率7.45％，耐腐等級I。
實施例2
1)試樣製備
將楓香木材製成規格為500×120×40mm(長×寬×厚)的試樣。
2)水蒸汽蒸煮與二氧化碳浸提處理
本實施例中木材綠色防黴處理方法的步驟如下：通入加熱介質飽和水蒸汽，通過壓縮機從另一進氣管通入二氧化碳氣體，排除處理罐中空氣含量至5％以內，快速升溫至110℃，處理罐壓力保持0.75MPa，保溫時間3h；繼續通入水蒸汽，空壓機加壓通入二氧化碳，處理罐壓力2MPa，升溫至135℃，保溫時間6h；繼續通入水蒸汽和二氧化碳，保溫135℃，處理罐壓力1.5MPa，乾燥至含水率5％以內；停止通入二氧化碳，噴淋降溫至90℃以內，調節溼度，自然降溫，木材含水率9.61％。
3)試樣耐腐性能
楓香木防腐試驗的質量損失率6.71％，耐腐等級I。
實施例3
1)試樣製備
將楓香木材製成規格為500×120×60mm(長×寬×厚)的試樣。
2)水蒸汽蒸煮與二氧化碳浸提處理
本實施例中木材綠色防黴處理方法的步驟如下：通入加熱介質飽和水蒸汽，通過壓縮機從另一進氣管通入二氧化碳氣體，排除處理罐中空氣含量至5％以內，快速升溫至120℃，處理罐壓力保持1.0MPa，保溫時間4h；繼續通入水蒸汽，空壓機加壓通入二氧化碳，處理罐壓力3MPa，升溫至150℃，保溫時間8h；繼續通入水蒸汽和二氧化碳，保溫150℃，處理罐壓力2.0MPa，乾燥至含水率5％以內；停止通入二氧化碳，噴淋降溫至90℃以內，調節溼度，自然降溫，木材含水率7.28％。
3)試樣耐腐性能
楓香木防腐試驗的質量損失率5.50％，耐腐等級I。
實施例4
1)試樣製備
將橡膠木製成規格為500×120×20mm(長×寬×厚)的試樣。
2)水蒸汽蒸煮與二氧化碳浸提處理
本實施例中木材綠色防黴處理方法的步驟如下：通入加熱介質飽和水蒸汽，通過壓縮機從另一進氣管通入二氧化碳氣體，排除處理罐中空氣含量至5％以內，快速升溫至105℃，處理罐壓力保持0.6MPa，保溫時間2.5h；繼續通入水蒸汽，空壓機加壓通入二氧化碳，處理罐壓力1.25MPa，升溫至125℃，保溫時間4.5h；繼續通入水蒸汽和二氧化碳，保溫125℃，處理罐壓力1.25MPa，乾燥至含水率5％以內；停止通入二氧化碳，噴淋降溫至90℃以內，調節溼度，自然降溫，木材含水率6.97％。
3)試樣耐腐性能
橡膠木防腐試驗的質量損失率6.39％，耐腐等級I。
實施例5
1)試樣製備
將橡膠木製成規格為500×120×40mm(長×寬×厚)的試樣。
2)水蒸汽蒸煮與二氧化碳浸提處理
本實施例中木材綠色防黴處理方法的步驟如下：通入加熱介質飽和水蒸汽，通過壓縮機從另一進氣管通入二氧化碳氣體，排除處理罐中空氣含量至5％以內，快速升溫至115℃，處理罐壓力保持0.8MPa，保溫時間3.5h；繼續通入水蒸汽，空壓機加壓通入二氧化碳，處理罐壓力2.25MPa，升溫至140℃，保溫時間6.5h；繼續通入水蒸汽和二氧化碳，保溫140℃，處理罐壓力1.75MPa，乾燥至含水率5％以內；停止通入二氧化碳，噴淋降溫至90℃以內，調節溼度，自然降溫，木材含水率8.04％。
3)試樣耐腐性能
橡膠木防腐試驗的質量損失率5.80％，耐腐等級I。
實施例6
1)試樣製備
將樟子松木材製成規格為500×120×40mm(長×寬×厚)的試樣。
2)水蒸汽蒸煮與二氧化碳浸提處理
本實施例中木材綠色防黴處理方法的步驟如下：通入加熱介質飽和水蒸汽，通過壓縮機從另一進氣管通入二氧化碳氣體，排除處理罐中空氣含量至5％以內，快速升溫至105℃，處理罐壓力保持0.5MPa，保溫時間2h；繼續通入水蒸汽，空壓機加壓通入二氧化碳，處理罐壓力1.0MPa，升溫至125℃，保溫時間4.0h；繼續通入水蒸汽和二氧化碳，保溫125℃，處理罐壓力1.0MPa，乾燥至含水率5％以內；停止通入二氧化碳，噴淋降溫至90℃以內，調節溼度，自然降溫，木材含水率10.16％。
3)試樣耐腐性能
樟子松木材防腐試驗的質量損失率8.13％，耐腐等級I。
實施例7
1)試樣製備
將樟子松木材製成規格為500×120×60mm(長×寬×厚)的試樣。
2)水蒸汽蒸煮與二氧化碳浸提處理
本實施例中木材綠色防黴處理方法的步驟如下：通入加熱介質飽和水蒸汽，通過壓縮機從另一進氣管通入二氧化碳氣體，排除處理罐中空氣含量至5％以內，快速升溫至115℃，處理罐壓力保持0.8MPa，保溫時間3h；繼續通入水蒸汽，空壓機加壓通入二氧化碳，處理罐壓力2.0MPa，升溫至140℃，保溫時間6.0h；繼續通入水蒸汽和二氧化碳，保溫140℃，處理罐壓力1.5MPa，乾燥至含水率5％以內；停止通入二氧化碳，噴淋降溫至90℃以內，調節溼度，自然降溫，木材含水率8.77％。
3)試樣耐腐性能
樟子松防腐試驗的質量損失率8.48％，耐腐等級I。
雖然本發明已以實施例公開如上，但其並非用以限定本發明的保護範圍，任何熟悉該項技術的技術人員，在不脫離本發明的構思和範圍內所作的更動與潤飾，均應屬於本發明的保護範圍。