本發明涉及林木生產改良領域，特別涉及速生材的加工方法。

背景技術：

隨著經濟社會的快速發展，國內外對天然林木材的需求量呈迅速增長趨勢。近年來，隨著世界各國環保意識的提高，對木材出口實行了緊縮政策，進一步限制了天然木材的出口，使木材需求的緊張局面進一步加劇。發展天然林木材的代用材，是緩解當前天然林木材供需緊張矛盾的重要途徑，也是建設節約型社會的必然要求。速生豐產林是我國目前非常豐富的林木資源，我國從上世紀末開始先后推出了林業六大重點工程，其中有四項是速生豐產用材林建設工程，涉及全國18個省。但由于速生林木質疏松、易受潮變形、易腐爛等缺陷，只能用在附加值低、污染大、能耗高的造紙和普通木制品中，無法在高檔家具和建筑裝修用品中使用，極大地限制了其開發及應用領域。為了改善速生木材的性能，擴展速生木材的使用范圍，出現了一些木材改性的方法。如堿液浸煮法、高壓氣蒸干燥法和高壓蒸汽減壓干燥法等木材處理方法，處理后的木材解決了溢脂變形問題，提高了強度和耐久性。而這些工藝生產存在木材處理不均勻、木材提升性能不僅不穩定、性能單一，而且木材處理過程藥液用量大、木材使用壽命短且出材率不高。

技術實現要素：

為了解決上述問題的一個或多個，本發明提供了一種能夠增強速生材尺寸穩定性且出材率高的速生材的加工方法。

根據本發明的一個方面，提供了一種速生材的加工方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)炭化熱處理：將原木割據后的濕鋸材放在炭化設備里炭化處理24～47h，溫度為160～230℃；

2)浸漬：在攪拌器中加入水和速生材浸漬液，將混合液升溫至40～60℃，攪拌至均勻，然后將步驟2)的所得的木材置于浸注罐內進行真空處理，向罐內壓注所述浸漬液，當壓力達到1.5～3.5Mpa時停止壓注，并保持壓力2～4.5小時；然后放出浸漬液，靜置10～30分鐘，開啟罐門取出木材；

3)烘干：對步驟3)浸漬過的木材表面進行沖洗，將木材再次放入烘干窯，烘干至含水率8～12％，出窯備用。

其有益效果是：本發明經過炭化熱處理后的生材此時由于其吸水功能被重組，在外界濕度變化差異大的環境中，不易變形，不易開裂，穩定性更高。同時，炭化處理后的生材的活性基團減少，生材的導道和紋孔被打通，在此基礎上再進行浸漬，從而使得浸漬液更容易進入到生材內部而非表面，使得浸漬木材均勻度高、浸漬速度快、藥液可重復使用回收利用率高。本發明通過在木材內部注入調制后的速生材浸漬液的方法改變木材的物理、化學、生物性能，通過速生材浸漬液對木材浸漬處理后，木材在保留木材原有自然屬性(隔熱、絕緣、調溫、調濕)的同時，還具有阻燃、防腐、抗菌、防白蟻、抗變形等優良性能。此外，還可以根據用戶需要，任意增大木材密度、硬度等，最終產品游離甲醛含量達國標E0級要求。成為天然珍貴樹種的理想替代品，完全可滿足家具、實木地板等領域的使用要求；同時浸漬液在浸漬木材過程中可重復使用，大大降低了木材處理成本，使家具、地板等企業可以使用上高性價比原材料。

在一些實施方式中，浸漬液由包括如下質量分數的原料制成：甲醛970～1050份、尿素590～650份、羧甲基纖維素鈉0.7～1份、氨水110～150份、三聚氰胺60～70份、聚乙烯醇2～5份、六次甲基四胺3～6份。其有益效果是：使用這種原料制成的浸漬液可以有效改變木材的物理、化學、生物性能，通過速生材浸漬液對木材浸漬處理后，木材在保留木材原有自然屬性(隔熱、絕緣、調溫、調濕)的同時，還具有阻燃、防腐、抗菌、防白蟻、抗變形等優良性能。此外，還可以根據用戶需要，任意增大木材密度、硬度等，最終產品游離甲醛含量達國標E0級要求。

在一些實施方式中，浸漬液還包括0.1～50份的二乙二醇。其有益效果是：

在一些實施方式中，浸漬液由以下方法制得：

一次投料：在反應釜中按所述份數的配比分別加入甲醛、羧甲基纖維素鈉、聚乙烯醇、氨水、三聚氰胺，先加入406.1～461.5份的尿素，攪勻后測PH值，加堿性物質調整PH值為7.5～9.0；

二次尿素：升溫至85～96℃，保持10～30分鐘，再加入53.1～71.5份的尿素，保持10～30分鐘；

縮聚反應：冷卻至80～86℃加酸性物質調pH值至5.8～6.9進行縮聚反應，待到水點出現霧狀，測pH值，加堿性物質調整pH值至7.5～9.0；

三次尿素：待反應溫度至80～85℃時最后加入剩余的尿素，保持10～30 分鐘；

冷卻出料：繼續冷卻至50℃以下即可放料。

其有益效果是：使用這種方法制成的浸漬液可以有效改變木材的物理、化學、生物性能，通過速生材浸漬液對木材浸漬處理后，木材在保留木材原有自然屬性(隔熱、絕緣、調溫、調濕)的同時，還具有阻燃、防腐、抗菌、防白蟻、抗變形等優良性能。此外，還可以根據用戶需要，任意增大木材密度、硬度等，最終產品游離甲醛含量達國標E0級要求。

在一些實施方式中，在三次尿素步驟后，待冷卻至55～60℃時加入二乙二醇，繼續冷卻至50℃以下即可放料。

在一些實施方式中，堿性物質為氫氧化鈉，酸性物質為甲酸、草酸、氯化銨中的一種或多種。

在一些實施方式中，炭化處理步驟是：將木材放在炭化設備里，迅速升溫至60～70℃，保溫1～3h，然后再以5～8℃/h的速度升溫至110～140℃，保溫1～3h，然后再以10～15℃/h的速度升溫至160～230℃，并在該溫度下保持24～30h。其有益效果是：采用階梯式升溫的方式對木材進行炭化處理，有效防止因急劇升溫對木材所帶來的皺縮缺陷而影響出材率，而且本發明的這種升溫方式，對木材炭化處理具有較好的效果，木材會具有較好的力學性能。

在一些實施方式中，在炭化熱處理之前進行一次烘干：將原木割據后的濕鋸材放入烘干窯，烘干處理含水率至15～20％，出窯備用。其有益效果是：在炭化之前進行一次烘干可以減少炭化熱處理時出現的皺縮現象，提高炭化熱處理的出材率。

在一些實施方式中，炭化處理時間為24～47h。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步詳細的說明。

實施例1(浸漬液制備方法1)

首先是準備生產原料：甲醛2910kg、尿素1770kg(分三次投料，每次投料量分別為：1221.3kg、194.7kg、354kg)、羧甲基纖維素鈉2.1kg、氨水450kg、三聚氰胺180kg、聚乙烯醇6kg、六次甲基四胺9kg。

其次是具體制備方法：

1)在反應釜中按配比加入甲醛、先加入1221.3kg的尿素、聚乙烯醇、氨水、六次甲基四胺、三聚氰胺、羧甲基纖維素鈉，加氫氧化鈉調PH值至7.5；

2)升溫至85℃，保持10分鐘，再加入194.7kg的尿素，保持10分鐘；

3)冷卻至80℃加甲酸調PH值至5.8進行縮聚反應，待到水點出現霧狀，加氫氧化鈉調PH值至7.5；

4)冷卻，80℃時最后加入剩余的354kg尿素，保持10分鐘；

5)繼續冷卻，50℃時放料。

實施實例2(浸漬液制備方法2)：

首先是準備生產原料：甲醛3000kg、尿素1890kg(分三次投料，每次投料量分別為：1323kg、170.1kg、396.9kg)、羧甲基纖維素鈉2.55kg、氨水360kg、三聚氰胺200kg、聚乙烯醇9kg、二乙二醇75kg、六次甲基四胺15kg。

其次是具體制備方法：

1)在反應釜中按配比加入甲醛、先加入1323kg的尿素、聚乙烯醇、氨水、六次甲基四胺、300kg的水、三聚氰胺、羧甲基纖維素鈉，加氫氧化鈉調PH值至8.0；

2)升溫至90℃，保持15分鐘，再加入170.1kg的尿素，保持15分鐘；

3)冷卻至83℃加甲酸調PH值至6.2進行縮聚反應，待到水點出現霧狀，加氫氧化鈉調PH值至8.5；

4)冷卻，83℃時最后加入剩余的396.9kg尿素，保持15分鐘；

5)冷卻，60℃時加入二乙二醇；

6)繼續冷卻至48℃時放料。

實施實例3(浸漬液制備方法3)：

首先是準備生產原料：甲醛3150kg、尿素1950kg(分三次投料，每次投料量分別為：1384.5kg、195kg、370.5kg)、羧甲基纖維素鈉3kg、氨水3 30kg、三聚氰胺210kg、聚乙烯醇15kg、二乙二醇150kg、六次甲基四胺18kg。

其次是具體制備方法：

1)在反應釜中按配比加入甲醛、先加入1384.5kg的尿素、聚乙烯醇、氨水、六次甲基四胺、600kg的水、三聚氰胺、羧甲基纖維素鈉，加氫氧化鈉調PH值至9.0；

2)升溫至96℃，保持20分鐘，再加入195kg的尿素，保持20分鐘；

3)冷卻至86℃加甲酸調PH值至6.9進行縮聚反應，待到水點出現霧狀，加氫氧化鈉調PH值至9.5；

4)冷卻，85℃時最后加入剩余的370.5kg尿素，保持20分鐘；

5)冷卻，57℃時加入二乙二醇；

6)繼續冷卻至45℃時放料。

實施實例4(浸漬液制備方法4)：

首先是準備生產原料：甲醛2910kg、尿素1800kg(分三次投料，每次投料量分別為：1242kg、198kg、360kg)、羧甲基纖維素鈉2.1kg、氨水420kg、二乙二醇0.3kg、三聚氰胺180kg、聚乙烯醇6kg、六次甲基四胺9kg。

其次是具體制備方法：

1)在反應釜中按配比加入甲醛、先加入1242kg的尿素、聚乙烯醇、氨水、六次甲基四胺、三聚氰胺、羧甲基纖維素鈉，加氫氧化鈉調PH值至7.5；

2)升溫至85℃，保持10分鐘，再加入198kg的尿素，保持10分鐘；

3)冷卻至80℃加甲酸調PH值至5.8進行縮聚反應，待到水點出現霧狀，加氫氧化鈉調PH值至7.5；

4)冷卻，80℃時最后加入剩余的360kg尿素，保持10分鐘；

5)繼續冷卻，55℃時加入二乙二醇；

6)繼續冷卻，50℃時放料。

實施實例5(浸漬液制備方法5)：

首先是準備生產原料：甲醛3000kg、尿素1830kg(分三次投料，每次投料量分別為：1281kg、164.7kg、384.3kg)、羧甲基纖維素鈉2.4kg、氨水390kg、三聚氰胺：200kg、聚乙烯醇9kg、二乙二醇1.5kg、六次甲基四胺12kg。

其次是具體制備方法：

1)在反應釜中按配比加入甲醛、先加入1281kg的尿素、聚乙烯醇、氨水、六次甲基四胺、50kg的水、三聚氰胺、羧甲基纖維素鈉，加氫氧化鈉調PH值至8.0；

2)升溫至90℃，保持15分鐘，再加入164.7kg的尿素，保持15分鐘；

3)冷卻至83℃加甲酸調PH值至6.2進行縮聚反應，待到水點出現霧狀，加氫氧化鈉調PH值至8.5；

4)冷卻，83℃時最后加入剩余的384.3kg尿素，保持15分鐘；

5)冷卻，57℃時加入二乙二醇；

6)繼續冷卻至48℃時放料。

實施實例6(浸漬液制備方法6)：

首先是準備生產原料：甲醛3150kg、尿素1860kg(分三次投料，每次投料量分別為：1320.6kg、186kg、353.4kg)、羧甲基纖維素鈉2.7kg、氨水360kg、聚乙烯醇12kg、二乙二醇3kg、六次甲基四胺15kg、三聚氰胺207kg。

其次是具體制備方法：

1)在反應釜中按配比加入甲醛、先加入1320.6kg的尿素、聚乙烯醇、氨水、六次甲基四胺、100kg的水、三聚氰胺、羧甲基纖維素鈉，加氫氧化鈉調PH值至9.0；

2)升溫至96℃，保持20分鐘，再加入186kg的尿素，保持20分鐘；

3)冷卻至86℃加甲酸調PH值至6.9進行縮聚反應，待到水點出現霧狀，加氫氧化鈉調PH值至9.5；

4)冷卻，85℃時最后加入剩余的353.4kg尿素，保持20分鐘；

5)冷卻至55℃時加入二乙二醇；

6)繼續冷卻至45℃時放料。

在上述1～6實施實例速生材浸漬液及制備方法中，使用的工藝設備均為5000L容積的反應釜，在每一實施例的加料過程中，各物料的投放次序不分先后。

實施例7(浸漬木材方法1)：

1)生產原料：實施例6的速生材浸漬液：1786.0kg；水：3214.8kg；木材：約1立方米。

2)生產設備：壓力浸注罐1300L容積。

3)藥液調制：在攪拌器中加入水，升溫至30℃；再加入速生材浸漬液，將混合液升溫至40℃；將混合液攪拌至均勻；放料。

4)木材處理：

a.炭化熱處理：將原木割據后的濕鋸材放入炭化窯里，迅速升溫至60℃，保溫3h，然后再以5℃/h的速度升溫至110℃，保溫3h，然后再以10℃/h的速度升溫至160℃，并在該溫度下保持47h。

b.藥液調制見3)；

c.浸漬處理：首先進行真空處理：將經炭化處理后的木材裝上軌道小車，推入罐內，關閉并密封好罐門，關閉吸/進液閥，啟動真空泵，直到真空度達到工藝要求-0.08Mpa，保持真空10分鐘，期間真空度若有下降，應追開真空至-0.08Mpa；其次進行壓力浸注：打開貯液池通往壓力浸注罐管路上的閥門，藥液在真空的作用下通過吸排管道進入壓力浸注罐，當藥液充滿壓力浸注罐時，即可關閉真空泵、吸排液管道上的閥門，打開加壓管路通往壓力浸注罐的閥門，啟動加壓泵，進行加壓，待壓力值穩定在1.5Mpa 時，關閉加壓泵和加壓管路上的閥門，保持壓力4.5小時；再次是木材出罐：經壓力浸注后打開閥門排液閥門，啟動管道泵，藥液從壓力浸注罐內抽入儲液池。再稍等10分鐘后，再次啟動管道泵將木材上滴落至罐底的藥液再次抽入儲液池中，開罐門取出木材；

d.烘干：對表面進行簡單沖洗后將木材再次放入烘干窯，烘干處理至含水率8～12％，出窯備用。

實施例8(浸漬木材方法2)：

1)生產原料：實施例6的速生材浸漬液：5000kg；水：10000kg；木材：約4.5立方米。

2)生產設備：壓力浸注罐10000L容積。

3)藥液調制：

在攪拌器加入水，升溫至43℃；再加入速生材浸漬液，將混合液升溫至50℃；將混合液攪拌至均勻；放料。

4)木材處理：

a.一次烘干：將原木鋸割后的濕鋸材放入烘干窯，烘干處理含水率至18％，出窯；

b.炭化熱處理：將步驟a含水率為18％的木材放入炭化窯里，迅速升溫至65℃，保溫2.5h，然后再以7℃/h的速度升溫至125℃，保溫2.5h，然后再以13℃/h的速度升溫至200℃，并在該溫度下保持26h。

c.藥液調制見3)；

d.浸漬處理：首先真空處理：將經一次烘干的木材裝上軌道小車，推入罐內，關閉并密封好罐門，關閉吸/進液閥，啟動真空泵，直到真空度達到工藝要求-0.09Mpa，保持真空15分鐘，期間真空度若有下降，應追開真空至-0.09Mpa；其次壓力浸注：打開貯液池通往壓力浸注罐管路上的閥門，藥液在真空的作用下通過吸排管道進入壓力浸注罐，當藥液充滿壓力浸注罐時，即可關閉真空泵、吸排液管道上的閥門，打開加壓管路通往壓力浸注罐的閥門，啟動加壓泵，進行加壓，待壓力值穩定在2.5Mpa時，關閉加壓泵和加壓管路上的閥門，保持壓力3.5小時；再次是木材出罐：經壓力浸注后打開閥門排液閥門，啟動管道泵，藥液從壓力浸注罐內抽入儲液池。再稍等15分鐘后，再次啟動管道泵將木材上滴落至罐底的藥液再次抽入儲液池中，開罐門取出木材；

e.二次烘干：對表面進行簡單沖洗后將木材再次放入烘干窯，烘干處理至含水率8～12％，出窯備用。

實施例9(浸漬木材方法3)：

1)工藝原料：實施例6的速生材浸漬液：8571.4kg；水：21293.5kg；木材：約9立方米。

2)工藝設備：壓力浸注罐20000L容積。

3)藥液調制：在攪拌器中加入水，升溫至50℃；再加入速生材浸漬液，將混合液升溫至60℃；將混合液攪拌至均勻；放料。

4)木材處理：

a.一次烘干：將原木鋸割后的濕鋸材放入烘干窯，烘干處理含水率至15％，出窯；

b.炭化熱處理：將步驟a含水率為15％的木材放入炭化窯里，迅速升溫至70℃，保溫1h，然后再以8℃/h的速度升溫至140℃，保溫1h，然后再以15℃/h的速度升溫至230℃，并在該溫度下保持24h。

c.藥液調制見3)；

d.浸漬處理：首先是真空處理：將經一次烘干的木材裝上軌道小車，推入罐內，關閉并密封好罐門，關閉吸/進液閥，啟動真空泵，直到真空度達到工藝要求-0.095Mpa，保持真空20分鐘，期間真空度若有下降，應追開真空至-0.095Mpa；其次是壓力浸注：打開貯液池通往壓力浸注罐管路上的閥門，藥液在真空的作用下通過吸排管道進入壓力浸注罐，當藥液充滿壓力浸注罐時，即可關閉真空泵、吸排液管道上的閥門，打開加壓管路通往壓力浸注罐的閥門，啟動加壓泵，進行加壓，待壓力值穩定在3.5Mpa時，關閉加壓泵和加壓管路上的閥門。保持壓力2小時；然后是木材出罐：經壓力浸注后打開閥門排液閥門，啟動管道泵，藥液從壓力浸注罐內抽入儲液池。再稍等20分鐘后，再次啟動管道泵將木材上滴落至罐底的藥液再次抽入儲液池中，開罐門取出木材；

e.二次烘干：對表面進行簡單沖洗后將木材再次放入烘干窯，烘干處理至含水率8～12％，出窯備用。

在上述實施例7～9浸漬液的調制中，使用的工藝設備均為3000L容積的加熱溫控式攪拌器，使用的木材均為楊木。

經上述實施例7～9處理后的木材和未經炭化處理的浸漬木材性能提升情況以及原始楊木木材如下：

對比實施例1：與實施例8相比，少了炭化處理步驟。

對比實施例2：原始木材。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所有的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。

以上所述的僅是本發明的一些實施方式。對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。