[发明专利]一种引导式减压-加压浸渍渗透木材的装置与方法

说明书

本发明公开了一种引导式减压‑加压浸渍渗透木材的装置，包括负压罐体、加压罐体、抽真空系统、加压系统和密封系统，所述抽真空系统与负压罐体的一端连接，所述加压系统与加压罐体连接，待浸渍木材的一端置于负压罐体内，另一端置于加压罐体内，加压罐体内设有浸渍液，中间通过密封系统密封隔离后再与负压罐体、加压罐体密封连接。浸渍时，在压力差的引导作用下，浸渍液能够较快的渗透到木材内部。与此同时，本发明还提供前述装置的使用方法。本发明具有浸渍时间短、渗透深度深且浸渍均匀的优点。

技术领域

本发明涉及木材改性、防腐、阻燃、染色等技术领域，尤其涉及一种引导式减压-加压浸渍渗透木材的装置与方法。

背景技术

在木材强化改性、染色、防腐、阻燃等处理过程中，需要将浸渍液浸渍渗透到整块木材中，拟达到对木材进行功能性改性与改良的目的。木材（尤其是速生木材）通过改性，能够赋予其特定的功能，如提高强度、阻燃、防腐、染色装饰等，这在充分利用木材资源、扩展使用功能、提高木质材料附加值等方面意义深远。

将浸渍液渗透到木材中常用的方法主要有：真空浸渍、加压浸渍和真空-加压浸渍、蒸煮、浸泡（常压浸渍）及超声波辅助浸渍等。生产中多采用成本较低、工艺较成熟的蒸煮法和浸泡法，但是蒸煮法不能用于树脂浸渍；即使是用于木材染色时，也会因加热而易导致色彩部分失真；浸泡法则需要很长的时间，而且渗透深度有限。从理论上讲，真空浸渍、加压浸渍和真空-加压浸渍法是将浸渍液深度渗入木材中最有效的方法，但由于木材的各向异性、树种的不同以及结构的差异性，即使采用高真空和高压力也难在较短时间内将浸渍液在块状木材中均匀渗透。因此现有技术在深度渗透方面还有待提升。

真空浸渍、加压浸渍和真空-加压浸渍在木材浸渍处理中应用较多。但是，往往会出现加压压力不足而导致进入木材的浸渍液量太少，而压力过大又会导致浸渍材被压溃的情况。近年来，对木材浸渍改性、染色、防腐阻燃等方面有大量的研究，现有研究中所涉及的方法与工艺均存在着一些不足：

1）真空浸渍、加压浸渍和真空-加压浸渍法：几乎都是在同一个罐体中进行的。在减压浸渍过程中，改性液理论上在负压的作用下能够进入木材内部，但由于处于同一个压力体系中，加上木材中的内含物、纹孔闭塞等因素的影响，染液渗透速度慢，部分甚至无法渗透。而在加压过程中，不仅对设备的要求高，更重要的是在加压过程中没有卸压的引导，浸渍液在木材中的流动性和渗透性差，加上在浸渍过程中残留在木材细胞腔中的空气易形成气泡囊而堵塞浸渍液渗入通道，影响浸渍效果。因此会存在浸渍时间长、渗透深度浅与浸渍液分布不均匀等不足。

2）蒸煮法：在常压或高压下将木材放在改性液中蒸煮来达到增加渗透的目的。由于需要加热，易造成浸渍液的氧化和与木材中的内含物在一定的温度条件下发生反应而导致诸如色彩失真等一系列问题，且渗入深度较浅。若改性液是低分子量树脂，则不能使用该方法。

3）浸泡法：最经济便捷的方法，但只适合木单板、薄木等厚度小的木材的改性与染色等。

4）超声波辅助法：利用超声波的振动使液体的分子运动速度加快拟达到液体快速渗入木材的目的。该方法多与上述3种方法结合使用，但由于木材的各项异性、内含物、纹孔闭塞等因素的影响，在实际应用中效果并不明显。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种浸渍时间短、渗透深度深且浸渍均匀的引导式减压-加压浸渍渗透木材的装置与方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种引导式减压-加压浸渍渗透木材的装置，包括负压罐体、加压罐体、抽真空系统、加压系统和密封系统，所述抽真空系统与负压罐体的一端连接，所述加压系统与加压罐体连接，待浸渍木材的一端置于负压罐体内，另一端置于加压罐体内，加压罐体内设有浸渍液，待浸渍木材的中部通过连接于密封系统将待浸渍木材的两端密封隔离，并通过密封系统与负压罐体、加压罐体密封连接。浸渍时，在压力差的引导作用下，浸渍液通过木材中的孔隙渗透到木材内部。