科创中国
实木木材热改性技术及其功能性材料研发应用
发布时间: 2022-11-01
来源: 科技服务团
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
农、林、牧、渔业,林业
成果介绍
广东省林业科学研究院系统开展了速生材的实木热改性工艺、增强型实木阻燃防腐一体化热处理技术、发热型实木复合材料及其产品开发研究，具体包括：（1）提出了以氮气、蒸汽为介质的实木热改性方法，将速生材（桉木、杨木、杉木、松木等）尺寸稳定性提高率达70%以上，耐腐性能从不耐腐等级提高至强耐腐等级，实现了足尺规格材的工业化生产，拓宽了热处理材的应用领域；（2）揭示了热处理温度、时间、介质压力、氧气含量等主要参数与木材物理、化学、力学、颜色、耐久性等性能之间的互作机制，创建了热处理参数与木材性能之间的数学预测模型，提升了木材热改性工艺精准控制的关键技术水平，实现了从定性向定量的根本性转变；（3）研发了一种木材用新型阻燃防腐剂，提出了阻燃与热处理协同改性木材的新工艺，研制了一种阻燃增强实木型材，燃烧性能达到B-s3，d2，t2以上；（4）研发了远红外线发热型碳晶发热膜，集成创新了一类发热型复合材料和产品，发热温度可调控，电热转化率高达98%以上，大幅提升了热改性木材的附加值。
成果亮点
技术亮点1：率先提出了以氮气、蒸汽为介质的桉树、杨树、杉木等木材超高温热处理方法，攻克了足尺规格木材的超高温热处理产业化关键技术，大幅度提升了木材的尺寸稳定性和耐腐性。
技术亮点2：创建了热处理温度、时间、介质压力、氧气浓度与木材性能变化的系列数学预测模型，突破了木材热改性工艺精准控制的关键技术，实现了从定性控制向定量控制的根本转变。
技术亮点3：研制了阻燃与防腐一体化的新型木材保护剂，研发了木材阻燃与热处理协同改性的新工艺，开发了增强型阻燃实木新材料及其制品，开拓了速生材高值化应用的新领域。
技术亮点4：基于木材热处理与远红外发热技术的集成创新，研发了全新的发热型木材复合材料和新产品，攻克了热功能木材散热均匀性差、导热速度慢、热稳定性差等行业共性难题，提高了热改性木材的附加值。
团队介绍
本成果研发团队人数16人，高级职称人员占比80%以上，学科领域涵盖木材科学与技术、木材化学、木质复合材料、木材鉴定、木材保护、实木地板制备、木材加工机械等，学科齐全，结构合理，组织严密，优势明显，全力完成了此项成果。根据对本成果的贡献率大小，做如下表述。
1、曹永建研究员、涂登云教授、胡传双教授、方远进高级工程师等人，在木材超高温热处理方法、工艺参数设置及热处理介质选择方面做出了贡献，提出了了“二阶段法”木材热改性方法，攻克了足尺规格木材的超高温热处理产业化关键技术，大幅度提升了木材的尺寸稳定性和耐腐性。
2、曹永建研究员、江京辉副研究员、涂登云教授等人在构建热处理温度、时间、介质压力、氧气浓度与木材性能变化的系列数学预测模型中做出了贡献。该模型的构建及其应用，突破了木材热改性工艺精准控制的关键技术，实现了从定性控制向定量控制的根本转变。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”林草及绿色家居产业科技服务团 (中国林学会) 评价时间：2022-11-08
余养伦
中国林业科学研究院木材工业研究所
研究员
综合评价
本成果的鉴定专家由国内知名专家组成，分别来自北京林业大学、浙江农林大学、广东省林业调查规划院、广西大学、中南林业科技大学、广东出入境检验检疫局技术中心、顺德职业技术学院， 专家组一致认为，本项目成果整体达到同类技术的国际先进水平，在桉树、毛白杨、杉木等木材热改性方面达到国际领先水平。
应用本项技术成果，可大幅提升速生材（桉木、杨木、杉木、松木等）的尺寸稳定性高达70%以上，显著增强了处理材的耐腐性能从不耐腐等级提高至强耐腐等级，实现了足尺规格木材的工业化生产，拓宽了热处理材的应用领域。研制的一种阻燃增强实木型材，燃烧性能达到B-s3，d2，t2以上；以热处理材为基材，研发的远红外线发热型碳晶发热膜，集成创新了一类发热型复合材料和产品，发热温度可调控，电热转化率高达98%以上，解决了木材热传导性能差等技术难题，大幅提升了热改性木材的附加值。实木热改性技术及其功能材料的推广，取得了良好的经济和社会效益。目前，本成果已经获得广东省科学技术进步二等项1项、广东省农业技术推广奖一等奖1项，深受木材加工企业的青睐，未来市场空间大，值得支持推广。
总体而言，本成果技术思路方向好，符合当前政策要求，技术成熟度高，转化成熟度高，建议加大推广力度。
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