本项目属于木材科学与技术领域。
利用人工林木材是我国林业可持续发展和国家木材安全一项战略国策,也是精准扶贫和经济转型的重要举措。而我国人工林木材普遍存在径级小、密度低、材质软等缺陷,目前主要用于纸浆造纸和人造板生产,存在附加值低、生产效率低等问题,急需进行提质增效。该项目针对上述问题,经过近10年产学研联合攻关,攻克了超厚单板旋切、纤维可控分离、定向重组和先进复合等关键技术,开发了高性能重组木和无醛(低醛)厚芯实木复合板材等两大系列新型木质定向重组材料,取得了多项国际领先的重大创新性成果。
1.主要科技创新:(1)首创了超厚单板连续化旋切技术及装备。提出了木材高效湿热软化处理、超厚单板连续化旋切和精准控制等关键技术,创制了超厚单板连续化生产装备,旋切单板最大厚度达到10mm,突破了传统技术旋切单板厚度小于3mm的技术瓶颈限制,为新型木质定向重组材料的高效制造奠定了单元基础;(2)创制了高性能重组木制造技术及装备。在解决了超厚单板旋切关键技术的基础上,开发了单板定向纤维可控分离、浸渍用双峰酚醛树脂合成与应用、高效定向成型重组等关键技术,创制了纤维定向分离重型疏解装备和重组木连续成型装备,建立了高性能重组木制造技术平台,开发了户外、门窗、家具、地板用等系列新型重组木材料及其产品,为人工林木材高值化利用开辟了新的方向;(3)发明了厚芯实木复合板材制造技术及装备。开发了机械/湿热展平超厚单板应力去除、异氰酸酯低剂量喷雾施胶、厚芯实木复合板材结构优化关键工艺技术和装备,建立了无醛(低醛)厚芯实木复合板材制造技术平台,开发了整体橱柜、家具板等系列的厚芯实木复合板材及其产品,实现了人工林木材和进口低值材的高效、高值化利用。上述技术在工艺、装备和产品方面都实现了重大突破,经国家林业局鉴定整体技术达到国际领先水平。
2.主要知识产权:获得专利52件,其中:美国发明专利1件,中国发明专利24件;发表论文38篇;获得国家林业局鉴定(认定)成果2项;获得2015年度河北省科技进步奖二等奖和2017年度中国林业科学研究院重大科技成果奖,主要成果代表林业系统入选了国家“十二五”科技创新重大成果成就展。
3.主要技术指标:高性能重组木密度≥1.0g/cm3,静曲强度达到143 MPa,弹性模量达到17060 MPa,硬度达到154.6 MPa,防腐等级为强耐腐级(I级),28h循环水煮吸水厚度膨胀率低至1.8%(行标规定<5%);厚芯实木复合板材甲醛释放量低至0.1mg/L(国标规定E0级<0.5 mg/L),胶合强度为1.03MPa,达到了I级,具有环保性好、尺寸稳定性高和实木感强等特点。
4.应用推广及效益情况:成果已经在全国6省16家企业进行技术转让,已经建成生产线15条,装备产能达到300台套/年,新型木质定向重组材料产能达到30万m3/年。近三年新增销售额22.87亿元,新增利润3.33亿元。今后5年可实现产能200万m3/年,产值200亿元/年,利用速生林木材500万m3,增加农民收入40亿元。