CN100439448C - 木质纤维素产品用乳液及其制备方法、以及改进的木质纤维素产品和其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明中的乳液有助于提高木质纤维产品的抗水性。在一实施例中，乳液含有不可皂化的蜡、皂化蜡、烷基苯酚组分、分散剂/表面活性剂如多萘磺酸的盐、以及羧甲基纤维素。这种乳液可以加入到热水甚至沸腾的水中，并不发生乳液的分离或凝化。当乳液在室温储藏时，多个实施例都可以储藏很长时间；并且，多个实施例不需加入防止木质纤维产品生物降解的防腐生物杀灭剂。在室温时，该乳液是可流动的液体。可选择的，该乳液可以和防腐剂一起加入到木质纤维产品中以抑制防腐剂的释放。

Description

木质纤维素产品用乳液及其制备方法、以及改进的木质纤维素产品和其生产方法
技术领域
本发明涉及一种用于改善木质纤维素复合产品和木材质量的乳液。本发明进一步涉及一种制备该乳液的方法。
背景技术
镶板(panel board)行业，包括但不限于合板、定向拼花板(OSB，通常指的薄板和晶圆板)、中密度纤维板、碎料板和其它的产品，也包括木质纤维素复合产品。在这些复合产品和木材(由树采伐而成，并用作建材；此处统称为“木质纤维素产品”)中，需要控制其对水份的吸收或“摄取”和膨胀，因为这两种情况对于产品的应用有致命的影响。例如，合板用作地板时，膨胀导致板材或瓷砖重叠。同样的问题也在膨胀的OSB中出现，当OSB在屋顶上使用时将经受潮气。这些复合板材，如木材和其它的木质纤维素产品，当用于露天储存的地方时，由于水份的吸收，将导致生物降解，进而生成细菌、真菌和昆虫。
木质纤维素复合产品通常是将木质纤维素材料和蜡、热硬性树脂一起热压形成。这是常规的生产工艺。蜡是用于改善复合板抗水性的胶粘剂。树脂是将复合材料粘在一起的粘结剂，从而使这些材料形成一个完整的形状。酚醛树脂(resole)通常在木质纤维素复合产品中用作粘结树脂。
在木质纤维素复合产品常规热压生产方法中，木质纤维素材料和酚醛树脂及其它组分在搅拌机或混合器中混合。搅拌或混合后，通常在大于大气压和高于室温的情况下进行压制，从而制成复合材料。垫子(mats)生产中所用的木质纤维素材料可以从木材纤维、木材薄片、刨花板(wood strands)、碎末板和其混合物中选取。此处列出的木质纤维素材料作为本发明中的木质原料。然而，公知的是，其它的木质原料如麦杆、甘蔗渣、树皮(wood bark)、回收的木质纤维素、回收的纸纤维、以及上述混合物也可以使用。木质原料，一旦和酚醛树脂搅拌或混合，就会在支持物上形成和预设形状近似的成品。然后预设的形状在热压的情况下放在网板上，其中成品是在大于大气压、高于室温的情况下制备的。升高的温度和压力使酚醛树脂聚合，从而使预设的形状形成一个完整的成品。热压方法在Shui-Tung Chiu的US4433120中有进一步述及。
木质纤维素复合产品最初在建筑或制造中使用。这些产品可以用于建筑物的建造其它常用木材的制造。现有技术中木质纤维素复合产品差的空间稳定性影响了它们的机械性能，降低了它们的负载能力。差的空间稳定性的另一个结果导致了屋顶、地板衬和墙壁的不平坦。有两种方法已经建议用于生产空间稳定的木质纤维素复合产品。然而，这两种方法已经证明在实践中使用的成本太高。第一种方法称为罐装处理(Bulking Treatment)。在这种方法中，木质纤维素材料用高分子水溶液如聚乙烯乙二醇浸泡，或者用低分子量的树脂如酚醛树脂或用在位聚合的乙烯单体进行浸泡。第二种方法称为化学修饰。在这种方法中，木质纤维素可以用如乙酰化作用进行酯化；或者可以用醛进行交联。化学修饰的替代方法是在梯度温度下将半纤维素和木质素进行反应，通常是用蒸汽进行处理。这些化学修饰的方法成本高，并降低了一次成形复合板的强度。
在生产木质纤维素复合产品中使用的酚醛树脂可以是固体或液体。通常使用粉末状酚醛树脂，如酚醛型环氧树脂(novolac)、酚醛树脂(resole)或其结合。授予Berchem等人的美国专利US4098770公开了一种喷雾干燥的酚醛树脂，该酚醛树脂通过加入非酚类多羟基化合物进行改性，并用于生产华夫板(waferboard)。液体酚醛树脂，如酚醛树脂(resole)或酚醛树脂(resole)与酚醛型环氧树脂的结合也可以用于木质纤维素复合产品的生产。用液体或固体酚醛树脂生产的参数在《酚醛树脂、化学、应用和性能》(A.Knopand I.A.Pilato，Springer-Verlag，(1985))和《先进木材粘合剂技术》(A Pizzi，Marcel Dekker(1994))进行了公开。
过去，熔融的烃类和用硬脂酸/三乙醇胺(TEA)或二乙醇胺(DEA)和/或木质磺酸盐作为表面活性剂的一般乳液已经用于插件板的生产，从而不同程度的影响其抗水性能。然而，这些产生了不好的散射、不连续的性能、处理和贮藏困难、泡沫、以及为了达到理想的效果而无法预测使用多少的蜡。
如上所述，在传统的粘结工艺中，改进空间稳定性广泛使用的方法是用蜡粘结剂。对于一次成形的复合板，蜡胶料使其具有一定的抗水性。石蜡是一种复合的粘结剂。一种用蜡胶料增加抗水性的方法是用蜡胶料涂敷木质纤维素的表面，从而降低表面张力；另一种用蜡胶料增加抗水性的方法是将蜡胶料部分填充木质纤维素的毛细孔，从而阻碍了毛细孔吸收水分。
常规用于木质纤维素产品的防腐剂常含有重金属，如铬砷酸铜(CCA)。用CCA对木质产品，即木材进行压力处理称为铜铬砷酸盐液处理木材(wolmanizing)。其它的方法涉及到使用含有多环芳香烃(PAHs)的杂酚油。在这些传统的方法中，防腐剂通常仅沿着边缘渗透到木材里。此外，铜铬砷酸盐液和/或杂酚油处理的木材的使用面临着日益增加的环保压力。CCA处理的木材面临的问题包括难以满足《水污染控制法》的要求；用CCA或类似物处理木材产生的问题部分是由于防腐剂中重金属的存在。然而，杂酚油具有良好的渗透性、耐候性和防腐性能，但是其存在的问题包括如气味、皮肤刺激性、有碍健康和木材颜色的变黑。其它可能是较低风险的替代木材防腐系统的商业应用也有限，如季铵态铜(ammoniacal copperquat，ACQ)、砷酸锌氨铜(ammonial copper zinc arsenate，ACZA)、铜二甲二硫代氨基甲酸脂氨荒酸盐(CDDC)、柠檬酸铜氨和铜唑(copper azole)。
现代有机生物杀灭剂被认为是相对环境友好的，例如不会出现CCA处理木材时产生的问题。生物杀灭剂如戊唑醇(tebuconazole)溶于一般有机溶剂，而其它的如四氯异苯腈(chlorothalonil)的溶解度则很小。有机生物杀灭剂的溶解度影响生物杀灭剂处理的木材产品的市场。具有良好溶解度的生物杀灭剂可以在少量的有机溶剂高浓度溶解，从而溶液可以用合适的乳化剂进行分散，生成水乳浊液。乳液可以在常压处理的情况下使用，因为这种方式处理的木材可以用于如装饰的产品中(装饰中使用的木材会和人接触)。具有低溶解度的生物杀灭剂通常溶解在烃类油如A型AWPA P9的溶液中后用于木材处理，得到的这种有机溶液直接用于木材的处理。这种方式处理的木材仅能用于工业方面，如电线杆(utility poles)和铁路枕木(railway ties)，这是因为这种油刺激人的皮肤。
当木质纤维素产品在潮湿的环境时，需要有很好的空间稳定性。同时，进一步要求木质纤维素产品在水中不膨胀，在干燥时不收缩。因此，需要在木材和木质纤维素复合产品中使用宽范围的防腐剂和有机生物杀灭剂。
发明内容
在一实施例中，此处叙述的乳液含有不可皂化的蜡、皂化蜡、烷基苯酚组分、分散剂/表面活性剂、羧甲基纤维素组分和水。在一具体实施例中，不可皂化的蜡约占乳液的33wt％～35wt％，皂化蜡约占乳液的3wt％～5wt％，烷基苯酚约占乳液的0.5wt％～2.5wt％，分散剂约占乳液的0.5wt％～2wt％，羧甲基纤维素组分约占乳液的0.2wt％～5wt％。可选择的，乳液中可以含有防腐剂。
一种改进木质纤维素复合产品抗水性能的方法包括加入如上所述的乳液混合物的步骤；其中，木质纤维素产品通过木质纤维素材料和粘结剂混合形成一混合物，并以选择好的构造固化该混合物，从而形成复合产品。木质纤维素复合产品可以这样制备：将木质纤维素材料和粘结剂混合形成混合物，将该混合物加入到上述乳液中，并以选择好的构造固化该混合物，从而形成复合产品。处理木材的方法包括将木材浸泡到上述乳液中的步骤。
本发明也提供了一种制备乳液的方法，该方法包括如下步骤：在一容器中加入熔融的不可皂化的蜡、熔融的皂化蜡、烷基苯酚组分、水、分散剂/表面活性剂和羧甲基纤维素组分以形成一混合物；以及在容器中加热和搅拌该混合物。然后该混合物可以成为均匀分布的微粒。优选的，该方法可以包括在容器中加入熔融的可皂化的蜡和皂化剂制备皂化蜡。
本发明也提供了一种向木质纤维素产品中加入防腐剂的方法，该方法包括如下步骤：将木质纤维素用防腐剂溶液浸泡，该防腐剂溶液的载体溶剂中含有该防腐剂和乳液；以及从木质纤维素产品中除去载体溶剂。在一实施例中，浸泡木质纤维素产品包括如下步骤：将木质纤维素产品放置于一空间中；对该空间减压；在该空间中加入防腐剂溶液，并和木质纤维素产品接触；以及重新对该空间加压。
本发明也公开了由上述方法得到的木质纤维素产品。
附图说明
唯一的附图是一曲线，该曲线是本发明公开的乳液制备的样板的测试结果与商业应用的对比。
具体实施方式
此处所述的乳液可以用于改善木质纤维素产品的抗水性，从而改善吸收水对这些产品的有害效应，这些效应包括空间不稳定性(膨胀)和生物降解。可选择的，这些乳液可以包括本身不是抗水性的防腐剂，该乳液作为载体将防腐剂输送至木质纤维素产品如木材中，以及随后防止这种防腐剂从这种产品中流失。
此处所述的乳液通过蜡组分的结合所得。该蜡组分包括不可皂化的蜡、可皂化的蜡、皂化剂、烷基苯酚组分、分散剂/表面活性剂如苯酚盐和羧甲基纤维素组分与水，这些组分和蜡组分一起形成不连续相的乳液。这些蜡-水乳液可以加入到木质纤维素材料的混合物中，和/或加入到其它复合产品中的组分中，并对生产木质纤维素复合产品所需的混合物的性能没有负面影响；然后这些蜡-水乳液浸泡到木材里。本发明也公开了制备和使用这些乳液、以及制造和使用含有这种乳液的木质纤维素产品的方法。
用木质纤维素材料和这些乳液制备的木质纤维素复合产品的实例包括但不限于木质纤维素、木质薄板、木绳、木片和木质颗粒、麦杆、甘蔗渣、树皮、再收的木质纤维素、再收的纸纤维和其混合物。公知的生产的复合板包括纤维板、华夫板、拼花板、定向拼花板、刨花板、粒片板、合板及其类似物。这些产品中可以含有树脂如酚醛树脂(PF)、尿素甲醛(UF)，或其结合，以及产品中形成的配料。此处所述的乳液可以和这些树脂混合，从而为复合制备工艺提供一组合系统进行传递。不希望受到任何具体理论的约束，可以确信的是在这些乳液中，表面活性剂系统和不连续相(即蜡相)偶合，并可以和木质素纤维结合，使复合产品具有疏水性，上述复合产品如含有这些纤维的板。
此处所述的乳液含有蜡组分，该蜡组分含有不可皂化的蜡和可皂化的蜡。不可皂化的蜡可以包括熔点高于120华氏度(约49摄氏度)的蜡，如约120～165华氏度(约49～74摄氏度)，选择为约120～150华氏度(49～66摄氏度)，优选为约135～145华氏度(约57～63摄氏度)(此处公开的范围是包含性的，如范围“约120～165华氏度，选择为135～145华氏度”包含范围的端点和中间值和其组合，如包括120～145华氏度，130～150华氏度，等等)。合适的不可皂化的蜡包括固体石蜡、松软石蜡和脱油蜡。这些蜡是商业中公知的低挥发性，在标准热重分析中的失重小于10％。同时，这些蜡中油的含量通常小于5wt％，优选小于1wt％。这些蜡中的一些分子量相对较高，平均链长为C36，即碳链长度为36，或更长。固体石蜡通常来自轻质润滑油的蒸馏物，其主要是平均链长为20～30个碳原子的直链烃。合适的固体石蜡包括蜡3816，可从乔治亚州德卢斯市的霍尼韦尔/阿斯特得到。松软石蜡是油含量为3～50wt％的石油蜡。松软石蜡包括埃克松(Exxon)600松软石蜡和阿什兰(Ashland)200松软石蜡，以及50份的埃克松(Exxon)600松软石蜡和阿什兰(Ashland)200松软石蜡的组合。
合适的可皂化的蜡有一个酸度值或皂化值，以及高于约180华氏度(约82摄氏度)的熔点。可皂化的蜡包括来自煤的液化、植物蜡和来自处理和/或提炼松软石蜡中氧化的蜡、脱油蜡或原油。例如，可皂化的蜡包括褐煤蜡、巴西棕榈蜡、蜂蜡、香桂果-香桃木蜡(bayberry-myrtle wax)、蜡大戟蜡、棕榈蜡、蓖麻子蜡、细茎针草蜡、日本蜡、小冠椰子蜡、热他莫-塞瑞蜜芘蜡(retamo-cerimimbi)、虫漆、鲸蜡、甘蔗藤蜡、羊毛脂蜡和其它的一些蜡。有用的可皂化的蜡的一个例子是熔点约为190～200华氏度(约88～93摄氏度)的褐煤蜡。这些蜡的皂化是由于和皂化剂结合发生的，皂化剂如强碱物质如氢氧化铵或碱金属的氢氧化物如氢氧化钠或氢氧化钾。皂化蜡所需皂化剂的量可以通过蜡的皂化值进行计算。例如，皂化值除以1000等于每克蜡中需要加入的氢氧化钾的克数。
优选的，蜡含有不超过5wt％的极性化合物杂质。
蜡组分的含量可以占乳液总重的25wt％～50wt％，优选为30wt％～40wt％。优选的，蜡组分中含有熔点高于或等于约120华氏度的可皂化的蜡和不可皂化的蜡的组合。不可皂化的蜡可以约占防腐剂组合物总重的25wt％～44wt％；可皂化的蜡可以占乳液总重的0.5wt％～5wt％。优选的蜡的组合是固体石蜡如霍利韦尔2816作为首要蜡与可皂化的蜡如褐煤蜡的结合。在一实施例中，蜡组分中含有占乳液总重约25wt％～45wt％的固体石蜡，优选为30wt％～40wt％；可皂化的蜡的量占乳液总重约2.5wt％～5wt％，优选为3.5wt％～4.5wt％。
强碱化合物加入到乳液混合物中皂化可皂化的蜡。皂化剂可含有氢氧化铵或碱金属的氢氧化物如氢氧化钠或氢氧化钾。碱金属氢氧化物可以是浓缩的水溶液形式，可以含有重量百分比为45％的碱金属氢氧化物。氢氧化铵可以是固体的形式。一些或所有的皂化剂也可以与分散剂和/或乳液的其它组分进行原位反应。尽管氢氧化铵由于有味有时不用，但氢氧化铵被确认为有优势，这是因为其除了皂化外，氨气还可以作为和乳液一起使用的树脂中甲醛的吸收剂，从而降低了复合产品成品中甲醛的释放量。氢氧化铵和甲醛的结合也可以改善氢氧化铵的气味，因此在一些实施例中，甲醛以重量百分比0.02～0.1％的量加入到乳液中实现这个目的。此外，当乳液和含有北方材种(如绿松、白杨或类似物)的木质纤维素材料一起使用时，氢氧化铵的优点得到集中体现。
皂化剂的量占乳液重量的0.15～4.5％，选择为0.5～3％。可选择的，浓缩的水溶液皂化剂占乳液重量的0.5～3％；氢氧化铵可以固体的形式加入，占乳液重量的0.15～3％。皂化剂的量根据使用的可皂化的蜡的种类或木质的种类而有不同。由于皂化剂作用的结果，此处所述的乳液的PH值约为8.5～12.5，例如约为8.5～9.5。
可在这些乳液中使用的羧甲基纤维素材料分子的碳链长度约为20～50个碳原子。合适的羧甲基纤维素的例子是羧甲基纤维素钠，可以从宾夕法尼亚州萨默塞特市的佩恩卡波斯公司(Penn Carbose)得到，商品号为LT-30，其碳链长度为26～30个碳原子。其它合适的羧甲基纤维素材料包括佩恩卡波斯公司的LT-20和LT-42。羧甲基纤维素与在乳液中和皂化剂或其它任何组分反应生成的产品此处称之为“羧甲基纤维素组分”。
多萘磺酸(polynaphthalenesulfonic acid)盐在此处所述的乳液中很有用，在不受理论约束的情况下，也被确认为可以用作分散剂/表面活性剂。该盐可以是多萘磺酸和皂化剂如碱金属氢氧化物的原位反应产物。商业上可得到的多萘磺酸是DISAL GPS，其可以从加拿大魁北克蒙特利尔的汉帝化学公司得到。酸和酸盐总称为多萘磺酸组分或广义(包括替代物质)称为分散剂/表面活性剂。分散剂/表面活性剂可以约占乳液重量的0.1～5％，选择约为0.25wt％～5wt％。
已经发现，将烷基苯酚加入到乳液中有助于木质纤维素复合产品成品获得低的水吸收性能。此处的“烷基苯酚”指的是具有长链烷基的酚类化合物。长链基团可以是直链和支链。长链烷基可以是C20～C42(碳链长度为20～42)，如C24～C34，优选为C24～C28。这种烷基苯酚包括聚亚甲基偶合烷基苯酚、石炭酸盐、石炭酸钙、长支链的钙烷基苯酚、长直链的钙烷基苯酚和有氨基取代与没有氨基取代的马来酸聚合物结合体。长链的烷基可以是聚合基团如聚乙烯、聚丙烯或聚丁烯。烷基取代可以是不同链长的混合物，如商业上通常可以得到的物质。优选的，烷基苯酚选择的是烷基部分平均碳链长几乎和羧甲基纤维素平均链长接近或相等。例如，在平均链长范围为C24～C34之间的烷基苯酚可以在含有羧甲基纤维素的乳液中使用，该羧甲基纤维素平均链长约为26～32个碳原子，如卡波斯公司LT-30的羧甲基纤维素。
烷基苯酚的烷基可以选自相应的烯烃；例如，C26烷基源于C26烯烃，优选为1-烯烃；C34烷基源于C34烯烃；混合长度的基团源于相应的混合烯烃。当烷基至少为30个碳原子时，烷基可以是由具有2～10个碳原子的单烯烃或二烯烃的均聚物或互聚物(如共聚物、三元共聚物)得到的脂肪基(或这些基的混合物)，这些烯烃如乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯、丁二烯、异戊二烯、1-己烯和1-辛烯。脂肪族烃类基团可以是这些均聚-互聚物卤化的(如氯化或溴化)同类物。然而，这些基团也可以源于其它物质，如单节显性高分子量的烯烃(如1-四十烯)及其氯化的同类物和氢氯化的同类物、脂肪族的石油馏分、特别是固体石蜡和裂解物及其氯化的同类物和氢氯化的同类物、液体石蜡、合成的烯烃如通过齐格勒-纳塔工艺(如聚(乙烯)油脂)合成的或其它熟知的工艺合成的烯烃。如果需要，根据现有技术，烃基中不饱和部分可以通过加氢被还原或消去。有时不用氯或其它卤素进行制备的方法是考虑到环境的因素。
芳基中每个芳香环中的烷基不止一个，但通常不超过2或3个。特别典型的是每个芳香半族只有一个烃基；特别是只有一个苯环的烃基取代苯酚。
烷基苯酚、烷基苯酚和皂化剂或乳浊液的其它组分反应得到的产物在此处统称为烷基苯酚组分。
乳液中烷基苯酚组分的量约占乳液总重的0.25～10wt％，选择为0.5～2.5wt％。
在本发明中中有用的烷基苯酚组分可以从俄亥俄州威克里夫的留勃里佐尔化学公司中买到，商品号为319H，该物质是C24-C34聚合亚甲基偶合烷基苯酚。
此处所述的制备乳液的新方法可以影响时间、能量、使用者和生产效率。该方法包括在单一的容器中混合乳液的成分，然后将混合物按照如下述的条件输送到高速搅拌器(homogenizer)中。本方法的优点是乳液混合物在单一容器中混合；在将这些成分组合之前，本方法不必将乳液成分中的部分混合物在单独的容器中单独贮藏和制备。
不可皂化的蜡(如3816蜡，下面将进一步叙述)以熔融的形式在熔点以上约10华氏度进行贮存和熔融；水的温度不会引起蜡的固化。容器按照下述例举的方式进行充满：
a.在约189～192华氏度(约87～89摄氏度)的温度下充入熔融的不可皂化的蜡，如3816蜡；
b.开始加热和搅拌；
c.在连续搅拌的情况下充入熔融的可皂化的蜡和烷基苯酚；
d.在连续搅拌的情况充入大量的水，如95％；
e.充入分散剂/表面活性剂(如DISAL多萘磺酸，下面将进一步叙述)、羧甲基纤维素和皂化剂；
f.充入剩余的水-特别包括计算和排除在外的、用于清洗试管的水；
h.保持温度继续搅拌约30～150分钟；
i.将高速搅拌器中的压力设为约1500～3500PSI(约10MPa～24MPa)；
j.冷却；非必要的，上述过程有两次放热过程，包括从高速搅拌器出口温度到高于环境温度之间的第一次放热过程，以及到环境(贮藏)温度的第二放热过程。例如，乳液组合物从高速搅拌器输送到冷却器中，实现了第一次放热过程，如比高速搅拌器的出口温度低10～20华氏度，然后输送到冷却罐中实现了第二次放热过程，如选择在搅拌下约低于5～15华氏度。在一实施例中，第一放热过程从约130华氏度冷却到约110华氏度下发生的，第二放热过程是从110华氏度冷却到70华氏度下发生的。
在不受任何具体理论约束的情况下，冷却过程中使用两次放热过程可以使乳液中相的形成过程得以完成。因此，和单一放热过程的冷却过程相比，当经受剧烈搅拌时，上述乳液的粘度经过一段时间后更加稳定，从而乳液也更加稳定。在制备乳液的替代方法中，一系列方法可以用于制备含有熔融蜡和烷基苯酚的第一预混料；用于制备含有水、羧甲基纤维素、多萘磺酸和皂化剂的第二预混料(含水预混料)；然后，第一预混料和第二预混料在混合罐中充分接触一段时间，至少使蜡皂化，如1～3小时；然后得到的混合物通过高速搅拌器并冷却，如上所述。
此处所述的乳液的一些实施例中列举的成分范围如下表1所示。
表1：列举的实施例
组分 典型的量(重量百分比，wt％)
不可皂化的蜡 33-35
可皂化的蜡 3-5
烷基苯酚 0.5-2.5
多萘磺酸 0.5-2
羧甲基纤维素 0.2-5
皂化剂 用量取决于可皂化的蜡的量；通常为0.5-3
水 平衡(至100)
表2是此处所述乳液的具体实施例的组分比例。
表2：含有多萘磺酸的乳液的列举
  组分   wt％
  蜡3816   33.00
  可皂化的蜡   3.00
  烷基苯酚   0.50
  多萘磺酸(DISAL GPS)   0.50
  羧甲基纤维素   0.2
  45％的KOH(皂化剂)   0.78
  水   平衡(至100)
在木质纤维素复合产品的生产过程中，此处所述的乳液可以包括非必要的助剂以提高其性能和复合产品成品的性能。此处所述乳液的粘度约为10～100厘泊，由布氏粘度计测定。乳液样品中固体含量为40％时的粘度为9cps。稳定性能、剪切性能和不生成泡沫进一步提高了这些乳液的性能。例如，一乳液的样品甚至在进料混合器中经过4分钟的搅拌后没有发生变化。这些乳液也和许多木质纤维素产品生产中使用的尿素-甲醛、酚醛树脂系列是相容的。而且，上述系列是两性的，因此在较宽PH值范围是稳定的，对于整个工艺来说是工艺的一部分，而不是添加剂；从而使成品更加均衡。这些乳液的实施例都已证明其没有生物活性。
定向拼花板(OSB)是一种复合板，可以用此处所述的乳液进行生产。用热压方法生产OSB时，木质纤维素材料和树脂以及本发明的乳液一起在混合器中混合。得到的预混物流到载体物质上，从而形成7/16英寸(约1.1cm)和5/8英寸(约1.6cm)厚的预形态定向拼花板。然后将预形态定向拼花板在热压的情况下放置于抛光板(caul plate)上，并在其上以高于大气压的压力和室温的温度生产成品。热压方法在Shui-Tung Chiu的US4433120中有进一步的述及。可以从成品中切割12×12英寸(30.5×30.5cm)的板进行密度、膨胀和吸水的测试。可选择的，预形态混合物可以含有下述防腐剂以抑制板内有害生物的生长。
为了说明此处所述乳液所增加的抗水性，定向拼花板(OSB)的几个样品用不同量的乳液进行制备。定向拼花板的样品由木绳(woodstrands)、木片或华夫板与树脂粘结剂及表2中所示的乳液制备而得，乳液约占混合物中树脂体积的1～0.25％。混合物放置在模子中生产板。对照板用商业上可得到的、体积百分比为1％的对照乳液进行制备，如用公知的乳液卡斯克蜡(Cascowax)EW-58，该乳液中含有硬脂酸TEA，其固体含量约为58％。样品从板中切割下来进行测量和称重，然后室温下(如约72华氏度(约22摄氏度))在水中浸泡24小时后，再次进行测量和称重。
下表3显示了乳液样品、对照物的水吸收、边缘膨胀、厚度膨胀的测试结果。水吸收是通过样品相对于初始重量的增加进行测试的。边缘膨胀是沿着一个或多个边缘进行测试样品相对于初始厚度的平均厚度的增加；以及中心膨胀是相对于初始厚度样品中心厚度的增加。
表3：24小时后水吸收(WA)和厚度膨胀结果
  样品   体积V％乳液   ％WA   ％边缘膨胀   ％中心膨胀 密度(pcf)
  对照物   1.0％   73.09   40.04   36.03 44.3
  样品1   1.0％<sup>*</sup>   50.34   22.53   22.32 41.9
  样品2   0.75％<sup>*</sup>   54.18   28.61   18.91 43.7
  样品3   0.5％   52.29   25.09   21.54 41.8
  样品4   0.25％<sup>*</sup>   84.92   37.57   29.47 40.1
*％V以树脂木材为基础(OSB)(定向拼花板)
表3的数据表明乳液样品大大改善了木质复合产品的性能，包括水的吸收和边缘与中心的膨胀。特别是和对照物相比，样品1-3具有较低的水吸收、边缘厚度膨胀和中心膨胀，尽管样品2和3的乳液含量大大低于对照物的含量。数据表明：和对照物相比，在改善产品性能的同时，乳液的使用量降低了50～75％(体积)。测试的乳液从OSB和其它板材中释放出较少的物质，对板/树脂影响较小；并且，和某些其它的乳液相比，它们对贮藏环境要求较不敏感。因此，以等量液体应用为基础，较少的固体应用于所有蜡的情况。需要注意的是，乳液蜡样品的密度稍大。和对照物相比，排放物的减少至少部分是由于在木质纤维素成品中填充较少的乳液就可以实现目的。例如，表3表明1％的样品乳液可以达到较好的结果，其中仅含有40％的固体，而对于1％的对照物，则含有60％的固体。另一个致使排放物降低的影响因素可能是由于所述的乳液中含有较高的熔融蜡；这和较低的熔融蜡相比，样品乳液中含有较小的挥发组分。
和其它的实施例相比，所述含有铵(如源于氢氧化铵皂化剂)的乳液的实施例表现出较好的性能。这通过下述一系列乳液的制备可以证实：33％的不可皂化的蜡；3％的褐煤蜡；0.5％的烷基苯酚；2％的多萘磺酸(或，2.5％)；0.5％的羧甲基纤维素。这些实施例用所需量的皂化剂，不可皂化的蜡和如下表4所示的其它组分，并用水进行平衡。表4中的样品用上述的工艺进行制备。在乳液B和E中，所示的甲醛包含在含水预混物中；在乳液C、F、G、H和I中，在乳液其它组分加入后，所示的甲醛再加到乳液中。
表4
  乳液   氢氧化铵   甲醛   不可皂化的蜡
  A   0.38％   0.0   3816
  B   0.38％   0.25   3816
  C   0.38％   0.25   3816
  D   0.45％   0.0   3816
  E   0.45％   0.25   3816
  F   0.45％   0.25   3816
G<sup>i</sup> 0.45％ 0.25 3816
  H   0.45％   0.25   Prowax<sup>ii</sup>561
  I   0.45％   0.25   Prowax<sup>ii</sup>321
  J   0.45％   0.0   3816
乳液Gj含有2.5％多萘磺酸。
Prowaxii561和321是硬的固体石蜡，从埃克松美孚(ExxonMobil)公司可以购得。
定向拼花板(OSB)的样品用乳液A-J制备。此外，OSB样品用表2中所述的乳液制备(在图中指定为样品“K”)，另一个样品(其性能作为基线0％)用商业中可以买到的卡斯克蜡乳液进行制备，商业代号为EW-50S，其被确认为固体石蜡、硬脂酸和TEA(三乙醇胺)。样品进行上述的水吸收、边缘膨胀和中心膨胀测试。结果在相应的图中显示，相对于基准样品，其它每个样品的水吸收的降低(柱WA)、边缘膨胀(柱ES)、中心膨胀(柱CS)的改进以百分数(％Δ)显示在图中。图中显示的结果表明：在3次测试中的至少2次中，所有乳液样品的性能要好于EW-50S。
试验结果表明，此处所述的乳液使木质纤维素产品具有极好的抗水性能，从而使一些产品中不需要木质素和生物杀灭剂。不使用木质素和生物杀灭剂改善了生产中使用乳液的木质纤维素复合产品的性能，并降低了成本。
此处所述的乳液加入到木材或其它木质纤维素成品中有助于阻止产品吸收水份。对木质纤维素产品进行干燥时，其中的乳液将会分解，释放出蜡，并且释放出的蜡将溢出覆盖在产品的表面，从而提高了产品的抗水性。可选择的，此处所述的乳液可以有助于将防腐剂渗透到木质纤维素复合产品或木材中，其量足以抑制生物活性，即生物降解，如霉菌、真菌、细菌、昆虫等等的生长。当防腐处理的产品在使用时，用乳液有助于木质纤维素材料保留防腐剂，降低排放到环境中的防腐剂的量。
为了测试此处所述乳液保留木材或其它木质纤维素成品中被吸收的防腐剂的能力，从而防止了防腐剂的泄漏，将铜基防腐剂(ACQ)和乳液样品、以及铜基防腐剂(ACQ)和对照乳液浸渍到木材样品中，然后将防腐处理的木材样品浸渍到水中观察铜的析出，如下所述。
一种防腐溶液中含有25％的40％ACQ溶液、70％的水和5％表2中所述的乳液。得到的混合物在室温下搅拌2分钟。在这种初始混合物中铜的浓度用现有技术DSC(差示扫描量热法)进行测量。对比溶液用对比硬脂酸和三乙醇胺组合物进行制备，该三乙醇胺可以从美国乔治亚州格里芬公司(Osmose，of Griffin)或美国乔治亚州士麦那的建筑木材保护公司(Arch-Wood Protection Incorporatedof Smyrna)购得。
尺寸为2×0.25×12英寸的沙地松木条放入木材防腐剂溶液中2分钟，同时强烈搅拌，然后取出。每个样品取出后，将溶液中剩余的铜的量再次进行测试，和初始溶液的差异表明一定量的铜浸入到木材样品中。
首先将样品滴水2分钟，然后在70华氏度下放在炉子里干燥24小时。干燥后，每种被处理的样品放入干净的水中，强烈搅拌2分钟。然后用DSC技术对水中铜的量进行测定。水中铜的量和样品吸入的量之间的差值是样品中保留的量；水中铜的相对量说明了泄漏的量。
结果：用含有对比乳液的防腐剂溶液浸渍的样品中约100％浸入的铜释放出来，而用含有乳液样品的防腐剂溶液浸渍的样品中仅有15％～25％浸入的铜释放出来。这些结果表明：此处所述的乳液样品在将防腐剂浸渍到木材中、并防止防腐剂从木材中释放出来方面具有极好的性能。
通常，木材包括在工艺中用防腐剂浸渍的木材，该工艺过程中使用了含有防腐剂和载体溶剂(通常是水)的防腐剂溶液。本方法将木材放置在真空室中，排空真空室，向真空室中引入防腐剂溶液并接触木材，加压真空室，使木材有利于吸收防腐剂溶液，然后减压，将载体溶剂从木材中排出。在吸收的过程中，防腐剂渗透到木材中，在排出载体溶剂后，至少还有部分防腐剂保留在木材中。当载体溶剂随后排出时，此处所述的乳液可以加入到防腐剂溶液中，以利于木材吸收防腐剂和保持防腐剂。
和此处所述乳液一起吸入到木质纤维素产品中的合适的防腐剂可以是无机或有机的，包括生物杀灭剂如杀虫剂、杀真菌剂、杀菌剂及含有一种或多种前述生物杀灭剂的混合物。生物杀灭剂可以根据下述进行选择：(1)目标生物体；(2)溶解性；(3)对温度和PH值的稳定性；以及生产复合成品中发现的其它条件。生物杀灭剂包括杀死或抑制微生物(如霉菌、粘质(slimes)、真菌、细菌等)生长的物质。杀虫剂、杀真菌剂和杀菌剂都是生物杀灭剂的例子。杀真菌剂包括杀死或抑制真菌的物质。杀菌剂包括杀死细菌的试剂。杀虫剂是杀死昆虫的试剂。典型生物杀灭剂的例子包括但不限于：氯代烃类、有机金属类、释放卤素的化合物、金属盐类、有机硫化合物和酚醛类。优选的生物杀灭剂的例子包括但不限于：铬砷酸铜(CCA)；如季铵态铜(ACQ)、砷酸锌氨铜(ACZA)、铜二甲二硫代氨基甲酸脂氨荒酸盐(CDDC)、柠檬酸铜氨和铜唑(copper azole)、环烷酸铜、环烷酸锌、季铵盐、五氯苯酚、戊唑醇(TEB)、四氯异苯腈(CTL)、毒死蜱(chlorpyrifos)、异噻唑啉酮(isothiazolones)、丙环唑(propiconazole)、其它的三唑、合成除虫菊酯(pyrethroids)、其它的杀虫剂、亚氨酸氯啶(imidichloprid)、喹啉铜和类似物，以及含有上述一种或多种生物杀灭剂的组合。除了有机生物杀灭剂外，结合无机防腐剂、具有不同释放速率(releaserate)的纳米颗粒也可以使用，无机防腐剂如硼酸、硼酸钠、锌、硼酸锌、硼硅酸盐、铜盐和锌盐等。
一般合适的生物杀菌剂包括：比如，3-异噻唑啉酮、3-吲哚-2-丙基丁基氨基甲酸盐(3-iodo-2-propynylbutylcarbamate，IPBC)、1，2-二溴-2，4-二氰基丁烷、亚甲基-二-硫代氰酸盐(methylene-bis-thio-cyanate，MBT)、2-氰硫基-甲基硫苯并噻唑(methylthiobenzothiazole)、四氯间苯二腈(tetrachloroisophthalo-nitrile)、5-溴-5氮-1，3-二氧杂环乙烷、2-溴-2-硝基丙烷-1，3-二醇、2.2-二溴-3氰基丙酰胺(DBNPA)、N，N’-二甲羟基-5，5’-二甲基-乙内酰脲、溴氯二甲基-乙内酰脲、1，2苯并异噻唑-3-酮(1，2-benzisothiazolin-3-one)、4，5-三亚甲基-2-3-异噻唑啉酮、5-氯-2-(2，4-二氯苯氧基)-苯酚、3，4，4’-三氯均二苯脲(3，4，4’-trichlorocarbanilide)、环烷酸铜、铜-8-羟基-喹啉、硼酸锌、硼酸、三甲基硼、氧化锌、戊二醛、1，4-二(溴-乙酰基)-2-丁烯、4，5-二氯-1，1-二噻环戊烯-3-酮(4，5-dichloro-1，1-dithiacyclopentene-3-one)、四氯异苯腈(chlorothalonil)、季铵基化合物，以及上述一种或多种微生物杀菌剂的组合。
合适的杀真菌剂包括：比如，二甲锌二硫代氨基甲酸盐、2-甲基-4-t-丁氨基-6-环丙基氨-s-三嗪、2，4，5，6-四氯间苯二甲腈、N，N-二甲基二氯苯基尿素、硫氰酸铜、N-(氟二氯甲硫基)苯邻二甲酰亚胺、N，N-二甲基-N’-苯基-N’-氟二氯甲硫酰胺(N，N-dimethyl-N’-phenyl-N’-fluorodichloromethylthiosulfamide)；铜、钠、锌的2-吡啶硫醇-1-氧化物的盐；二硫化四甲基秋兰姆(tetramethylthiuramdisulfide)、2，4，6-三氯苯基-马来酰亚胺、2，3，5，6-四氯-4-(甲磺酰)-吡啶、二吲哚甲基p-甲苯基砜、苯基(bispyridil)二氯化铋、2-(4-噻唑)-苯并咪唑、嘧啶三苯基硼烷、醯基苯胺系(phenylamides)、炔丙基盐化合物(halopropargyl compound)、丙环唑(Propiconazole)、环唑醇(cyproconazole)、戊唑醇和2-haloalkoxyaryl-3-异噻唑啉酮(isothiazolone)(如2-(4-三氟甲氧基-苯基)-5-氯-3-异噻唑啉酮、2-(4-三氟甲氧基苯)-4，5-二氯-3-异噻唑啉酮)；以及上述一种或多种杀真菌剂的组合。
杀真菌剂可以是农业杀真菌剂，如二硫代氨基甲酸盐和衍生物如二甲胺基荒酸铁、福美锌(ziram)、代森锰(maneb)(manganeseethylenebisdithio-carbamate)、代森锰锌(mancozeb)、代森锌(zinc ethylenebisdithiocarbamate)、甲基锌乃浦(propineb)、威百亩(metham)、双硫胺甲酰(thiram)、代森锌和聚乙烯秋兰姆二硫化物的复合体、棉隆(dazomet)，以及上述与铜盐的化合物；硝基酚衍生物如敌螨普(dinocap)、乐杀螨(binapacryl)和2-仲-丁基-4，6-二硝基苯异丙基碳酸盐；杂环结构如盖普丹(Captan)、福尔培(Folpet)、格来啶(glyodine)、腈硫醌(dithianon)、克杀螨(thioquinox)、苯菌灵(benomyl)、噻苯咪唑、vinolozolin、依普同(iprodione)、腐霉利(procymidone)、三泰隆(Triadimenol)、三唑酮(triadimefon)、比多农(Bitertanol)、唑呋草(fluoroimide)、嘧菌醇(triarimol)、环己酰亚胺、依瑞莫(ethirimol)、吗菌灵(dodemorph)、达灭芬(dimethomorph)、赛氟灭(thifluzamide)和灭螨锰(quinomethionate)；多种卤化的杀真菌剂如：四氯苯醌、二氯萘醌、地茂散(chloroneb)、三氯茴香酸(tricamba)、大克烂(dichloran)和多氯氮苯(polychloronitrobenzenes)；真菌抗生素如：灰黄霉素、春日霉素和链霉素；多种杀真菌剂如联苯砜、十二烷胍、甲氧基、1-氰硫基-2，4二硝基苯、1-苯基-氨基硫脲、甲基硫菌灵(thiophanate-methyl)和霜脲氰(cymoxanil)；酰基丙胺酸(acylalanines)如：呋霜灵(furalaxyl)、酯菌胺(cyprofuram)、甲呋酰胺(ofurace)、本达乐(benalaxyl)和恶霜灵(oxadixyl)；氟啶胺(fluazinam)、腐剌逃尔(flumetover)、N-苯基苯酰胺衍生物如EP578586A中公开的衍生物，氨基酸衍生物如EP550788A中公开的缬氨酸衍生物；甲氧基丙烯酸酯如甲基(E)-2-(2-(6-(2-苯氧氰基)嘧啶-4-基氧)苯基)-3-甲氧基丙烯酸酯、苯(1，2，3)噻重氮-7-carbothioic acid S-甲酯、霜霉威(propamocarb)、依灭列(Imazalil)、多菌灵(carbendazim)、腈菌唑(myclobutanil)、腈苯唑(fenbu-conazole)、十三吗啉(tridemorph)、定菌磷、氯苯密醇(fenarimol)、拌种咯(fenpiclonil)、嘧霉胺(Pyrimethanil)；以及前述的一种或多种杀真菌剂的组合。
杀菌剂/杀真菌剂的组合可以包含在防腐剂的组合物中。杀菌剂/杀真菌剂的一个实例是美它松D3TA(METASOL D3TA)，其为3，5-二甲基-四氢-1，3，5，2H-噻二嗪-2-硫酮，并可以从德克萨斯州休斯顿的Ondo-Nalco购得。
合适的杀虫剂包括：比如，乙酰甲胺磷(Acephate)、涕灭威(aldicarb)、α-氯氰菊酯(α-cypermethrin)、甲基谷速松(azinphos-methyl)、毕芬宁(bifenthrin)、乐杀螨(binapacryl)、噻嗪酮(buprofezin)、甲萘威(carbaryl)、克百威(carbofuran)、杀螟丹(cartap)、氯蜱硫磷(chlorpyrifos)、氯蜱硫磷甲基(chlorpyrifos methyl)、四螨嗪(clofentezine)、氟氯氰菊酯(cyfluthrin)、三环烯(cyhexatin)、氯氰菊酯(cypermethrin)、苯醚氰菊酯(cyphenothrin)、溴氰菊酯(deltamethrin)、内吸磷(demeton)、硫赶式甲基内吸磷(demeton-S-methyl)、甲基内吸磷(demeton-O-methyl)、内吸磷-S(demeton-S)、甲基内吸磷亚砜(demeton-S-methyl sulfoxide)、氧田乐磷(demephion-O)、硫母乐磷(demephion-S)、氯乙亚胺磷(dialifor)、二嗪磷(diazinon)、三氯杀螨醇(dicofol)、百治磷(dicrotophos)氟虫脲(diflubenzuron)、乐果(dimethoate)、消螨普(dinoca)硫丹(endosulfan)、因毒磷(endothion)氰戊菊酯(esfenvalerate)乙硫苯威(ethiofencarb)、乙硫磷(ethion)、益果(ethoate-methyl)、丙线磷(ethoprop)、乙嘧硫磷(etrimfos)苯线磷(fenamiphos)、抗螨唑(fenazaflor)、苯丁锡(fenbutatin-oxide)、杀螟硫磷(fenitrothion)、芬络克(fenoxycarb)砜线磷(fensulfothion)、倍硫磷(fenthion)、氰戊菊醋(fenvalerate)、氟环脲(flucycloxuron)、氟虫脲(flufenoxuron)、氟胺氰菊酯(fluvalinate)、地虫硫磷(fonofos)、丁苯硫磷(fosmethilan)、呋喃硫威(furathiocarb)噻螨酮(hexythiazox)、氯唑磷(isazophos)、乙基异柳磷(isofenphos)、恶唑磷(isoxathion)、甲胺磷(methamidophos)、杀扑磷(methidathion)、甲硫威(methiocarb)、灭多威(methomyl)、甲基对硫磷(methyl parathion)、速灭磷(mevinphos)、兹克威(mexacarbate)、久效磷(monocrotophos)、烟碱、氧乐果(omethoate)、杀线威(oxamyl)、对硫磷(parathion)、氯菊酯(permethrin)、甲拌磷(phorate)、伏杀硫磷(phosalone)亚胺硫磷(phosmet)、磷胺(phosphamidon)、抗蚜威(pirimicarb)、乙基嘧啶磷(pirimiphos-ethyl)、丙溴磷(profenofos)、猛杀威(promecarb)、快螨特(propargite)、哒螨灵(pyridaben)、卞呋菊酯(resmethrin)、鱼藤酮(rotenone)虫酰肼(tebufenozide)、双硫磷(temephos)、四乙基焦磷酸酯(TEPP)、特丁硫磷(terbufos)、硫敌克(thiodicarb)、甲基立枯磷(tolclofos-methyl)、唑蚜威(triazamate)、三唑磷(triazophos)、繁米松(vamidothion)，以及前述一种或多种试剂的组合。
此外，只要抗蚁试剂不损害其它杀虫剂的性能就可以使用。抗蚁试剂包括配米托(Permetorin)、蚁太怕(Imidachlopride)、艾托砜(Etpfenplox)，以及前述试剂一种或多种的组合。
合适的防腐剂的例子包括：烷基胺盐化合物如二癸二甲基氨氯化物(didecyldimethylammonium chloride，DDAC)、BARDAP(N，N-二癸-N-甲基多氧乙基丙酸铵，N，N-didecyl-N-methylpolyoxyethylammonium propionate)、铜苯氯(copper benzalconium chloride)或N-烷基苯二甲基氨氯化物(N-alkylbenzyldimethylammonium chloride，BKC)；萘磺酸(naphthetic acid)的金属盐如萘磺酸铜(NCIJ)或萘磺酸锌(NZN)；特十碳酸(versatic acid)的金属盐如特十碳酸锌；三唑类的化合物如环丙唑醇(cyproconazole)[(2RS，3RS；2RS，3SR)-2-(4-氯苯)-3-(环丙基-1-(1H-1，2，4-三唑-1-基)丁烷-2-01]、戊唑醇[(RS)-1-p-氯苯-4，4-二甲基-3-(1H-1，2，4-三唑-1-基甲基)戊烷-3-01]、丙环唑[1-[2-(2，4-二氯苯)-4-丙基-1，3-二氧烷(dioxoran)-2-基甲基]-1H-1，2，4-三唑]、1-[2-(2’，4-二氯苯-1，3-二氧烷-2-基基甲基]-1H-1，2，4-三唑-1-乙醇或1-[2-(2’，4’-二氯苯)-4-丙基-1，3-二氧烷-2-基甲基]-1H-1，2，4-三唑-1-乙醇；以及有机碘化合物如IF-1000(4-氯苯基-2-炔丙基碘形态)、IPBC[3-碘-2-丙炔-N-丁氨基甲酸盐]，以及前述防腐剂一种或多种的组合。
木质纤维素防腐剂可以是组合物。优选的组合物包括环唑醇和DDAC；环唑醇和BARDAP；戊唑醇和丙环唑；以及类似物。
对能够抑制或防止木材腐烂细菌和木材软腐真菌类、主要是木材软腐真菌如球毛壳菌(Chaetomium globosum)生长的化合物也可以用作防腐剂。这些化合物包括p-肉桂苯酚(p-cumylphenol，PCP)及其盐如p-肉桂苯酚的钠盐、p-肉桂苯酚的乙胺盐，以及含有上述一种或多种木材防腐剂的组合。PCP抑制了木材软腐细菌、子囊菌类(ascomycetes)和不完全真菌类的生长，PCP可以作为抗霉试剂和抗蚁试剂。因此，PCP是特别优选的。PCP表现出对木材的充分效果，其处理量(应用量)约为200～1000克每立方米木材(g/m3)。
此处所述的乳液也含有木材防腐剂中常用的添加剂。例如，石油树脂、松香和蜡可以增强防腐剂如PCP的微生物杀灭剂的活性和稳定性，因而是合适的附加添加剂。
二硝基苯酚、二硝基-氧-甲酚、氯硝基苯酚和公知作为苯酚类微生物木材杀灭剂的类似物不具有对子囊菌类的抗微生物杀灭剂活性，因而不包括在本发明的木材防腐剂中。
含有一种或多种前述防腐剂的混合物也可以使用。一种或多种防腐剂可以有效量抑制木材的生物活性或木质纤维素复合产品中的生物活性，有效量例如约为乳液的0.02wt％～1wt％，优选为乳液的0.1wt％～1wt％；这种量通常约为2～120克每立方尺的木材(g/ft3)(约为70～4240克每立方米(g/m3))和约为12～120克每立方尺的木材(g/ft3)(约为425～4240克每立方米(g/m3))。例如，防腐剂的用量为每立方尺的木材用0.031磅的防腐剂(约500g/m3)。
除了木质纤维素防腐剂，也可以根据需要在防腐剂组合物中加入其它添加剂。例如，可以用耐燃化学品处理木材和木材产品，化学品如如硼酸/硼砂、脒基脲磷酸盐-硼酸、双氰胺磷酸甲醛、二乙基-N，N-双(2-羟乙基)-氨甲基磷酸盐，以及前述添加剂一种或多种的组合。这些耐燃剂容易结合到形成的纳米颗粒中，例如，由聚乙烯基吡啶或聚氯乙烯形成的纳米颗粒。其它可以提高木材和木质产品性能、并可以加入到乳液组合物中的添加剂是抗水剂、染色剂、UV抑制剂、有附着力的催化剂，以及前述添加剂一种或多种的组合。
此处公开了乳液和用这种乳液制备的木质纤维素复合成品。这些乳液有助于提高木质纤维素产品的抗水性，并且不影响产品的生物活性。在一些实施例中，这些乳液可以加入到热的、甚至是沸腾的水中，并且没有乳液的分离和凝化；当室温储藏时，它们是长时间稳定的；它们不需要添加杀菌剂，以及/或可以在室温时是流动的液体。可选择的，这些乳液可以含有防腐剂。而且，此处所述的特定实施例和最佳方式仅仅是为了说明本发明。对于本领域的技术人员来说，相应的改变没有超出本发明的权利要求。

Claims (26)

1、一种乳液，其包括：
含有不可皂化的蜡和皂化蜡的蜡组分，所述的蜡组分占乳液重量的25％～50％，不可皂化的蜡占乳液重量的25％～44％，皂化的蜡占乳液重量的0.5％～5％；
烷基苯酚组分，所述烷基苯酚组分占乳液重量的0.25％～10％，其中所述的烷基苯酚组分含有C20～C42的烷基基团；
分散剂/表面活性剂，所述分散剂/表面活性剂占乳液重量的0.1％～5％，所述的分散剂/表面活性剂含有多萘磺酸盐；
羧甲基纤维素组分，所述羧甲基纤维素组分占乳液重量的0.2％～5％；以及
使乳液组分达到100％的水。
2、权利要求1所述的乳液，其中所述的不可皂化的蜡是松软石蜡、脱油蜡、固体石蜡或其组合。
3、权利要求1所述的乳液，其中所述的皂化蜡是通过可皂化的蜡和氢氧化铵、碱金属氢氧化物或其结合进行反应制得的。
4、权利要求3所述的乳液，其中该乳液中含有的皂化蜡是可皂化的蜡与氢氧化钾或氢氧化钠进行反应制得的。
5、权利要求3所述的乳液，其中该乳液中含有的皂化蜡是可皂化的蜡与氢氧化铵进行反应制得的。
6、权利要求1所述的乳液，其中所述的烷基苯酚组分包含一种烷基苯酚，该烷基苯酚中的平均烷基碳链长和羧甲基纤维素中的碳链长相匹配。
7、一种改善木质纤维素复合产品抗水性的方法，其中该木质纤维素复合成品的制备是通过将木质纤维素材料和粘结剂混合形成混合物、以选定的形态固化该混合物、从而形成复合产品，该方法中包括向上述混合物中加入权利要求1所述的乳液的步骤。
8、权利要求7所述的方法，其中所述的粘结剂含有酚醛树脂；该方法中包括加入占酚醛树脂体积1％的乳液的步骤。
9、一种木质纤维素复合产品，其是通过下述步骤制备的：将木质纤维素材料和粘结剂混合形成混合物；在混合物中加入乳液，其中该乳液中含有包括不可皂化的蜡和皂化蜡的蜡组分、烷基苯酚组分、分散剂/表面活性剂、羧甲基纤维素组分和水；以及以选定的形态固化上述混合物，从而形成复合产品；其中所述的分散剂/表面活性剂含有多萘磺酸盐，其中所述的烷基苯酚组分含有C20～C42的烷基基团。
10、一种处理木材的方法，其中包括：将木材浸泡在乳液中，该乳液中含有包括不可皂化的蜡和皂化蜡的蜡组分、烷基苯酚组分、分散剂/表面活性剂、羧甲基纤维素组分和水；其中所述的分散剂/表面活性剂含有多萘磺酸盐，其中所述的烷基苯酚组分含有C20～C42的烷基基团。
11、权利要求10所述的方法，其中所述的木材是北方的物种；其中所述的乳液含有通过可皂化的蜡和氢氧化铵反应得到的皂化蜡。
12、权利要求10所述的方法，其中所述的不可皂化的蜡占乳液重量的33％～35％，皂化蜡占乳液重量的3％～5％，烷基苯酚组分占乳液重量的0.5％～2.5％；分散剂/表面活性剂占乳液重量的0.5％～2％；以及羧甲基纤维素组分占乳液重量的0.2％～5％。
13、权利要求12所述的方法，其中所述的木材是北方的物种；其中所述的乳液含有通过可皂化的蜡和氢氧化铵反应得到的皂化蜡。
14、权利要求10所述的方法，其中包括：将木材浸入到防腐剂溶液中，该防腐剂溶液含有防腐剂和在载体溶剂中的所述的乳液；从木质纤维素产品中除去载体溶剂。
15、权利要求14所述的方法，其中所述的浸入木材步骤中包括：将木材放置在一空间内；减压该空间；向该空间加入防腐剂溶液，使防腐剂溶液和木材接触；以及再次加压空间。
16、权利要求14所述的方法，其中除去载体溶剂步骤包括将所述空间减压。
17、权利要求14所述的方法，其中所述的防腐剂溶液中含有重量百分比为1％～5％的乳液。
18、权利要求17所述的方法，其中所述的防腐剂溶液中含有重量百分比为1％～2％的乳液。
19、权利要求17所述的方法，其中所述的防腐剂中含有铜的化合物。
20、权利要求19所述的方法，其中所述的防腐剂中含有季铵态铜。
21、一种木材，其含有根据权利要求14所述的方法处理的木材。
22、一种制备乳液的方法，该方法包括：
向单一容器中注入熔融的不可皂化的蜡、可皂化的蜡、烷基苯酚、水、分散剂/表面活性剂、皂化剂和羧甲基纤维素，以形成一混合物，其中所述的分散剂/表面活性剂含有多萘磺酸盐，其中所述的烷基苯酚组分含有C20～C42的烷基基团；以及
加热、搅拌该混合物，使该混合物均匀。
23、权利要求22所述的方法，该方法包括：向单一容器中注入熔化的不可皂化的蜡、可皂化的蜡、烷基苯酚和水形成第一混合物；搅拌第一混合物；加入分散剂/表面活性剂、皂化剂和羧甲基纤维素形成第二混合物；以及加热、搅拌该第二混合物，使该第二混合物均匀。
24、权利要求22所述的方法，该方法进一步包括冷却该乳液至环境温度。
25、权利要求24所述的方法，该方法中冷却乳液的过程有两个放热过程。
26、权利要求22所述的方法，其中包括使烷基苯酚组分的碳链长和羧甲基纤维素的碳链长相匹配的步骤。
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