CN102952409B - 一种人造板用防水、防霉剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人造板用防水、防霉剂及其制备方法，该防水、防霉剂包括由石蜡、硬脂酸和十二烷基-α-D-葡萄糖苷组成的胶囊核以及由高分子化合物明胶和壳聚糖组成的胶囊壳。制备方法是将具有防水性能的物质熔化后，在表面活性剂十二烷基-α-D-葡萄糖苷的作用下，以纳米粒的状态分散在热的明胶、壳聚糖水溶液中，通过调节pH值和快速冷却，明胶和壳聚糖凝聚成薄膜包覆在具有防水防霉性能物质的纳米粒上，形成纳米胶囊。本发明制备的防水、防霉剂能降低人造板的瞬时吸水速度，提高人造板的防水防霉性能，提高板材的内结合强度，提高产品质量并且可以节约成本20％以上。

Description

一种人造板用防水、防霉剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种人造板板用添加剂及其制备方法，特别涉及一种人造板用防水、防霉添加剂及其制备方法。

背景技术

木质纤维板是以木质纤维为原料施加脲醛树脂或其他合成树脂在加热加压条件下压制而成的一种板材。可以加入其他合适的添加剂以改良板材的特性。密度在0.65g/cm³-0.8g/cm³之间的木质纤维板称为中密度纤维板，密度在0.8g/cm³以上的木质纤维板称为高密度纤维板，木质纤维板的厚度在1.5mm以上。一般中密度纤维板主要用于制造家具和门板基材等，高密度纤维板主要用作地板基材等，最后还要经过饰面加工，制成地板、门板等。

目前中/高密度纤维板生产主要过程是先将小径树木、枝桠等切片，木片通过热磨机分离成木质纤维，木质纤维进入干燥机进行干燥，同时把合成树脂胶粘剂(目前主要使用脲醛树脂胶粘剂)均匀喷在木质纤维上，经施胶和干燥后的木质纤维进入铺装机，铺装成板坯，板坯经传送带进入热压机，在加热加压条件下压制成毛坯板，然后根据用途锯切成规定尺寸的板材，再通过砂光机将板面砂光成为砂光板，根据需要可进行饰面加工(也称为二次加工)。例如在砂光板上铺装三聚氰胺甲醛树脂浸渍纸再热压固化成为装饰的木质纤维板地板(一般称为强化地板)和装饰的木质纤维板门板等。

由于木质纤维板极易吸水，脲醛树脂胶防水性差，所以毛坯板和砂光板浸水后会膨胀。夏季气温高、湿度大时容易发霉。为了解决浸水、吸潮膨胀的问题，所以生产厂家在生产过程中需要使用防水剂，但是纤维板吸潮霉变问题没有得到很好的解决。目前纤维板常用的防水剂是石蜡乳状液或熔融石蜡。

石蜡乳状液是石蜡在水中的分散液，是石蜡在表面活性剂的作用下，分散在水中形成的水包油(O/W)型乳状液，石蜡是分散相，水是连续相。石蜡乳状液常用的表面活性剂为阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂，阴离子型表面活性剂主要有脂肪酸铵盐，如油酸铵、硬酯酸铵、月桂酸铵等；非离子型表面活性剂主要有脂肪醇聚氧乙烯醚(商品名：平平加)、失水山梨醇脂肪酸酯(商品名：斯盘)、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯(商品名：吐温)，可以单独用一种表面活性剂，也可以将两种或两种以上表面活性剂混合使用。表面活性剂的用量约占乳状液总重量的3-10％，一般石蜡乳状液是水包油(O/W)型乳状液，多用水溶性表面活性剂，由于水溶性表面活性剂易溶于水，因此加有石蜡乳状液防水剂的中/高密度纤维板板面瞬时吸水速度极快，瞬时防水效果较差，体现在2小时浸水厚度膨胀率较大。瞬时吸水速度过快会影响到地板基材、门板基材等产品的饰面加工(二次加工)及最终使用。

熔融石蜡是把固体石蜡加热熔化后，施加在热磨机中的木质纤维上，使木质纤维具有防水性能。石蜡乳状液是在木质纤维进入干燥机时施加在木质纤维上，使木质纤维具有防水性能。使用熔融石蜡作防水剂的纤维板，板面瞬时吸水速度较慢，瞬时防水效果较好，但是使用过程中石蜡需加热熔化，熔化时间长、能耗高、石蜡用量大，使用不方便而且成本较高。

为了解决纤维板的瞬时吸水速度快，2小时浸水厚度膨胀率较大和容易发霉的问题，申请人进行了多方面、多角度的在先研究，如专利号为ZL00251197.5实用新型专利公开了木质人造板用防水、防潮、防霉微胶囊产品，仅公开了呈球形或圆棒形的防水、防霉微胶囊的结构，没有具体公开防水、防霉胶囊中原料的组成、配方和防水防霉剂的制备工艺方法。而且该种结构的微胶囊产品因颗粒较小，容易聚团、粘连，分散性差，在人造板的制备过程中容易析出且分散不均匀。该结构的微胶囊在木质刨花板中应用效果显著，但在木质中/高密度纤维板中很难应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种人造板用纳米防水、防霉剂及其制备方法，该防水、防霉剂为固体粉末状，不含水，与人造板用纤维具有极强的吸附性，结构稳定，能大幅提高人造板的防水、防潮、防霉性能，提高产品质量，节省原料，降低能耗，显著提高生产厂家经济效益。

为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种人造板用防水、防霉剂，包括具有防水、防霉作用的胶囊核和包裹胶囊核的胶囊壳.

其中，所述的胶囊核由原料石蜡、硬脂酸、聚二甲基硅氧烷和十二烷基-α-D-葡萄糖苷组成；所述胶囊壳由原料明胶、壳聚糖组成。

特别是，所述原料的重量份配比为：

其中，所述原料的重量份配比优选为：

特别是，所述原料的重量份配比进一步优选为：

其中，十二烷基-α-D-葡萄糖苷是非离子型表面活性剂，具有优良的乳化分散性能，具有杀菌防霉功能。籍助真空高速搅拌机在水中分散成纳米粒状态。

特别是，所述胶囊壳还包括交联剂二异氰酸酯，所述交联剂二异氰酸酯的重量份为0.05-0.25。

特别是，所述的交联剂选择甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种，优选为甲苯二异氰酸酯，进一步优选为2，4-甲苯二异氰酸酯或2，4-甲苯二异氰酸酯和2，6-甲苯二异氰酸酯的混合物。

尤其是，所述2，4-甲苯二异氰酸酯和2，6-甲苯二异氰酸酯的混合物中2，4-甲苯二异氰酸酯异构体含量为80±2％，2，6-甲苯二异氰酸酯异构体含量为20±2％的混合物或2，4-甲苯二异氰酸酯异构体含量为65±2％，2，6-甲苯二异氰酸酯异构体含量为35±2％的混合物。

其中，明胶是由牛、羊、猪皮经石灰等碱性物质处理所得的蛋白质类高分子化合物，其等电点在pH4.8-5.1，分子量50000-60000；明胶不溶于冷水，能溶于40℃以上的热水；具有良好的成膜性，常用作微胶囊胶囊壳；其分子中含有羟基、氨基、酰胺基等基团，可与二异氰酸酯反应，增加胶囊壳的强度。

壳聚糖，别名：脱乙酰基甲壳素，学名：聚-2-氨基-2-脱氧β，D-1，4-葡聚糖，壳聚糖是由甲壳素脱乙酰基反应生成的，脱乙酰度为70-90％，分子量40000-100000；壳聚糖不溶于水，不溶于碱性水溶液，可溶于pH＜6.2的弱酸性水溶液中；壳聚糖具有抗菌性，对黑曲霉、寄生曲霉及黄曲霉有抑制作用；壳聚糖有良好的成模性，所形成的膜的机械强度和化学稳定性好，具有耐热、耐碱、不易潮解等特性；而且其分子中含有的氨基与二异氰酸酯反应，增加胶囊壳的强度。

二异氰酸酯能与胶囊壳中的羟基、氨基、酰胺基反应，使胶囊壳交联，称为胶囊壳的交联剂，起交联反应后的胶囊壳强度更好。

本发明另一方面提供一种上述人造板用防水、防霉剂的制备方法，包括如下顺序进行的步骤：

1)制备胶囊核纳米乳液

首先将明胶、十二烷基-α-D-葡萄糖苷加入到水中，混匀，制成明胶-表面活性剂溶液；然后将加热熔化混匀的石蜡、硬脂酸、聚二甲基硅氧烷混合物加入明胶-表面活性剂溶液中进行乳化处理，制成胶囊核纳米乳液；

2)混合、冷却处理

将壳聚糖加入到醋酸溶液中，溶解，制成壳聚糖溶液；向胶囊核纳米乳液中加入壳聚糖溶液，搅拌混合均匀后，进行冷却处理，制得冷却液；

3)过滤、干燥处理

向冷却液中加入碱性溶液，调节冷却液的pH为6.5-7后，进行过滤、干燥处理，即得。

其中，步骤1)中所述明胶与水的重量份配比为0.6-3∶50，优选为2-3∶50，进一步优选为2-2.5∶50；十二烷基-α-D-葡萄糖苷与水的重量份配比为0.5-2∶50，优选为0.5-1.5∶50，进一步优选为0.5-1∶50；所述水的温度为70-80℃。

其中，步骤1)中所述石蜡、硬脂酸、聚二甲基硅氧烷混合物是石蜡、硬脂酸、聚二甲基硅氧烷在加热温度为70-80℃下熔化后混合均匀得到熔融混合物。

特别是，所述加热温度优选为75-80℃。

其中，步骤1)中所述乳化处理过程中乳化温度为70-80℃，绝对压力为60-86kPa。

特别是，乳化处理过程中搅拌速率为10000-20000rpm，优选为10000-15000rpm；乳化时间为10-20min。

尤其是，所述乳化处理是将所述明胶-表面活性剂溶液加入到真空高速乳化机中，在转速为10000-20000rpm的转速下加入所述的加热熔化混合均匀的石蜡、硬脂酸、聚二甲基硅氧烷混合物，搅拌10-20min，制成胶囊核纳米乳液。

其中，步骤2)中所述壳聚糖与醋酸溶液的重量份配比为0.6-3∶50；所述醋酸溶液的质量百分比浓度为3-4％。

特别是，所述壳聚糖与醋酸溶液的重量份配比优选为2-3∶50，进一步优选为2-2.5∶50。

其中，步骤2)中所述搅拌混合的搅拌速率为10000-20000rpm，优选为10000-15000rpm，搅拌时间为5-10min；所述冷却处理后冷却液的温度降低至10℃以下，优选为5-10℃；冷却处理时间为2-5min。

特别是，冷却处理时间优选为2-3min；冷却速率为15-38℃/min，优选为20-35℃/min，进一步优选为20-35℃/min。

其中，步骤3)中所述碱性溶液为质量百分比浓度为9-11％的氢氧化钠溶液；所述pH值优选为7；在所述干燥处理过程中干燥温度30-40℃，绝对压力为60-70kPa。

本发明又一方面提供一种人造板用防水、防霉剂的制备方法，包括如下顺序进行的步骤：

1)按照如下重量份配比准备原料

2)制备胶囊核纳米乳液

首先将明胶、十二烷基-α-D-葡萄糖苷加入到水中，混匀，制成明胶-表面活性剂溶液；然后将石蜡、硬脂酸、聚二甲基硅氧烷混合物加入明胶-表面活性剂溶液中进行乳化处理，制成胶囊核纳米乳液；

3)混合、冷却

将壳聚糖加入到醋酸溶液中，溶解，制成壳聚糖溶液；向胶囊核纳米乳液中加入壳聚糖溶液，搅拌混合均匀后，进行冷却处理，制得冷却液；

4)交联反应

向冷却液中加入碱性溶液，调节冷却液的pH为6.5-7后，接着加入交联剂，搅拌，进行交联反应；

5)过滤、干燥

对交联反应物进行过滤、干燥处理，即得。

其中，步骤1)中所述原料的重量份配比优选为：

特别是，所述原料的重量份配比进一步优选为：

其中，所述交联剂选择二异氰酸酯。

特别是，所述交联剂选择甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种，优选为甲苯二异氰酸酯，进一步优选为2，4-甲苯二异氰酸酯或2，4-甲苯二异氰酸酯和2，6-甲苯二异氰酸酯的混合物。

尤其是，所述2，4-甲苯二异氰酸酯和2，6-甲苯二异氰酸酯的混合物中2，4-甲苯二异氰酸酯异构体含量为80±2％，2，6-甲苯二异氰酸酯异构体含量为20±2％的混合物或2，4-甲苯二异氰酸酯异构体含量为65±2％，2，6-甲苯二异氰酸酯异构体含量为35±2％的混合物。

其中，步骤2)中所述明胶与水的重量份配比为0.6-3∶50，优选为2-3∶50，进一步优选为2-2.5∶50；十二烷基-α-D-葡萄糖苷与水的重量份配比为0.5-2∶50，优选为0.5-1.5∶50，进一步优选为0.5-1∶50；所述水的温度为70-80℃。

其中，步骤2)中所述石蜡、硬脂酸、聚二甲基硅氧烷混合物是石蜡、硬脂酸、聚二甲基硅氧烷在加热温度为70-80℃下熔化后混合均匀得到熔融混合物。

特别是，所述加热温度优选为75-80℃。

其中，步骤2)中所述乳化处理过程中乳化温度为70-80℃，绝对压力为60-86kPa。

特别是，乳化处理过程中搅拌速率为10000-20000rpm，优选为10000-15000rpm；乳化时间为10-20min。

尤其是，所述乳化处理是将所述明胶-表面活性剂溶液加入到真空高速乳化机中，在转速为10000-20000rpm的转速下加入所述的加热熔化混合均匀的石蜡、硬脂酸、聚二甲基硅氧烷混合物，搅拌10-20min，制成胶囊核纳米乳液。

其中，步骤3)中所述壳聚糖与醋酸溶液的重量份配比为0.6-3∶50；所述醋酸溶液的质量百分比浓度为3-4％。

特别是，所述壳聚糖与醋酸溶液的重量份配比优选为2-3∶50，进一步优选为2-2.5∶50。

其中，步骤3)中所述搅拌混合的搅拌速率为10000-20000rpm，优选为10000-15000rpm，搅拌时间为5-10min；所述冷却处理后冷却液的温度降低至10℃以下，优选为5-10℃；冷却处理时间为2-5min。

特别是，冷却处理时间优选为2-3min；冷却速率为15-38℃/min，优选为20-35℃/min，进一步优选为20-35℃/min。

其中，步骤4)中所述碱性溶液为质量百分比浓度为9-11％的氢氧化钠溶液；所述pH值优选为7；所述交联反应过程中，搅拌速率为50-100rpm；交联反应时间为5-15min。

其中，步骤5)中所述干燥处理过程中干燥温度30-40℃，绝对压力为60-70kPa。

本发明的人造板用纳米胶囊防水防霉剂的优点如下：

1、本发明的防水防霉纳米胶囊剂其粒子尺寸小，为纳米级，粒径大小为0.1～0.5μm，≤粒径0.2μm粒子占80％以上，因而能更均匀的分布在木质纤维的表面，用较小的用量就能显著的提高人造板的防水防霉性能。

2、本发明的纳米胶囊防水防霉剂，其囊心是由几种具有防水性能的原料组成，因此防水综合性能较好。

3、本发明的防水防霉纳米胶囊剂的防霉性能显著，按照《中华人民共和国国家标准》GB/T 18261-2000<防霉剂防治木材霉菌及蓝变菌的试验方法>，检验中/高密度纤维板的防霉性能，培养4周后试样表面试菌感染面积小于10％。

4、本发明的防水防霉纳米胶囊剂的胶囊壳是由两种高分子化合物明胶和壳聚糖组成，因为明胶具有热水能溶冷水不溶的特性，因此利用温度变化使明胶包覆在防水防霉剂的纳米粒上；而壳聚糖能溶于pH6.2以下的弱酸性水溶液中，不溶于pH6.2以上的中性和碱性水溶液中，因此通过调节混合液的pH值高于6.2，使壳聚糖包覆在防水防霉剂的纳米粒的外面，形成纳米胶囊。

5、本发明的防水防霉纳米胶囊剂使用二异氰酸酯作胶囊壳的交联剂，二异氰酸酯与胶囊壳上的羟基氨基酰胺基发生交联反应，增加胶囊壳的强度，制成粉状的纳米胶囊，便于运输。

6、添加了本发明防水防霉纳米胶囊剂制备的纤维板的力学性能达到国家标准，制成的纤维板2小时吸水厚度膨胀率小于1.49％；24小时吸水厚度膨胀率小于8.5％；静曲强度高，可达到45.2MPa以上；内结合强度高，可达到1.70MPa以上。

7、使用本发明防水防霉纳米胶囊剂制备防水防霉人造板成本低，在制备的力学性能相同的人造板时，与以熔融石蜡为人造板防水剂相比，每立方米纤维板可节约成本20％以上。

8、使用本发明的人造板用防水防霉纳米胶囊剂可提高人造板的防水防霉性能，节省原料，降低能耗，可显著提高纤维板生产厂家的经济效益。

具体实施方式

本发明实施例使用的原料石蜡购自北京燕山石化集团公司，其熔点为56℃-58℃；硬脂酸又称十八烷酸，购自南京油脂化工厂，其凝固点54℃-57℃；聚二甲基硅氧烷购自四川晨光化工研究院，其运动粘度(25℃)为9000-10000mm²/s；明胶购自山东青岛明胶厂，其等电点为PH4.8-5.1，分子量为50000-60000；壳聚糖购自广东南星甲壳素公司，其脱乙酰度为80-90％，分子量为60000-70000；十二烷基-α-D-葡萄糖苷购自HenKel International GmbH(德国)，为淡黄色膏体，其pH值为7；甲苯二异氰酸酯(80/20型)购自甘肃银光化学工业公司，其中：2，4-甲苯二异氰酸酯异构体含量为80±2％，2，6-甲苯二异氰酸酯异构体含量为20±2％，凝固点为12.5-14.5℃。

本发明中交联剂除了80/20型甲苯二异氰酸酯之外，其他纯2，4-甲苯二异氰酸酯、65/35型甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯等二异氰酸酯均适用于本发明。

实施例1

1、按照如下重量准备原料(×100g)

2、将胶囊核原料石蜡、硬脂酸和聚二甲基硅氧烷混合后加热至70-80℃，熔化，混合均匀，制得熔融状态的胶囊核预处理料。

3、将胶囊壳原料之一的明胶和具有表面活性剂作用的十二烷基-α-D-葡萄糖苷加入到70℃去离子水中，搅拌溶解均匀，制成明胶-表面活性剂溶液，备用，其中，明胶与去离子水的重量之比为2∶50，十二烷基-α-D-葡萄糖苷与去离子水的重量之比为0.5∶50。

4、将胶囊壳原料之一的壳聚糖加入到醋酸溶液中，搅拌、溶解、混匀，制成壳聚糖-醋酸溶液，其中，醋酸溶液的质量百分比浓度为3％，壳聚糖与醋酸溶液的重量之比为2∶50。

5、将明胶-表面活性剂溶液加入到真空高速乳化机(TOKUSHV KIKA KOGYO CO.LTD，日本)中，在高速搅拌状态下加入胶囊核预处理料，进行乳化处理，制成胶囊核纳米乳液，其中，控制乳化处理过程中的搅拌速率为15000rpm，温度为70℃，绝对压力为60KPa，搅拌乳化时间为10min。

6、向真空高速乳化机中的胶囊核纳米乳液中加入壳聚糖-醋酸溶液，搅拌混匀，其中，搅拌速率为15000rpm，搅拌温度为70℃，搅拌过程中的绝对压力为60KPa，搅拌5min后将混合物料通过冷冻机(深圳市德尔制冷设备有限公司)进行冷却降温处理，在3min之内将乳化混合液的温度降低至10℃，冷却降温速率为20℃/min。

7、向冷却后的混合物料中加入质量百分比浓度为10％的氢氧化钠溶液，调节混合物料的pH为7，然后进行超滤膜过滤，滤渣进行真空干燥，其中干燥温度为30℃，绝对压力为60KPa，干燥至含水率低于8％的粉状防水防霉剂。

采用激光粒度仪测定制得的防水、防霉剂的粒径，测定结果如下：纳米胶囊的粒径在0.1～0.5μm范围内，其中：粒径≤0.2μm的粒子占87％，达到80％以上。

实施例2

1、按照如下重量准备原料(×100g)

除了步骤3中去离子水的温度为80℃，明胶与去离子水的重量之比为0.6∶50；步骤4中壳聚糖与醋酸溶液的重量之比为2.5∶50；步骤5中所述转速为10000rpm，乳化温度为75℃，绝对压力为86KPa，乳化时间为20min；步骤6中所述搅拌速率为10000rpm，温度为75℃，绝对压力为86KPa，搅拌时间为10min，冷却后温度为5℃，冷却降温速率为23.3℃/min；步骤7中所述氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为9％之外，其余与实施例1相同，制备得到的防水、防霉胶囊纳米胶囊分散液采用激光粒度仪测定制得的防水、防霉胶囊的粒径，测定结果如下：纳米胶囊的粒径在0.1～0.5μm范围内，其中：粒径≤0.2μm的粒子占85％，达到80％以上。

实施例3

1、按照如下重量准备原料(×100g)

除了步骤3中明胶与去离子水的重量之比为2.5∶50，十二烷基-α-D-葡萄糖苷与去离子水的重量之比为2∶50；步骤4中醋酸溶液的质量百分比浓度为4％；步骤5中所述转速为20000rpm，乳化温度为80℃，绝对压力为70KPa；步骤6中搅拌速率为20000rpm，温度为80℃，绝对压力为70KPa，冷却后温度为10℃，冷却降温时间为2min，冷却降温速率为35℃/min；步骤7中所述氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为11％之外，其余与实施例1相同，制备得到的防水、防霉胶囊纳米胶囊分散液采用激光粒度仪测定制得的防水、防霉胶囊的粒径，测定结果如下：纳米胶囊的粒径在0.1～0.5μm范围内，其中：粒径≤0.2μm的粒子占86％，达到80％以上。

实施例4

1、按照如下重量准备原料(×100g)

2、将胶囊核原料石蜡、硬脂酸和聚二甲基硅氧烷混合后加热至75-80℃，熔化，混合均匀，制得熔融状态的胶囊核预处理料。

3、将胶囊壳原料之一的明胶和具有表面活性剂作用的十二烷基-α-D-葡萄糖苷加入到70℃去离子水中，搅拌溶解均匀，制成明胶-表面活性剂溶液，备用，其中，明胶与去离子水的重量之比为2.5∶50，十二烷基-α-D-葡萄糖苷与去离子水的重量之比为0.5∶50。

4、将胶囊壳原料之一的壳聚糖加入到醋酸溶液中，搅拌、溶解均匀，制成壳聚糖-醋酸溶液，其中，醋酸溶液的质量百分比浓度为3％，壳聚糖与醋酸溶液的重量之比为2.5∶50。

5、将明胶-表面活性剂溶液加入到真空高速乳化机中，在高速搅拌状态下加入胶囊核预处理料，进行乳化处理，制成胶囊核纳米乳液，其中，控制乳化处理过程中的搅拌速率为20000rpm温度为70℃，绝对压力为86kPa，搅拌乳化时间为10min。

6、向真空高速乳化机中的胶囊核纳米乳液中加入壳聚糖-醋酸溶液，搅拌混匀，其中，搅拌速率为20000rpm，搅拌温度为70℃，绝对压力为86KPa，搅拌5min后将混合物料通过冷冻机进行热交换，冷却降温处理，在2min之内将温度降低至10℃，冷却降温速率为30℃/min。

7、向冷却后的混合物料中加入质量百分比浓度为10％的氢氧化钠溶液，调节混合物料的pH为7，即得防水、防霉胶囊分散液。

8、将交联剂甲苯二异氰酸酯加入到防水、防霉胶囊纳米胶囊分散液中，搅拌10min，使得甲苯二异氰酸酯与纳米胶囊胶囊壳上的氨基酰胺基反应，进一步加强胶囊壳的强度，其中搅拌速率为100rpm。

9、超滤膜过滤后进行真空干燥，其中干燥温度为30℃，绝对压力为60KPa，干燥至含水率低于8％的粉状防水防霉剂。

采用激光粒度仪测定制得的防水、防霉胶囊的粒径，测定结果如下：纳米胶囊的粒径在0.1～0.5μm范围内，其中：粒径≤0.2μm的粒子占81％，达到80％以上。

实施例5

1、按照如下重量准备原料(×100g)

除了步骤3中去离子水的温度为80℃，十二烷基-α-D-葡萄糖苷与去离子水的重量之比为2∶50；步骤4中醋酸溶液的质量百分比浓度为4％；步骤5中所述搅拌转速为10000rpm，乳化温度为75℃，绝对压力为75KPa，乳化时间为20min；步骤6中所述搅拌速率为10000rpm，温度为75℃，绝对压力为75KPa，搅拌时间为10min，冷却后温度为5℃，冷却降温时间为2min，冷却降温速率为35℃/min；步骤7中所述氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为9％；步骤8中所述搅拌速度为50rpm，搅拌时间为15min；步骤9中的干燥温度为40℃，绝对压力为70KPa之外，其余与实施例4相同，制备得到的防水、防霉胶囊纳米胶囊分散液采用激光粒度仪测定制得的防水、防霉胶囊的粒径，测定结果如下：纳米胶囊的粒径在0.1～0.5μm范围内，其中：粒径≤0.2μm的粒子占82％，达到80％以上。

实施例6

1、按照如下重量准备原料(×100g)

除了步骤3中去离子水的温度为75℃，明胶与去离子水的重量之比为2∶50，十二烷基-α-D-葡萄糖苷与去离子水的重量之比为1.5∶50；步骤4中醋酸溶液的质量百分比浓度为4％，壳聚糖与醋酸溶液的重量之比为3∶50；步骤5中所述搅拌转速为15000rpm，乳化温度为80℃，绝对压力为85KPa，乳化时间为20分钟；步骤6中所述搅拌速率为15000rpm，温度为80℃，绝对压力为85KPa，搅拌时间为5min，冷却后的温度为5℃，冷却降温时间为5min，冷却降温速率为15℃/min；步骤8中所述搅拌速度为50rpm，搅拌时间为15min之外，其余与实施例4相同，制备得到的防水、防霉胶囊纳米胶囊分散液采用激光粒度仪测定制得的防水、防霉胶囊的粒径，测定结果如下：纳米胶囊的粒径在0.1～0.5μm范围内，其中：粒径≤0.2μm粒子占81％，达到80％以上。

实施例7

1、按照如下重量准备原料(×100g)

除了步骤2中石蜡和硬脂酸混合加热至70-80℃，熔化，制得熔融状态的胶囊核预处理料；步骤3中去离子水的温度为75℃，明胶与去离子水的重量之比为3∶50，十二烷基-α-D-葡萄糖苷与去离子水的重量之比为1∶50；步骤4中壳聚糖与醋酸溶液的重量之比为2∶50；步骤5中所述乳化温度为75℃，绝对压力为70KPa；步骤6中所述搅拌温度为75℃，绝对压力为70KPa，冷却后温度为10℃，冷却降温时间为2min，冷却降温速率为32.5℃/min；步骤7中所述氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为11％；步骤8中所述搅拌时间为15min；步骤9中干燥温度为40℃之外，其余与实施例4相同，制备得到的防水、防霉胶囊纳米胶囊分散液采用激光粒度仪测定制得的防水、防霉胶囊的粒径，测定结果如下：纳米胶囊的粒径在0.1～0.5μm范围内，其中：粒径≤0.2μm的粒子占82％，达到80％以上。

实施例8

1、按照如下重量准备原料(×100g)

除了步骤3中明胶与去离子水的重量之比为2∶50，十二烷基-α-D-葡萄糖苷与去离子水的重量之比为1∶50；步骤4中壳聚糖与醋酸溶液的重量之比为0.6∶50；步骤5中所述乳化时间为15min，绝对压力为60KPa；步骤6中所述搅拌时间为10min，绝对压力为60KPa，冷却后的温度为5℃，冷却降温时间为3min，冷却降温速率为21.7℃/min；步骤9中干燥的绝对压力为70KPa之外，其余与实施例4相同，制备得到的防水、防霉剂采用激光粒度仪测定其粒径，测定结果如下：纳米胶囊的粒径在0.1～0.5μm范围内，其中：粒径≤0.2μm的粒子占82％，达到80％以上。

对照例1

以市售人造板用石蜡乳液(广西三威林产工业有限公司)，作为对照例1。

对照例2

以熔融的石蜡作为对照例2。

试验例1制备中密度纤维板

分别以本发明实施例1-8制备的防水、防霉剂和对照例1的石蜡乳液、对照例2的熔融的石蜡为添加剂，制备18mm厚的中密度纤维板，具体制备工艺步骤和工艺参数如下：

1、施胶

将木片从热磨机制得的木质纤维送入蒸气干燥管道进行干燥，在纤维干燥过程中将实施例1-8制备防水防霉剂和对照例1的石蜡乳液、对照例2的熔融的石蜡分别连续加入到木质纤维中，其中，每1立方米的纤维板中分别添加实施例1-8制备的防水防霉剂的固体重量为2.5kg(使用时配置为50％固含量的悬浮液使用)，添加的对照例1的石蜡乳液的固体重量为2.5kg，添加的熔融石蜡的重量为5kg；同时加入固含量为52％的脲醛树脂胶，在干燥管道内，木质纤维与防水防霉纳米胶囊剂、石蜡乳液、熔融石蜡及脲醛树脂胶混合均匀，并干燥成含水率8-9％的混合物料。

2、铺装

用铺装机分别将混合物料制成板坯。

3、热压

分别对板坯进行热压处理，热压温度为180-220℃，热压面压力为4MPa，热压时间为15-20s/mm，制成18mm厚的中密度纤维板。

以不添加任何防水、防霉添加剂的木质纤维和脲醛树脂胶混合均匀制成的18mm厚中密度纤维板为空白对照例。

4、对制备的中密度纤维板进行力学性能测试

按照中华人民共和国国家标准GB/T 11718-2009《中密度纤维板》检验制备的中密度纤维板的物理力学性能方法检测制备的中密度纤维板，检测结果见表1。

表1中密度纤维板物理力学性能

检测结果表明：

1)采用本发明方法制备的防水、防霉剂用作人造板(中密度纤维板)的防水材料时，人造板的力学性能好，强度高。静曲强度、内结合强度性能指标优于添加了传统的石蜡乳液和石蜡的人造板的性能，添加本发明防水、防霉剂生产的人造板的力学性能不但没有下降，反而还有提高，静曲强度提高到45.2-46.9MPa；内结合强度高，达到1.71-1.79MPa，符合中华人民共和国国家标准GB/T 11718-2009《中密度纤维板》要求，达到A类一等品人造板标准，这不同于一般的单纯为提高人造板防水、防霉性能而使得其力学性能有所降低的普通防水添加剂。

2)添加本发明防水、防霉剂制备的人造板的防水性能提高，人造板的尺寸稳定性高，2小时吸水厚度膨胀率≤1.49％；24小时吸水厚度膨胀率≤8.5％。

3)在防水材料使用量相同的情况下，添加了本发明的防水、防霉剂制备的人造板的防水性能显著优于添加传统的石蜡乳液生产的人造板的防水性能，添加传统的石蜡乳液后生产的人造板2小时吸水厚度膨胀率为2.47％，24小时吸水厚度膨胀率为10.6％，显著高于本发明的吸水膨胀率，而且添加本发明防水、防霉剂后生产的人造板的力学性能显著优于添加传统石蜡乳液的人造板，添加传统石蜡乳液生产的人造板的内结合强度、静曲强度有所降低。

4)在防水性能相似的情况下，添加了本发明的防水、防霉剂制备的人造板的防水性能与传统添加石蜡的防水性能相似，但是制备的人造板的力学性能方面，添加本发明防水、防霉剂后生产的人造板的力学性能显著优于传统添加石蜡的人造板，传统添加石蜡生产的人造板的内结合强度、静曲强度较不添加任何添加剂的人造板的力学性能稍有下降。

5)在保证制备的人造板力学性能相似或相同的情况下，本发明的防水、防霉胶囊剂用量显著低于传统熔融石蜡的用量，约为传统石蜡用量的1/2，本发明的防水、防霉剂的成本在16000元/吨左右(使用时配置为50％固含量的悬浮液使用，成本为8000元/吨左右)，而石蜡的价格在10000元/吨左右，本发明的防水、防霉剂能有效地降低人造板的生产成本20％以上。

试验例2防霉性能测试

按照中华人民共和国国家标准GB/T 18261-2000《防霉剂防治木材霉菌及蓝变菌的试验方法》，对试验例1制备的中密度纤维板进行防霉性能检验，其中，接种的霉菌为黑曲霉、桔青霉、绿色木霉，纤维板接种霉菌，培养4周后测定纤维板表面感染面积，测定结果见表2。

表2中密度纤维板防霉性能

	试样表面试菌感染面积
		实施例1	小于1/10
实施例2	小于1/10
		实施例3	小于1/10
实施例4	小于1/10
		实施例5	小于1/10
实施例6	小于1/10
		实施例7	小于1/10
实施例8	小于1/10
		对照例1	大于9/10
对照例2	大于9/10
		空白对照	全部感染

测试结果表明使用本发明的防水防霉胶囊剂的防霉效果显著，对霉菌的抑制率达到90％以上。

Claims (7)

1.一种人造板用防水、防霉剂，其特征是包括具有防水、防霉作用的胶囊核和包裹胶囊核的胶囊壳；所述的胶囊核由原料石蜡、硬脂酸、聚二甲基硅氧烷和十二烷基-α-D-葡萄糖苷组成；所述胶囊壳由原料明胶、壳聚糖组成；

其中，所述原料的重量份配比如下：

2.如权利要求1所述的防水、防霉剂，其特征是所述胶囊壳还包括交联剂二异氰酸酯，其重量份为0.05-0.25。

3.如权利要求1所述的人造板用防水、防霉剂的制备方法，其特征是包括如下步骤：

1)制备胶囊核纳米乳液

首先将明胶、十二烷基-α-D-葡萄糖苷加入到水中，混匀，制成明胶-表面活性剂溶液；然后将石蜡、硬脂酸、聚二甲基硅氧烷混合物加入明胶-表面活性剂溶液中进行乳化处理，制成胶囊核纳米乳液；

2)混合、冷却处理

将壳聚糖与醋酸溶液混合，制成壳聚糖溶液；向胶囊核纳米乳液中加入壳聚糖溶液，搅拌均匀后，进行冷却处理，制得冷却液；

3)过滤、干燥处理

向冷却液中加入碱性溶液，调节冷却液的pH为6.5-7后，进行过滤、干燥处理，即得。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征是步骤1)中所述明胶与水的重量份配比为0.6-3：50。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征是步骤1)中乳化处理过程中乳化温度为70-80℃，绝对压力为60-86kPa。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征是步骤2)中所述壳聚糖与醋酸溶液的重量份配比为0.6-3：50。

7.一种人造板用防水、防霉剂的制备方法，其特征是包括如下顺序进行的步骤：

1)按照如下重量份配比准备原料

2)制备胶囊核纳米乳液

首先将明胶、十二烷基-α-D-葡萄糖苷加入到水中，混匀，制成明胶-表面活性剂溶液；然后将石蜡、硬脂酸、聚二甲基硅氧烷混合物加入明胶-表面活性剂溶液中进行乳化处理，制成胶囊核纳米乳液；

3)混合、冷却

将壳聚糖与醋酸溶液混合，制成壳聚糖溶液；向胶囊核纳米乳液中加入壳聚糖溶液，搅拌均匀后，进行冷却处理，制得冷却液；

4)交联反应

向冷却液中加入碱性溶液，调节冷却液的pH为6.5-7后，接着加入交联剂，搅拌，进行交联反应；

5)过滤、干燥

对交联反应物进行过滤、干燥处理，即得。