CN104802261A - 一种木材增强阻燃改性液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及木材改性技术领域，具体涉及一种木材增强阻燃改性液及其制备方法，包括如下重量份的原料：三聚氰胺改性脲醛树脂10-30份、糊精4-8份、纳米改性剂1-5份、阻燃剂1-3份、助剂1-5份、水60-100份。本发明的改性液可以提高木材的强度和阻燃性能，且改性后的木材防腐、防虫蛀、防霉变、防水、防变形和防开裂性能得到大幅度提升；其密度、硬度、抗弯强度和弹性模量均较好，可以提升木材的使用性能和延长木材的使用寿命；还具有隔热绝缘、调温和调湿等自然属性，色泽鲜艳、明亮，物理条纹立体感强，板材颜色通透自然。
Description
技术领域
本发明涉及木材改性技术领域，具体涉及一种木材增强阻燃改性液及其制备方法。
背景技术
随着国家经济建设的发展及人民生活水平的提高，人们对木材的需求量越来越大。而天然林保护工程的实施，使得木材供求矛盾更加突出。为缓解供需矛盾，我国已营造了大面积的工业人工林。人工林木材虽然有速生丰产等优点，但是人工速生林木材的物理力学性能较差，密度低，材质松软，易产生干缩变形。
为了拓展人工林木材的应用范围，提高人工林木材的经济价值，人们用各种方法对人工速生林木材进行改性。目前研究较多的是采用热固性树脂对木材进行浸渍处理，热固性合成树脂在固化后耐水性强，不流失，而且强度高，受热不软化，适用于浸渍木材。用于浸渍木材的合成树脂必须具有粘度低的特点，否则无法对木材进行充分浸渍。聚合度的高低是决定树脂浸渍处理效果好坏的主要因素，所以应采用低聚合度的初期树脂。目前已有许多不同类型的树脂能成功地在木材内部聚合，如酚醛树脂（PF）、脲醛树脂（UF）、三聚氰胺甲醛（MF）以及异氰酸酯等。具体的浸渍处理方式是将木材浸渍在水溶性低分子量的树脂溶液中，树脂扩散进入木材细胞中并使木材增容，经干燥除去水分，树脂由于加热而固化，生成不溶于水的聚合物，沉积填充于细胞内，或与木材组分发生交联，从而使木材密度增大、硬度及强度提高、尺寸稳定性改善。
随着人们环保意识的增强，木材改性专家把目光投向较为环保的热处理木，主要为炭化木，利用高温（200℃左右）处理木材，提高了木材尺寸稳定性，其中比较典型的有以下四种热处理工艺：
1、芬兰的Thermwood工艺
Thermwood工艺方法分3个阶段进行：第一阶段，采用热和蒸汽使干燥窑内木材升温，并在高温下干燥使木材的湿度降为零，干燥窑的温度快速升温至100℃左右，之后平稳升温至130℃；第二阶段为高温热处理木材阶段，即干燥窑内的温度升高并保持为185℃～230℃，当达到目标温度后，保持在该温度下热处理2h～3h；第三阶段为冷却和调湿处理阶段，即将热处理后木材用喷水系统进行降温；当温度降低至80℃～90℃时，重新调节湿度使木材含水率达到4％～7％。Thermwood工艺主要处理树种为松木、杉木、杨木及桦木。热处理后的木材主要用于室外，例如：甲板、栅栏、庭院家具、门、窗等。室内用作厨房家具、正厅及面板等。
2、荷兰的Plato Wood工艺
Plato Wood工艺既可以处理生材又可以处理气干材，该工艺分四步进行：第一步，水热处理(hydrothermolysis)：常压条件下，将木材置于温度为160℃～190℃的潮湿环境中，处理4h～5h；第二步，木材干燥：用3天～5天时间，用传统干燥工艺将木材干燥至含水率低于10％；第三步，热处理：将木材加热至170℃～190℃，处理时间为14h～16h；第四步，通常是将木材平衡含水率提高，使之与大气环境中的相当。这种处理方法已经被阿纳姆(荷兰)工厂应用于商业化生产，年生产能力达35000m3。
3、法国有两种生产工艺：Rectification工艺和Boisperdure工艺
Rectification工艺是在200℃～240℃的氮气中处理木材，处理材的含水率为12％；而Boisperdure工艺是在200℃～240℃的水蒸气中快速干燥生材。
4、德国的OHT处理工艺
OHT处理工艺采用油作为热处理介质，在高温下处理木材。首先将木材放入一个充满热油的密闭容器中处理18h～24h。油具有良好的导热及绝氧能力。但不利条件是，油将浸入木材内部使木材重量增加50％～70％，且热处理材有油烟味。
上述四种热处理工艺过程繁杂，工艺条件苛刻，控制困难，产品质量的稳定性难以保证，有的处理工艺还需要特殊的热处理介质，例如：法国的Rectification工艺需要氮气，德国的OHT处理工艺需要油作为热处理介质。
虽然木材经热处理改性后能提高其尺寸的稳定性，木材中的平衡含水率下降，耐腐性能也有所增加，胶结性能提高，木材颜色变深，改善了外观较差的木材外观，然而热处理后的木材的物理力学性能下降，木材强度值下降较大，如：抗弯强度降低、表面润湿性能下降等，且现有改性木材的阻燃性较差，很大程度上限制了炭化木的应用范围。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种木材增强阻燃改性液，该改性液可以提高木材的强度和阻燃性能，且改性后的木材防腐、防虫蛀、防霉变、防水、防变形和防开裂性能得到大幅度提升；其密度、硬度、抗弯强度和弹性模量均较好，可以提升木材的使用性能和延长木材的使用寿命；还具有隔热绝缘、调温和调湿等自然属性，色泽鲜艳、明亮，物理条纹立体感强，板材颜色通透自然。
本发明的另一目的在于提供一种木材增强阻燃改性液的制备方法，该制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，可大规模工业化生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种木材增强阻燃改性液，包括如下重量份的原料：
三聚氰胺改性脲醛树脂 10-30份
糊精 4-8份
纳米改性剂 1-5份
阻燃剂 1-3份
助剂 1-5份
水 60-100份。
本发明的改性液可以提高木材的强度和阻燃性能，且改性后的木材防腐、防虫蛀、防霉变、防水、防变形和防开裂性能得到大幅度提升；其密度、硬度、抗弯强度和弹性模量均较好，可以提升木材的使用性能和延长木材的使用寿命；还具有隔热绝缘、调温和调湿等自然属性，色泽鲜艳、明亮，物理条纹立体感强，板材颜色通透自然。
优选的，所述三聚氰胺改性脲醛树脂的制备包括如下步骤：
a、按照以下重量份配比准备原料：三聚氰胺350～450、甲醇180～240、甲醛500～540、尿素50～150；
b、将三聚氰胺和甲醛加入反应釜中，搅拌均匀后加入氢氧化钠调节三聚氰胺和甲醛混合溶液的pH值，加热升温进行反应，制得反应液，其中，调节后的pH值为9.1～9.5，反应温度为75℃～85℃，反应时间为30～50min；
c、使反应釜内反应液温度保持为65℃～75℃，然后加入氢氧化钠溶液调节反应液的pH值≥12；
d、向反应釜中加入甲醇和第一批尿素进行改性反应，反应50～70min后降低反应釜的温度至60℃～70℃，得到冷却液；第一批尿素的加入量为尿素总量的10-80％；
e、加入盐酸，调节冷却液的pH值至8.5～9.5，然后加入余量的尿素，搅拌，使尿素溶解，得到混合液；
f、加入盐酸调节混合液的pH值至7～8，然后保持混合液在温度为55℃～65℃的条件下反应40～80min后向反应釜中加入氢氧化钠溶液调节pH值为10～11，降温出料，制得三聚氰胺改性脲醛树脂。
本发明的三聚氰胺改性脲醛树脂浸渍木材后，树脂扩散进入木材细胞中并使木材增容，经干燥除去水分，树脂由于加热而固化，生成不溶于水的聚合物，沉积填充于细胞内，或与木材组分发生交联，从而使木材密度增大、硬度及强度提高、尺寸稳定性改善。
优选的，所述纳米改性剂是由纳米二氧化硅和纳米二氧化钛以重量比1-3:1组成的混合物。本发明通过采用纳米二氧化硅和纳米二氧化钛作为纳米改性剂复配使用，并控制其重量比为1-3:1，可以提高木材的强度和硬度。
优选的，所述阻燃剂是由三聚氰胺磷酸盐和脒基脲磷盐以重量比1.4-2.2:1组成的混合物。本发明通过采用三聚氰胺磷酸盐和脒基脲磷盐作为阻燃剂复配使用，并控制其重量比为1.4-2.2:1，可以提高木材的阻燃性能。
优选的，所述助剂由下列重量份的原料制成：固含量为50%的水性聚氨酯乳液10-12份、三聚磷酸钠1-3份、腐植酸钠4-6份、硅溶胶2-4份、仲醇聚氧乙烯醚1-2份、丁香油酚0.1-0.5份和水30-50份；其制备方法为：先将三聚磷酸钠、腐植酸钠与水混合，搅拌至混合物料完全溶解，随后加入仲醇聚氧乙烯醚、丁香油酚、水性聚氨酯乳液，搅拌分散20-30min，再加入硅溶胶，搅拌8-12min后，混合溶液球磨1-2h，得到稳定溶液，制得助剂。
本发明的助剂通过采用上述原料，并严格控制各原料的重量配比，可以提高木材的强度和韧性，并提高木材的防腐、防虫蛀、防霉变、防水、防变形和防开裂性能。
优选的，所述改性液还包括如下重量份的原料：蓖麻油酸丁酯硫酸钠1-3份、有机蒙脱土1-2份、氧化铝溶胶1-2份、水玻璃0.5-1.5份、海藻酸钠0.5-1.5份、氨基磺酸钠0.8-1.2份、醋酸铜0.8-1.2份和亚磷酸钠0.4-0.8份。上述原料的添加使得本发明的浸渍液渗透力强，分布均匀，且性能稳定，吸湿性小，渗透入木材后不易流失，改性效果持久，不影响木材纹理和色泽，改性后的木材强度、韧性等力学性能获得一定提升，安全阻燃，制作得到的木地板经久耐用，安全性能高。
优选的，所述有机蒙脱土是由钠基蒙脱土和十六烷基三甲基溴化铵以重量比2-4:1组成的混合物。
本发明的另一目的通过下述技术方案实现：一种木材增强阻燃改性液的制备方法，将三聚氰胺改性脲醛树脂、糊精和纳米改性剂一起加入水中，加热至70-80℃，搅拌至物料完全溶解分散后，再加入阻燃剂和助剂，以1600-1800转/分钟的转速搅拌2-3h，制得改性液。
本发明的制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，可大规模工业化生产。
本发明的有益效果在于：本发明的改性液可以提高木材的强度和阻燃性能，且改性后的木材防腐、防虫蛀、防霉变、防水、防变形和防开裂性能得到大幅度提升；其密度、硬度、抗弯强度和弹性模量均较好，可以提升木材的使用性能和延长木材的使用寿命；还具有隔热绝缘、调温和调湿等自然属性，色泽鲜艳、明亮，物理条纹立体感强，板材颜色通透自然。
经本发明制得的改性液改性处理后的木材强度高，抗弯强度高达164Mpa，抗弯弹性模量高达18033Mpa；尺寸稳定性好，不易变形，抗干缩能力增加，径向全干缩率低于5.9%，弦向全干缩率低于7.6%；抗湿胀能力增加，径向湿胀率低于5.8%，弦向湿胀率低于7.5%；硬度高，耐磨性好，径面硬度高达2431，弦面硬度高达2343N；阻燃性好，达到V0级。
本发明的制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，可大规模工业化生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种木材增强阻燃改性液，包括如下重量份的原料：
三聚氰胺改性脲醛树脂 10份
糊精 4份
纳米改性剂 1份
阻燃剂 1份
助剂 1份
水 60份。
所述三聚氰胺改性脲醛树脂的制备包括如下步骤：
a、按照以下重量份配比准备原料：三聚氰胺350、甲醇180、甲醛500、尿素50；
b、将三聚氰胺和甲醛加入反应釜中，搅拌均匀后加入氢氧化钠调节三聚氰胺和甲醛混合溶液的pH值，加热升温进行反应，制得反应液，其中，调节后的pH值为9.1，反应温度为75℃，反应时间为30min；
c、使反应釜内反应液温度保持为65℃，然后加入氢氧化钠溶液调节反应液的pH值≥12；
d、向反应釜中加入甲醇和第一批尿素进行改性反应，反应50min后降低反应釜的温度至60℃，得到冷却液；第一批尿素的加入量为尿素总量的10％；
e、加入盐酸，调节冷却液的pH值至8.5，然后加入余量的尿素，搅拌，使尿素溶解，得到混合液；
f、加入盐酸调节混合液的pH值至7，然后保持混合液在温度为55℃的条件下反应40min后向反应釜中加入氢氧化钠溶液调节pH值为10，降温出料，制得三聚氰胺改性脲醛树脂。
所述纳米改性剂是由纳米二氧化硅和纳米二氧化钛以重量比1:1组成的混合物。
所述阻燃剂是由三聚氰胺磷酸盐和脒基脲磷盐以重量比1.4:1组成的混合物。
所述助剂由下列重量份的原料制成：固含量为50%的水性聚氨酯乳液10份、三聚磷酸钠1份、腐植酸钠4份、硅溶胶2份、仲醇聚氧乙烯醚1份、丁香油酚0.1份和水30份；其制备方法为：先将三聚磷酸钠、腐植酸钠与水混合，搅拌至混合物料完全溶解，随后加入仲醇聚氧乙烯醚、丁香油酚、水性聚氨酯乳液，搅拌分散20min，再加入硅溶胶，搅拌8min后，混合溶液球磨1h，得到稳定溶液，制得助剂。
所述改性液还包括如下重量份的原料：蓖麻油酸丁酯硫酸钠1份、有机蒙脱土1份、氧化铝溶胶1份、水玻璃0.5份、海藻酸钠0.5份、氨基磺酸钠0.8份、醋酸铜0.8份和亚磷酸钠0.4份。
所述有机蒙脱土是由钠基蒙脱土和十六烷基三甲基溴化铵以重量比2:1组成的混合物。
一种木材增强阻燃改性液的制备方法，将三聚氰胺改性脲醛树脂、糊精和纳米改性剂一起加入水中，加热至70℃，搅拌至物料完全溶解分散后，再加入阻燃剂和助剂，以1600转/分钟的转速搅拌2h，制得改性液。
实施例2
一种木材增强阻燃改性液，包括如下重量份的原料：
三聚氰胺改性脲醛树脂 15份
糊精 5份
纳米改性剂 2份
阻燃剂 1.5份
助剂 2份
水 70份。
所述三聚氰胺改性脲醛树脂的制备包括如下步骤：
a、按照以下重量份配比准备原料：三聚氰胺375、甲醇190、甲醛510、尿素75；
b、将三聚氰胺和甲醛加入反应釜中，搅拌均匀后加入氢氧化钠调节三聚氰胺和甲醛混合溶液的pH值，加热升温进行反应，制得反应液，其中，调节后的pH值为9.2，反应温度为77℃，反应时间为35min；
c、使反应釜内反应液温度保持为67℃，然后加入氢氧化钠溶液调节反应液的pH值≥12；
d、向反应釜中加入甲醇和第一批尿素进行改性反应，反应55min后降低反应釜的温度至62℃，得到冷却液；第一批尿素的加入量为尿素总量的30％；
e、加入盐酸，调节冷却液的pH值至8.7，然后加入余量的尿素，搅拌，使尿素溶解，得到混合液；
f、加入盐酸调节混合液的pH值至7.2，然后保持混合液在温度为57℃的条件下反应50min后向反应釜中加入氢氧化钠溶液调节pH值为10.2，降温出料，制得三聚氰胺改性脲醛树脂。
所述纳米改性剂是由纳米二氧化硅和纳米二氧化钛以重量比1.5:1组成的混合物。
所述阻燃剂是由三聚氰胺磷酸盐和脒基脲磷盐以重量比1.6:1组成的混合物。
所述助剂由下列重量份的原料制成：固含量为50%的水性聚氨酯乳液10.5份、三聚磷酸钠1.5份、腐植酸钠4.5份、硅溶胶2.5份、仲醇聚氧乙烯醚1.2份、丁香油酚0.2份和水35份；其制备方法为：先将三聚磷酸钠、腐植酸钠与水混合，搅拌至混合物料完全溶解，随后加入仲醇聚氧乙烯醚、丁香油酚、水性聚氨酯乳液，搅拌分散22min，再加入硅溶胶，搅拌7min后，混合溶液球磨1.2h，得到稳定溶液，制得助剂。
所述改性液还包括如下重量份的原料：蓖麻油酸丁酯硫酸钠1.5份、有机蒙脱土1.2份、氧化铝溶胶1.2份、水玻璃0.7份、海藻酸钠0.7份、氨基磺酸钠0.9份、醋酸铜0.9份和亚磷酸钠0.5份。
所述有机蒙脱土是由钠基蒙脱土和十六烷基三甲基溴化铵以重量比2.5:1组成的混合物。
一种木材增强阻燃改性液的制备方法，将三聚氰胺改性脲醛树脂、糊精和纳米改性剂一起加入水中，加热至72℃，搅拌至物料完全溶解分散后，再加入阻燃剂和助剂，以1650转/分钟的转速搅拌25h，制得改性液。
实施例3
一种木材增强阻燃改性液，包括如下重量份的原料：
三聚氰胺改性脲醛树脂 20份
糊精 6份
纳米改性剂 3份
阻燃剂 2份
助剂 3份
水 80份。
所述三聚氰胺改性脲醛树脂的制备包括如下步骤：
a、按照以下重量份配比准备原料：三聚氰胺400、甲醇210、甲醛520、尿素100；
b、将三聚氰胺和甲醛加入反应釜中，搅拌均匀后加入氢氧化钠调节三聚氰胺和甲醛混合溶液的pH值，加热升温进行反应，制得反应液，其中，调节后的pH值为9.3，反应温度为80℃，反应时间为40min；
c、使反应釜内反应液温度保持为70℃，然后加入氢氧化钠溶液调节反应液的pH值≥12；
d、向反应釜中加入甲醇和第一批尿素进行改性反应，反应60min后降低反应釜的温度至65℃，得到冷却液；第一批尿素的加入量为尿素总量的45％；
e、加入盐酸，调节冷却液的pH值至9，然后加入余量的尿素，搅拌，使尿素溶解，得到混合液；
f、加入盐酸调节混合液的pH值至7.5，然后保持混合液在温度为60℃的条件下反应60min后向反应釜中加入氢氧化钠溶液调节pH值为10.5，降温出料，制得三聚氰胺改性脲醛树脂。
所述纳米改性剂是由纳米二氧化硅和纳米二氧化钛以重量比2:1组成的混合物。
所述阻燃剂是由三聚氰胺磷酸盐和脒基脲磷盐以重量比1.8:1组成的混合物。
所述助剂由下列重量份的原料制成：固含量为50%的水性聚氨酯乳液11份、三聚磷酸钠2份、腐植酸钠5份、硅溶胶3份、仲醇聚氧乙烯醚1.5份、丁香油酚0.3份和水40份；其制备方法为：先将三聚磷酸钠、腐植酸钠与水混合，搅拌至混合物料完全溶解，随后加入仲醇聚氧乙烯醚、丁香油酚、水性聚氨酯乳液，搅拌分散25min，再加入硅溶胶，搅拌10min后，混合溶液球磨1.5h，得到稳定溶液，制得助剂。
所述改性液还包括如下重量份的原料：蓖麻油酸丁酯硫酸钠2份、有机蒙脱土1.5份、氧化铝溶胶1.5份、水玻璃1份、海藻酸钠1份、氨基磺酸钠1份、醋酸铜1份和亚磷酸钠0.6份。
所述有机蒙脱土是由钠基蒙脱土和十六烷基三甲基溴化铵以重量比3:1组成的混合物。
一种木材增强阻燃改性液的制备方法，将三聚氰胺改性脲醛树脂、糊精和纳米改性剂一起加入水中，加热至75℃，搅拌至物料完全溶解分散后，再加入阻燃剂和助剂，以1700转/分钟的转速搅拌2.5h，制得改性液。
实施例4
一种木材增强阻燃改性液，包括如下重量份的原料：
三聚氰胺改性脲醛树脂 25份
糊精 7份
纳米改性剂 4份
阻燃剂 2.5份
助剂 4份
水 90份。
所述三聚氰胺改性脲醛树脂的制备包括如下步骤：
a、按照以下重量份配比准备原料：三聚氰胺425、甲醇225、甲醛530、尿素125；
b、将三聚氰胺和甲醛加入反应釜中，搅拌均匀后加入氢氧化钠调节三聚氰胺和甲醛混合溶液的pH值，加热升温进行反应，制得反应液，其中，调节后的pH值为9.4，反应温度为82℃，反应时间为45min；
c、使反应釜内反应液温度保持为72℃，然后加入氢氧化钠溶液调节反应液的pH值≥12；
d、向反应釜中加入甲醇和第一批尿素进行改性反应，反应65min后降低反应釜的温度至68℃，得到冷却液；第一批尿素的加入量为尿素总量的60％；
e、加入盐酸，调节冷却液的pH值至9.2，然后加入余量的尿素，搅拌，使尿素溶解，得到混合液；
f、加入盐酸调节混合液的pH值至7.8，然后保持混合液在温度为62℃的条件下反应70min后向反应釜中加入氢氧化钠溶液调节pH值为10.8，降温出料，制得三聚氰胺改性脲醛树脂。
所述纳米改性剂是由纳米二氧化硅和纳米二氧化钛以重量比2.5:1组成的混合物。
所述阻燃剂是由三聚氰胺磷酸盐和脒基脲磷盐以重量比2:1组成的混合物。
所述助剂由下列重量份的原料制成：固含量为50%的水性聚氨酯乳液11.5份、三聚磷酸钠2.5份、腐植酸钠5.5份、硅溶胶3.5份、仲醇聚氧乙烯醚1.8份、丁香油酚0.4份和水45份；其制备方法为：先将三聚磷酸钠、腐植酸钠与水混合，搅拌至混合物料完全溶解，随后加入仲醇聚氧乙烯醚、丁香油酚、水性聚氨酯乳液，搅拌分散28min，再加入硅溶胶，搅拌11min后，混合溶液球磨1.8h，得到稳定溶液，制得助剂。
所述改性液还包括如下重量份的原料：蓖麻油酸丁酯硫酸钠2.5份、有机蒙脱土1.8份、氧化铝溶胶1.8份、水玻璃1.2份、海藻酸钠1.2份、氨基磺酸钠1.1份、醋酸铜1.1份和亚磷酸钠0.7份。
所述有机蒙脱土是由钠基蒙脱土和十六烷基三甲基溴化铵以重量比3.5:1组成的混合物。
一种木材增强阻燃改性液的制备方法，将三聚氰胺改性脲醛树脂、糊精和纳米改性剂一起加入水中，加热至78℃，搅拌至物料完全溶解分散后，再加入阻燃剂和助剂，以1750转/分钟的转速搅拌2.5h，制得改性液。
实施例5
一种木材增强阻燃改性液，包括如下重量份的原料：
三聚氰胺改性脲醛树脂 30份
糊精 8份
纳米改性剂 5份
阻燃剂 3份
助剂 5份
水 100份。
所述三聚氰胺改性脲醛树脂的制备包括如下步骤：
a、按照以下重量份配比准备原料：三聚氰胺450、甲醇240、甲醛540、尿素150；
b、将三聚氰胺和甲醛加入反应釜中，搅拌均匀后加入氢氧化钠调节三聚氰胺和甲醛混合溶液的pH值，加热升温进行反应，制得反应液，其中，调节后的pH值为9.5，反应温度为85℃，反应时间为50min；
c、使反应釜内反应液温度保持为75℃，然后加入氢氧化钠溶液调节反应液的pH值≥12；
d、向反应釜中加入甲醇和第一批尿素进行改性反应，反应70min后降低反应釜的温度至70℃，得到冷却液；第一批尿素的加入量为尿素总量的80％；
e、加入盐酸，调节冷却液的pH值至9.5，然后加入余量的尿素，搅拌，使尿素溶解，得到混合液；
f、加入盐酸调节混合液的pH值至8，然后保持混合液在温度为65℃的条件下反应80min后向反应釜中加入氢氧化钠溶液调节pH值为11，降温出料，制得三聚氰胺改性脲醛树脂。
所述纳米改性剂是由纳米二氧化硅和纳米二氧化钛以重量比3:1组成的混合物。
所述阻燃剂是由三聚氰胺磷酸盐和脒基脲磷盐以重量比2.2:1组成的混合物。
所述助剂由下列重量份的原料制成：固含量为50%的水性聚氨酯乳液12份、三聚磷酸钠3份、腐植酸钠6份、硅溶胶4份、仲醇聚氧乙烯醚2份、丁香油酚0.5份和水50份；其制备方法为：先将三聚磷酸钠、腐植酸钠与水混合，搅拌至混合物料完全溶解，随后加入仲醇聚氧乙烯醚、丁香油酚、水性聚氨酯乳液，搅拌分散30min，再加入硅溶胶，搅拌12min后，混合溶液球磨2h，得到稳定溶液，制得助剂。
所述改性液还包括如下重量份的原料：蓖麻油酸丁酯硫酸钠3份、有机蒙脱土2份、氧化铝溶胶2份、水玻璃1.5份、海藻酸钠1.5份、氨基磺酸钠1.2份、醋酸铜1.2份和亚磷酸钠0.8份。
所述有机蒙脱土是由钠基蒙脱土和十六烷基三甲基溴化铵以重量比4:1组成的混合物。
一种木材增强阻燃改性液的制备方法，将三聚氰胺改性脲醛树脂、糊精和纳米改性剂一起加入水中，加热至80℃，搅拌至物料完全溶解分散后，再加入阻燃剂和助剂，以1800转/分钟的转速搅拌3h，制得改性液。
经实施例1-5制得的改性液处理后的改性木材的机械物理性能如表1所示：
表1
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 抗弯强度（Mpa） | 159 | 162 | 164 | 163 | 161 |
| 抗弯弹性模量（Mpa） | 17897 | 17949 | 18033 | 18021 | 17967 |
| 径向全干缩率（%） | 6.5 | 6.3 | 5.9 | 6.1 | 6.4 |
| 弦向全干缩率（%） | 8.4 | 7.9 | 7.6 | 8.0 | 8.2 |
| 径向湿胀率（%） | 6.4 | 6.2 | 5.8 | 6.0 | 6.3 |
| 弦向湿胀率（%） | 8.3 | 7.9 | 7.5 | 7.6 | 8.1 |
| 径面硬度（N） | 2393 | 2422 | 2431 | 2414 | 2363 |
| 弦面硬度（N） | 2312 | 2321 | 2343 | 2330 | 2319 |
| 阻燃 | V0 | V0 | V0 | V0 | V0 |
从上表可以看出，经本发明制得的改性液处理后的改性木材强度高，抗弯强度高达164Mpa，抗弯弹性模量高达18033Mpa；尺寸稳定性好，不易变形，抗干缩能力增加，径向全干缩率低于5.9%，弦向全干缩率低于7.6%；抗湿胀能力增加，径向湿胀率低于5.8%，弦向湿胀率低于7.5%；硬度高，耐磨性好，径面硬度高达2431，弦面硬度高达2343N；阻燃性好，达到V0级。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种木材增强阻燃改性液，其特征在于：包括如下重量份的原料：
三聚氰胺改性脲醛树脂 10-30份
糊精 4-8份
纳米改性剂 1-5份
阻燃剂 1-3份
助剂 1-5份
水 60-100份。
2.根据权利要求1所述的一种木材增强阻燃改性液，其特征在于：所述三聚氰胺改性脲醛树脂的制备包括如下步骤：
a、按照以下重量份配比准备原料：三聚氰胺350～450、甲醇180～240、甲醛500～540、尿素50～150；
b、将三聚氰胺和甲醛加入反应釜中，搅拌均匀后加入氢氧化钠调节三聚氰胺和甲醛混合溶液的pH值，加热升温进行反应，制得反应液，其中，调节后的pH值为9.1～9.5，反应温度为75℃～85℃，反应时间为30～50min；
c、使反应釜内反应液温度保持为65℃～75℃，然后加入氢氧化钠溶液调节反应液的pH值≥12；
d、向反应釜中加入甲醇和第一批尿素进行改性反应，反应50～70min后降低反应釜的温度至60℃～70℃，得到冷却液；第一批尿素的加入量为尿素总量的10-80％；
e、加入盐酸，调节冷却液的pH值至8.5～9.5，然后加入余量的尿素，搅拌，使尿素溶解，得到混合液；
f、加入盐酸调节混合液的pH值至7～8，然后保持混合液在温度为55℃～65℃的条件下反应40～80min后向反应釜中加入氢氧化钠溶液调节pH值为10～11，降温出料，制得三聚氰胺改性脲醛树脂。
3.根据权利要求1所述的一种木材增强阻燃改性液，其特征在于：所述纳米改性剂是由纳米二氧化硅和纳米二氧化钛以重量比1-3:1组成的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种木材增强阻燃改性液，其特征在于：所述阻燃剂是由三聚氰胺磷酸盐和脒基脲磷盐以重量比1.4-2.2:1组成的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种木材增强阻燃改性液，其特征在于：所述助剂由下列重量份的原料制成：固含量为50%的水性聚氨酯乳液10-12份、三聚磷酸钠1-3份、腐植酸钠4-6份、硅溶胶2-4份、仲醇聚氧乙烯醚1-2份、丁香油酚0.1-0.5份和水30-50份；其制备方法为：先将三聚磷酸钠、腐植酸钠与水混合，搅拌至混合物料完全溶解，随后加入仲醇聚氧乙烯醚、丁香油酚、水性聚氨酯乳液，搅拌分散20-30min，再加入硅溶胶，搅拌8-12min后，混合溶液球磨1-2h，得到稳定溶液，制得助剂。
6.根据权利要求1所述的一种木材增强阻燃改性液，其特征在于：所述改性液还包括如下重量份的原料：蓖麻油酸丁酯硫酸钠1-3份、有机蒙脱土1-2份、氧化铝溶胶1-2份、水玻璃0.5-1.5份、海藻酸钠0.5-1.5份、氨基磺酸钠0.8-1.2份、醋酸铜0.8-1.2份和亚磷酸钠0.4-0.8份。
7.根据权利要求6所述的一种木材增强阻燃改性液，其特征在于：所述有机蒙脱土是由钠基蒙脱土和十六烷基三甲基溴化铵以重量比2-4:1组成的混合物。
8.如权利要求1-7任一项所述的一种木材增强阻燃改性液的制备方法，其特征在于：将三聚氰胺改性脲醛树脂、糊精和纳米改性剂一起加入水中，加热至70-80℃，搅拌至物料完全溶解分散后，再加入阻燃剂和助剂，以1600-1800转/分钟的转速搅拌2-3h，制得改性液。
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