CN104875254A - 一种石蜡与树脂相结合制备改性木材的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石蜡与树脂相结合制备改性木材的方法，该方法包括制备改性乳液：将上述固体石蜡完全融解、搅拌条件下，向融解后的石蜡中依次加入链烷基三烷氧基硅烷、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、助表面活性剂、高分子成膜剂、软化剂、硼酸、脂肪酸；并加入水，将初乳液高压均质，制得石蜡改性乳液，将木材浸泡在上述石蜡改性乳液中并放入热处理炉中进行热处理，并加入树脂。本发明通过将石蜡与树脂相结合，同时加入多种改性剂，所得的复合改性液稳定性高，可与木材良好结合，有效成分能够顺利进入木材细胞壁中，极大地提高木材的疏水性、防腐性和尺寸稳定性，同时可用于增强实木木材、人造板的防水、防潮性能，减少它们的吸潮变形。

Description

一种石蜡与树脂相结合制备改性木材的方法
技术领域
本发明属于木材生产技术领域，特别是涉及一种石蜡与树脂相结合制备改性木材的方法。
背景技术
石蜡乳液是一种由表面活性剂所稳定的石蜡分散在水中形成的乳状液，因其在使用时无需加热熔融或用溶剂溶解，具有分布均匀、覆盖性好、高效经济等优点，在木材行业中应用广泛。CN101633785公开了一种应用于人造板防水剂领域的石蜡乳液及其制备方法，使用蜡、亲水性非离子表面活性剂、油酯和水经搅拌制得的石蜡乳液，可以有效地提高人造板的防水性能。US07264886B2公开了一种可以与铜氨类与季铵盐类木材防腐剂复配的石蜡乳液配方，使用蜡、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂与水制备乳液，提高木材的防水性能。
作为木材的防水剂来说，最经济有效的就是石蜡乳液，在国内，石蜡乳液也被广泛应用于人造板的防水剂，但是实木用石蜡乳液比人造板用石蜡乳液在粒径方面的要求更严格，这是因为人造板结构单元小，因此对防水剂的渗透性方面没有要求，所以所用的防水剂粒径较大。而对于实木处理中所采用的石蜡乳液防水剂来说，所用的木材防水剂必须粒径尽量小，并且有很好的剪切稳定性，才能达到良好的处理效果。因此，现有石蜡防水剂最大的不足是粒径偏大，如何能进一步降低石蜡防水剂的粒径，是石蜡乳液研发的重点。此外，现有石蜡防水剂还有以下不足：(1)木材作为一种极性强的材料，与石蜡这种非极性物质之间结合作用弱；(2)石蜡分子量较高，难以进入细胞壁，因此对木材的尺寸稳定性提高有局限性。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种通过将石蜡与树脂相结合，同时加入多种改性剂，所得的复合改性液稳定性高，可与木材良好结合，有效成分能够顺利进入木材细胞壁中，极大地提高木材的疏水性、防腐性和尺寸稳定性，同时可用于增强实木木材、人造板的防水、防潮性能，减少它们的吸潮变形的制备改性木材的方法。
技术方案：本发明所述的一种石蜡与树脂相结合制备改性木材的方法，包括如下步骤：
(1)制备改性乳液：该改性乳液包括如下重量份的组分：固体石蜡1-2000份，链烷基三烷氧基硅烷1-2000份，非离子型表面活性剂1-500份，阴离子型表面活性剂1-200份，助表面活性剂1-200份，高分子成膜剂10-20份，软化剂10-15份，硼酸10-100份，脂肪酸1-200份，水1-10000份；
(2)将上述固体石蜡完全融解；
(3)搅拌条件下，向融解后的石蜡中依次加入链烷基三烷氧基硅烷、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、助表面活性剂、高分子成膜剂、软化剂、硼酸、脂肪酸，升温并以200r/min-600r/min的速度高速搅拌，即得到混合液；
(4)混合液温度达到70-85℃后，加入温度为80-90℃的水，保持200r/min-600r/min的速度搅拌反应20-30min；然后将搅拌速度降低至20r/min-60r/min，并将反应物降温至30-70℃，得到初乳液；
(5)将初乳液高压均质，制得石蜡改性乳液；
(6)将木材浸泡在上述石蜡改性乳液中并放入热处理炉中进行热处理；
(7)在上述热处理过程中加入树脂；
(8)最后制得改性木材。
进一步的，步骤(1)所述固体石蜡的熔点为50-65℃。
进一步的，所述链烷基三烷氧基硅烷为R1Si(OR2)3，其中取代基R1为C1-C18链烷基，优选C4-C12链烷基；R2为甲基、乙基或丙基。
进一步的，所述非离子表面活性剂选自失水山梨醇脂肪酸酯、聚乙二醇辛基苯基醚类、聚氧乙烯去水山梨醇单月桂酸酯或脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或两种以上。
进一步的，所述阴离子表面活性剂选自硬脂酸钠、烷基磺酸钠、琥珀酸酯磺酸盐或木质素磺酸盐中的一种或两种以上。
进一步的，所述助表面活性剂选自异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、1-己醇或2-己醇中的一种或两种以上。
进一步的，所述脂肪酸选自油酸、硬脂酸或月桂酸中的一种或两种以上。
进一步的，所述高分子成膜剂为马来酸丙烯酸共聚物或生桐油。
进一步的，所述树脂采用松香或改性松香。
有益效果：本发明通过将石蜡与树脂相结合，同时加入多种改性剂，所得的复合改性液稳定性高，可与木材良好结合，有效成分能够顺利进入木材细胞壁中，极大地提高木材的疏水性、防腐性和尺寸稳定性，同时可用于增强实木木材、人造板的防水、防潮性能，减少它们的吸潮变形。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
实施例1
一种石蜡与树脂相结合制备改性木材的方法，包括如下步骤：
(1)制备改性乳液：该改性乳液包括如下重量份的组分：固体石蜡1份，链烷基三烷氧基硅烷1份，非离子型表面活性剂1份，阴离子型表面活性剂1份，助表面活性剂1份，高分子成膜剂10份，软化剂10份，硼酸10份，脂肪酸1份，水500份；
(2)将上述固体石蜡完全融解；
(3)搅拌条件下，向融解后的石蜡中依次加入链烷基三烷氧基硅烷、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、助表面活性剂、高分子成膜剂、软化剂、硼酸、脂肪酸，升温并以200r/min的速度高速搅拌，即得到混合液；
(4)混合液温度达到70℃后，加入温度为80℃的水，保持200r/min的速度搅拌反应200min；然后将搅拌速度降低至20r/min，并将反应物降温至30℃，得到初乳液；
(5)将初乳液高压均质，制得石蜡改性乳液；
(6)将木材浸泡在上述石蜡改性乳液中并放入热处理炉中进行热处理；
(7)在上述热处理过程中加入树脂；
(8)最后制得改性木材。
作为上述技术方案的进一步优化，所述固体石蜡的熔点为50-65℃。所述链烷基三烷氧基硅烷为R1Si(OR2)3，其中取代基R1为C1-C18链烷基，优选C4-C12链烷基；R2为甲基、乙基或丙基。所述非离子表面活性剂选自失水山梨醇脂肪酸酯、聚乙二醇辛基苯基醚类、聚氧乙烯去水山梨醇单月桂酸酯或脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或两种以上。所述阴离子表面活性剂选自硬脂酸钠、烷基磺酸钠、琥珀酸酯磺酸盐或木质素磺酸盐中的一种或两种以上。所述助表面活性剂选自异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、1-己醇或2-己醇中的一种或两种以上。所述脂肪酸选自油酸、硬脂酸或月桂酸中的一种或两种以上。所述高分子成膜剂为马来酸丙烯酸共聚物或生桐油。所述树脂采用松香或改性松香。
实施例2
一种石蜡与树脂相结合制备改性木材的方法，包括如下步骤：
(1)制备改性乳液：该改性乳液包括如下重量份的组分：固体石蜡2000份，链烷基三烷氧基硅烷2000份，非离子型表面活性剂500份，阴离子型表面活性剂200份，助表面活性剂200份，高分子成膜剂20份，软化剂15份，硼酸100份，脂肪酸200份，水10000份；
(2)将上述固体石蜡完全融解；
(3)搅拌条件下，向融解后的石蜡中依次加入链烷基三烷氧基硅烷、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、助表面活性剂、高分子成膜剂、软化剂、硼酸、脂肪酸，升温并以600r/min的速度高速搅拌，即得到混合液；
(4)混合液温度达到85℃后，加入温度为90℃的水，保持600r/min的速度搅拌反应30min；然后将搅拌速度降低至60r/min，并将反应物降温至70℃，得到初乳液；
(5)将初乳液高压均质，制得石蜡改性乳液；
(6)将木材浸泡在上述石蜡改性乳液中并放入热处理炉中进行热处理；
(7)在上述热处理过程中加入树脂；
(8)最后制得改性木材。
作为上述技术方案的进一步优化，所述固体石蜡的熔点为50-65℃。所述链烷基三烷氧基硅烷为R1Si(OR2)3，其中取代基R1为C1-C18链烷基，优选C4-C12链烷基；R2为甲基、乙基或丙基。所述非离子表面活性剂选自失水山梨醇脂肪酸酯、聚乙二醇辛基苯基醚类、聚氧乙烯去水山梨醇单月桂酸酯或脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或两种以上。所述阴离子表面活性剂选自硬脂酸钠、烷基磺酸钠、琥珀酸酯磺酸盐或木质素磺酸盐中的一种或两种以上。所述助表面活性剂选自异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、1-己醇或2-己醇中的一种或两种以上。所述脂肪酸选自油酸、硬脂酸或月桂酸中的一种或两种以上。所述高分子成膜剂为马来酸丙烯酸共聚物或生桐油。所述树脂采用松香或改性松香。
实施例3
一种石蜡与树脂相结合制备改性木材的方法，包括如下步骤：
(1)制备改性乳液：该改性乳液包括如下重量份的组分：固体石蜡1000份，链烷基三烷氧基硅烷1000份，非离子型表面活性剂250份，阴离子型表面活性剂100份，助表面活性剂100份，高分子成膜剂15份，软化剂12份，硼酸50份，脂肪酸100份，水5000份；
(2)将上述固体石蜡完全融解；
(3)搅拌条件下，向融解后的石蜡中依次加入链烷基三烷氧基硅烷、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、助表面活性剂、高分子成膜剂、软化剂、硼酸、脂肪酸，升温并以400r/min的速度高速搅拌，即得到混合液；
(4)混合液温度达到75℃后，加入温度为85℃的水，保持400r/min的速度搅拌反应25min；然后将搅拌速度降低至40r/min，并将反应物降温至50℃，得到初乳液；
(5)将初乳液高压均质，制得石蜡改性乳液；
(6)将木材浸泡在上述石蜡改性乳液中并放入热处理炉中进行热处理；
(7)在上述热处理过程中加入树脂；
(8)最后制得改性木材。
作为上述技术方案的进一步优化，所述固体石蜡的熔点为50-65℃。所述链烷基三烷氧基硅烷为R1Si(OR2)3，其中取代基R1为C1-C18链烷基，优选C4-C12链烷基；R2为甲基、乙基或丙基。所述非离子表面活性剂选自失水山梨醇脂肪酸酯、聚乙二醇辛基苯基醚类、聚氧乙烯去水山梨醇单月桂酸酯或脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或两种以上。所述阴离子表面活性剂选自硬脂酸钠、烷基磺酸钠、琥珀酸酯磺酸盐或木质素磺酸盐中的一种或两种以上。所述助表面活性剂选自异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、1-己醇或2-己醇中的一种或两种以上。所述脂肪酸选自油酸、硬脂酸或月桂酸中的一种或两种以上。所述高分子成膜剂为马来酸丙烯酸共聚物或生桐油。所述树脂采用松香或改性松香。
本发明通过将石蜡与树脂相结合，同时加入多种改性剂，所得的复合改性液稳定性高，可与木材良好结合，有效成分能够顺利进入木材细胞壁中，极大地提高木材的疏水性、防腐性和尺寸稳定性，同时可用于增强实木木材、人造板的防水、防潮性能，减少它们的吸潮变形。

Claims (9)

1.一种石蜡与树脂相结合制备改性木材的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)制备改性乳液：该改性乳液包括如下重量份的组分：固体石蜡1-2000份，链烷基三烷氧基硅烷1-2000份，非离子型表面活性剂1-500份，阴离子型表面活性剂1-200份，助表面活性剂1-200份，高分子成膜剂10-20份，软化剂10-15份，硼酸10-100份，脂肪酸1-200份，水1-10000份；
(2)将上述固体石蜡完全融解；
(3)搅拌条件下，向融解后的石蜡中依次加入链烷基三烷氧基硅烷、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、助表面活性剂、高分子成膜剂、软化剂、硼酸、脂肪酸，升温并以200r/min-600r/min的速度高速搅拌，即得到混合液；
(4)混合液温度达到70-85℃后，加入温度为80-90℃的水，保持200r/min-600r/min的速度搅拌反应20-30min；然后将搅拌速度降低至20r/min-60r/min，并将反应物降温至30-70℃，得到初乳液；
(5)将初乳液高压均质，制得石蜡改性乳液；
(6)将木材浸泡在上述石蜡改性乳液中并放入热处理炉中进行热处理；
(7)在上述热处理过程中加入树脂；
(8)最后制得改性木材。
2.根据权利要求1所述的一种石蜡与树脂相结合制备改性木材的方法，其特征在于：步骤(1)所述固体石蜡的熔点为50-65℃。
3.根据权利要求1所述的一种石蜡与树脂相结合制备改性木材的方法，其特征在于：所述链烷基三烷氧基硅烷为R1Si(OR2)3，其中取代基R1为C1-C18链烷基，优选C4-C12链烷基；R2为甲基、乙基或丙基。
4.根据权利要求1所述的一种石蜡与树脂相结合制备改性木材的方法，其特征在于：所述非离子表面活性剂选自失水山梨醇脂肪酸酯、聚乙二醇辛基苯基醚类、聚氧乙烯去水山梨醇单月桂酸酯或脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1所述的一种石蜡与树脂相结合制备改性木材的方法，其特征在于：所述阴离子表面活性剂选自硬脂酸钠、烷基磺酸钠、琥珀酸酯磺酸盐或木质素磺酸盐中的一种或两种以上。
6.根据权利要求1所述的一种石蜡与树脂相结合制备改性木材的方法，其特征在于：所述助表面活性剂选自异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、1-己醇或2-己醇中的一种或两种以上。
7.根据权利要求1所述的一种石蜡与树脂相结合制备改性木材的方法，其特征在于：所述脂肪酸选自油酸、硬脂酸或月桂酸中的一种或两种以上。
8.根据权利要求1所述的一种石蜡与树脂相结合制备改性木材的方法，其特征在于：所述高分子成膜剂为马来酸丙烯酸共聚物或生桐油。
9.根据权利要求1所述的一种石蜡与树脂相结合制备改性木材的方法，其特征在于：所述树脂采用松香或改性松香。
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