CN108943252A - 一种木材防护剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种木材防护剂及其制备方法和应用。所述木材防护剂包括如下重量份的组分：酚醛‑松香复合改性树脂10～30份，乳化液1～2份，增强渗透剂1～3份，防腐防虫剂3～10份，助剂1～5份，水55～80份。采用本发明所述的木材防护剂处理后的木材在防虫蛀、防变形开裂和防腐性能方面得到大幅度提升，并且提高了其尺寸稳定性和力学性能如硬度、密度等力学性能指标，显著提升木材的使用等级和延长木材的使用寿命；改性木材具有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

一种木材防护剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种木材防护剂及其制备方法和应用，属于木材加工处理技术领域。
背景技术
在木材保护研究领域中，防护剂的种类和处理工艺是决定木材防护处理效果的关键因素。但目前常用的防护剂存在功能单一的缺陷，包括水溶性防腐剂铜铬砷(CCA)、氨溶烷基胺铜(ACQ)和铜唑等，均是功能单一的木材防腐剂，无法同时兼顾防腐功能、尺寸稳定性、硬度及避免变形开裂等方面。
现有木材改性技术，如单纯的树脂浸渍处理，仅能提高处理材的尺寸稳定性、密度及硬度等力学性能，处理材不具有防腐防虫功能。并且，单一酚醛树脂处理的木材，色泽较深，影响木材的美观效果，而使用单一的松香改性树脂处理木材时，其渗透性较差，较难达到增强的效果。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种木材防护剂，其具有较好的防腐功能，所得处理材颜色与实木色接近、且具有很好的尺寸稳定性。
本发明是通过如下方案实现的。
一种木材防护剂，包括如下重量份的组分：酚醛-松香复合改性树脂10～30份，乳化液1～2份，增强渗透剂1～3份，防腐防虫剂3～10份，助剂1～5份，水55～80份。
优选地，所述木材防护剂包括如下重量份的组分：酚醛-松香复合改性树脂10～30份，乳化液1～2份，增强渗透剂1～3份，防腐防虫剂3～5份，助剂3～5份，水55-75份。
进一步优选地，所述木材防护剂包括如下重量份的组分：酚醛-松香复合改性树脂15～30份，乳化液1～2份，增强渗透剂1～3份，防腐防虫剂3～5份，助剂3～5份，水55-65份。
更进一步优选地，所述木材防护剂，包括如下重量份的组分：酚醛-松香复合改性树脂30份，乳化液1.5份，增强渗透剂2份，防腐防虫剂4份，助剂5份，水57.5份。
其中，所述酚醛-松香复合改性树脂中的松香树脂选自松香多元醇酯树脂水性分散体、松香丙烯酸水性乳化树脂等。
所述酚醛-松香复合改性树脂是由酚醛树脂与松香改性树脂按质量比1:(0.25～1)制得，优选比例为1:(0.25～0.75)，或(1：(0.5-1)；具体工艺为：将酚醛树脂、松香树脂分别投入反应釜中，升温到60℃，充分搅拌0.5h后，即可。
所述乳化液选自平平加、十二烷基苯磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚-10、山梨糖醇酐脂肪酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚等。
所述增强渗透剂选自脂肪醇与环氧乙烷的缩合物、C7～9烷醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯十六烷基醇、纯月桂基硫酸钠等中的一种或几种。
所述防腐防虫剂选自丙环唑、戊唑醇、硼化物(如硼砂、八硼酸二钠等)、异噻唑啉酮等中的一种或几种；优选为异噻唑啉酮、丙环唑、八硼酸二钠以质量比为1：0.125：0.8制得。
所述助剂具体选自1,2-丙二醇、乙醇、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等中的一种或几种。
本发明还提供一种木材防护剂的制备方法，包括：将：酚醛-松香复合改性树脂，乳化液，增强渗透剂，防腐防虫剂，助剂，水按比例混合，在40～65℃条件下反应，即得树脂增强的木材防护剂。
其中，在制备过程中，须以200～500r/min的速度进行搅拌；优选转速300～400r/min。
反应时间以20～30min为宜。
反应结束后降温至30℃以下为宜。
本发明还提供上述木材防护剂在速生人工林木材、软木等领域中的应用。
本发明还提供一种木材处理方法，包括：真空条件下，将木材浸渍在上述木材防护剂溶液中真空-加压处理，干燥，固化，即可。
其中，所述木材防护剂的质量浓度为10％-30％。
所述加压处理条件为：压力0.8-1.5MPa，优选1.0-1.5MPa，加压时间25-35min。
所述固化温度为100-130℃，优选120℃；固化时间为2-3.5h。
在浸渍处理前，先将木材含水率控制在10-15％；为了获得更好的处理效果，建议木材处理成厚度8-12mm的平板。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述木材防护剂具有性能稳定的优点。其对人畜和环境安全，是室内可使用的比较安全有效的木材防护剂。
(2)本发明的酚醛-松香树脂改性液可以提高木材防腐性能，提高其尺寸稳定性和力学性能如硬度、密度等，降低单一酚醛树脂处理材色泽深的问题。经真空加压改性处理后的木材防虫蛀、防霉变、防变形开裂和防腐性能得到大幅度提升，显著提升木材的使用性能和延长木材的使用寿命；改性木材具有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。
(3)经检测，经本发明所述防护剂处理后的木材，其用抗湿胀性(ASE)表示可达到40％以上，防腐性能由素材的不耐腐等级(IV级)提高至强耐腐等级(I级)。
以下实施例中，所述防腐防虫剂购自广州鑫镁化工厂；其中异噻唑啉酮、丙环唑、八硼酸二钠的质量比为1：0.125：0.8。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1一种木材防护剂
一种木材防护剂，由如下质量百分比的组分制得：酚醛-松香复合改性树脂30％，乳化液烷基酚聚氧乙烯醚-10 1.5％，增强渗透剂(C7～9烷醇聚氧乙烯醚，购自江苏省海安石油化工厂，TX-10)2％，防腐防虫剂(异噻唑啉酮、丙环唑、八硼酸二钠)4％，助剂1,2-丙二醇5％，水57.5％。
其中，酚醛-松香复合改性树脂中，酚醛树脂与松香改性树脂的质量比是2：1。
防腐防虫剂是购广州鑫镁化工厂；其中异噻唑啉酮、丙环唑、八硼酸二钠的质量比为1：0.125：0.8。
实施例2一种木材防护剂
一种木材防护剂，与实施例1配方区别在于，酚醛树脂与松香改性树脂具体比例为1:1。
实施例3一种木材防护剂
一种木材防护剂，由如下质量百分比的组分制得：酚醛-松香复合改性树脂的质量分数为25％(酚醛树脂与松香改性树脂比例为2:1)，乳化液烷基酚聚氧乙烯醚-10 1％，增强渗透剂(C7～9烷醇聚氧乙烯醚，购自江苏省海安石油化工厂，TX-10)1.5％，防腐防虫剂(异噻唑啉酮、丙环唑、八硼酸二钠)3.5％，助剂1,2-丙二醇5％，水64％。
实施例4一种木材防护剂
一种木材防护剂，与实施例1配方区别在于，增强渗透剂具体成分为聚氧乙烯十六烷基醇。
实施例5一种木材防护剂
一种木材防护剂，由如下质量百分比的组分制得：酚醛-松香复合改性树脂的质量分数为20％(酚醛树脂与松香改性树脂比例为2:1)，乳化液烷基酚聚氧乙烯醚-10 1％，增强渗透剂(C7～9烷醇聚氧乙烯醚，购自江苏省海安石油化工厂，TX-10)1％，防腐防虫剂(异噻唑啉酮、丙环唑、八硼酸二钠)3％，助剂1,2-丙二醇5％，水70％。
实施例6一种木材防护剂的制备方法
实施例1所述木材防护剂的制备方法，包括：将各组分按比例混合，加入反应器，升温并以300r/min的速度高速搅拌，混合物温度达到60℃后，保持300r/min的速度搅拌反应25min；并将反应物降温至30℃以下，即得到所述木材防护剂。
实施例2-5所述木材防护剂均采用与实施例1相同的方法制备。
实施例7一种木材处理方法
一种木材处理方法，以马尾松木材为例，包括：处理时，先将含水率约15％的厚10mm的松木木材经过平刨；再将木材放入真空-加压处理设备中，先抽真空5-10min，注入实施例1所述的木材防护剂，质量浓度为20％，加压(压力1.2MPa)处理30min，然后卸压，再抽真空10min以排去多余药剂。然后将木材从处理罐中取出自然风干几天，再置于干燥箱中120度固化3h，取出后取得即可。
对比例1
一种树脂浸渍处理材，以马尾松木材为例，包括：处理时，先将含水率约15％的厚10mm的松木木材经过平刨；再将木材放入真空-加压处理设备中，先抽真空5-10min，注入酚醛树脂，质量浓度为15％，加压(压力1.2MPa)处理30min，然后卸压，再抽真空10min以排去多余药剂。然后将木材从处理罐中取出自然风干几天，再置于干燥箱中120度固化3h，取出后取得即可。
效果验证
将木材按照实施例7所述方法进行处理，区别在于，将其中木材防护剂分别更换为实施例2-5。
对实施例1-5木材防护剂处理后的木材以及对比例1所述树脂浸渍处理材进行检测，结果如下：
实施例1处理后的木材抗湿胀性(ASE)为46.3％，耐腐等级为I级。
实施例2处理后的木材抗湿胀性(ASE)为40.02％，耐腐等级为I级。
实施例3处理后的木材抗湿胀性(ASE)为44.9％，耐腐等级为I级。
实施例4处理后的木材抗湿胀性(ASE)为37.98％，耐腐等级为I级。
实施例5处理后的木材抗湿胀性(ASE)为39.71％，耐腐等级为I级。
对比例1的的耐腐等级为Ⅲ级。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种木材防护剂，其特征在于，包括如下重量份的组分：酚醛-松香复合改性树脂10～30份，乳化液1～2份，增强渗透剂1～3份，防腐防虫剂3～10份，助剂1～5份，水55～80份。
2.根据权利要求1所述的木材防护剂，其特征在于，包括如下重量份的组分：酚醛-松香复合改性树脂10～30份，乳化液1～2份，增强渗透剂1～3份，防腐防虫剂3～5份，助剂3～5份，水55-75份；
优选地，包括如下重量份的组分：酚醛-松香复合改性树脂15～30份，乳化液1～2份，增强渗透剂1～3份，防腐防虫剂3～5份，助剂3～5份，水55-65份；
进一步优选地，包括如下重量份的组分：酚醛-松香复合改性树脂30份，乳化液1.5份，增强渗透剂2份，防腐防虫剂4份，助剂5份，水57.5份。
3.根据权利要求1或2所述的木材防护剂，其特征在于，所述酚醛-松香复合改性树脂中的松香树脂，选自松香多元醇酯树脂水性分散体或松香丙烯酸水性乳化树脂。
4.根据权利要求1-3任一所述的木材防护剂，其特征在于，所述酚醛-松香复合改性树脂由酚醛树脂与松香改性树脂按质量比1:(0.25～1)制得；优选比例为1:(0.25～0.75)，或(1：(0.5-1)；
优选地，所述酚醛-松香复合改性树脂的制备工艺为：将酚醛树脂、松香树脂分别投入反应釜中，升温到60℃，充分搅拌0.5h后，即可。
5.根据权利要求1-4任一所述的木材防护剂，其特征在于，所述乳化液选自平平加、十二烷基苯磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚-10、山梨糖醇酐脂肪酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种；
和/或，所述增强渗透剂选自脂肪醇与环氧乙烷的缩合物、C7～9烷醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯十六烷基醇、纯月桂基硫酸钠中的一种或几种；
和/或，所述防腐防虫剂选自丙环唑、戊唑醇、硼化物、异噻唑啉酮中的一种或几种；优选为异噻唑啉酮、丙环唑、八硼酸二钠以质量比为1：0.125：0.8制得；
和/或，所述助剂选自1,2-丙二醇、乙醇、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种或几种。
6.一种木材防护剂的制备方法，其特征在于，包括：将酚醛-松香复合改性树脂，乳化液，增强渗透剂，防腐防虫剂，助剂，水按比例混合，在40～65℃条件下反应，即得木材防护剂。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在制备过程中，须以200～500r/min的速度进行搅拌；优选转速300～400r/min。
8.权利要求1-5任一所述木材防护剂在速生人工林木材、软木领域中的应用。
9.一种木材处理方法，其特征在于，包括：真空条件下，将木材浸渍在权利要求1-5任一所述木材防护剂溶液中真空-加压处理，干燥，固化，即可。
10.根据权利要求9所述的木材处理方法，其特征在于，所述木材防护剂的质量浓度为10％-30％；所述加压压力为0.8-1.5MPa；所述固化温度为100-130℃。
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