CN114539925A - 一种防水剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及防水剂的制备技术领域，尤其涉及一种防水剂的制备方法。本发明提供的制备方法，包括以下步骤：将稳定剂、水和熔融石蜡混合，依次进行剪切分散和高压均质分散，得到所述防水剂。本发明依次采用剪切分散和高压均质的过程可以使石蜡颗粒的粒径达到0.2～5微米，实现在微观尺度上在木质纤维或刨花表面进行铺展并快速吸附并充分结合，进一步减少了石蜡的用量的同时不降低板材的防水效果。

Description

一种防水剂的制备方法
技术领域
本发明涉及防水剂的制备技术领域，尤其涉及一种防水剂的制备方法。
背景技术
木质人造板具有极易吸水，防水性差的特性，浸水后会膨胀，就会导致板材变形，受潮发霉等问题。为了避免以上问题，生产厂家通常在生产过程中添加使用防水材料。目前，人造板行业常用的防水材料主要是熔融石蜡和石蜡乳液。
石蜡是固态高级烷烃的混合物，属于非极性材料，不溶于水，具有交底的表面能，是一种良好的疏水材料。研究表明，石蜡的防水机理是石蜡分子在机械研磨揉搓等作用下，不规则地渗入到纤维素的无定型区，与纤维之间通过吸附作用结合，部分地堵塞纤维之间的空隙，缩小水分与纤维之间的接触面，隔绝水分或阻塞水分通道，达到防水的效果。因此，实际生产应用过程中，在有限的时间和有限的石蜡施加量情况下，使石蜡分子与纤维能够快速混合均匀，充分接触，是获得理想的吸附和防水效果的关键。
熔融石蜡是把固体石蜡加热熔化后，喷施在木质纤维或刨花上，可以使木质纤维或刨花具有一定的阻水、防水性能，使用熔融石蜡作防水剂的人造板材，瞬时阻水和防水效果好，但是由于石蜡分子量大，具有较高的内聚力，使用过程中石蜡不易分散，需要较大用量才能达到良好的防水效果，成本较高。
石蜡乳液是将石蜡、乳化剂和水加热进行乳化形成的水包油乳液，所述石蜡乳液在使用时具有施加方便、易分散以及用量少的优点，但是石蜡乳液中使用的乳化剂具有强烈的亲水性，在一定程度上改变了石蜡疏水的性能，存在板材瞬时吸水速度极快、2小时浸水厚度膨胀率大的技术缺陷。由此可见，目前还没有一种保证在减少石蜡用量的基础上保证防水效果的同时，提高产品稳定性的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防水剂的制备方法，所述制备方法制备得到的防水剂能够最大限度的降低石蜡的用量，同时不会影响石蜡的疏水性能，还具有优异的稳定性。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种防水剂的制备方法，包括以下步骤：
将稳定剂、水和熔融石蜡混合，依次进行剪切分散和高压均质分散，得到所述防水剂。
优选的，按照质量份数计，所述稳定剂包括磺化木质素0～55份，聚乙烯醇0～15份，防腐剂0.01～0.2份和水55～95份。
优选的，所述磺化木质素中木质素的质量百分含量为50～70％，灰分≤20％。
优选的，所述聚乙烯醇的聚合度为1500～2500，醇解度为92～99％。
优选的，所述稳定剂中磺化木质素、聚乙烯醇和防腐剂的总质量百分含量为1～55％。
优选的，所述稳定剂中的溶质和熔融石蜡的质量比为(0.1～5)：(40～60)；
所述熔融石蜡和防水剂的质量比为(40～60)：(80～125)。
优选的，所述剪切分散的速率为2500～3000转/分钟。
优选的，所述高压均质的均质压力为10～60MPa，均质温度为80～90℃。
优选的，所述混合的温度为80～90℃。
本发明提供了一种防水剂的制备方法，包括以下步骤：将稳定剂、水和熔融石蜡混合，依次进行剪切分散和高压均质分散，得到所述防水剂。本发明依次采用剪切分散和高压均质的过程可以使石蜡颗粒的粒径达到0.2～5微米，实现在微观尺度上在木质纤维表面进行铺展并快速吸附并充分结合，进一步的减少了石蜡的用量的同时不降低板材的防水效果。
具体实施方式
本发明提供了一种防水剂的制备方法，包括以下步骤：
将稳定剂、水和熔融石蜡混合，依次进行剪切分散和高压均质分散，得到所述防水剂。
在本发明中，若无特殊说明，所有制备原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。
在本发明中，按照质量份数计，所述稳定剂优选包括0～55份磺化木质素，更优选包括10～30份，最优选包括15～25份。在本发明中，所述磺化木质素中木质素的质量百分含量优选为50～70％，更优选为55～65％，最优选为58～62％；灰分优选为≤20％，更优选为10～20％。在本发明中，所述磺化木质素优选为棕黄色粉末，水分优选≤5wt％，pH值优选为4.0～9.0，更优选为6.0～8.0，非水溶性物质的质量百分含量优选≤0.5％。在本发明的具体实施例中，所述磺化木质素的水分为4.3wt％，pH值为4.6，木质素的质量百分含量为62.5％，非水溶性物质的质量百分含量为0.48％，灰分为14.2％。
在本发明中，以所述磺化木质素的质量份数计，所述稳定剂还优选包括0～15份聚乙烯醇，更优选为0～13份，最优选为0～10份。在本发明中，所述聚乙烯醇的聚合度优选为1500～2500，更优选为1700～2400；醇解度优选为92～99％，更优选为95～98％。
在本发明中，将所述聚乙烯醇的聚合度控制在上述范围内溶解性好，可以使稳定剂的粘度适中，将所述聚乙烯醇的醇解度控制在上述范围内，可以提高对石蜡的乳化和分散，且泡沫小。
在本发明中，以所述磺化木质素的质量份数计，所述稳定剂还优选包括0.01～0.2份防腐剂，更优选为0.05～0.1份。在本发明中，所述防腐剂优选为卡松防腐剂、甲基异噻唑啉酮、苯并异噻唑啉酮、碘丙炔正丁胺甲酸酯或1227杀菌防腐剂。在本发明中，所述防腐剂可以防止细菌滋生导致木质素变质，影响使用和性能。
在本发明中，以所述磺化木质素的质量份数计，所述稳定剂还优选包括55～95份水，更优选为70～80份。
在本发明中，所述稳定剂中溶质的质量百分含量优选为1～55％，更优选为10～40％，最优选为20～30％。
在本发明中，所述稳定剂中的溶质和熔融石蜡的质量比优选为(0.1～5)：(40～60)，更优选为(0.5～4)：(45～55)，最优选为(1～3)：(48～52)。
在本发明中，所述熔融石蜡和防水剂的质量比优选为(40～60)：(80～125)，更优选为(45～55)：(85～120)，最优选为(48～52)：(95～110)。
在本发明中，所述混合的温度优选为80～90℃，更优选为82～85℃。
在本发明中，所述混合优选为在反应容器中加入水、稳定剂和石蜡之后，升温至80～90℃。
在本发明中，所述剪切分散的速率优选为2500～3000转/分钟，更优选为2600～2800转/分钟。本发明对所述剪切分散的时间没有任何特殊的限定，能够保证使制备得到的剪切液上下均一，无明显漂浮石蜡即可。
在本发明中，所述高压均质的均质压力优选为10～60MPa，更优选为30～50MPa，最优选为35～45MPa；均质温度优选为80～90℃，更优选为82～88℃，最优选为84～86℃。
所述高压均质完成后，本发明还优选包括将得到的分散液在搅拌的条件下进行保温。所述搅拌的转速优选为100～400rpm，更优选为150～200rpm。所述保温的温度优选为65～85℃，更优选为70～80℃。
在本发明中，所述防水剂可现制现用，并将制备好的防水剂在上述保温温度范围内进行保温使用；凝固后可进行二次回锅，即使用前加热至乳化温度，进行分散搅拌后再使用。
下面结合实施例对本发明提供的防水剂的制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
注：实施例中磺化木质素为：水分为4.3wt％，pH值为4.6，木质素的质量百分含量为62.5％，非水溶性物质的质量百分含量为0.48％，灰分为14.2％；
聚乙烯醇为：聚合度为1700～2400；醇解度为95～98％；
实施例1
将熔融石蜡400Kg、100Kg稳定剂(包括10Kg磺化木质素、0.01Kg卡松防腐剂和89.99Kg水)和水500Kg混合后，升温至85℃，2750转/分钟的转速剪切30min后，得到上下均一，无明显漂浮的混合液后，进行高压均质处理，所述高压均质处理的压力为15MPa，温度为83℃，最后以150r/min的转速搅拌并在70℃的温度中保温，得到所述防水剂(防水剂中石蜡的粒径为0.2～2微米)。
实施例2
将熔融石蜡400Kg、100Kg稳定剂(包括15Kg聚乙烯醇、0.01Kg卡松防腐剂和84.99Kg水)和水500Kg混合后，升温至85℃，2750转/分钟的转速剪切25min后，得到上下均一，无明显漂浮的混合液后，进行高压均质处理，所述高压均质处理的压力为25MPa，温度为85℃，最后以150r/min的转速搅拌并在80℃的温度中保温，得到所述防水剂(防水剂中石蜡的粒径为0.2～5微米)。
实施例3
将熔融石蜡400Kg、50Kg稳定剂(包括10Kg磺化木质素、1.0Kg聚乙烯醇、0.01Kg卡松防腐剂和38.99Kg水)和水550Kg混合后，升温至85℃，2750转/分钟的转速剪切30min后，得到上下均一，无明显漂浮的混合液后，进行高压均质处理，所述高压均质处理的压力为18MPa，温度为83℃，最后以150r/min的转速搅拌并在65℃的温度中保温，得到所述防水剂(防水剂中石蜡的粒径为0.3～3微米)。
实施例4
将熔融石蜡400Kg、25Kg稳定剂(包括10Kg磺化木质素、1.0Kg聚乙烯醇、0.01Kg卡松防腐剂和13.99Kg水)和水575Kg混合后，升温至85℃，2750转/分钟的转速剪切30min后，得到上下均一，无明显漂浮的混合液后，进行高压均质处理，所述高压均质处理的压力为28MPa，温度为86℃，最后以150r/min的转速搅拌并在68℃的温度中保温，得到所述防水剂(防水剂中石蜡的粒径为0.3～3微米)。
实施例5
将熔融石蜡400Kg、25Kg稳定剂(包括5Kg磺化木质素、2.5Kg聚乙烯醇、0.01Kg卡松防腐剂和17.49Kg水)和水575Kg混合后，升温至85℃，2750转/分钟的转速剪切30min后，得到上下均一，无明显漂浮的混合液后，进行高压均质处理，所述高压均质处理的压力为15MPa，温度为82℃，最后以150r/min的转速搅拌并在73℃的温度中保温，得到所述防水剂(防水剂中石蜡的粒径为0.2～4微米)。
测试例
将实施例1所述石蜡含量40％的防水剂和熔融石蜡分别应用于纤维板(型号包括18E1镂铣R3、8.7E1、18E1镂铣R0、11.8G1高光模压底板和18E0无醛板)生产线上进行测试，各项技术指标如表1所示。
表1 实施例1所述的防水剂和熔融石蜡应用效果对比数据
Figure BDA0003553346830000061
将实施例3所述的石蜡含量为40％的防水剂和熔融石蜡分别应用于刨花板(型号包括18E0、9E0、16E0、16E0高防潮板和18无醛板)生产线上进行测试，各项技术指标如表2所示。
表2 实施例3所述的防水剂和熔融石蜡应用效果数据对比
Figure BDA0003553346830000071
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种防水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将稳定剂、水和熔融石蜡混合，依次进行剪切分散和高压均质分散，得到所述防水剂。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按照质量份数计，所述稳定剂包括磺化木质素0～55份，聚乙烯醇0～15份，防腐剂0.01～0.2份和水55～95份。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述磺化木质素中木质素的质量百分含量为50～70％，灰分≤20％。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇的聚合度为1500～2500，醇解度为92～99％。
5.如权利要求2～4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述稳定剂中磺化木质素、聚乙烯醇和防腐剂的总质量百分含量为1～55％。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述稳定剂中的溶质和熔融石蜡的质量比为(0.1～5)：(40～60)；
所述熔融石蜡和防水剂的质量比为(40～60)：(80～125)。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述剪切分散的速率为2500～3000转/分钟。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高压均质的均质压力为10～60MPa，均质温度为80～90℃。
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合的温度为80～90℃。
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