[發明專利]一種制備木材改性用不飽和聚酯樹脂的方法

無效

• 申請號: 200910259813.1
• 申請日: 2009-12-15
• 公開（公告）號: CN101735406A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 王天龍;伊松林
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: C08F283/01
• 分類號: C08F283/01;C08G63/52
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明所涉及的一種制備木材改性用不飽和聚酯樹脂的方法，主要是提供一種適合于木材改性用的不飽和聚酯樹脂，屬于木材科學技術領域。

背景技術

隨著世界性天然林資源的枯竭和我國天然林保護工程的實施，人工林速生豐產林木材已經成為緩解或解決我國木材供需矛盾的主要材種。具有生長速度快、產量高、采伐周期短等特點，致使木材中所含的幼齡材比例相當高，導致材質較差、密度及表面硬度低，限制了其應用范圍。木材改性方法是改善人工速生豐產林木材理化性能的有效途徑，經過處理后可使木材密度、表面硬度、耐磨性、尺寸穩定性、力學性能等都大幅度提高，可完全替代天然林木材，極大地拓展了人工速生豐產林木材的使用范圍，緩解或解決我國木材供需矛盾。目前，木材改性的方法主要是采用浸漬、壓縮或浸漬壓縮等方法。浸漬劑主要有酚醛樹脂、糠醛型脲醛樹脂、脲甲醛樹脂和改良的脲醛樹脂等。在木材浸漬過程中，一方面，由于木材毛細管或微毛細管系統的最小空隙非常小，而改性劑的空間尺度較大，使改性劑難于進入內部，僅僅進入木材表面層，木材改性效果較差；另一方面，這些浸漬劑都是水溶性的，經浸漬后的木材含水率較高；在后期干燥固化處理時，由于表面層內改性劑的固化，增大了木材內部水分移動的阻力，使后處理的時間延長，同時也使木材的開裂、變形和翹曲缺陷的發生。另外還存在著環保性能和長效性等方面的問題。采用壓縮改性時，不僅存在著材積損失較大的問題，而且也存在著回彈率較大、尺寸穩定性較差、不均勻回彈等諸多不良現象，尤其是對帶有節子等缺陷的木材，壓縮改性處理更為艱難。

不飽和聚酯樹脂是一種長鏈形的分子，其分子結構中含有非芳族的不飽和鍵，在適當的引發劑作用下，可以與不飽和單體交聯而形成具有復雜結構的龐大的不均勻的連續網狀結構的熱固性塑料。由于不飽和聚酯樹脂生產工藝簡便、原料易得，同時耐化學腐蝕、力學性能、電性能優良，最重要的是可以常溫常壓固化而具有良好的工藝性能，故廣泛用于結構、防腐、絕緣等復合材料制品。目前，采用的不飽和聚酯樹脂制造方法生產的不飽和聚酯分子在固化前是長鏈形分子，其分子量一般為1000～3000，對于用于木材浸漬而言，其空間尺度較大，無法浸漬到木材的內部。經有關文獻、資料檢索，如中國專利92101614.X“制備雙環戊二烯改性不飽和聚酯的新方法”、95110573.6“漁竿用不飽和聚酯樹脂”、96119856.7“改性不飽和聚酯樹脂的一種制備方法”、99812357.9“不飽和聚酯樹脂”、200410077507.3“不飽和聚酯的合成方法”、200510026882.X“雙環戊二烯改性不飽和聚酯樹脂的制備方法”、200510089889.6“一種改性不飽和聚酯復合材料及其制備方法”、200710191583.0“不飽和聚酯樹脂”、200710023110.X“不飽和聚酯樹脂的制備方法”、200710051048.5“可增稠雙環戊二烯不飽和聚酯樹脂的制備方法”、200810134174.3“不飽和聚酯”、200810047166.3“一種不飽和樹酯樹脂的合成方法”、200910010356.2“一種用于模塑料的不飽和聚酯樹脂及其制法”；從上述技術文獻中，未發現相近似的不飽和聚酯樹脂的制備的技術內容。

發明內容

本發明的目的，是為了克服上述不足之處，提供一種制備木材改性用不飽和聚酯樹脂的方法，它要解決的技術問題是降低不飽和聚酯的聚合度，使之能夠適應于浸漬到木材內部的需要，可極大地改善和改良木材多種物理力學性能，從而賦予了木材新的功能，拓展了木材的新途徑。

另外，木材改性用不飽和聚酯樹脂為反應型木材改性劑，浸漬到木材內部的成分均參與反應，避免了水溶性改性劑浸漬使木材含水率增大的問題，從而消除了改性劑固化時造成的木材開裂、變形和翹曲等缺陷，大大提高了木材的利用率。

本發明的目的是這樣實現的，一種制備木材改性用不飽和聚酯樹脂的方法，該方法依次包括以下過程：

1)在反應器中加入雙環戊二烯與不飽和酸或飽和酸，在酸性條件下進行一次加成酯化反應，再加入飽和酸或不飽和酸，進行二次加成酯化反應，反應的溫度在141℃～149℃范圍內，時間在0.5小時～3小時范圍內，不飽和酸(或酐)∶飽和酸(或酐)∶雙環戊二烯的摩爾比為1∶1∶0.125～0.15；

2)加成酯化反應達到要求后，在反應體系中加入非一元醇，進行縮聚反應，當反應體系的酸值51～65mgKOH/g時，或反應體系的不飽和聚酯樹脂的聚合度在50～999范圍內時，或反應體系的不飽和聚酯樹脂的數均聚合度在50～999范圍內時，結束縮聚反應并降溫至125±5℃，加入苯乙烯并充分混合，即完成了制備木材改性用不飽和聚酯樹脂。