[發明專利]一種多功能木材浸漬用樹脂改性劑的制備方法及應用

有效

• 申請號: 201410308703.0
• 申請日: 2014-07-01
• 公開（公告）號: CN104070572A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 柴宇博;劉君良;呂文華;張玉萍;孫柏玲;王小青
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院木材工業研究所
• 主分類號: B27K3/08
• 分類號: B27K3/08;B27K5/04;B27K3/34;C08G14/10;C08G14/08
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 閆立德

?

技術領域

本發明屬于一種多功能木材浸漬用樹脂改性劑的制備方法及應用。

背景技術

木材是一種可再生、可再循環利用和可自然降解的綠色材料和生物資源，它具有紋理美觀、色澤天然、質感舒適、可塑性好、易于加工等優點。但木材也存在一些缺陷，如由于含水率的變化產生干縮、濕脹，從而引起構件尺寸及形狀的變化和強度的降低，易霉變腐朽，易被蟲菌蛀蝕，易燃燒等。尤其是目前我國資源非常豐富的人工速生林木材，除了以上所述的木材固有缺陷外，還存在材質軟、密度小、強度低、表面加工性能差等缺點（如楊木、杉木、柳杉等），使其實木利用受到很大限制，僅用于人造板、造紙等低附加值產品。為了改善和克服人工林木材的缺點，提高其材質等級，實現其增值高效利用，必須對人工林木材進行功能性改良。

浸漬用水溶性樹脂是一種可明顯提高木材密度、尺寸穩定性、強度等物理力學性能的木材改性劑，一般多采用酚醛、脲醛或三聚氰胺改性脲醛樹脂等。酚醛樹脂強度高、耐候性好，但其高堿性會使木材韌性損失較大，且成本較高；脲醛樹脂價格便宜，但耐水性差、甲醛釋放量高；三聚氰胺改性脲醛樹脂耐水性好，且有一定阻燃功能，但穩定性較差，難以長期儲存。隨著國家對室內及室外用木質材料環保性、阻燃性、耐腐性、尺寸穩定性等應用指標標準的全面加強，僅能提高木材某些物理力學性能的水溶性樹脂改性劑已無法滿足市場對改性木材多功能化的要求。

硼化合物一般具有良好的阻燃性和防腐性（如硼酸、硼砂、硼酸鋅等），通常被用于木材的阻燃、防腐處理，效果顯著。然而，這種無機阻燃劑或防腐劑的吸濕性強，在非干燥環境下會導致處理材尺寸不穩定，且有效成分不能在木材內部長期被固定，容易流失。所以研發一種既能提高木材物理、力學和加工性能，同時又能賦予木材良好的阻燃性和防腐性的多功能改性劑，顯得十分必要和迫切。

發明內容

本發明的目的是設計一種多功能木材浸漬用樹脂改性劑的制備方法及應用,?能使經過該改性劑處理的人工林木材的尺寸穩定性、密度、表面硬度、抗彎強度、抗彎彈性模量、加工良好特性，阻燃防腐和耐磨性得到大幅提高，且該改性劑具有抗流失性強、環保性好，對木材的韌性無損失作用，不影響木材的油漆涂飾性能，提高了人工林木材的應用價值的優點。

為此,?本發明的多功能木材浸漬用樹脂改性劑的制備方法有如下步驟：

(1)?按照苯酚、甲醛、三聚氰胺、尿素摩爾比為1:3.0~4.0:0.5~1.0:1.0~2.0的配比備料，甲醛質量百分比濃度為37%，硼酸加入量為反應液總量的5%~10%，硼酸鋅加入量為反應液總量的3%~8%，一縮二丙二醇加入量為反應液總量的1%~5%，催化劑為質量百分比濃度為40%和20%的氫氧化鈉溶液，以及質量百分比濃度為20%的磷酸溶液；

(2)?將苯酚和占甲醛總量的50%的第1批甲醛加入反應釜中，開始加熱、攪拌，用40%氫氧化鈉溶液調節反應液pH值為9.0~10.0，待溫度升至55~65℃，停止加熱，依靠反應液自身放熱使溫度升至80～85℃，反應20～40分鐘，待溫度降至70～75℃時，再用40%氫氧化鈉溶液調節反應液pH值為11.0~12.0，溫度保持在80～85℃，反應30～60分鐘，得到羥甲基化的酚醛樹脂溶液；

(3)?將酚醛樹脂溶液降溫至65～70℃，用20%的磷酸溶液將酚醛樹脂溶液pH值調至9.0~9.5，加入剩余的第2批甲醛和三聚氰胺，使該反應液的溫度升至80～85℃，反應40～60分鐘，得到苯酚-甲醛-三聚氰胺的共縮聚體溶液；?

(4)?在得到的共縮聚體溶液中，加入占尿素總量的70%的第1批尿素，并用20%氫氧化鈉溶液將反應液pH值調至10.0~11.0，保持反應液溫度為75℃，反應20～40分鐘，得到苯酚-甲醛-三聚氰胺-尿素的共縮聚體溶液；

(5)將苯酚-甲醛-三聚氰胺-尿素的共縮聚體溶液的溫度控制在65～75℃，繼續反應，并隨時測試反應液的水混合倍數，當其與水的混合比例達到1:2~5時，加入硼酸鋅，反應10～15分鐘，再加入硼酸，待反應液由渾濁變透明時，測試其水混合倍數，當混合比例達到1:7~10時，加入剩余的第2批尿素，反應10～15分鐘后在反應液pH值變為8.0~8.5時，降溫至35～40℃，加入一縮二丙二醇，攪拌5～10分鐘后出料，得到低堿性的多元共縮聚樹脂改性劑，為多功能木材浸漬用樹脂改性劑。

一種多功能木材浸漬用樹脂改性劑的應用是：

用于對人工林木材進行浸漬處理和干燥。

所述的浸漬處理和干燥的方法是：