专利名称：木材改性用组合物、其制备方法及用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种木材改性用组合物及其制备方法，尤其涉及一种应用在人工林材及其它低档木材的改性用组合物，属于林产化工领域。
背景技术：
对木材进行增密改性处理，使其密度增加，随之硬度、强度等物理力学性能也得到加大，是提高木材质量档次的可行方法。如向木材组织中注入不饱和烯烃类单体或预聚体，然后在热引发剂或热辐射源的引发下，使其在木材中聚合固化成为木材-塑料复合材(朱玮，郭凤平.塑合木研究的新动态[J].西北林学院学报，1998，13(4)82～91；陆文达主编.木材改性工艺学[M].哈尔滨东北林业大学出版社出版，1993；Feist W C，Rowell R M.Moisturesorption and accelerated weathering of acetylated and methacrylatedaspen[J].Wood and Fiber Science，1991，23(1)128～136)；将可溶性无机化合物注入木材中，通过化学反应形成不溶于水的无机物，沉积在木材的细胞腔或细胞壁中而形成一种含无机物的新型复合材(张双保，周宇，赵立.木质复合材料研究(一)、(二)[J].中国木材，①1997.(3)20～22、②1997.(4)17～20；刘磊，朱玮，赵砺.杨木/无机硅化物复合材处理工艺初探[J].木材工业，2001，15(3)8～11；欧阳明八.用木材尺寸稳定剂改性处理木材[J].林业科技通讯.1995，(6)28～30)；或用水溶性酚醛(PF)、脲醛(UF)、三聚氰胺-甲醛(MF)等树脂以及聚乙二醇(PEG)等大分子有机化合物对木材进行处理(尤纪雪，金重为，何文尤.脲醛浓缩体(UFC)改性杨木抗腐能力和物理力学性能的研究[J].木材工业，1989，3(3)1～4.；Kania S.Thermal conductivity of natural andmodified wood[J].Przemysl Przewny，1990，41(8)17～20；方桂珍，李淑君，崔永志，等.PF预聚物对杨木压缩变形的固定作用[J].林产化工通讯，1998，(5)16～19)；也有对木材进行压密处理(Shukla K S，Bhatnagar R C.A note on the effectof compression on strength properties of Populus deltoides and Populusciliata[J].Journal of Timber DevelopmentAssociation of India.1989，35(1)17～25；张道伟，李江涛，朱金梅.杨木改性在胶合板中的应用[J].林业科技开发，1998(2)8～10)等。但由于处理成本高，设备、工艺复杂，处理液不稳定、容易固化变质等原因，木材增密改性技术并未得到大规模实际应用。
木材阻燃、防腐处理，是木材保护的重要组成部分。木材要达到GB50222“建筑内部装修设计防火规范”中的难燃B1级难燃材料指标，根据目前国内外广泛应用的木材阻燃剂性能来看，可行的方法是采用加压浸注将水溶性阻燃剂注入木材内部。常用的阻燃剂有磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、聚磷酸铵、尿素、三聚氰胺、双氰胺、硼砂、硼酸等(刘燕吉.木质材料的燃烧与阻燃系列讲座之一.木材工业，1996，10(6)37～39)。这些阻燃剂阻燃效果较好，特别是磷—氮—硼系三元阻燃剂，由于磷、氮、硼三种元素的协同效应，阻燃能力更强。但缺点是阻燃剂在木材中只是物理附着结合，很容易析离，抗流失性差。因此阻燃处理后的木材易吸潮腐变受损，而阻燃剂易渗析出木材表面会造成木材的油漆和粘合性能变差；适用于民用的防腐木材，考虑到对家居环境等方面的影响，理想的木材处理防腐剂的要求是①高效低毒，符合严格的环保要求；②兼具防腐、防霉和防蛀功效；③具有较好的防流失性；④最好无色，使用后基本上不改变木材的材色。近些年推出的由高碳烷基季铵盐、铜离子和氨(或胺)组成的氨(胺)溶铜高碳烷基季铵盐ACQ木材防腐剂(American Wood-preservers’Association.American Wood-preservers’Association Standards，2001.135～190)，可使木材得到很好的防腐、防霉、防蛀效果及抗流失性，并且克服了过去广泛使用的砷或硼与铬、铜无机物组成的木材防腐剂毒性大、防腐木材废弃物难以处理的缺点，但由于仍然使用了重金属铜离子(虽然其毒害性较砷、铬要低)，对环境和人还是会造成一定的危害，而公众对重金属危害的恐惧心理则已根深蒂固。另外，由于该防腐剂碱性较强，对木材改性设备的腐蚀性大，对木材纤维也有一定的破坏作用。
木材工业、装修业、建筑业等行业使用的中、高档木材资源日益匱乏，而保护资源林、生态林又已为世界各国所共识，因此以人工培植的速生丰产林(人工林)木材代替资源林、生态林木材乃大势所趋。但人工林木材由于生长周期短等原因，大都存在木质疏松、密度强度低、加工性能差、使用寿命短等缺点。所以对人工林材及其它低档木材进行增密改性处理，使之密度、硬度、强度等物理力学性能得到提高，能作为中、高档木材使用，取代名贵木材以满足工业生产和人们的生活需求，是解决矛盾的有效途径之一。
木材，易燃烧和霉变、腐朽、虫蛀(特别是人工林木材)，又会受大气和其它因素的影响而变形或损坏，轻则影响外观，重则降低强度甚至失去使用价值。防腐和阻燃处理木材，是避免、减少上述原因引起的木材降解，延长木制品使用周期，或减免火灾危害的有效措施。
常见的木材，特别是人工林材及其它低档木材的增密改性处理存在成本高、工艺复杂、设备要求高等缺点。得到的增密改性材功能单一，一般不能作为阻燃木材或防腐木材，更不能作为阻燃—防腐(同时具有阻燃和防腐功能)木材使用。本申请人在先发明专利申请(申请号03107131.7)公开了一种木材后置处理用水溶性树脂，由丙烯酰胺、糠醇、甲醛、尿素含胍基团化合物、多羟基有机化合物、磷酸、氨水等合成而得。用该树脂改性处理木材可较大地提高木材的密度、硬度和强度，并具有良好的抗流失阻燃性能，还具有成本较低，工艺、设备也要求相对较简单等优点，但对当要求木材硬度、强度很高时，该树脂的增密、增强幅度仍显不足。另外，用该水溶性树脂的处理材，其防腐性能不够明显。
以水玻璃等水溶性硅酸盐为主要成分的木材改性处理液成本低，得到的木材—无机硅化物复合材料硬度、强度较高，并具有一定的阻燃、防蛀性能。但这种处理材吸潮性强，表明易渗碱，由于水溶性硅酸盐的碱性强，对木材纤维的潜在破坏性也不容忽略。以金属钙、镁、铁等盐配合使用形成金属离子—硅酸盐难溶物，虽然表面的浸注物可以很好地固定，但浸注渗透的深度及其均匀性值得怀疑。
高碳烷基季铵盐(ammonyx)可使木材获得理想的防腐性能。它用量少，使用安全，但水溶性大，单独浸注处理木材时流失严重，特别不适用于室外用材。因此，高碳烷基季铵盐往往要与铜等重金属离子一起使用，形成稳定的高碳烷基季铵盐—重金属配合物以获得抗流失性。但重金属离子长期、大量的使用，无论是对人体还是对周围的环境，都会造成不可逆转的污染和危害。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够显著增强木材密度、抗流失性阻燃、防蛀、防霉和防腐性能，且不含重金属离子的环保型木材改性用组合物。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术途径来实现的 一种木材改性用组合物，主要由以下重量份的原料制成 37％甲醛400～500份、硼砂30～40份、氨水5～40份、尿素150～195份、三聚氰胺50～85份、硼酸10～15份、磷酸双氰胺80～100份、高碳烷基季铵盐10～18份、十二烷基硫酸钠3～6份、烷基酚醚磺基琥珀酸酯纳盐10～18份、癸基酚聚氧乙烯醚10～18份、N-羟甲基丙烯酰胺4～6份、丙烯酸丁酯100～125份、苯乙烯300～320份、丙烯酸异辛酯130～150份、丙烯酸4～6份、叔十二硫醇0.15～0.2份、过硫酸铵2.5～3份、碳酸氢钠1～3份、偏亚硫酸钠0.8～1份、含氯量50～60％的氯化石蜡20～25份、45％固含量的二氧化硅微乳液和/或40％固含量的水合三氧化二铝微乳液300～350份、磷酸0～7份、水1800～2200份。
优选为37％甲醛450份、硼砂35份、氨水20份、尿素175份、三聚氰胺65份、硼酸12份、磷酸双氰胺90份、高碳烷基季铵盐14份、十二烷基硫酸钠4.5份、烷基酚醚磺基琥珀酸酯纳盐14份、癸基酚聚氧乙烯醚14份、N-羟甲基丙烯酰胺5份、丙烯酸丁酯110份、苯乙烯310份、丙烯酸异辛酯140份、丙烯酸5份、叔十二硫醇0.18份、过硫酸铵2.7份、碳酸氢钠2份、偏亚硫酸钠0.9份、含氯量50～60％的氯化石蜡22份、45％固含量的二氧化硅微乳液和/或40％固含量的水合三氧化二铝微乳液325份、磷酸3份、水2000份。
所述的高碳烷基季铵盐优选为十二烷基二甲基苄基氯化铵、二癸基二甲基氯化铵或二者的组合。
本发明所用到的所有原料均可从市场上购买得到，其规格符合行业标准。
本发明技术方案中，将高碳烷基季铵盐与十二烷基硫酸钠、烷基酚醚磺基琥珀酸酯纳盐和癸基酚聚氧乙烯醚三种水溶性有机-无机大分子物质相配伍，制备成混合乳化剂，该混合乳化剂能够与配方中下述组分所制备的保护胶(制备方法见后述)相混溶37％甲醛、硼砂、氨水、尿素、三聚氰胺、硼酸、磷酸双氰胺， 本发明木材改性用组合物中含有的水溶性有机-无机大分子物质，当组合物的水分挥发后，长链大分子进一步交联、增大成为高分子物质，固化在木材内部，与木质结构紧密结合，固化后高分子物质不溶于水、无腐蚀性，并且颜色较浅，这样增密后的木材具有好的耐候性和使用寿命，并且木材中的阻燃成分和防腐成分也能被很好地固定，不易被水或潮汽沥出，亦即获得了抗流失性。具体的说，本发明木材改性用组合物中采用了苯乙烯—丙烯酸酯共聚微乳液(微乳颗粒粒径大部分比常见的乳液小、但比胶体稍大的半胶体—半乳液)并加入颗粒足够小的大分子无机物水分散体，如水合二氧化硅微乳液和/或水合三氧化二铝微乳液等来进一步加强对木材的增密、增强效果。
合成苯乙烯—丙烯酸酯共聚微乳液时，为使微乳颗粒粒径足够小，保护胶(由以下重量份配比的原料制成37％甲醛400～500份、硼砂30～40份、氨水5～25份、尿素150～195份、三聚氰胺50～85份、硼酸10～15份、磷酸双氰胺80～100份)的用量较大。水合二氧化硅微乳液和水合三氧化二铝微乳液的微乳颗粒粒径足够小，可选择外观呈半透明状、带蓝色荧光的市售产品使用。
水合二氧化硅微乳液、水合三氧化二铝微乳液本身当水分挥发后会玻璃化，即凝结、固化成为类玻璃状的固体，不溶于水，硬度、强度大。与苯乙烯—丙烯酸酯共聚微乳液配合使用时玻璃化后形成了无机—有机玻璃体，使改性处理木材的硬度、强度大幅度增高。
本发明木材改性用组合物中的阻燃成分为P-N-B型三元高效阻燃剂。其中P(磷)、N(氮)以含氮有机物、氮-磷有机物、磷酸和氨水形式加入，B(硼)以硼酸或硼酸钠盐的形式加入。B的另一作用是对木材具有较好的防蛀效果和一定的防腐效果。
本发明木材改性用组合物中的水溶性大分子物质、阻燃成分和防腐成分并不仅是简单的机械混合。阻燃成分可包含于水溶性大分子中，或者/同时在合成大分子物质时以磷酸、硼酸和氨水、硼砂作为其催化剂(酸碱调节剂)。防腐成分高碳烷基季铵盐作为组合物采用的表面活性剂的一部分，既起到稳定或乳化水溶性大分子的作用，又因其它表面活性剂的共存而得以稳定存在于呈弱酸性而非碱性的组合物中，避免了ACQ等采用高碳烷基季铵盐的木材防腐剂对改性设备腐蚀性大和对破坏木材纤维的缺点。
本发明木材改性用组合物干燥固化后无色，如要改变木材的颜色，可在组合物中加进木材染色剂，从而得到颜色均匀的、全渗透的染色材。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种制备本发明木材改性用组合物的工艺，步骤如下 1)按下述重量份配比称取各原料 37％甲醛400～500份、硼砂30～40份、氨水5～40份、尿素150～195份、三聚氰胺50～85份、硼酸10～15份、磷酸双氰胺80～100份、高碳烷基季铵盐10～18份、十二烷基硫酸钠3～6份、烷基酚醚磺基琥珀酸酯纳盐10～18份、癸基酚聚氧乙烯醚10～18份、N-羟甲基丙烯酰胺4～6份、丙烯酸丁酯100～125份、苯乙烯300～320份、丙烯酸异辛酯130～150份、丙烯酸4～6份、叔十二硫醇0.15～0.2份、过硫酸铵2.5～3份、碳酸氢钠1～3份、偏亚硫酸钠0.8～1份、含氯量50～60％的氯化石蜡20～25份、45％固含量的二氧化硅微乳液和/或40％固含量的水合三氧化二铝微乳液300～350份、磷酸0～7份、水1800～2200份， 2)制备保护胶往反应釜中加入甲醛、硼砂，用氨水调pH＝8～8.5，然后加入尿素和三聚氰胺，升温至92～95℃，保温0.5～1.5hr，降温至70±5℃，加入硼酸，保温15～30min，加入磷酸双氰胺再保温15～30min，用硼酸或氨水调整物料pH＝5.8～6.2，降温至45～55℃出料备用， 3)混合乳化剂的制备将高碳烷基季铵盐、十二烷基硫酸钠、烷基酚醚磺基琥珀酸酯纳盐和癸基酚聚氧乙烯醚混合均匀即得， 4)预乳化单体的合成将占总重量1/4的水、占总重量2/3的混合乳化剂、N-羟甲基丙烯酰胺加入反应釜内搅拌均匀，放入混合好的单体丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸和叔十二硫醇，搅拌，使成为均匀乳液备用， 5)乳液合成将保护胶、占总重量1/10的水和占总重量1/3的混合乳化剂加入反应釜内，升温至82～88℃，加入过硫酸铵、预乳化单体、硫酸铵、碳酸氢钠，在85～95℃保温1～1.5hr，降温至60～70℃加偏亚硫酸钠，继续降温，当温度为50～55℃时加入氯化石蜡，在温度为40～45℃加入占总重量1/2的水，用氨水或磷酸调节pH＝6.0±0.5，加入二氧化硅微乳液和/或水合三氧化二铝微乳液，搅拌均匀后再补加其余的水至组合物的总固含量为35～45wt％，过250目网筛出料即得。
现有木材防腐剂技术中，高碳烷基季铵盐往往要与铜等重金属离子一起使用，形成稳定的高碳烷基季铵盐—重金属配合物以获得抗流失性。
本发明中通过将高碳烷基季铵盐与十二烷基硫酸钠、烷基酚醚磺基琥珀酸酯纳盐和癸基酚聚氧乙烯醚三种水溶性有机-无机大分子物质相配伍，制备成混合乳化剂，所制备的混合乳化剂能够与保护胶有效混溶，固化后，高碳烷基季铵盐能够稳定的与保护胶相结合，从而达到了与重金属相配伍的同等的抗流失性效果，又克服了现有的ACQ和CCA木材防腐剂含有重金属离子及其它有毒成分对人体和周围环境造成污染的缺陷。所以本发明木材改性用组合物不仅具有优异的防腐性能，还克服了现有木材防腐剂中因普遍含有重金属离子和其它有毒成分等缺陷。
本发明木材改性用组合物用一般的木材阻燃或防腐处理罐，采用满细胞法浸注入处理木材，经一次浸注干燥后木材密度可增加0.1～0.3g/cm3，随之硬度、强度及其它物理力学性能也有60～120％的提高，如需更高的密度和更好的硬度、强度，可以进行二次以上浸注。此外，木材干燥和使用过程中的开裂、变形等缺陷也得到了有效的避免或消减。并且木材具有较理想的抗流失性阻燃、防蛀、防霉和防腐功能，其阻燃能力达到GB8624标准的“B1级难燃材料”，防腐能力则可与ACQ防腐木材相媲美。
使用本发明木材改性用组合物改性处理的木材(本处理材)与ACQ防腐处理材、聚磷酸铵—硼酸阻燃处理材比较，抗流失性采用流水浸泡法(室温流水浸泡24hr，103±2℃烘干6hr，反复10次)测定结果如下本处理材平均失重0.37％，ACQ防腐处理材平均失重1.72％，聚磷酸铵—硼酸阻燃处理材平均失重4.79％；用静水浸泡法(样品等重，分别用5倍样品重量的水浸泡72hr)测定本处理材与ACQ防腐处理材的高碳烷基季铵盐浸出量，结果如下本处理材高碳烷基季铵盐浸出量为0.0072g/L，ACQ防腐处理材高碳烷基季铵盐浸出量为0.0471g/L。因此可以认为本处理材抗流失性良好。
采用本发明木材改性用组合物生产的改性木材加工性能良好，可代替中高档木材用作实木家具、实木地板、实木门、实木装修等的原料。其吸潮性与普通木材基本没有差异，完全可以作为面料使用。改性木材无异味，使用安全。组合物不加染料时改性木材材色与原木基本一致，而加入染料便可得到各种颜色的木材。
具体实施例方式 以下通过实施例来进一步描述本发明，应该理解的是，这些实施例仅用于例证的目的，决不限制本发明的范围。
[实施例1] 保护胶的合成 往反应釜中加入37％甲醛500kg、硼砂40kg，用氨水调pH＝8，然后加入尿素190kg、三聚氰胺80kg，升温至92℃，保温1hr左右，降温至65℃，加入硼酸14kg，保温15min，加入磷酸双氰胺100kg再保温20min，用氨水调整物料pH＝5.8，降温至50℃左右出料。
混合乳化剂的制备将二癸基二甲基氯化铵15kg、十二烷基硫酸钠4kg、烷基酚醚磺基琥珀酸酯纳盐13kg和癸基酚聚氧乙烯醚13kg混合均匀即得。
预乳化单体合成将500kg水、混合乳化剂30kg、N-羟甲基丙烯酰胺6kg加入反应釜内搅拌均匀，放入混合好的单体丙烯酸丁酯110kg、苯乙烯320kg、丙烯酸异辛酯150kg、丙烯酸5kg和分子量调节剂叔十二硫醇0.15kg，搅拌30min使成为均匀乳液，泵进高位槽备用； 乳液合成将以上步骤制备的保护胶、水250kg及另一份混合乳化剂15kg加入反应釜内，开动搅拌机，升温至88℃，加入打底引发剂过硫酸铵0.5kg(先用5kg水溶解好)，5min后将预乳化单体慢慢滴加入反应釜中，25min后开始滴加引发剂溶液(过硫酸铵2.2kg、碳酸氢钠2kg、水45kg，预先溶解好)。预乳化单体加完后，将未滴加完的引发剂溶液全部加入，然后在88℃左右保温1.5hr，降温至65℃加二次引发剂偏亚硫酸钠1kg，继续降温，当温度为50～55℃时加入含氯量52％的氯化石蜡20kg，温度40～45℃时加入水1000kg，用氨水调节pH＝6.5，加入40％固含量的水合三氧化二铝微乳液300kg，搅拌均匀后再补加剩余的水至组合物的总固含量为35～45％，过250目网筛出料得一半透明带蓝色荧光的乳液，即为本发明木材改性用组合物。
用一般的木材阻燃或防腐处理罐，采用满细胞法将本实施例所制备的组合物浸注入木材，干燥后成为密度、硬度、强度等物理力学性能大幅度提高的增密材，并且木材具有较理想的抗流失性阻燃、防蛀、防霉和防腐功能。
[实施例2] 保护胶的合成 往反应釜中加入37％甲醛400kg、硼砂35kg，用氨水调pH＝8.5，然后加入尿素160kg、三聚氰胺60kg，升温至92℃，保温1hr左右，降温至70.5℃，加入硼酸12kg，保温30min，加入磷酸双氰胺90kg再保温30min，用硼酸调整物料pH＝6.2，降温至50℃左右出料。
混合乳化剂的制备将十二烷基二甲基苄基氯化铵18kg、十二烷基硫酸钠6kg、烷基酚醚磺基琥珀酸酯纳盐13kg和癸基酚聚氧乙烯醚13kg混合均匀即得。
预乳化单体合成将500kg水、混合乳化剂33.5kg、N-羟甲基丙烯酰胺5kg加入反应釜内搅拌均匀，放入混合好的单体丙烯酸丁酯110kg、苯乙烯300kg、丙烯酸异辛酯145kg、丙烯酸5kg和分子量调节剂叔十二硫醇0.2kg，搅拌30min使成为均匀乳液，泵进高位槽备用； 乳液合成将以上步骤制备的保护胶、水250kg及另一份混合乳化剂16.5kg加入反应釜内，开动搅拌机，升温至88℃，加入打底引发剂过硫酸铵0.5kg(先用5kg水溶解好)，5min后将预乳化单体慢慢滴加入反应釜中，25min后开始滴加引发剂溶液(过硫酸铵2.5kg、碳酸氢钠2kg、水45kg，预先溶解好)。预乳化单体加完后，将未滴加完的引发剂溶液全部加入，然后在88℃左右保温1.5hr，降温至65℃加二次引发剂偏亚硫酸钠0.8kg，继续降温，当温度为50～55℃时加入含氯量52％的氯化石蜡25kg，温度40～45℃时加入水1000kg，用磷酸调节pH＝6.0，加入45％固含量的二氧化硅微乳液320kg，搅拌均匀后再补加剩余的水至组合物的总固含量为35～45％，过250目网筛出料得一半透明带蓝色荧光的乳液，即为本木材改性用组合物。
用一般的木材阻燃或防腐处理罐，采用满细胞法将本实施例所制备的组合物浸注入木材，干燥后成为密度、硬度、强度等物理力学性能大幅度提高的增密材，并且木材具有较理想的抗流失性阻燃、防蛀、功能。
[实施例3] 保护胶的合成 往反应釜中加入37％甲醛450kg、硼砂35kg，用氨水调pH＝8.3，然后加入尿素175kg、三聚氰胺65kg，升温至95℃，保温1hr左右，降温至70℃，加入硼酸12kg，保温20min，加入磷酸双氰胺90kg再保温20min，用氨水调整物料pH＝6.0，降温至50℃左右出料。
混合乳化剂的制备将十二烷基二甲基苄基氯化铵8kg、二癸基二甲基氯化铵7kg、十二烷基硫酸钠6kg、烷基酚醚磺基琥珀酸酯纳盐17kg和癸基酚聚氧乙烯醚17kg混合均匀即得。
预乳化单体合成将500kg水和预先分散好的木材染料、混合乳化剂37kg、N-羟甲基丙烯酰胺5kg加入反应釜内搅拌均匀，放入混合好的单体丙烯酸丁酯110kg、苯乙烯310kg、丙烯酸异辛酯140kg、丙烯酸5kg和分子量调节剂叔十二硫醇0.18kg，搅拌30min使成为均匀乳液，泵进高位槽备用； 乳液合成将以上步骤合成的保护胶、水250kg及另一份混合乳化剂18kg加入反应釜内，开动搅拌机，升温至85℃，加入打底引发剂过硫酸铵0.5kg(先用5kg水溶解好)，5min后将预乳化单体慢慢滴加入反应釜中，25min后开始滴加引发剂溶液(过硫酸铵2.5kg、碳酸氢钠2kg、水45kg，预先溶解好)。预乳化单体加完后，将未滴加完的引发剂溶液全部加入，然后在88℃左右保温1.5hr，降温至65℃加二次引发剂偏亚硫酸钠0.9kg，继续降温，当温度为50～55℃时加入含氯量52％的氯化石蜡22kg，温度40～45℃时加入水1000kg，用磷酸调节pH＝6.0，加入45％固含量的二氧化硅微乳液325kg，搅拌均匀后再补加剩余的水至组合物的总固含量为35～45％，过250目网筛出料得一半透明带蓝色荧光的乳液，即为本木材改性用组合物。
用一般的木材阻燃或防腐处理罐，采用满细胞法将本实施例所制备的组合物浸注入木材，干燥后成为密度、硬度、强度等物理力学性能大幅度提高的增密材，并且木材具有较理想的抗流失性阻燃、防蛀、防霉和防腐功能。
权利要求
1、一种木材改性用组合物，主要由以下重量份的原料制成
37％甲醛400～500份、硼砂30～40份、氨水5～40份、尿素150～195份、三聚氰胺50～85份、硼酸10～15份、磷酸双氰胺80～100份、高碳烷基季铵盐10～18份、十二烷基硫酸钠3～6份、烷基酚醚磺基琥珀酸酯纳盐10～18份、癸基酚聚氧乙烯醚10～18份、N-羟甲基丙烯酰胺4～6份、丙烯酸丁酯100～125份、苯乙烯300～320份、丙烯酸异辛酯130～150份、丙烯酸4～6份、叔十二硫醇0.15～0.2份、过硫酸铵2.5～3份、碳酸氢钠1～3份、偏亚硫酸钠0.8～1份、含氯量50～60％的氯化石蜡20～25份、45％固含量的二氧化硅微乳液和/或40％固含量的水合三氧化二铝微乳液300～350份、磷酸0～7份、水1800～2200份。
2、按照权利要求1的木材改性用组合物，其特征是各原料的重量份是37％甲醛450份、硼砂35份、氨水20份、尿素175份、三聚氰胺65份、硼酸12份、磷酸双氰胺90份、高碳烷基季铵盐14份、十二烷基硫酸钠4.5份、烷基酚醚磺基琥珀酸酯纳盐14份、癸基酚聚氧乙烯醚14份、N-羟甲基丙烯酰胺5份、丙烯酸丁酯110份、苯乙烯310份、丙烯酸异辛酯140份、丙烯酸5份、叔十二硫醇0.1 8份、过硫酸铵2.7份、碳酸氢钠2份、偏亚硫酸钠0.9份、含氯量50～60％的氯化石蜡22份、45％固含量的二氧化硅微乳液和/或40％固含量的水合三氧化二铝微乳液325份、磷酸3份、水2000份。
3、按照权利要求1的木材改性用组合物，其特征是所述的高碳烷基季铵盐选自十二烷基二甲基苄基氯化铵和/或二癸基二甲基氯化铵。
4、制备权利要求1的木材改性用组合物的方法，步骤如下
1)按下述重量份配比称取各原料
37％甲醛400～500份、硼砂30～40份、氨水5～40份、尿素150～195份、三聚氰胺50～85份、硼酸10～15份、磷酸双氰胺80～100份、高碳烷基季铵盐10～18份、十二烷基硫酸钠3～6份、烷基酚醚磺基琥珀酸酯纳盐10～18份、癸基酚聚氧乙烯醚10～18份、N-羟甲基丙烯酰胺4～6份、丙烯酸丁酯100～125份、苯乙烯300～320份、丙烯酸异辛酯130～150份、丙烯酸4～6份、叔十二硫醇0.15～0.2份、过硫酸铵2.5～3份、碳酸氢钠1～3份、偏亚硫酸钠0.8～1份、含氯量50～60％的氯化石蜡20～25份、45％固含量的二氧化硅微乳液和/或40％固含量的水合三氧化二铝微乳液300～350份、磷酸0～7份、水1800～2200份，
2)制备保护胶往反应釜中加入甲醛、硼砂，用氨水调pH＝8～8.5，然后加入尿素和三聚氰胺，升温至92～95℃，保温0.5～1.5hr，降温至70±5℃，加入硼酸，保温15～30min，加入磷酸双氰胺再保温15～30min，用硼酸或氨水调整物料pH＝5.8～6.2，降温至45～55℃出料备用，
3)混合乳化剂的制备将高碳烷基季铵盐、十二烷基硫酸钠、烷基酚醚磺基琥珀酸酯纳盐和癸基酚聚氧乙烯醚混合均匀即得，
4)预乳化单体的合成将占总重量1/4的水、占总重量2/3的混合乳化剂、N-羟甲基丙烯酰胺加入反应釜内搅拌均匀，放入混合好的单体丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸和叔十二硫醇，搅拌，使成为均匀乳液备用，
5)乳液合成将保护胶、占总重量约1/10的水和占总重量1/3的混合乳化剂加入反应釜内，升温至82～88℃，加入过硫酸铵、预乳化单体、硫酸铵、碳酸氢钠，在85～95℃保温1～1.5hr，降温至60～70℃加偏亚硫酸钠，继续降温，当温度为50～55℃时加入氯化石蜡，在温度为40～45℃加入占总重量1/2的水，用氨水或磷酸调节pH＝6.0±0.5，加入二氧化硅微乳液和/或水合三氧化二铝微乳液，搅拌均匀后再补加其余的水至组合物的总固含量为35～45wt％，过250目网筛出料即得。
5、权利要求1～3所述任意一项木材改性用组合物在木材改性或木材加工中的用途。
6、按照权利要求5所述的用途，其特征是在人工林材及其它低档木材的改性处理中的用途。
全文摘要
本发明公开了一种新的木材改性用组合物及其制备方法和用途，该组合物主要由以下原料制成37％甲醛、硼砂、氨水、尿素、三聚氰胺、硼酸、磷酸双氰胺、高碳烷基季铵盐、十二烷基硫酸钠、烷基酚醚磺基琥珀酸酯纳盐、癸基酚聚氧乙烯醚、N－羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、叔十二硫醇、过硫酸铵、碳酸氢钠、偏亚硫酸钠、含氯量50～60％的氯化石蜡、45％固含量的二氧化硅微乳液和/或40％固含量的水合三氧化二铝微乳液。经本发明组合物改性后的人工林和低档木材，除物理力学性能有显著提高外，还具有优异的阻燃、防蛀、防霉和防腐性能，此外还克服了现有木材防腐剂中普遍含有重金属离子和其它有毒成分等缺陷。
文档编号C09K3/00GK1644334SQ20051000765
公开日2005年7月27日 申请日期2005年2月7日 优先权日2005年2月7日
发明者吴子良, 陈万利 申请人:陈万利, 吴子良, 杨君, 高中海