專利名稱：：石蠟乳液及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種人造板防水劑及其制備方法，尤其涉及一種石蠟乳液及防水劑領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：由于木材具有游離羥基、纖維表面帶負(fù)電荷、以及毛細(xì)管和滲透作用，使木質(zhì)材料具有吸濕、吸水的特性。因此人造板在使用過(guò)程中受空氣濕度變化的影響，其含水率、厚度和長(zhǎng)度會(huì)有所變化，并且導(dǎo)致人造板產(chǎn)生翹曲變形，甚至影響膠合強(qiáng)度。因此，人造板的吸水厚度膨脹率是衡量其材料性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。這種指標(biāo)決定了人造板在運(yùn)輸、安裝以及使用過(guò)程中的尺寸穩(wěn)定性如何隨環(huán)境溫度和濕度的變化而變化，因此，人造板吸水厚度膨脹指標(biāo)在生產(chǎn)地點(diǎn)與使用地點(diǎn)相距甚遠(yuǎn)、地域差異較大的使用條件下顯得尤其重要。目前，被公認(rèn)為能夠最有效地控制人造板吸水厚度膨脹的方法是向纖維或刨花板中施加少量石蠟或石蠟防水劑，從而降低木材或纖維的表面張力，并使之小于水的表面張力，達(dá)到防水的目的。以下幾個(gè)指標(biāo)是人造板企業(yè)選用防水劑時(shí)主要的參考因素。(1)機(jī)械穩(wěn)定性機(jī)械穩(wěn)定性主要指的是防水劑抗機(jī)械剪切的能力。石蠟乳液防水劑在使用過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)管路傳輸和承受泵的剪切力。如果乳液不能保持一定的機(jī)械穩(wěn)定性，乳液在流動(dòng)過(guò)程中就會(huì)提前破乳，影響使用效率。更為嚴(yán)重的是，因破乳而導(dǎo)致堵塞管路或噴嘴，將給使用廠家造成很大麻煩。(2)耐酸、；咸性，耐^^水性這一指標(biāo)的考核體現(xiàn)在防水劑與膠的混合。大部分陰離子表面活性劑配方對(duì)酸，堿，硬水都很敏感，在與膠混合后，很容易破乳結(jié)塊，但又不易被肉眼所發(fā)覺(jué)，這是防水劑使用效率降低的一個(gè)重要原因。(3)熱壓易破乳性熱壓易破乳性是影響防水劑使用效率的最重要因素，但卻幾乎被市場(chǎng)上現(xiàn)有的所有石蠟乳液防水劑生產(chǎn)企業(yè)所忽視。熱壓易破乳性可以保證施加到纖維上與膠相互接觸混合的那部分防水劑在熱壓力的作用下，能夠很快破乳,脫離膠液包裹，并流向纖維表面，最終充分達(dá)到防水效果。用石蠟為基體作為防水劑，其主要功能是部分的阻隔人造板中木材單元中纖維之間的孔隙，使水分不容易潤(rùn)濕表面，降低纖維表面對(duì)水的吸附作用而起到防水效果。防水效率的評(píng)價(jià)，決定于防水及對(duì)纖維表面的覆蓋程度和均勻分布程度。石蠟作為防水劑使用時(shí)，其覆蓋纖維表面的比例不會(huì)超過(guò)1%,也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于人造板內(nèi)部膠的覆蓋率。當(dāng)蠟的用量超過(guò)一定量時(shí)，會(huì)影響膠的有效覆蓋率，從而影響纖維與纖維之間的膠合。使用固體石蠟作為防水劑，主要存在著以下幾個(gè)問(wèn)題，包括(1)在人造板熱壓過(guò)程中，常出現(xiàn)沒(méi)有融化的石蠟被包在膠滴中的現(xiàn)象，這部分石蠟不能在刨花或纖維表面形成蠟?zāi)?，因而起不到防水作用，造成石蠟的浪費(fèi)。(2)石蠟防水劑需要在融化的液態(tài)下施加，使用溫度較高，容易發(fā)生燙傷等操作事故，且石蠟冷凝后極易堵塞輸送管道；(3)石蠟價(jià)格逐年升高，增加了人造板的生產(chǎn)成本。由于以固體石蠟作為人造板防水劑存在的諸多問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外的人造板企蠟乳液還存在以下問(wèn)題而得不到廣泛應(yīng)用1)石蠟乳液防水效果不如石蠟，原因在于生產(chǎn)防水劑所用的石蠟本身防水效果差，以及乳液的乳化效果差，乳液中固體顆粒尺徑和分布不均，導(dǎo)致其在纖維上分散不均；2)石蠟乳液的機(jī)械穩(wěn)定性及抗剪切力差，導(dǎo)致使用過(guò)程中破乳；乳化劑選用不當(dāng)及乳化工藝可操作性不好，石蠟乳液防水劑在使用過(guò)程中常有破乳和堵塞噴管的現(xiàn)象，給生產(chǎn)帶來(lái)很大不便。3)由于石蠟乳液對(duì)纖維的吸附性差，或者石蠟本身防水效果差，導(dǎo)致持久防水效果差。4)石蠟乳液中使用的乳化劑過(guò)多、乳化劑極性偏大，影響膠粘劑的固化，因此對(duì)板的理化指標(biāo)有負(fù)面影響。5)防水劑質(zhì)量不過(guò)關(guān)，影響低F/U摩爾比膠的膠合和曱醛釋放量。由于人造板用防水劑的成本約占到人造板企業(yè)生產(chǎn)成本的6%左右，因此，用價(jià)格較低的防水劑來(lái)替代價(jià)格常年居高不下的石蠟，從而降低人造板企業(yè)的石蠟使用成本，這也成為降低人造板企業(yè)綜合生產(chǎn)成本的最直接的途徑之一。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明首先所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠有效提高人造板防水性能的石蠟乳液，并且該石蠟乳液具有機(jī)械穩(wěn)定性高，能夠抗酸、堿性和耐硬水，在熱壓下易破乳，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種制備上述石蠟乳液的方法。一種用于人造板防水用的石蠟乳液，該石蠟乳液包括以下各組分組成蠟，親水性非離子表面活性劑，甘油酯和水；為了達(dá)到更好的防水效果，各組分的重量份優(yōu)選是蠟8-20份、親水性非離子表面活性劑4-10份、油酯8-20份、水50-80份；進(jìn)一步優(yōu)選的，各組分的重量份是蠟12-18份、親水性非離子表面活性劑6-10份、油酯12-18份、水55-70份；其中，所述蠟包括但不限于富含烷烴類的有機(jī)化合物；例如，所述蠟可以選自蜂蠟，礦物油，石蠟油，微晶蠟，植物蠟中的一種或多種；6所述親水性非離子表面活性劑包括但不限于脂肪醇聚氧乙烯醚；優(yōu)選的，所述脂肪醇聚氧乙烯醚可以是AE0系列，平平加等；所述油酯包括但不限于甘油酯等；優(yōu)選的可以是單硬脂酸甘油脂，三硬脂酸甘油脂；本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種制備上述石蠟乳液的方法。一種制備上述石蠟乳液的方法，包括(1)按所述重量份稱取各組分；(2)將蠟、油酯和聚氧乙烯醚加入到反應(yīng)斧中，加熱使其完全熔化，得到混合物1;(3)將混合物1升溫至90-95°C,控制攪拌速度為2800-3000轉(zhuǎn)/分鐘；快速均勻加入第一批水，所加入水的重量為混合物1固含量的50-60wt%,所加入水的溫度為90-95°C;(4)在溫度90-95°C,調(diào)整轉(zhuǎn)速到1000-1200轉(zhuǎn)/分鐘，向混合物中均勻加完剩余的水，所加入水的溫度為70-75°C;(5)調(diào)整轉(zhuǎn)速到100-150轉(zhuǎn)/分鐘，使乳液降溫至5(TC以下，即得。上述方法中，步驟(3)中加入第一批水的時(shí)間優(yōu)選為控制在小于2分鐘；步驟(3)中向混合物1中加入水后保持2800-3000轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速攪拌5-8分鐘；步驟(4)中將剩余的水在1-2分鐘內(nèi)加入到混合物后保持1000-1200轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速攪拌5-lQ分鐘；本發(fā)明石蠟乳液可代替同樣重量的石蠟作為人造板防水劑使用，其應(yīng)用方法包括將石蠟乳液按照刨花板生產(chǎn)原料干重量的0.4-1.5%的添加重量(優(yōu)選為0.5%)添加到刨花板生產(chǎn)中的原料之中，再按照常規(guī)的刨花板生產(chǎn)工藝制備得到具有優(yōu)異防水性能的刨花板。本發(fā)明石蠟乳液可代替同樣重量的石蠟作為防水劑使用，能夠有效提高度膨脹率和機(jī)械性能滿足國(guó)標(biāo)GB/T4897—92要求；本發(fā)明石蠟乳液具有良7好的機(jī)械穩(wěn)定性；保存期長(zhǎng)，可達(dá)1年以上；能夠抗酸、堿性和耐硬水；在熱壓下易破乳。本發(fā)明石蠟乳液每公斤的成本低于石蠟20%，因此可顯著降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將會(huì)隨著描述而更為清楚。但這些實(shí)施例僅是范例性的，并不對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可以對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的細(xì)節(jié)和形式進(jìn)行修改或替換，但這些修改和替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。實(shí)施例1按照以下重量配比備料聚氧乙烯醚6kg、甘油酯12kg,石蠟油12kg、水70kg;將蠟、油酯和聚氧乙烯醚完全加入反應(yīng)斧中，加熱使其完全熔化；升溫至90°C,物料全部熔化后，控制攪拌速度為2800轉(zhuǎn)/分鐘；快速加入第一批水15kg,水的溫度為90-95°C,保持相同轉(zhuǎn)速攪拌5分鐘；在溫度9(TC下，調(diào)整轉(zhuǎn)速到1000轉(zhuǎn)/分鐘，在2分鐘內(nèi)均勻加入第二批水55kg，水的溫度為70-75°C,保持相同轉(zhuǎn)速攪拌5分鐘；調(diào)整轉(zhuǎn)速到100轉(zhuǎn)/分鐘，通冷卻水，在1個(gè)小時(shí)內(nèi)攪拌使乳液降溫至50。C以下即可出料。本實(shí)施例所生產(chǎn)的石蠟乳液產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)如下外觀乳白色乳狀液體固含量30%pH值7.0-7.2保存期18個(gè)月。實(shí)施例2按照以下重量配比備料聚氧乙烯醚8kg、甘油酯16kg、蜂蠟16kg、水60kg;將蠟、油酯和聚氧乙烯醚完全加入反應(yīng)斧中，加熱使其完全熔化；升溫至90°C,物料全部熔化后，控制攪拌速度為2800轉(zhuǎn)/分鐘；快速加入第一批水20kg,水的溫度為90-95°C，保持相同轉(zhuǎn)速攪拌5分鐘；在溫度90。C下，調(diào)整轉(zhuǎn)速到1000轉(zhuǎn)/分鐘，在2分鐘內(nèi)均勻加入第二批水40kg,水的溫度為70-75°C，保持相同轉(zhuǎn)速攪拌5分鐘；調(diào)整轉(zhuǎn)速到100轉(zhuǎn)/分鐘，通冷卻水，在1個(gè)小時(shí)內(nèi)攪拌使乳液降溫至50。C以下即可出料。本實(shí)施例所生產(chǎn)的石蠟乳液產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)如下外觀乳白色乳狀液體固含量40%pH值7.0-7.2保存期14個(gè)月。實(shí)施例3按照以下重量配比備料聚氧乙烯醚9kg、甘油酯18kg、植物蠟18kg、水55kg;將蠟、油酯和聚氧乙烯醚完全加入反應(yīng)斧中，加熱使其完全熔化；升溫至90。C，物料全部熔化后，控制攪拌速度為2900轉(zhuǎn)/分鐘；快速加入第一批水25kg，水的溫度為90-95°C,保持相同轉(zhuǎn)速攪拌5分鐘；在溫度90。C下，調(diào)整轉(zhuǎn)速到1000轉(zhuǎn)/分鐘，在2分鐘內(nèi)均勻加入第二批水30kg,水的溫度為70-75°C,保持相同轉(zhuǎn)速攪拌7分鐘；調(diào)整轉(zhuǎn)速到100轉(zhuǎn)/分鐘，通冷卻水，在1個(gè)小時(shí)內(nèi)攪拌使乳液降溫至50。C以下即可出料。本實(shí)施例所生產(chǎn)的石蠟乳液產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)如下外觀乳白色乳狀液體固含量45%pH值7.0-7.2保存期12個(gè)月實(shí)驗(yàn)例11、供試樣品本發(fā)明實(shí)施例l-3所制備的石蠟乳液，分別編號(hào)為樣品l、樣品2和才羊品3;2、實(shí)驗(yàn)方法實(shí)—驗(yàn)分為3組，每一組分別采用樣品1、樣品2和樣品3作為防水劑來(lái)制備刨花板，所得到的刨花板產(chǎn)品分別編號(hào)為產(chǎn)品1、產(chǎn)品2和產(chǎn)品3;刨花板規(guī)格為楊mmx徹mmx16mm(長(zhǎng)*寬*厚)。具體制備方法如下按照以下重量配比備料(以下計(jì)量全部按固含量計(jì)算)刨花1000份，脲醛樹(shù)脂100份，石蠟乳液(分別為樣品1、樣品2或樣品3)5份，固化劑1份，曱醛消納劑0.5份。原料來(lái)源為楊木刨花，含水率干燥到2-4%;實(shí)驗(yàn)室自制的F/U摩爾比為1.15脲醛樹(shù)脂，性能指標(biāo)如下表外觀白色無(wú)雜質(zhì)均勻液體粘度(涂-4杯)(25°C，s)71固含量(°/。)66.2PH值8.15固化時(shí)間(s)60游離曱醛含量(％)0.56貯存期(天)30制板操作工藝步驟為1)調(diào)膠按上述配比，將脲醛樹(shù)脂、曱醛消納劑、石蠟乳液、固化劑先后加入調(diào)膠罐中，攪拌均勻待用；2)壓板將調(diào)好的混合膠液一起噴施在刨花表面，熱壓溫度為180。C,熱壓壓力為5MPa,熱壓時(shí)間為16s/mm。按GB/T17657-1999《人造板及飾面人造板理化性能實(shí)驗(yàn)方法》檢測(cè)方法對(duì)生產(chǎn)的刨花板產(chǎn)品進(jìn)行性能檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。表l添加0.5%本發(fā)明石蠟乳液(固含)的刨花板板材性能<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度MPa0.420.410.42靜曲強(qiáng)度MPa26.527,526.3握螺釘力垂直板面N133013551340平行板面N895877880實(shí)驗(yàn)例21、供試樣品本發(fā)明實(shí)施例1-3所制備的石蠟乳液，分別編號(hào)為樣品l、樣品2和樣品3;2、實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)分為3組，每一組分別采用樣品1、樣品2和樣品3作為防水劑來(lái)制備刨花板，所得到的刨花板產(chǎn)品分別編號(hào)為產(chǎn)品1、產(chǎn)品2和產(chǎn)品3;刨花板規(guī)格為權(quán)mmx400mmx16mm(長(zhǎng)*寬*厚)。具體制備方法如下按照以下重量配比備料(以下計(jì)量全部按固含量計(jì)算)刨花1000份，脲醛樹(shù)脂100份，石蠟乳液(分別為樣品1、樣品2或樣品3)10份，固化劑l份，曱醛消納劑0.5份。刨花板規(guī)格、原料來(lái)源及工藝操作步驟跟實(shí)驗(yàn)例1相同。刨花板的性能參數(shù)見(jiàn)表2。表2添加1%本發(fā)明石蠟乳液(固含)的刨花板板材性能項(xiàng)目単位石蠟乳液產(chǎn)品1廣品2產(chǎn)品3密度g/cm0.630.630.63含水率%6.05.75.7吸水厚度膨脹率%7.27.27.1內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度MPa0.410.400.40靜曲強(qiáng)度MPa25.726.226.1握螺釘力垂直板面N128013151310平行板面N875864860實(shí)驗(yàn)例31、供試樣品本發(fā)明實(shí)施例1-3所制備的石蠟乳液，分別編號(hào)為樣品l、才羊品2和樣品3;2、實(shí)驗(yàn)方法ii實(shí)驗(yàn)分為3組，每一組分別釆用樣品1、樣品2和樣品3作為防水劑來(lái)制備刨花板，所得到的刨花板產(chǎn)品分別編號(hào)為產(chǎn)品1、產(chǎn)品2和產(chǎn)品3;刨花板規(guī)格為400mmx400mmx16mm(長(zhǎng)*寬*厚)。具體制備方法如下按照以下重量配比備料(以下計(jì)量全部按固含量計(jì)算)刨花1000份，脲醛樹(shù)脂100份，石蠟乳液(分別為樣品1、樣品2或樣品3)15份，固化劑1份，甲醛消納劑0.5份。刨花板規(guī)格、原料來(lái)源及工藝操作步驟跟實(shí)驗(yàn)例1相同。刨花板的性能參數(shù)見(jiàn)表3。表3添加1.5%本發(fā)明石蠟乳液(固含)的刨花板板材性能<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>實(shí)驗(yàn)例4成本分析根據(jù)實(shí)驗(yàn)例1-3,本發(fā)明石蠟乳液在刨花板中的添加量為0.5、1%和1.5%(干重量)時(shí)，均可使刨花板的吸水厚度膨脹率和板材的機(jī)械強(qiáng)度均滿足國(guó)標(biāo)規(guī)定。通常石蠟乳液防水劑在刨花板中的用量0.5-1.5%(干重量)，采用熔融石蠟液作防水劑時(shí)，施蠟量應(yīng)增加1-2倍，因此本發(fā)明石蠟乳液可以替代同等量的石蠟防水劑制備刨花板。石蠟的成本價(jià)在6000-8000元/公斤，本發(fā)明實(shí)施例1-3的石蠟乳液的成本價(jià)分別為3840-5120元A^斤、4360-5820元々^斤和4800-6400元/公斤。因此，本發(fā)明石蠟乳液相比石蠟防水劑成本降低了20%。權(quán)利要求1、一種用于人造板防水用的石蠟乳液，其特征在于，由以下各組分組成蠟，親水性非離子表面活性劑，油酯和水。2、按照權(quán)利要求1所述的石蠟乳液，其特征在于，各組分的重量份是蠟8-20份、親水性非離子表面活性劑4-IO份、油酯8-20份、水50-80份；優(yōu)選的，各組分的重量份是蠟12-18份、親水性非離子表面活性劑6-IO份、油酯12-18份、水55-70份。3、按照權(quán)利要求1或2所述的石蠟乳液，其特征在于所述蠟包括富含烷烴類的有機(jī)化合物；優(yōu)選的，所述蠟選自蜂蠟，礦物油，石蠟油，微晶蠟，植物蠟中的一種或多種。4、按照權(quán)利要求1或2所述的石蠟乳液，其特征在于所述親水性非離子表面活性劑包括脂肪醇聚氧乙烯醚；優(yōu)選的，所述脂肪醇聚氧乙烯醚選自AEO系列。5、按照權(quán)利要求1或2所述的石蠟乳液，其特征在于所述油酯選自硬脂酸甘油酯。6、一種制備權(quán)利要求1或2所述的石蠟乳液的方法，包括(1)按所述重量份稱取各組分；(2)將蠟、油酯和聚氧乙烯醚加入到反應(yīng)斧中，加熱使其完全熔化，得到混合物1;(3)將混合物1升溫至90-95°C,控制攪拌速度為2800-3000轉(zhuǎn)/分鐘；快速均勻加入第一批水，所加入水的重量為混合物1固含量的50-60wt%，所加入水的溫度為90-95°C;(4)在溫度90-95°C,調(diào)整轉(zhuǎn)速到1000-1200轉(zhuǎn)/分鐘，向混合物中均勻加完剩余的水，所加入水的溫度為70-75°C;(5)調(diào)整轉(zhuǎn)速到100-150轉(zhuǎn)/分鐘，使乳液降溫至5(TC以下，即得。7、按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于步驟(3)中加入第一批水的時(shí)間控制在小于2分鐘；步驟(3)中向混合物1中加入水后保持2800-3000轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速攪拌5-8分鐘。8、按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于步驟(4)中將剩余的水在1-2分鐘內(nèi)加入到混合物中后保持1000-1200轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速攪拌5-10分鐘。9、權(quán)利要求1或2所述的石蠟乳液在制備人造板中的應(yīng)用。10、按照權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的應(yīng)用包括將權(quán)利要求1或2所述的石蠟乳液按照刨花板生產(chǎn)原^)"干重量的0.4-1.5°/。的添加重量添加到刨花板生產(chǎn)中的原料之中，再按照常規(guī)的刨花板生產(chǎn)工藝制備得到刨花板。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種石蠟乳液及其制備方法和應(yīng)用，屬于人造板防水劑領(lǐng)域。本發(fā)明石蠟乳液由以下各組分組成蠟，親水性非離子表面活性劑，油酯和水。本發(fā)明石蠟乳液可代替同樣重量的石蠟作為防水劑使用，能夠有效提高人造板的防水性能，采用本發(fā)明石蠟乳液作為防水劑所制備的刨花板的吸水厚度膨脹率和機(jī)械性能均滿足國(guó)標(biāo)GB/T4897-92要求。本發(fā)明石蠟乳液具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性；保存期長(zhǎng)，可達(dá)1年以上；能夠抗酸、堿，耐硬水；在熱壓下易破乳。本發(fā)明石蠟乳液每公斤的成本低于石蠟20％，可大大降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。文檔編號(hào)C08L91/06GK101633785SQ200910082278公開(kāi)日2010年1月27日申請(qǐng)日期2009年4月20日優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日發(fā)明者超單,郝丙業(yè),雷得定申請(qǐng)人:永港偉方(北京)科技股份有限公司