[发明专利]木材专用改性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性剂，特别是涉及一种用于木材改性的改性剂及其制备方法。

技术背景

木材是当今社会公认的四大建材中唯一可再生的建材资源，它几乎出现在各行各业中。从远古时代的猿人栖树而息到钻木取火，再到现代的家居作业，人类从未离开过木材，可以说人类的发展也是伴随着木材进行的。

随着人类文明的发展，无论是造纸业、家具业、包装业、汽车行业等等各种行业都离不开木制品的身影。木材的消耗量越来越大，我国也由一个森林储量大国变成了一个木材进口大国，而且国内木材需求缺口日益增大。为了缓解这种供需矛盾，国家提出了速生丰产林建设的计划，但是随着速生丰产林面积的增加，国内木材缺口应该缩小，但是经过调查发现效果并没有像预想的那么凑效，究其原因主要是因为速生林的材质不理想，易发生变形、密度低，而且硬度不高，只能使用在一些对材质要求较低的行业。所以只有将速生材进行优化，提高其性能，这样才能缓解目前的供需难题。

木材优化已经有几千年的历史了，最早可以追溯到5200年前，北欧的萨米族人就通过热处理引发木材内部化学反应来提高木材的尺寸稳定性。而从埃及出土的公元前2500年到3000年的凳子有些部分就经过化学处理，埃及出土的公元前1900年的壁画上就展示当时人们将弓弩的木料进行化学处理。十一世纪维京造船匠也通过化学方法处理造船的木料，提高其抗水性和尺寸稳定性。所以说木材优化由来已久，也许许多处理工艺已经失传，但是通过查阅文献发现目前优化木材主要有两种方法：一是通过物理方法处理，例如将木材高温碳化，通过改变木材内部组成以提高其尺寸稳定性，或者将木材压缩，通过提高木材密实度以提高其稳定性；二是通过化学改性处理，例如用化学原料将木材中的羟基封闭以提高其稳定性，或者向木材中填充高分子物质来抑制其尺寸变化。随着科技的发展，许多专家借助先进仪器研究发现，造成木材易变形的主要原因是由于木材属于多孔性物质。内部存在大量的毛细管孔道，对水具有极强的毛细管作用力，而且木材细胞壁上又存在大量的由半纤维素组成的无定形区和结晶区。这些区域都存在大量裸露的极性集团——主要是羟基，当水在毛细管的吸引力作用下进入木材内部，大量水分子与羟基结合造成木材细胞发生形变，从而引起木材尺寸稳定性的变化。所以要想解决木材尺寸稳定性的问题主要还是赋予木材一定的抗水性，而要解决木材的硬度则要将一些刚性的物质充入木材中，所以解决速生材的关键就是将一些既有刚性又可以赋予木材抗水性的物质充入木材中，只有这样，速生材的使用范围才能扩大。

发明内容

本发明的目的是提供一种价格适中、工艺简单、甲醛释放量低、改性效果明显的木材用改性剂及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明一种木材专用改性剂，含有以下重量份的组分：甲醛500～800份、尿素20份、酚类化合物200～400份、有机硅150～300份、碱性催化剂5～30份，助剂10～50份，其中所述甲醛为质量浓度为35%～37%的甲醛水溶液。

优选为甲醛600～800份、尿素20份、酚类化合物200～300份、有机硅200～300份、碱性催化剂10～20份，助剂20～30份，其中所述甲醛为质量浓度为35%～37%的甲醛水溶液；

更优选为甲醛720份、尿素20份、酚类化合物250份、有机硅200份、碱性催化剂15份、助剂20份，其中所述甲醛为质量浓度为35%～37%的甲醛水溶液。

本发明的酚类化合物选自苯酚、烷基酚或芳香基酚，优选为苯酚、甲基苯酚、二甲基苯酚、羟甲基苯酚、双酚A，更优选为苯酚、对二甲基苯酚、羟甲基苯酚。

本发明所述的有机硅化合物选自正硅酸乙酯、烷基硅醇、端羟基硅氧烷、苯基烷氧基硅烷、二甲基环硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷，优选为烷基硅醇、端羟基硅氧烷、二甲基环硅氧烷，更优选为羟甲基硅氧烷、甲基硅醇、乙基硅醇、丙基硅醇、六甲基环三硅氧烷、甲基硅油。

本发明所述的碱性催化剂可以是任意本领域常用的碱性催化剂，优选选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化铵、氢氧化钙、乙二胺、二乙胺，更优选为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化钙。

本发明所述的助剂选自氯化钠、氯化钾、氯化铵、氯化镁、氯化钡、氯化铝，优选为氯化钾、氯化铵、氯化钡、氯化铝，更有选为氯化钡、氯化铝。