[发明专利]木材改性专用改性液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性液，特别涉及一种木材改性用改性液及其制备方法，属于林产化工领域。

背景技术

木材是人类的朋友，是当今公认的四大建材（钢材、木材、水泥、塑料）中唯一可再生资源，但是我国又是一个森林资源相对不足的国家，人均森林蓄积量只有世界平均水平的六分之一。近年来，由于人们的过度采伐，导致世界范围内的森林资源急剧减少，非洲一些国家原始森林的破坏，我国天然林面积的急剧下降，更加重了人们的担心。

我国有森林面积1.337亿公顷，森林蓄积量为101.3亿立方米，仅次于俄罗斯、巴西、加拿大和美国，居世界第五位。但是我国人口众多，人均森林蓄积量仅为世界平均水平的八分之一；年人均消费木材只有0.22立方米，而世界平均水平为0.65立方米。发达国家人均消费1.6立方米，比我国高5倍多，差距是相当大的。按人均计算，我国是一个木材使用困乏的国家，人均森林面积为世界平均水平的百分之二十二，列世界第134位。然而我国又是世界上木材及木制品的消耗大国，又是全世界人均占有森林资源最少的国家之一。随着国内经济的稳步发展，人民生活水平的提高，我国木材消耗进一步增加，供求矛盾对进一步加剧。

为了缓解我国木材供需的压力，国家大力推进速生丰产林的建设，经过这些年来的不断努力，也取得了相当的成就。但是，速生丰产林的木材生长迅速，可以缓解我国木材的供需矛盾，但是木材又存在着材质疏松、易开裂变形和易潮易腐的缺点，严重的影响了应用范围。如何有效的延长速生材的使用寿命，改善其自身的缺点，对我国建设资源节约型社会和环境保护具有重要的战略意义。

目前有一些学者对木材改性方面进行了一些研究，但是都存在一个弊端就是改性之后仅大幅度的提高了基材的密度，但是尺寸稳定性方面表现依然不佳。通过研究发现，要想解决尺寸稳定性问题，必须解决木材的吸水性问题，而木材吸湿吸水主要是细胞壁纤维素无定性区和微晶表面上存在大量的极性基（主要是羟基）及纤维表面的电荷对水分子的吸附作用，所以解决吸水性问题一方面就是将纤维上的羟基与水分子隔离；另一方面就是将纤维上的羟基反应掉，进行羟基封闭。

发明内容

本发明的目的是提供一种价格低廉、工艺简单，有效的提高木材的密度、硬度、尺寸稳定性、抗水性的改性液及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明一种木材改性专用改性液，含有以下重量份的组分：甲醛240份、尿素180份、工业石蜡30～80份、碱性催化剂3～10份、乳化剂0.1～10份、水30-50份，其中甲醛浓度为37%。

优选甲醛240份、尿素180份、工业石蜡30～60份、碱性催化剂3～7份、乳化剂1～8份、水30-40份，其中甲醛浓度为37%。

更优选为甲醛240份、尿素180份、工业石蜡40份、碱性催化剂5份、乳化剂7份、水30份、其中甲醛浓度为37%

本发明木材专用改性液，所述的工业石蜡选自精炼石蜡、半精炼石蜡、粗石蜡、液体石蜡、聚乙烯蜡中的一种或几种的组合，更优选为半精炼石蜡；所述碱性催化剂可以是任意本领域常用的碱性催化剂，优选碳酸钠、醋酸钠、叔丁醇钾、柠檬酸钠中的任意一种或几种，更优选为柠檬酸钠。

本发明木材专用改性液，所述的乳化剂选自硬脂酸、三乙醇胺、吐温-60（Tween-60）、吐温-80（Tween-80）、Span-60（失水山梨醇棕榈酸单酯-60）、Span-80（失水山梨醇棕榈酸单酯-80）中的一种或他们的组合。

本发明木材专用改性液，所述的水为去离子水，加入量为石蜡重量的0.5～1倍，更优化为0.7倍。

本发明木材专用改性液，其制备方法如下：

1)在反应釜1中加入甲醛，用30%（质量浓度）的碳酸钠溶液调节pH=8～10；

2)加入尿素重量的3/5，然后将釜温升至80℃保温2h；

3)加入碱性催化剂，搅拌5min，然后加入剩下的尿素，搅拌30min后用40%（质量浓度）硫酸调节pH=7～9，然后将合成的树脂保温在90℃的水浴中，保持以200～700r/min速度匀速搅拌；

4)将石蜡与乳化剂加入反应釜2中，60℃加热融化，然后升温至90℃，同时开始搅拌，调节搅拌速度为200～700r/min，保温搅拌10min；

5)加入90℃的水，匀速搅拌10min；

6)用40%（质量浓度）的氢氧化钠溶液调节pH=7～11，匀速搅拌10min，然后将该乳液加入到反应釜1中（即步骤3得到的保温的树脂中），继续匀速搅拌30min；