一種基于天然表面活性劑的石蠟系防水劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于天然表面活性劑的石蠟系防水劑，含有以下重量份的成分：石蠟1‐2000份，天然表面活性劑1‐1000份，水1‐10000份；所述天然類表面活性劑為天然非離子表面活性劑。本發(fā)明提出的石蠟乳液木材防水劑，粒徑小，穩(wěn)定性好，可長(zhǎng)期儲(chǔ)存不破乳。本發(fā)明提出的石蠟系防水劑因其粒徑小，可進(jìn)入木材細(xì)胞內(nèi)部，產(chǎn)生較好的防水效果，提高木材的疏水性能和尺寸穩(wěn)定性。以天然的表面活性劑烷基糖苷和司盤為乳化劑、以固體石蠟和水為原料，制備石蠟系木材防水劑，產(chǎn)品無毒無害、環(huán)保、價(jià)廉。
【專利說明】—種基于天然表面活性劑的石蠟系防水劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，具體涉及一種基于天然表面活性劑的防水劑。
【背景技術(shù)】
[0002]木材是一種性能優(yōu)良的生態(tài)環(huán)境材料，但是木質(zhì)資源材料含有豐富的極性羥基基團(tuán)，在水分進(jìn)入或析出時(shí)會(huì)出現(xiàn)體積的濕脹或干縮。這種脹縮是各向異性的，從而會(huì)造成木質(zhì)資源材料幾何形狀的不穩(wěn)定性；有時(shí)因脹縮的各向不均勻性，還會(huì)導(dǎo)致木質(zhì)資源材料發(fā)生開裂、翹曲等缺陷。為了克服濕脹、干縮給木質(zhì)資源材料使用帶來的限制，通過各種物理、化學(xué)手段進(jìn)行處理，以提高它們的尺寸穩(wěn)定性，從而延長(zhǎng)木材的使用壽命、擴(kuò)大其適用范圍。
[0003]木材防水劑在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)廣泛使用了 60余年，我國(guó)應(yīng)用桐油、浙青等天然材料做木材防水劑有著悠久的歷史。而石蠟作為一種儲(chǔ)量豐富的資源，其防水產(chǎn)品的深層開發(fā)在國(guó)內(nèi)尚未得到廣泛關(guān)注。石蠟使用最好形式是乳化蠟，即利用表面活性劑降低油水兩相的表面張力使蠟均勻地分散在水中，并在機(jī)械外力的作用下形成乳化液。乳化蠟具有耐酸堿、水溶性強(qiáng)、乳液穩(wěn)定、保質(zhì)期長(zhǎng)、固含量高、分散性好的特性，且成本低，處理工藝簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化，加之其較好的防水效果，這都為石蠟防水劑在市場(chǎng)中的推廣奠定了良好的基礎(chǔ)。CN103031112A公開了一種石蠟乳液防水劑及其制備方法，解決石蠟乳液有刺激性氣味和乳化蠟容易分層破乳，儲(chǔ)存穩(wěn)定性較差的問題。CN103341894A提出一種石蠟-硅烷復(fù)合防水劑，在現(xiàn)有石臘防水劑的基礎(chǔ)上添加鏈燒基二燒氧基娃燒，所得的復(fù)合防水劑粒徑小，穩(wěn)定性高，可與木材良好結(jié)合，有效成分能夠順利進(jìn)入木材細(xì)胞壁中，極大地提高木材的疏水性和尺寸穩(wěn)定性。
[0004]現(xiàn)有石蠟防水劑主要存在以下幾個(gè)問題:首先，石蠟防水劑多用于人造板行業(yè)，對(duì)于防水劑的滲透性沒有要求，石蠟乳液的粒徑較大，不適用于實(shí)木的防水處理。其次，石蠟乳液的儲(chǔ)存穩(wěn)定性差，不能長(zhǎng)期儲(chǔ)存。另外，有些粒徑較小、可滿足實(shí)木防水處理的石蠟乳液，其制備使用的表面活性劑存在易燃、生物降解性能差或有毒等一系列問題。且添加的乳化劑、助乳化劑等種類多,成本高,工藝比較復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)本領(lǐng)域存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種粒徑小、穩(wěn)定性好、環(huán)保、價(jià)廉且防水性能優(yōu)良的石蠟系防水劑。
[0006]本發(fā)明另一目的是提出所述石蠟系防水劑的制備方法。
[0007]本發(fā)明的第三個(gè)目的是提出所述石蠟系防水劑的應(yīng)用。
[0008]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的的具體技術(shù)方案為:
[0009]一種基于天然表面活性劑的石蠟系防水劑，含有以下重量份的成分:
[0010]石蠟1-2000份，天然表面活性劑1-1000份，水1-10000份；
[0011 ] 所述天然類表面活性劑為天然非離子表面活性劑。[0012]所述重量份，可為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的、或便于計(jì)量的重量單位，比如克、0.5克、千克、0.5千克、公斤、10公斤、噸等。
[0013]本發(fā)明提出的石蠟系防水劑，其使用的表面活性劑無毒、無污染，處理材可用于室內(nèi)裝飾及戶外用材，具有更廣泛的應(yīng)用。
[0014]進(jìn)一步地，所述的石蠟系防水劑含有以下重量份的成分:
[0015]熔點(diǎn)54-68°C的石蠟500-1000份，天然表面活性劑100-500份，去離子水1-6000份；
[0016]所述天然表面活性劑為失水山梨醇脂肪酸酯和/或烷基糖苷。
[0017]所述石蠟系防水劑優(yōu)選含有以下重量份的成分:
[0018]54#、56#、58#、60#石蠟中的一種或其混合物400-600份，天然表面活性劑60-200份，去離子水1000-2000份；
[0019]所述天然表面活性劑為失水山梨醇脂肪酸酯和烷基糖苷，所述失水山梨醇脂肪酸酯和烷基糖苷的質(zhì)量比例為1:0.8-1.2。
[0020]其中，所述失水山梨醇脂肪酸酯常見的可選用山梨醇酐單月桂酸酯、山梨醇酐單棕櫚酸酯、山梨醇酐單硬脂酸酯、山梨醇酐單油酸酯中的一種，優(yōu)選地，所述失水山梨醇脂肪酸酯為山梨醇酐單油酸酯。
[0021]其中，所述烷基糖苷為C8-C16的烷基糖苷，優(yōu)選為C8-Cltl的烷基糖苷。
[0022]本發(fā)明提出的石蠟系防水劑，還可以與銅唑復(fù)配，起到改善防腐材防水性能和尺寸穩(wěn)定性的功能。
[0023]含有本發(fā)明所述的石蠟系防水劑的組合物，所述組合物為水溶液，所述水溶液中含有重量含量0.5-2%的銅唑。
[0024]石蠟系防水劑與木材防腐劑銅唑復(fù)配，一次性處理木材，可達(dá)到防水、防腐兩次處理合二為一，節(jié)約生產(chǎn)成本，降低能耗。
[0025]本發(fā)明所述的石蠟系防水劑的制備方法，其包括步驟:
[0026]I)稱取石蠟，在80_100°C下熔化，
[0027]2)待石蠟完全熔化后，加入天然表面活性劑，
[0028]3)在70_100°C溫度下攪拌3_5min，然后加入同樣溫度的水，
[0029]4)步驟3)所得混合物在壓力30_50MPa下均質(zhì)處理1_5次。
[0030]優(yōu)選地，包括步驟:
[0031]I)稱取石蠟，在85_95°C下熔化，
[0032]2)待石蠟完全熔化后，加入天然表面活性劑，
[0033]3)在80-90°C溫度下攪拌3_5min，攪拌的速度為3000-6000rpm，然后加入同樣溫度的水，
[0034]4 )步驟3 )所得混合物在壓力40_45MPa下均質(zhì)處理2_3次。
[0035]其中，所述步驟3)中加入水之后還繼續(xù)攪拌2_5min。
[0036]本發(fā)明所述的石蠟系防水劑在實(shí)木防水處理中的應(yīng)用。
[0037]本發(fā)明提出的組合物在實(shí)木防水、防腐處理中的應(yīng)用。
[0038]具體地，所述實(shí)木為水曲柳、橡木、橡膠木、松木、櫸木、胡桃木、柚木、杉木、香樟木、榆木、楠木、櫻桃木、楓木中的一種。[0039]具體應(yīng)用時(shí)，將所述石蠟系防水劑配制成0.5-2.5%的水溶液，浸泡實(shí)木木材30-120min。浸泡條件為本領(lǐng)域常規(guī)手段，通常是:將木材先進(jìn)行真空處理20_60min，隨后加入稀釋好的乳液，并在l_5MPa的條件下加壓30-120min。真空加壓浸潰完成后，將木材從浸潰罐中取出，進(jìn)行氣干。
[0040]本發(fā)明的有益效果在于:
[0041]1、本發(fā)明提出的石蠟乳液木材防水劑，粒徑小，穩(wěn)定性好，可長(zhǎng)期儲(chǔ)存不破乳。
[0042]2、本發(fā)明提出的石蠟系防水劑因其粒徑小，可進(jìn)入木材細(xì)胞內(nèi)部，產(chǎn)生較好的防水效果，提聞木材的疏水性能和尺寸穩(wěn)定性。
[0043]3、本專利以天然的表面活性劑烷基糖苷和司盤為乳化劑、以固體石蠟和水為原料，制備石蠟系木材防水劑，產(chǎn)品無毒無害、環(huán)保、價(jià)廉。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]圖1為本發(fā)明實(shí)施例3產(chǎn)品處理木材的吸水率對(duì)比；
[0045]圖2為本發(fā)明實(shí)施例3產(chǎn)品的接觸角照片；
[0046]圖3為本發(fā)明實(shí)施例3產(chǎn)品的處理木材的氣干干縮性比較圖。
[0047]圖4為本發(fā)明實(shí)施例3產(chǎn)品的處理木材的絕干干縮性比較圖。
[0048]圖5為本發(fā)明實(shí)施例3產(chǎn)品的處理木材的吸濕膨脹性比較圖。
[0049]圖6為本發(fā)明實(shí)施例3產(chǎn)品的處理木材的吸水膨脹性比較圖。
[0050]圖7為本發(fā)明實(shí)施例3產(chǎn)品的處理木材的順紋抗壓強(qiáng)度比較圖。
[0051]圖8為處理材接觸角對(duì)比。
[0052]圖9為本發(fā)明產(chǎn)品處理木材電鏡照片，其中(I)素材，(2)石蠟單獨(dú)處理材，(3)CA單獨(dú)處理材(CA表示銅唑)，(4)復(fù)配體系處理材。
[0053]圖10為C3等級(jí)下復(fù)配處理材的吸水性。
[0054]圖11為復(fù)配后處理材絕干干縮性。
[0055]圖12為復(fù)配后處理材的吸水濕脹性對(duì)比。
[0056]圖13為處理材順紋抗壓強(qiáng)度對(duì)比。
【具體實(shí)施方式】
[0057]以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0058]若未特別指明，實(shí)施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段。
[0059]實(shí)施例1
[0060]I 材料
[0061]58#半精煉固體石蠟(燕山石化，工業(yè)品)，失水山梨醇脂肪酸酯Span-80，烷基糖苷APG0810，水
[0062]2制備方法
[0063]取固體石蠟200g，在80°C條件下融化。
[0064]取50g span80 (山梨醇酐單油酸酯)，50g APG0810 (C8-C10的烷基糖苷)，加入完全融化的石蠟中，在80°C條件下以3000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌2min，之后，邊攪拌邊緩慢加入700g等溫的去離子水，繼續(xù)攪拌3min，完成初乳液的制備。用高壓均質(zhì)機(jī)將初乳液均質(zhì)2次，均質(zhì)壓力為40MPa，制得石蠟系防水劑乳液。
[0065]實(shí)施例2
[0066]I 材料
[0067]58#半精煉固體石蠟(燕山石化，工業(yè)品)，失水山梨醇脂肪酸酯Span-80，烷基糖苷APG0810，水
[0068]2制備方法
[0069]取固體石蠟230g，在80°C條件下融化。
[0070]取35g span80，35g APG0810，加入完全融化的石蠟中，在80°C條件下以3000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌2min，之后，邊攪拌邊緩慢加入700g等溫的去離子水，繼續(xù)攪拌3min，完成初乳液的制備。用高壓均質(zhì)機(jī)將初乳液均質(zhì)2次，均質(zhì)壓力為40MPa，制得石蠟系防水劑乳液。
[0071]實(shí)施例3
[0072]I 材料
[0073]58#半精煉固體石蠟(燕山石化，工業(yè)品)，失水山梨醇脂肪酸酯spanSO，烷基糖苷APG0810，水
[0074]2制備方法
[0075]取固體石蠟240g，在80°C條件下融化。
[0076]取30g span80，30g APG0810，加入完全融化的石蠟中，在80°C條件下以3000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌2min，之后，邊攪拌邊緩慢加入700g等溫的去離子水，繼續(xù)攪拌3min，完成初乳液的制備。用高壓均質(zhì)機(jī)將初乳液均質(zhì)2次，均質(zhì)壓力為40MPa，制得石蠟系防水劑乳液。
[0077]實(shí)施例4
[0078]I 材料
[0079]58#半精煉固體石蠟(燕山石化，工業(yè)品)，失水山梨醇脂肪酸酯Span-80，烷基糖苷APG0810，水
[0080]2制備方法
[0081]取固體石蠟250g，在80°C條件下融化。
[0082]取25g span80，25g APG0810，加入完全融化的石蠟中，在80°C條件下以3000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌2min，之后，邊攪拌邊緩慢加入700g等溫的去離子水，繼續(xù)攪拌3min，完成初乳液的制備。用高壓均質(zhì)機(jī)將初乳液均質(zhì)2次，均質(zhì)壓力為40MPa，制得石蠟系防水劑乳液。
[0083]實(shí)施例5
[0084]I 材料
[0085]58#半精煉固體石蠟(燕山石化，工業(yè)品)，失水山梨醇脂肪酸酯spanSO，烷基糖苷APG0810，水
[0086]2制備方法
[0087]取固體石蠟260g，在80°C條件下融化。
[0088]取20g span80，20g APG0810，加入完全融化的石蠟中，在80°C條件下以3000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌2min，之后，邊攪拌邊緩慢加入700g等溫的去離子水，繼續(xù)攪拌3min，完成初乳液的制備。用高壓均質(zhì)機(jī)將初乳液均質(zhì)2次，均質(zhì)壓力為40MPa，制得石蠟系防水劑乳液。
[0089]實(shí)施例6
[0090]I 材料[0091]58#半精煉固體石蠟(燕山石化，工業(yè)品)，失水山梨醇脂肪酸酯spanSO，烷基糖苷APG0810，水
[0092]2制備方法
[0093]取固體石蠟270g，在80°C條件下融化。
[0094]取15g span80，15g APG0810，加入完全融化的石蠟中，在80°C條件下以3000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌2min，之后，邊攪拌邊緩慢加入700g等溫的去離子水，繼續(xù)攪拌3min，完成初乳液的制備。用高壓均質(zhì)機(jī)將初乳液均質(zhì)2次，均質(zhì)壓力為40MPa，制得石蠟系防水劑乳液。
[0095]實(shí)施例7:組合物
[0096]取實(shí)施例6石蠟系防水劑乳液，CA-B防腐劑(CA表示銅唑)和水，研究針對(duì)特定的防腐等級(jí)C3和C4A，以兩個(gè)等級(jí)下CA的最低載藥量為指標(biāo)，通過預(yù)實(shí)驗(yàn)確定CA的濃度為
0.3%和0.5%時(shí)(基于復(fù)配體系中水的質(zhì)量百分比)可達(dá)到C3和C4A等級(jí)要求,分別用0.3%C和0.5%C表示。石蠟防水劑選用3個(gè)濃度，為0.5%、1.0%和2.0%,分別用0.5%W、1.0%ff和
2.0%W表示。復(fù)配體系的組合物共有6種配比，具體分組情況以及各組基本性質(zhì)檢測(cè)結(jié)果如表1所示。
[0097]表1復(fù)配體系基本性質(zhì)
[0098]
【權(quán)利要求】
1.一種基于天然表面活性劑的石蠟系防水劑，其特征在于，含有以下重量份的成分: 石蠟1-2000份，天然表面活性劑1-1000份，水1-10000份； 所述天然類表面活性劑為天然非離子表面活性劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石蠟系防水劑，其特征在于，含有以下重量份的成分: 熔點(diǎn)54-68°C的石蠟500-1000份，天然表面活性劑100-500份，去離子水1-6000份； 所述天然表面活性劑為失水山梨醇脂肪酸酯和/或烷基糖苷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石蠟系防水劑，其特征在于，含有以下重量份的成分: 54#、56#、58#、60#石蠟中的一種或其混合物400-600份，天然表面活性劑60-200份，去離子水1000-2000份； 所述天然表面活性劑為失水山梨醇脂肪酸酯和烷基糖苷，所述失水山梨醇脂肪酸酯和烷基糖苷的質(zhì)量比例為1:0.8-1.2。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的石蠟系防水劑，其特征在于，所述失水山梨醇脂肪酸酯為山梨醇酐單油酸酯，所述烷基糖苷為C8-Cltl的烷基糖苷。
5.含有權(quán)利要求1-4任一所述的石蠟系防水劑的組合物，其特征在于，所述組合物為水溶液，所述水溶液中含有重量含量0.5-2%的銅唑。
6.權(quán)利要求1-4任一所述的石蠟系防水劑的制備方法，其特征在于，包括步驟: 1)稱取石蠟，在80-100°C下熔化， 2)待石蠟完全熔化后，加入天然表面活性劑， 3)在70-100°C溫度下攪拌3-5min，然后加入同樣溫度的水， 4)步驟3)所得混合物在壓力30-50MPa下均質(zhì)處理1_5次。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，包括步驟: 1)稱取石蠟，在85-95°C下熔化， 2)待石蠟完全熔化后，加入天然表面活性劑， 3)在80-90°C溫度下攪拌3-5min，攪拌的速度為3000-6000rpm，然后加入同樣溫度的水， 4)步驟3)所得混合物在壓力40-45MPa下均質(zhì)處理2_3次。
8.權(quán)利要求1-4任一所述的石蠟系防水劑在實(shí)木防水處理中的應(yīng)用。
9.權(quán)利要求5所述的組合物在實(shí)木防水、防腐處理中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】B27K3/50GK103862538SQ201410049227
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月12日
【發(fā)明者】馬爾妮, 王佳敏, 曹金珍, 湯少懷, 鐘卉 申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)