一种中密度纤维板用防水剂，制备及应用的制作方法

本发明属于人造板生产。更具体地，涉及一种中密度纤维板用防水剂，制备及应用。

背景技术：

1、木材、纤维板、刨花板、胶合板、木地板等木质材料及其制品的干缩湿胀，是影响其使用的主要技术难题。尺寸稳定性是评价木质材料及制品的主要技术指标指标之一。

2、为了降低中密度纤维板的吸水厚度膨胀率、提高其尺寸稳定性，传统的生产工艺是将58#石蜡或62#石蜡熔融后喷射到浆料管中，与湿纤维混合石蜡附着在纤维表面，依靠石蜡的憎水性延缓水分向中密度纤维板内部的渗透。石蜡的添加量通常为干纤维质量百分数的0.5～1.5％，过多石蜡的加入会影响纤维之间的胶合，降低中密度纤维板的力学性能。采用脲醛树脂或者三聚氰胺改性脲醛树脂生产的中密度纤维板或者高度纤维板，产品的24小时极限吸水厚度膨胀率为7％左右。

3、采用表面活性剂将石蜡制备成防水剂乳液,制备200nm～30μm的石蜡乳液或悬浮液，提高石蜡在纤维表面的覆盖率，减少石蜡防水剂的用量。但表面活性剂显著降低了水的表面张力，提高了木质材料的润湿性，中密度纤维板的吸水速度和吸水量增大，24小时极限吸水厚度膨胀率比熔融石蜡高。

4、无论采用熔融石蜡还是石蜡乳液作为中密度纤维板的防水剂，中密度纤维板在二次加工热压后，产品的防水性能迅速恶化，24小时吸水厚度膨胀率增大50～200％。研究表明，二次加工时在温度、压力及中密度纤维板中水分的共同作用下，局部覆盖在纤维表面石蜡再次熔融、甚至汽化，进入到纤维内部，是中密度纤维板防水性能恶化的主要原因之一。

5、因此，需要开发一种新型的中密度纤维板用防水剂，以克服现有技术中存在的问题。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明的第一个目的在于提供一种中密度纤维板用防水剂。

2、本发明的第二个目的在于提供一种制备如上所述的中密度纤维板用防水剂的方法。

3、本发明第三个目的在于提供一种中密度纤维板用防水剂在制备人造板中的应用。

4、为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：

5、本发明公开一种中密度纤维板用防水剂，其特征在于，由以下质量份的原料制成：改性酚醛树脂100份、白油1～200份、石蜡10～1000份、微晶蜡1～100份、合成蜡1～100份、乌洛托品和/或多聚甲醛0.1～5份。

6、为了解决采用脲醛树脂或者三聚氰胺改性脲醛树脂生产的中密度纤维板吸水厚度膨胀率居高不下的技术瓶颈，二次加工时防水性能进一步恶化的问题，本发明以改性酚醛树脂作为载体，在中密度纤维板常用防水剂52#～62#石蜡中加入白油、微晶蜡和合成蜡成分，制备了一种中密度纤维板用防水剂。该防水剂中的改性酚醛树脂在纤维板热压成型过程中，与乌洛托品和/或多聚甲醛、以及涂布在纤维上的脲醛树脂及其游离甲醛反应，生成具有韧性的网状高分子材料，覆盖在纤维表面，起到胶合纤维和防水双重功能，提高了人造板的强度和防水性能；同时，改性酚醛树脂形成的网状高分子材料，与高熔点的微晶蜡和合成蜡，形成韧性保护膜，减少中密度纤维板热压成型时、以及中密度纤维板二次热压加工时石蜡进入木材细胞腔和孔隙中的数量，提高了防水剂的防水效果；改性酚醛树脂中的油酸、乙醇胺和二甲基乙酰胺分散乳化石蜡、微晶蜡和合成蜡，降低其粒径，有效提高石蜡、微晶蜡和合成蜡在纤维上分布的均匀性。白油粘度低、渗透性好，能够进入木材细胞腔和孔隙中，在中密度纤维板热压成型以及中密度纤维板二次加工热压时覆盖在细胞腔和孔隙表面，改善了木质材料本身的防水性能。

7、进一步，所述中密度纤维板用防水剂由以下质量份的原料制成：改性酚醛树脂100份、白油5～50份、石蜡20～500份、微晶蜡5～50份、合成蜡5～50份、乌洛托品和/或多聚甲醛0.3～3.0份。

8、进一步，所述改性酚醛树脂按照以下工艺制备：

9、(1)在反应釜中加入一定量的苯酚，升温至50-60℃，加入磷酸，保持10-15分钟；

10、(2)加入甲醛溶液，升温至98-100℃，保持60-120分钟；

11、(3)降温至75-80℃，用氢氧化钠调节ph值为8.5-9.5；

12、(4)缓慢加入多聚甲醛，在90-95℃下保持30-120分钟；

13、(5)检测树脂的粘度，当粘度为50-2000cps时，加入油酸、乙醇胺和二甲基乙酰胺，降温后即得。

14、进一步，步骤1中，磷酸与苯酚的摩尔比为0.02-0.04:1；步骤2中，甲醛与苯酚的摩尔比为0.65-0.85:1；步骤4中，多聚甲醛与苯酚的摩尔比为0.80-1.2:1，使(甲醛+多聚甲醛)/苯酚的摩尔比为1.60-2.10。

15、进一步，步骤5中，油酸与苯酚的质量比为0.1-1:1，乙醇胺与苯酚的质量比为0.02-0.1:1，二甲基乙酰胺与苯酚的质量比为0.005-0.05:1。

16、进一步，所述白油的型号包括但不限于5#、7#、10#、15#、22#、26#、32#、46#、86#、100#、220#、320#中的一种或多种；优选地，当选用10#、15#、22#、26#、32#中的一种或多种的白油效果更好。

17、进一步，所述石蜡的型号包括但不限于50#、52#、54#、58#、60#、62#、64#、68#、70#中的一种或多种；优选地，当选用56#、58#、60#、62#中的一种或多种的石蜡效果更好。

18、进一步，所述微晶蜡的型号包括但不限于70#、75#、80#、85#、90#中的一种或多种；优选地，选用软质、高粘度的微晶蜡效果更好。

19、进一步，所述合成蜡包括但不限于聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、费歇尔一托普希蜡、氢化笼麻油蜡、s蜡、op蜡、o蜡、e蜡中的一种或多种；优选地，所述合成蜡选用聚乙烯蜡时效果更好。

20、为达到上述第二个目的，本发明采用下述技术方案：

21、本发明公开一种制备如上所述中密度纤维板用防水剂的方法，包括下列步骤：

22、称取按如上方法自制的改性酚醛树脂，加热至50～90℃，加入白油，在转速60～2000rn/min的速度下搅拌15～20分钟，得到第一混合物，然后升温至90～120℃；将石蜡、微晶蜡、合成蜡加入到第一混合物中，搅拌完全溶解后，在转速60～2000rn/min的速度下搅拌15～20分钟，得到第二混合物；再将乌洛托品和/或多聚甲醛加入到第二混合物，在转速60～2000rn/min的速度下搅拌30～120分钟，即得。

23、为达到上述第三个目的，本发明采用下述技术方案：

24、本发明公开一种利用如上所述中密度纤维板用防水剂在制备中密度纤维板中的应用。

25、进一步，制备中密度纤维板的具体步骤为：

26、在喷浆管中对植物纤维添加脲醛树脂胶粘剂和中密度纤维板用防水剂，经快速干燥、筛选、分离、铺装、预压得到板坯，然后对板坯进行热压，压制后经过裁边、凉板、定厚、精细砂光后制得中密度纤维板。

27、进一步，所述热压温度为170-240℃，热压时间为10-15秒/mm、最高单位压力为3.0mpa。

28、本发明的有益效果如下：

29、1、使用本发明的中密度纤维板用防水剂，采用脲醛树脂或者三聚氰胺改性脲醛树脂生产的中密度纤维板，中密度纤维板产品的24小时吸水厚度膨胀率≤7％，低于现有技术采用58#或者62#石蜡防水剂生产的中密度纤维板24小时吸水厚度膨胀率≥7％的极限值。

30、2、使用本发明的中密度纤维板用防水剂，采用脲醛树脂或者三聚氰胺改性脲醛树脂生产的中密度纤维板，中密度纤维板产品的72小时吸水厚度膨胀率≤12％，之后随着浸渍时间的延长厚度基本趋于稳定；现有技术采用58#或者62#石蜡防水剂生产的中密度纤维板，72小时吸水厚度膨胀率≥20％，随着浸渍时间的延长厚度持续增大，直到产品发生破坏。

31、3、使用本发明的中密度纤维板用防水剂，采用脲醛树脂或者三聚氰胺改性脲醛树脂生产的中密度纤维板，二次加工热压后的吸水厚度膨胀率≤7％；现有技术生产的中密度纤维板，二次加工热压后的吸水厚度膨胀率≥10％，接近国家标准的限制。

32、4、采用脲醛树脂或者三聚氰胺改性脲醛树脂生产的中密度纤维板，使用本发明的中密度纤维板用防水剂，内结合强度提高60％以上，随着防水剂用量的增大内结合强度提高；使用现有技术防水剂生产的中密度纤维板，当石蜡/绝干纤维质量百分比大于1.5％后，随着石蜡用量的增加，产品的内结合强度显著降低。

33、5、使用本发明的中密度纤维板用防水剂，采用脲醛树脂或者三聚氰胺改性脲醛树脂生产的中密度纤维板，可以生产高潮湿环境使用的中密度纤维板；现有技术生产高潮湿环境是用的中密度纤维板，通常采用异氰酸酯树脂。