矿棉吸声板用乳化石蜡防潮剂及其制法 所属技术领域
本发明属于含有高分子物质的乳液制品领域，尤其涉及矿棉吸声板用乳化石蜡防潮剂。背景技术
矿棉吸声板是目前国内建筑装饰行业广泛使用的一种高档功能性装饰吸声材料，它是以矿棉为主体辅以多种其它材料和助剂制成的。这种材料除了应具有吸声和装饰的基本功能外，还必须具有良好的防潮性能，以便在多变的气候和不同的湿度下能保持其固有的形态和微小的挠度变化。赋予吸声板良好防潮性的助剂称为防潮剂，这种防潮剂应该具有可靠的稳定性，不破乳、不变质，以便于商品的周转和使用；它还应该是乳液状态，便于在吸声板的制作中能均匀的掺入制浆池中，与矿棉和其它辅助成分形成均匀的分散状态。石蜡的分子结构中没有极性基团，是一种非极性物质，具有良好的防潮性，但石蜡难以乳化制成高稳定性地乳液，限制了它的使用。截止目前，没有理想的矿棉吸声板用乳化石蜡防潮剂的制法。目前所使用的防潮剂是将石蜡和硬脂酸类的物质加热熔化，然后加入非离子型表面活性剂，如脂肪醇聚氧乙烯醚，和氢氧化钠水溶液、氨水等碱性物质，搅拌均匀后制得。《石油与天然气化工》，1998年第二期第27卷，刊登了文章“石蜡微小乳化液的制备研究”，采用节能型相乳化法，通过乳化剂及助乳化剂的选择和复配，制得了石蜡微小乳化液，用于造纸施胶剂，效果良好。但是，目前的石蜡防潮剂普遍存在以下缺点：
1、难以制成稳定的乳液，容易发生破乳现象，析出石蜡而变质。
2、防潮剂中缺乏必要的极性基团，和吸声板的矿棉和其它成分的分子间以范德华力结合，防潮剂难以有效和均匀的吸附，防潮效果差。
3、矿棉吸声板加工工艺困难，由于石蜡的析出，当浆液上网制板时，网孔易被石蜡阻塞，需要经常停机清理或更换新网。
4、制作的吸声板性能差，在制板的烘干阶段，由于石蜡未能有效结合，高温下挥发性强，石蜡容易逸出，造成火灾隐患。发明内容
本发明的目的是提供了一种矿棉吸声板用乳化石蜡防潮剂，其具有的高稳定性和良好的防潮性能有效的解决了已有技术中石蜡易析出的缺陷。
本发明的另一目的是提供一种本发明的矿棉吸声板用乳化石蜡防潮剂的制备方法。
本发明涉及一种矿棉吸声板用乳化石蜡防潮剂，其特征在于它的组分中包括石蜡、改性树脂、非离子表面活性剂组合物和助乳化剂，其重量组成如下：石蜡∶改性树脂∶非离子表面活性剂组合物∶助乳化剂∶水＝5～22∶5～20∶0.5～5∶2～8∶余量。石蜡是GB446-93标准中所包括的牌号为50#～62#的精炼和半精炼石蜡。改性树脂是将树脂与丙烯酸类、顺丁烯二酸类和/或衣康酸类低分子化合物混合熔融下制备的，熔融温度150～230℃，更好是180～200℃，反应时间1～4h，更好是2～3h，最好是在氮气保护下制备，以得到更多的极性基团。其重量配比为：树脂∶低分子化合物＝1∶0.01～0.20。其中所用的树脂可以是：古马隆树脂、芳烃石油树脂、芳烃和烯烃共聚石油树脂、芳烃石油树脂和烯烃石油树脂的混合物。丙烯酸类、顺丁烯二酸类和/或衣康酸类低分子化合物可以是下述中的一种或一种以上的混合物：丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酰胺、顺丁烯二酸、顺丁烯二酸酐、衣康酸。非离子表面活性剂组合物是A和B两类表面活性剂组分按0.2～0.8∶0.8～0.2的重量比组成的亲水亲油平衡值(HLB值)在10～13之间的复配组合物。A类表面活性剂组分是醇类聚氧乙烯醚型或酚类聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂，如油醇聚氧乙烯(10)醚(Brij-96)、鲸蜡醇聚氧乙烯(10)醚(Brij-56)、辛基酚聚氧乙烯(10)醚(Triton X-100)；B类表面活性剂组分是失水山梨醇脂肪酸脂及其衍生物聚氧乙烯(20)失水山梨醇脂肪酸酯，即斯盘和吐温系列表面活性剂。助乳化剂包括C和D两种组分，以C7～C18的中、高碳醇中的一种或几种的混合物为C组分，以松香、强化松香、酯化松香和部分酯化的酯化松香为D组分，其重量配比为：C∶D＝3～7∶7～3。
本发明提供了一种制备矿棉吸声板用乳化石蜡防潮剂的方法，其特征在于将石蜡、改性树脂和助乳化剂混合加热熔化，在弱碱性条件下，加入非离子性表面活性剂组合物，边搅拌边缓慢加入热水，热水最好是低硬度的水，如去离子水、纯净水或软化水；乳液发生转相，由W/O(油包水)型变为O/W(水包油)型，保持温度在90～99℃，继续加水搅拌乳化至所需浓度，得到高稳定性阴离子型乳化石蜡产品。经电子显微镜分析，乳液中颗粒细微，其粒子直径在0.1-0.5μm范围内，其中0.15μm占80％以上，离心试验稳定耐久置。
本发明提供的矿棉吸声板用离子型乳化石蜡防潮剂具有以下显著的优点和有益的效果：
1、具有高稳定性，由于添加了特制的乳液稳定剂与分散剂，并采用有效的转相乳化工艺，可长时间内不分层，不破乳、不变质。
2、优异的防潮性，本防潮剂由于颗粒细微，表面积很大，经破乳后可均匀吸附在纤维表面上，干燥后可形成极薄的憎水层，具有优异的防潮效果。
3、优化了矿棉吸声板的加工工艺，制浆冲稀时不破乳，石蜡可以均匀的和其它原料混合并吸附在其表面，克服了石蜡颗粒沉淀阻塞网孔的工艺缺点。
4、防潮性能好，由于改性树脂的加入，引入的极性基团和矿棉纤维及其它辅料中的羟基进行化学键合，改性树脂中的非极性成分以物理“锚合”和“包容”的作用克服石蜡在烘干时逸出的缺点，石蜡分布均匀，提高了防潮性能。
5、无污染，本防潮剂是以水分散介质的乳液，无毒、无味。在使用过程中，无任何有害溶剂挥发，对人体无害，对环境无污染。
另外，本发明还具有用量少的优点，按固体用量计算，用量是原有的石蜡防潮剂的30％，成本降低了60％。具体实施方式
实施例1 在装有搅拌器、夹层加热、控温热电偶及回流冷凝器的50升立式反应釜中，加入古马隆树脂200Kg，顺丁烯二酸酐16Kg，加热180℃熔化树脂，边缓慢搅拌边开通回流冷凝水，反应3h，得改性树脂。
另在装有电动搅拌、温度计、回流冷凝器和滴液漏斗的50立升的反应釜内，加入上述制备的改性树脂38.0Kg，56#半精炼石蜡14.0Kg，助乳化剂C是合成C9～14醇2.4Kg，助乳化剂D是马来松香2.6Kg，加热使物料全部熔化，加二乙醇胺调节PH值8～9，再加1.6Kg油醇聚氧乙烯(10)醚(Brij-96)和0.4Kg吐温-60。搅拌均匀，控制温度90～99℃，滴加90℃左右的去离子水，边滴加边以1000r/min的速度搅拌，使滴入的水充分散，形成W/O(油包水)型乳状液，继续加水，乳状液变为O/W(水包油)型，继续滴水使转相完全，并控制水量调节乳液浓度为30％左右，降温加有机硅消泡剂，搅拌降至室温，出料，得阴离子型乳化石蜡。乳液呈乳白色带蓝光，浓度为30％，PH值8.6，相对密度1.022g/cm3，粘度(涂-4杯)13秒，在冷水中易分散，稀释成0.5％浓度，48小时不分层，存储6个月不分层、不变质。用电子显微镜(日产H-600型)测定，粒度在0.1～0.5μm范围，其中0.15μm占82％。
实施例2 在装有搅拌器、夹层加热、控温热电偶及回流冷凝器的50升立式反应釜中，加入芳烃石油树脂200Kg，丙烯酸40.0Kg，加热150℃熔化树脂，边缓慢搅拌边开通回流冷凝水，反应4h，得改性树脂。另在装有电动搅拌、温度计、回流冷凝器和滴液漏斗的50立升的反应釜内，加入上述制备的改性树脂40.0Kg，50#半精炼石蜡44.0Kg，助乳化剂C是月桂醇2.4Kg，助乳化剂D是强化松香5.6Kg，加热使物料全部熔化，加40％的NaOH溶液调节PH值8～9，再加8.0Kg鲸蜡醇聚氧乙烯(10)醚(Brij-56)和2.0Kg斯盘-85。搅拌均匀，控制温度90～99℃，滴加90℃左右的软化水，边滴加边以1000r/min的速度搅拌，使滴入的水充分散，形成W/O(油包水)型乳状液，继续加水，乳状液变为O/W(水包油)型，继续滴水使转相完全，并控制水量调节乳液浓度为30％左右，降温加有机硅消泡剂，搅拌降至室温，出料，得阴离子型乳化石蜡。
实施例3 重复实施例2，但丙烯酸为2.0Kg，并通氮气，使用纯净水，助乳化剂C改用十八碳醇为11.2Kg，助乳化剂D强化松香为4.8Kg。
实施例4 重复实施例2，但丙烯酸40Kg改用丙烯酰胺2.0Kg，加热230℃，反应1h。
实施例5 重复实施例2，但芳烃石油树脂200Kg和丙烯酸40Kg改用古马隆树脂200Kg，甲基丙烯酸2.0Kg，加热150℃，反应4h。
实施例6 重复实施例2，但芳烃石油树脂200Kg改用芳烃和烯烃共聚石油树脂200Kg，助乳化剂C改用十六碳醇为11.2Kg，助乳化剂D改用松香为4.8Kg。
实施例7 重复实施例2，但芳烃石油树脂200Kg和丙烯酸40Kg改用芳烃石油树脂和C5烯烃树脂混合物200Kg和甲基丙烯酰胺2.0Kg，反应2h。
实施例8 重复实施例2，但芳烃石油树脂200Kg和丙烯酸40Kg改用古马隆树脂200Kg和衣康酸2.0Kg。
实施例9 重复实施例2，但丙烯酸40Kg改用顺丁烯二酸40Kg，助乳化剂C改用十八碳醇为8.0Kg，助乳化剂D改用松香为8.0Kg。
实施例10 重复实施例2，但芳烃石油树脂改用芳烃石油树脂和C5烯烃石油树脂的混合物200Kg。
实施例11 重复实施例2，但丙烯酸40Kg改用丙烯酸和丙烯酸酐的混合物40Kg。
实施例12 重复实施例2，但丙烯酸40Kg改用顺丁烯二酸和衣康酸的混合物2.0Kg。
实施例13 重复实施例2，但改性树脂用量为25Kg，使用软化水。
实施例14 重复实施例2，但改性树脂用量为10Kg。
实施例15 重复实施例2，但石蜡采用62#精炼石蜡，用量为10Kg。
实施例16 重复实施例2，但石蜡采用62#精炼石蜡，用量为26Kg，改性树脂用量为10.0Kg。
实施例17 重复实施例2，但非离子表面活性剂组合物的用量为1.0Kg，其中A组分辛基酚聚氧乙烯(10)醚(Triton X-100)为0.5Kg，B组分斯盘-20为0.5Kg，使用去离子水。
实施例18 重复实施例2，但非离子表面活性剂组合物的用量为5.0Kg，其中A组分辛基酚聚氧乙烯(10)醚(Triton X-100)为2.5Kg，B组分斯盘-20为2.5Kg。
实施例19 重复实施例2，但助乳化剂的用量为4.0Kg，其中C组分异庚醇为2.8Kg，D组分部分酯化的酯化松香为1.2Kg。
实施例20 重复实施例2，但助乳化剂的用量为10.0Kg，其中C组分异庚醇为7.0Kg，D组分酯化松香为3.0Kg。
实施例21 重复实施例2，但改性树脂为10.0Kg，同时改用52#半精炼石蜡10.0Kg。
实施例22 重复实施例2，但非离子表面活性剂组合物中的A组分油醇聚氧乙烯(20)醚(Brij-98)为2.0Kg，B组分为斯盘-20为8.0Kg。
实施例23 重复实施例2，但助乳化剂C中组分辛醇为8.0Kg，D组分马来松香为8.0Kg。
实施例24 重复实施例2，但丙烯酸为2.0Kg，改性树脂为10.0Kg，同时改用58#精炼石蜡10.0Kg。
实施例25 重复实施例2，但丙烯酸为25.0Kg，改性树脂为25.0Kg，同时改用58#精炼石蜡26.0Kg。
实施例26 重复实施例2，但改性树脂为10.0Kg，非离子表面活性剂组合物为1.0Kg，其中A组分鲸蜡醇聚氧乙烯(20)醚(Brij-58)为0.5Kg，B组分斯盘-40为0.5Kg。
实施例27 重复实施例2，但改性树脂为10.0Kg，助乳化剂为4.0Kg，其中C组分十八碳醇为1.2Kg，D组分歧化松香为2.8Kg。
实施例28 重复实施例2，但改性树脂为25.0Kg，助乳化剂为10.0Kg，其中C组分十八碳醇为3.0Kg，D组分歧化松香为7.0Kg。
实施例29 重复实施例2，但丙烯酸为2.0Kg，改性树脂为10.0Kg，同时改用54#半精炼石蜡10.0Kg，非离子表面活性剂为1.0Kg，其中A组分脂肪醇聚氧乙烯醚(Ukanil-43)为0.8Kg，B组分吐温-40为0.2Kg。
实施例30 重复实施例2，但丙烯酸为2.0Kg，改性树脂为10.0Kg，同时改用52#半精炼石蜡10.0Kg，非离子表面活性剂为1.0Kg，其中A组分脂肪醇聚氧乙烯醚(Ukanil-43)为0.8Kg，B组分吐温-20为0.2Kg，助乳化剂为4.0Kg，其中C组分合成C10～16醇为2.8Kg，助乳化剂D酯化松香为1.2Kg。
实施例31 助乳化剂C用十六碳醇2.8Kg，助乳化剂D用部分酯化松香1.2Kg。余同例2。
对照实施例1 预先将溶解有0.9Kg表面活性剂平平加0的32Kg温度为70～80℃的热水加入到50升的石蜡乳化锅内，启动搅拌器缓慢搅拌，缓缓加入已熔化的含有5.0Kg56#半精炼石蜡和23.0Kg硬脂酸的熔融混合物，加入40％的氢氧化钠溶液0.81Kg，调整PH值为7～8，以1000r/min的速度搅拌30分钟，完成石蜡乳化过程，然后加入42Kg的水，稀释到10％左右的浓度。得到的乳白色石蜡乳化剂放置1～2天便有分层现象。
对照实施例2 重复实施例2，但助乳化剂的用量为零，得到的乳液颗粒较大，乳液较浑浊，放置一星期后，有分层现象。
应用实施例1 将0.5％的本发明制得的乳化石蜡防潮剂用于矿棉吸声板的制作，用量为0.015g/m3(以防潮剂含固体计算)，制板过程中工艺性能良好，没有发生石蜡小颗粒阻塞网孔和烘干时石蜡逸出的情况。生产的矿棉吸声板的测定条件为：
样品尺寸500mm×250mm×12mm；空气相对湿度90％±2％；温度40±2℃；放置时间48h。测定的受潮挠度为4.0mm。
应用实施例2 将0.5％的本发明制得的乳化石蜡防潮剂用于矿棉吸声板的制作，用量为0.018g/m3(以防潮剂含固体量计算)，制板过程中工艺性能良好，没有发生石蜡小颗粒阻塞网孔和烘干时石蜡逸出的情况。用恒温箱对生产的矿棉吸声板进行测定，测定条件同应用实施例1，测定的受潮挠度为3.8mm。
对照应用实施例1 将10％左右的按对照实施例1制备的乳化石蜡防潮剂用于矿棉吸声板的制作，用量为0.056g/m3(以防潮剂含固体量计算)。在上网时，有小颗粒状的石蜡阻塞网孔，烘干过程中有石蜡逸出，可以闻到浓烈的石蜡气味。用恒温箱对生产的矿棉吸声板进行测定，测定条件同应用实施例1，测定的受潮挠度为12.0mm。
对照应用实施例2 将10％左右的按对照实施例1制备的乳化石蜡防潮剂用于矿棉吸声板的制作，用量为0.084g/m3(以防潮剂含固体量计算)。在上网时，有小颗粒状的石蜡阻塞网孔，烘干过程中有石蜡析出，可以闻到浓烈的石蜡气味。用恒温箱对生产的矿棉吸声板进行测定，测定条件同应用实施例1，测定的受潮挠度为11.6mm。