防水型乳化石蜡在纤维板生产中的应用 【发明领域】
本发明涉及一种防水型乳化石蜡的制造方法，尤其涉及一种防水型乳化石蜡在纤维板生产和其他木材加工中用作防水剂。
【发明背景】
现有的国内纤维板生产、木材加工行业使用的传统的防水、防潮工艺，是以固体石蜡经热熔后喷射在纤维物料中，经搅拌后与纤维结合的加工工艺。由于喷射颗粒大，石蜡消耗量高，产品质量受到一定影响。
随着纤维板行业的快速发展，对纤维板质量的要求越来越高，因而防水型乳化石蜡作为一种成本低、效果好的防水剂，正是顺应这种趋势而出现的新产品。
目前生产的乳化石蜡有采用酸性条件下使用阳离子表面活性剂、碱性条件下使用阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂或用脂肪酸皂做乳化剂的生产工艺方法，但都存在乳化剂用量大，石蜡固含量低，尤其是乳化剂中亲水成分残留，严重影响乳化石蜡的防水性能，因而都不能用作纤维板等木材加工的防水剂。
经专利查新检索，发明专利申请02109958.8公开的一种高稳定性乳化石蜡制造方法所解决的技术方案是选取阳离子表面活性剂为乳化剂，在弱酸性条件下，对石蜡进行乳化得到的乳化石蜡。从性能上提出了乳化稳定性的要求，但乳化剂中亲水成分在使用中无法分解，对防水效果有影响。
发明专利申请02109957.X公开了一种脲醛胶与乳化石蜡二合一生产工艺，它是将生产脲醛树脂后，减掉脱水工序，在胶液中加入石蜡与乳化剂的熔化混合物，经乳化直接得到胶粘剂与防水剂二合一的产品。还提到脲醛树脂胶中混入乳化石蜡相当于在脲醛树脂胶中加入稳定剂，防止脲醛树脂在存放过程中的继续综合分子量的增大，降低游离甲醛地含量。但对石蜡的颗粒大小、稳定性不能测定，对防水性能可靠性有一定影响。
发明专利申请01135227.2公开了一种矿棉吸声板用乳化石蜡防潮剂及其制法，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。此发明申请技术方案中加入改性树脂成分，但乳液浓度只有30％，乳化剂中亲水成分也不能自行分解，不能起到防水作用。
不可否认，人们都忽视或未能对起乳化作用的乳化添加剂这一组合物组分残留问题引起足够的重视和考虑。要达到完全的防水作用，其中乳化添加剂亲水成分对防水性能的影响是至关重要的。由于乳化添加剂中亲水成分无法分解的残留，直接影响乳化石蜡的防水效果。
发明概述
本发明的目的就是提供一种加入乳化添加剂并按一定配比组方制成的防水型乳化石蜡，其石蜡微粒细小、均匀分散而吸附性好，具有高稳定性和优良的防水性能。
本发明的另一个目的就是提供防水型乳化石蜡在纤维板制作中的应用，使乳化石蜡中的乳化添加剂在纤维板制品干燥过程中，亲水成分全部自然分解，达到纤维防水效果。
本发明所述的防水型乳化石蜡在纤维板生产中的应用，其主要特点是防水型乳化石蜡用作防水剂时，在生产纤维板、刨花板等制品干燥过程中，即在100-180℃温度下，乳化添加剂中的亲水成分全部自行分解。
防水型乳化石蜡中的石蜡固含量为40-50％，按重量组成如下：石蜡∶乳化添加剂∶水＝40-50∶1-5∶45-59。
乳化添加剂为表面活性剂及有机溶剂的复配物，按重量组成为：表面活性剂∶有机溶剂＝2∶1，在70℃左右反应2-3小时。
乳化添加剂可以为离子型表面活性剂如季铵盐、磺酸盐、硫酸盐、羧酸盐、磷酸盐。
乳化添加剂可以为非离子型表面活性剂如醇醚、酚醚、胺醚、油醇。
有机溶剂可以是以下的一种或几种：酮类如丙酮、甲乙酮、环己酮，醚类如乙醚、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚，醇类如甲醇、乙醇、丁醇。
本发明采用上述技术方案所提供的防水型乳化石蜡在纤维板生产中的应用具有以下显著优点和效果：
1、石蜡微粒细小、分散均匀、用量少，防水效果好。
加入特定配比乳化添加剂的乳化石蜡，其石蜡粒径可达5微米以下，在微观状态下分散均匀。乳化石蜡对需要防水、防潮处理的纤维表面吸附性好，浸润度深，附着力强，广泛用于木材加工、纤维板制造和造纸添加剂。在保证纤维板产品质量、工艺要求的同时有更明显的防水、防潮效果，石蜡的消耗量可节省55％左右。又因其在常温下为液态，省去了原来使用石蜡作原料时的加温喷射装置，简化了生产工艺。
2、设备投资少，使用方便
按特定配比组方得到的防水型乳化石蜡，在常温下为液态，只需在室温下贮存，使用时用泵从储罐抽出，直接用泵泵入喷放管，或泵入配胶机与脲醛胶混合，即可使用。省去了原来使用石蜡作原料时的加温喷射装置，简化了生产工艺。直喷石蜡工艺需配备熔蜡罐、储存计量罐、加热套(管)或电热线等加热和温控设备，设备投资大。在实际生产中，又因温控失灵等原因，导致石蜡凝固，堵塞管道和泵体，致使石蜡喷量不稳定，影响生产。由于设备相对复杂，又有100℃左右的高温，易烫伤操作工人，而且维修困难。
3、产品质量稳定
本发明防水型乳化石蜡所产成品质量稳定性好，长期存放不分层，扩散性和分散性好，与脲醛胶、酚醛胶相溶性好，防水性能优异。使用乳化石蜡时，由于石蜡微粒颗粒小，分散均匀，石蜡颗粒与纤维板的黏附机会大大增加，石蜡微粒在纤维表面黏附更加牢固。使用直喷熔化石蜡工艺，由于石蜡颗粒较大，难以分散均匀，石蜡与纤维之间的黏附，仅仅依靠物理吸附，附着力较弱，经不起时间的考验，日久容易脱落，导致纤维板质量的稳定性较差。
4、防水效果好
本发明防水型乳化石蜡加入特定配比的乳化添加剂后，石蜡固含量可达40-50％，在生产纤维板、刨花板等木材加工干燥过程中，即在100-180℃温度下，乳化石蜡中的乳化添加剂全部自然分解，消除了乳化添加剂中亲水成分对防水性能的影响，达到纤维防水的目的。亲水成分的残留将严重影响石蜡防护层的防水效果。
发明详述
本发明防水型乳化石蜡在纤维板生产中的应用是用炼油厂生产的石蜡，加入乳化添加剂和水，其重量组成如下：石蜡∶乳化添加剂∶水＝40-50∶1-5∶45-59，在一定条件下与水进行乳化而得到的一种在常温下为液态的乳化液，是一种含水含蜡的均匀流体。经配方试验后得到的乳化石蜡，其石蜡粒径可达5微米以下，在微观状态下分散均匀。乳化添加剂为按一定配比的表面活性剂和有机溶剂复配物，在70℃温度下反应2-3小时得到液体或固体，其重量组成为：表面活性剂∶有机溶剂＝2∶1。乳化添加剂中的表面活性剂可以是离子型表面活性剂，也可以是非离子型表面活性剂，离子型表面活性剂可以是：季铵盐、磺酸盐、硫酸盐、羧酸盐、磷酸盐，非离子型表面活性剂可以是：醇醚、酚醚、胺醚、油醇；有机溶剂可以是；酮类如丙酮、甲乙酮、环己酮，醚类如乙醚、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚，醇类如甲醇、乙醇、丁醇。
经配方试验后得到的防水型乳化石蜡，其石蜡粒径可达5微米以下，在微观状态下分散均匀，可广泛用于木材加工、纤维板制造的防水剂。由于乳化石蜡颗粒度小，平均颗粒度小于5微米，可以达到微观均匀的程度，吸附在木纤维上，可以达到耗蜡量低，防水性能好的要求。为达到一定的防水效果，原直喷石蜡由于颗粒大，用量自然就大，用量每立方米纤维板一般为7-10公斤，用量大时为13-14公斤。而采用乳化石蜡，原蜡用量每立方米纤维板只需3-5公斤，即可满足工艺质量要求。在原直喷石蜡工艺及设备基础上使用时，在室温状态下，加入适量防水型乳化石蜡，即可进行正常生产，简化了生产工艺。
防水型乳化石蜡在纤维板、刨花板等木材干燥过程中，即在100-180℃温度下，乳化添加剂中亲水成分全部自然分解，消除了乳化添加剂中亲水成分对防水性能的影响，达到纤维防水的目的。亲水成分的残留将严重影响石蜡防护层的防水效果，经试验测定，传统乳化石蜡由于乳化剂中亲水成分无法分解的残留，可以使乳化石蜡的防水效果几乎为零。
根据实验结果，每立方米纤维板加入固蜡含量45％的乳化石蜡7公斤(相当于0.4％蜡/干纤维)，与每立方米纤维板加入直喷石蜡7公斤(1.0％蜡/干纤维)相比，使用乳化石蜡所生产纤维板的静曲强度、吸水厚度膨胀率、吸水率等质量指标明显优于直喷石蜡生产的纤维板，而石蜡的消耗量节省了55％，又因其在常温下为液态，省去了原来使用石蜡作原料时的加温喷射装置，简化了生产工艺。
在纤维板生产中防水型乳化石蜡可与脲醛胶混合使用。由于防水型乳化石蜡具有良好的稀释性，而且与脲醛胶有较好的相溶性，防水型乳化石蜡可与脲醛胶相混合，形成均匀稳定的胶料混合物，从而使乳化石蜡和脲醛胶在纤维中均匀分布，保证了纤维板的防水性能和机械强度。
具体实施例：
实施例1在装有搅拌器和加热装置的反应釜中，将石蜡40份熔化，加入乳化添加剂2份，边搅拌边加入80℃左右温水58份，搅拌转速1000r/min，待搅拌转相后，继续搅拌15分钟，然后在搅拌中降至室温出料。
实施例2在装有搅拌器和加热装置的反应釜中，将石蜡45份熔化，加入乳化添加剂3份，边搅拌边加入80℃左右温水52份，搅拌转速1000r/min，待搅拌转相后，继续搅拌15分钟，然后在搅拌中降至室温出料。
实施例3在装有搅拌器和加热装置的反应釜中，将石蜡50份熔化，加入乳化添加剂4份，边搅拌边加入80℃左右温水46份，搅拌转速1000r/min，待搅拌转相后，继续搅拌15分钟，然后在搅拌中降至室温出料。
实施例4在装有搅拌器和加热装置的反应釜中，将水58份升温至80℃左右，加入乳化添加剂2份，另将40份石蜡熔化，在搅拌中加入水和乳化添加剂的混合液中，搅拌转速1000r/min，搅拌30分钟，然后在搅拌中降至室温出料。
实施例5在装有搅拌器和加热装置的反应釜中，将水52份升温至80℃左右，加入乳化添加剂3份，另将45份石蜡熔化，在搅拌中加入水和乳化添加剂的混合液中，搅拌转速1000r/min，搅拌30分钟，然后在搅拌中降至室温出料。
实施例6在装有搅拌器和加热装置的反应釜中，将水46份升温至80℃左右，加入乳化添加剂4份，另将50份石蜡熔化，在搅拌中加入水和乳化添加剂的混合液中，搅拌转速1000r/min，搅拌30分钟，然后在搅拌中降至室温出料。