專利名稱：無皂陽離子石蠟乳液人造板防水劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子化學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種無皂陽離子石蠟乳液人造板 防水劑的制備方法。
背景技術(shù)：
防水性是人造板的主要性能指標(biāo)之一，國內(nèi)人造板行業(yè)主要以固體石蠟 或熔化石蠟作為防水添加劑，其防水原理是一種阻隔纖維與纖維之間孔隙的 物理現(xiàn)象，這種現(xiàn)象能有效地改善人造板的防水性能，但同時也降低了纖維
與纖維之間的結(jié)合牢度。20世紀(jì)60年代后，隨著人造板制造工藝的不斷改 進(jìn)。發(fā)達(dá)國家相繼以乳化石蠟代替石蠟，不僅降低了耗蠟量，還提高了產(chǎn)品 的質(zhì)量。近年來我國對乳化石蠟的研究工作進(jìn)展迅速，有些產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)己 經(jīng)趕上或超過同類進(jìn)口產(chǎn)品，但依然存在著乳化劑用量大，產(chǎn)品穩(wěn)定性差， 人造板力學(xué)性能下降等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種能夠大幅提高人 造板防水性能，且可減少石蠟乳化劑用量，提高石蠟乳液的穩(wěn)定性，增加人 造板的物理強(qiáng)度的無皂陽離子石蠟乳液人造板防水劑的制備方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
l)首先將與水可互溶的助溶劑、苯乙烯、丙烯酸酯類單體、陽離子單體 、丙烯酰胺及其衍生物和油溶性引發(fā)劑按(l-3): (1-2): (1-2): (1-1.6): (l誦3):
(0.08-0.1)的質(zhì)量比加入到干燥反應(yīng)器中，加熱升溫至70-90°C，保溫3-6 小時使反應(yīng)器中的物質(zhì)體系在25'C，含固量15%時的黏度升至160-200 mPa.s，然后加入去離子水，稀釋到含固量為15%，即制得帶有強(qiáng)陽離子電荷的無皂
苯丙聚合物，以其作為固體石蠟的高分子乳化劑A;
2)將高分子乳化劑A和石蠟按l-2: l的質(zhì)量比加入反應(yīng)器中，加熱升 溫至70-8(TC，攪拌下熔融，待石蠟完全熔化后，加去離子水將體系稀釋到含 固量為30%，繼續(xù)?！凤@乳化5-30分鐘，制得石蠟預(yù)乳液B，將預(yù)乳液B在 20-30MPa均質(zhì)后，自然冷卻至室溫，即制得無皂陽離子石蠟乳液人造板防水 劑。
所述的與水可互溶的助溶劑為N-甲基吡咯烷酮、丙酮、N,N-二甲基甲酰 胺或N, N—二甲基乙酰胺中的一種或一種以上任意比例的混合物混合。
所述的丙烯酸酯類單體為丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、 甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸 己酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯、苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酸羥 乙酯或甲基丙烯酸羥乙酯中的一種或一種以上任意比例的混合物。
所述的陽離子單體為甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)、甲基丙 烯酰氧乙基二甲基芐基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰氧乙基 二甲基芐基氯化銨、對-乙烯基節(jié)基三甲基氯化銨、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯 氯化芐季銨或二烯丙基二甲基氯化銨中的一種或一種以上任意比例的混合 物。
所述的丙烯酰胺及其衍生物為丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、雙丙酮丙烯 酰胺中的一種或一種以上任意比例的混合物。
所述的油溶性引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈或過氧化二苯甲酰。 由于本發(fā)明制備過程不添加小分子乳化劑，乳液不易起泡，增加了乳液 的穩(wěn)定性，同時消除了小分子乳化劑對防水效果的影響。該乳液采用了帶有 強(qiáng)陽離子電荷的無皂苯丙聚合物作為固體石蠟的高分子乳化劑，該高分子乳化劑不僅能使石蠟形成分布均勻的乳液，有效破乳后讓石蠟小分子均勻留著 于人造板纖維孔隙中，達(dá)到防水的目的，同時高分子乳化劑具有較高的分子 量，本身擁有良好的疏水性能，且能與人造板中的纖維產(chǎn)生極強(qiáng)的氫鍵作用， 不僅提高了板材防水性，還可提高人造板的物理強(qiáng)度。
具體實施例方式
實施例l:
1)首先將N-甲基吡咯烷酮、丙酮、苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸
甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)、甲基丙烯酰 氧乙基二甲基節(jié)基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰胺、羥甲基 丙烯酰胺和偶氮二異丁腈按1.3: 1,7: 2: 0.2: 0.5: 0.3: 0.4: 0.5: 0.7: 1:
1.5: 0.1的質(zhì)量比加入到干燥反應(yīng)器中，加熱升溫至7(TC，保溫6小時使反 應(yīng)器中的物質(zhì)體系在25'C，含固量15%時的黏度升至160mPa,s,然后加入去 離子水，稀釋到含固量為15%，即制得帶有強(qiáng)陽離子電荷的無皂苯丙聚合物， 以其作為固體石蠟的高分子乳化劑A;
2)將乳化劑A和石蠟按2: 1的質(zhì)量比加入反應(yīng)器中，加熱升溫至7(TC， 攪拌下熔融，待石蠟完全熔化后，加去離子水將體系稀釋到含固量為30%， 繼續(xù)保溫乳化30分鐘，制得石蠟預(yù)乳液B，將預(yù)乳液B在30MPa均質(zhì)后， 自然冷卻至室溫，即制得無皂陽離子石蠟乳液人造板防水劑。
實施例2:
1)首先將N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N， N—二甲基乙酰胺 、苯乙烯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸己酯、丙烯酰氧乙基二甲基芐基氯化銨、 對-乙烯基芐基三甲基氯化銨、羥甲基丙烯酰胺、雙丙酮丙烯酰胺和偶氮二異 庚腈按0,3: 0.7: 0.5: 1: 1: 0.5: 0.5: 0.8: 1: 1: 0.08的質(zhì)量比加入到干燥
反應(yīng)器中，加熱升溫至9(TC，保溫3小時使反應(yīng)器中的物質(zhì)體系在25'C，含固量15%時的黏度升至200mPa，s，然后加入去離子水，稀釋到含固量為15%， 即制得帶有強(qiáng)陽離子電荷的無皂苯丙聚合物，以其作為固體石蠟的高分子乳 化劑A;
2)將乳化劑A和石蠟按1: 1的質(zhì)量比加入反應(yīng)器中，加熱升溫至72'C, 攪拌下熔融，待石蠟完全熔化后，加去離子水將體系稀釋到含固量為30%, 繼續(xù)保溫乳化25分鐘，制得石蠟預(yù)乳液B，將預(yù)乳液B在20MPa均質(zhì)后， 自然冷卻至室 顯，即制得無皂陽離子石蠟乳液人造板防水劑。
實施例3:
1) 首先將N-甲基吡咯烷酮、苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸二甲胺 基乙酯氯化芐季銨、羥甲基丙烯酰胺和過氧化二苯甲酰按2.5: 1.5: 2: 1.5: 1: 0.09的質(zhì)量比加入到干燥反應(yīng)器中，加熱升溫至73°C，保溫5小時使反 應(yīng)器中的物質(zhì)體系在25"C，含固量15%時的黏度升至180mPa.s，然后加入去 離子水，稀釋到含固量為15%，即制得帶有強(qiáng)陽離子電荷的無皂苯丙聚合物， 以其作為固體石蠟的高分子乳化劑A;
2) 將乳化劑A和石蠟按1.5:1的質(zhì)量比加入反應(yīng)器中,加熱升溫至76r， 攪拌下熔融，待石蠟完全熔化后，力怯離子水將體系稀釋到含固量為30%， 繼續(xù)保溫乳化10分鐘，制得石蠟預(yù)乳液B，將預(yù)乳液B在25MPa均質(zhì)后， 自然冷卻至室溫，即制得無皂陽離子石蠟乳液人造板防水劑。
實施例4:
1)首先將丙酮、苯乙烯、丙烯酸乙酯、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、羥 甲基丙烯酰胺和偶氮二異丁腈按l: 1.6: 1.3: 1.2: 2.8: 0.08的質(zhì)量比加入到
干燥反應(yīng)器中，加熱升溫至80°C，保溫4.5小時使反應(yīng)器中的物質(zhì)體系在 25°C，含固量15%時的黏度升至190mPa,s，然后加入去離子水，稀釋到含固 量為15%，即制得帶有強(qiáng)陽離子電荷的無皂苯丙聚合物，以其作為固體石蠟的高分子乳化劑A;
2)將乳化劑A和石蠟按1.6:1的質(zhì)量比加入反應(yīng)器中，加熱升溫至79t:， 攪拌下熔融，待石蠟完全熔化后，加去離子水將體系稀釋到含固量為30%, 繼續(xù)保溫乳化20分鐘，制得石蠟預(yù)乳液B，將預(yù)乳液B在23MPa均質(zhì)后， 自然冷卻至室纟顯，即制得無皂陽離子石蠟乳液人造板防水劑。
實施例5:
1)首先將N，N-二甲基甲酰胺、苯乙烯、甲基丙烯酸十八酯、二烯丙基
二甲基氯化銨、雙丙酮丙烯酰胺和偶氮二異庚腈按2: 1.3: 1.8: 1.4: 1.7: 0.1
的質(zhì)量比加入到干燥反應(yīng)器中，加熱升溫至85t:，保溫3.5小時使反應(yīng)器中 的物質(zhì)體系在25"C，含固量15%時的黏度升至170mPa.s,然后加入去離子水， 稀釋到含固量為15%，即制得帶有強(qiáng)陽離子電荷的無皂苯丙聚合物，以其作 為固體石蠟的高分子乳化劑A;
2 )將乳化劑A和石蠟按1.3:1的質(zhì)量比加入反應(yīng)器中，加熱升溫至75 °C ， 攪拌下熔融，待石蠟完全烙化后，加去離子水將體系稀釋到含固量為30%， 繼續(xù)保溫乳化15分鐘，制得石蠟預(yù)乳液B,將預(yù)乳液B在27MPa均質(zhì)后， 自然冷卻至室溫，即制得無皂陽離子石蠟乳液人造板防水劑。
實施例6:
1) 首先將N， N—二甲基乙酰胺、苯乙烯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙 烯酸二甲胺基乙酯氯化芐季銨、丙烯酰胺和偶過氧化二苯甲酰按1.3: l.h 1.6: 1: 3: 0.09的質(zhì)量比加入到干燥反應(yīng)器中，加熱升溫至78°〇，保溫4小 時使反應(yīng)器中的物質(zhì)體系在25'C，含固量15%時的黏度升至175mPa,s，然后 加入去離子水，稀釋到含固量為15%，艮卩制得帶有強(qiáng)陽離子電荷的無皂苯丙 聚合物，以其作為固體石蠟的高分子乳化劑A;
2) 將乳化劑A和石蠟按l丄l的質(zhì)量比加入反應(yīng)器中，加熱升溫至8(TC，攪拌下熔融，待石蠟完全熔化后，加去離子水將體系稀釋到含固量為30%， 繼續(xù)保溫乳化5分鐘，制得石蠟預(yù)乳液B，將預(yù)乳液B在22MPa均質(zhì)后，自 然冷卻至室溫，即制得無皂陽離子石蠟乳液人造板防水劑。 實施例7:
1) 首先將丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N， N—二甲基乙酰胺、苯乙烯、 丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯氯 化芐季銨、二烯丙基二甲基氯化銨、羥甲基丙烯酰胺和偶氮二異丁腈按1.5: 0.7: 0.6: 1.8: 0.2: 0.4: 0.5: 0.5: 0.6: 1.3: 0.1的質(zhì)量比加入到干燥反應(yīng)器 中，加熱升溫至88t:，保溫3.5小時使反應(yīng)器中的物質(zhì)體系在25'C，含固量 15%時的黏度升至185mPa,s，然后加入去離子水，稀釋到含固量為15%，即 制得帶有強(qiáng)陽離子電荷的無皂苯丙聚合物，以其作為固體石蠟的高分子乳化 劑A;
2) 將乳化劑A和石蠟按1.8:1的質(zhì)量比加入反應(yīng)器中，加熱升溫至73'C， 攪拌下熔融，待石蠟完全熔化后，加去離子水將體系稀釋到含固量為30%, 繼續(xù)保溫乳化23分鐘，制得石蠟預(yù)乳液B，將預(yù)乳液B在26MPa均質(zhì)后， 自然冷卻至室溫，即制得無皂陽離子石蠟乳液人造板防水劑。
實施例8:
1) 首先將N，N-二甲基乙酰胺、苯乙烯、甲基苯乙烯、對-乙烯基節(jié)基
三甲基氯化銨、雙丙酮丙烯酰胺和過氧化二苯甲酰按1.7: 1.4: 1.7: 1.3: 1.5:
0.08的質(zhì)量比加入到干燥反應(yīng)器中，加熱升溫至75°C，保溫5.5小時使反應(yīng) 器中的物質(zhì)體系在25'C，含固量15%時的黏度升至165mPa,s，然后加入去離 子水，稀釋到含固量為15%，即制得帶有強(qiáng)陽離子電荷的無皂苯丙聚合物， 以其作為固體石蠟的高分子乳化劑A;
2) 將乳化劑A和石蠟按1.4:1的質(zhì)量比加入反應(yīng)器中，加熱升溫至7rC，攪拌下熔融，待石蠟完全熔化后，加去離子水將體系稀釋到含固量為30%，
繼續(xù)保溫乳化28分鐘，制得石蠟預(yù)乳液B，將預(yù)乳液B在29MPa均質(zhì)后， 自然冷卻至室溫，即制得無皂陽離子石蠟乳液人造板防水劑。
權(quán)利要求
1、無皂陽離子石蠟乳液人造板防水劑的制備方法，其特征在于1)首先將與水可互溶的助溶劑、苯乙烯、丙烯酸酯類單體、陽離子單體、丙烯酰胺及其衍生物和油溶性引發(fā)劑按(1-3)∶(1-2)∶(1-2)∶(1-1.6)∶(1-3)∶(0.08-0.1)的質(zhì)量比加入到干燥反應(yīng)器中，加熱升溫至70-90℃，保溫3-6小時使反應(yīng)器中的物質(zhì)體系在25℃，含固量15％時的黏度升至160-200mPa.s，然后加入去離子水，稀釋到含固量為15％，即制得帶有強(qiáng)陽離子電荷的無皂苯丙聚合物，以其作為固體石蠟的高分子乳化劑A；2)將高分子乳化劑A和石蠟按1-2∶1的質(zhì)量比加入反應(yīng)器中，加熱升溫至70-80℃，攪拌下熔融，待石蠟完全熔化后，加去離子水將體系稀釋到含固量為30％，繼續(xù)保溫乳化5-30分鐘，制得石蠟預(yù)乳液B，將預(yù)乳液B在20-30MPa均質(zhì)后，自然冷卻至室溫，即制得無皂陽離子石蠟乳液人造板防水劑。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無皂陽離子石蠟乳液人造板防水劑的制備方 法，其特征在于所述的與水可互溶的助溶劑為N-甲基吡咯烷酮、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺或N， N—二甲基乙酰胺中的一種或一種以上任意比例的混合 物。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無皂陽離子石蠟乳液人造板防水劑的制備方 法，其特征在于所述的丙烯酸酯類單體為丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、 丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、 甲基丙烯酸己酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯、苯乙烯、甲基苯乙烯、 丙烯酸羥乙酯或甲基丙烯酸羥乙酯中的一種或一種以上任意比例的混合物。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無皂陽離子石蠟乳液人造板防水劑的制備方法，其特征在于所述的陽離子單體為甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨 (DMC)、甲基丙烯酰氧乙基二甲基芐基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰氧乙基二甲基節(jié)基氯化銨、對-乙烯基節(jié)基三甲基氯化銨、甲基丙 烯酸二甲胺基乙酯氯化芐季銨或二烯丙基二甲基氯化銨中的一種或一種以上 任意比例的混合物。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無皂陽離子石蠟乳液人造板防水劑的制備方法，其特征在于所述的丙烯酰胺及其衍生物為丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、 雙丙酮丙烯酰胺中的一種或一種以上任意比例的混合物。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無皂陽離子石蠟乳液人造板防水劑的制備方 法，其特征在于所述的油溶性引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈或過 氧化二苯甲酰。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無皂陽離子石蠟乳液人造板防水劑的制備方法，在與水可互溶的助溶劑作用下，將苯乙烯、丙烯酸酯類單體、陽離子單體、丙烯酰胺及其衍生物等乙烯基單體為共聚單體，通過無皂乳液聚合法制得帶有強(qiáng)陽離子電荷的無皂苯丙聚合物。以其作為固體石蠟的高分子乳化劑，將石蠟乳化分散，經(jīng)高壓均質(zhì)，即制得具有良好穩(wěn)定性的無皂陽離子石蠟乳液人造板防水劑。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)石蠟乳液中因添加小分子乳化劑而防水效果、穩(wěn)定性差和乳液易起泡等缺點(diǎn)；該產(chǎn)品采用帶有強(qiáng)陽離子電荷的無皂苯丙聚合物作為固體石蠟的高分子乳化劑，該高分子乳化劑能與人造板中的纖維產(chǎn)生極強(qiáng)的氫鍵作用，不僅提高了板材防水性，還可提高人造板的物理強(qiáng)度。
文檔編號C10G73/40GK101649224SQ200910023758
公開日2010年2月17日 申請日期2009年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月1日
發(fā)明者欽 劉, 李剛輝, 李小瑞, 沈一丁, 王海花, 費(fèi)貴強(qiáng) 申請人:陜西科技大學(xué)