一种木竹材用固体有机硅处理剂及制备方法技术

一种木竹材用固体有机硅处理剂及制备方法，所述固体有机硅处理剂由活性成分、硅酸钠、消泡剂和流平剂组成。其中活性成分为硼酸改性甲基硅酸盐，该硼酸改性甲基硅酸盐由是三甲基氯硅烷、烷基硅氧烷偶联剂的混合物与硼酸发生水解缩聚反应，然后与强碱反应，经调节剂调pH值后，过滤、喷雾干燥制得。本发明专利技术固体有机硅处理剂的使用方法简单，直接将固体加入水中，搅拌溶解均匀后施工，施工方式多样化，可以喷、刷和浸，符合绿色环保要求，产品具有良好的防水、防腐、耐老化、阻燃以及缓解木竹材开裂和变形等性能，是市场所需求的产品。

【技术实现步骤摘要】
一种木竹材用固体有机硅处理剂及制备方法
本专利技术涉及一种木竹材用固体有机硅处理剂及制备方法，属有机硅应用

技术介绍
建设节约型、环境友好型社会，发展可持续、循环经济一直是我国建设的目标。我国开展木材保护尤其在木材防腐方面历史悠久，例如CCA、ACQ等技术的使用，但是常规的CCA防腐剂在制备过程中、木材处理过程中、使用过程中很难做到废液循环使用、零排放，存在着CCA药剂的流水，这对环境造成污染和危害。这些问题给木材保护工业带来了不良后果，影响其健康发展，不符合我国发展要求。因此，研发绿色环保的木材处理剂迫在眉睫。公告号CN100443273公开了一种木材保护剂，由磷酸二氰二胺、硼酸、季铵盐、烷基酚醚分散剂、低级醇类助溶剂、硅溶胶、硅烷偶联剂、软水剂和水组成。公告号CN100496913公开了一种木材保护剂及其制备方法，该保护剂由硼酸盐和复合表面活性剂组成。该专利技术解决了目前硼系化合物作为木材保护剂在水中的溶解度低和渗透性差的问题，在生产及使用过程中不污染环境，具有防腐、防虫、阻燃和抑烟等功能；上述专利产品相比CCA防腐剂更加绿色环保，但其防水、防潮效果不明显。因此，寻找一种高性能的木竹材用固体处理剂，有效解决目前处理剂存在的技术问题，解决运输和存储问题，并在工业上可行、环境友好，具有广阔的市场前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是，针对现有技术存在的问题，提出一种木竹材用固体有机硅处理剂及制备方法，开发既能防水、防潮又能防腐耐火的绿色环保木材处理剂。本专利技术实现的技术方案如下，一种木竹材用固体有机硅处理剂，由活性成分、硅酸钠、消泡剂和流平剂组成。所述活性成分为硼酸改性甲基硅酸盐；所述硼酸改性甲基硅酸盐是由一甲基三氯硅烷、烷基硅氧烷偶联剂、硼酸发生水解缩聚反应，再与强碱反应，经调节剂调pH值后，过滤、喷雾干燥制得；其中：活性成分、硅酸钠、消泡剂和流平剂的质量比为1:（0.2-0.5）：（0.01-0.05）：（0.005-0.01）。一种木竹材用固体有机硅处理剂的制备方法，步骤如下：（1）在0~5℃下，将一甲基三氯硅烷、水、烷基硅氧烷偶联剂置于反应釜中；（2）在室温下将反应釜内混合物搅拌反应1-2h后，滴加硼酸；滴加完毕后，加热升温至50-60℃，反应2-3h后，加入强碱；（3）继续升高温度至90℃，反应2-4h，再降至室温；（4）经调节剂调pH值，过滤，喷雾干燥得到硼酸改性甲基硅酸盐；（5）将硼酸改性甲基硅酸盐与硅酸钠、消泡剂、流平剂高速分散得到固体有机硅处理剂。所述一甲基三氯硅烷、水、烷基硅氧烷偶联剂、硼酸、强碱的质量比为1:（2-10）:（0.2-1）:（0.5-2）:（1.2-2）。所述烷基硅氧烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ―巯丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种。所述步骤（2）中，强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。所述步骤（4）中，调节剂为硫酸铝、碳酸氢钠、磷酸氢钠、碳酸氢钾或磷酸氢钾中的一种；pH值为8-9。所述硅酸钠模数为2.0~3.5。本专利技术的工作原理如下，本专利技术的技术核心是硼酸改性甲基硅酸盐以及对pH值的控制。通过硼酸改性甲基硅酸盐与硅酸钠的组合，在木竹材表面和内部能形成持久耐用的保护层，保护层具有低表面张力、耐老化性和耐火性，尤其木竹材应用户外时，可以使最初形成的水滴不渗入木竹材内部，减少了水对木竹材的影响，进而达到了很好的防水、防腐以及防紫外线作用，避免木竹材的开裂和变性；另外，通过控制处理剂pH值8-9，弱碱性，减少强碱性对木竹材的黄变性，能满足木竹材自然色和自然纹路的装饰效果。本专利技术产品不仅可以应用于室外木竹材产品上，还可以应用于瓷砖、玻璃以混凝土。本专利技术制备的产品固体有机硅处理剂应用方法简单，可根据具体情况加入水进行溶解均匀后直接使用，施工方式也简单，可刷涂、浸涂、喷涂。本专利技术的有益效果是，本专利技术固体有机硅处理剂不含易挥发的毒性有机溶剂、不危害人体和环境；制备工艺简单，使用方便，产品就有防水、防潮又能防腐耐火等性能，木竹材制品使用后，纹理清晰，色彩饱满，其强度和耐久性提高，安全可靠，成本低，市场竞争力强。本专利技术产品不仅可以应用于室外木竹材产品上，还可以应用于瓷砖、玻璃及混凝土。具体实施方式实施例1在0℃下将100g一甲基三氯硅烷、200g水、20g3-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂置于反应釜中，在室温下搅拌反应1h后加入滴加50g硼酸，滴加完毕后加热升温至50℃，反应2h后，加入120g氢氧化钠，继续升高温度至90℃，保温2h，降至室温，然后经硫酸铝调pH值至8，过滤，喷雾干燥得到250g硼酸改性甲基硅酸盐，最后与50g模数为2.0的硅酸钠、2.5g消泡剂、1.25g流平剂高速分散得到固体有机硅处理剂。实施例2在5℃下将100g一甲基三氯硅烷、500g水、100gN-β-(氨乙基)-γ氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂置于反应釜中，在室温下搅拌反应2h后加入滴加100g硼酸，滴加完毕后加热升温至60℃，反应3h后，加入200g氢氧化钾，继续升高温度至90℃，保温4h，降至室温，然后经碳酸氢钾调pH值9，过滤，喷雾干燥得到480g硼酸改性甲基硅酸盐，最后与240g模数为3.6硅酸钠、24g消泡剂、4.8g流平剂高速分散得到固体有机硅处理剂。实施例3在0℃下将100g一甲基三氯硅烷、500g水、50g3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂置于反应釜中，在室温下搅拌反应2h后加入滴加120g硼酸，滴加完毕后加热升温至50℃，反应2h后，加入200g氢氧化钠，继续升高温度至80℃，保温3h，降至室温，然后经磷酸氢钠调pH值为8，过滤，喷雾干燥得到400g硼酸改性甲基硅酸盐，最后与160g模数为3.0硅酸钠、4g消泡剂、3.0g流平剂高速分散得到固体有机硅处理剂。实施例4在5℃下将100g一甲基三氯硅烷、4000g水、8gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶联剂置于反应釜中，在室温下搅拌反应2h后加入滴加100g硼酸，滴加完毕后加热升温至50℃，反应2后，加入180g氢氧化钾，继续升高温度至90℃，保温4h，降至室温，然后经硫酸铝调pH值为8，过滤，喷雾干燥得到250g硼酸改性甲基硅酸盐，最后与50g模数为3.0硅酸钠、10g消泡剂、2g流平剂高速分散得到固体有机硅处理剂。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种木竹材用固体有机硅处理剂，由活性成分、硅酸钠、消泡剂和流平剂组成，其特征在于，所述活性成分为硼酸改性甲基硅酸盐；所述硼酸改性甲基硅酸盐是由一甲基三氯硅烷、烷基硅氧烷偶联剂、硼酸发生水解缩聚反应，再与强碱反应，经调节剂调pH值后，过滤、喷雾干燥制得；其中：活性成分、硅酸钠、消泡剂和流平剂的质量比为1:（0.2‑0.5）：（0.01‑0.05）：（0.005‑0.01）。

【技术特征摘要】
1.一种木竹材用固体有机硅处理剂，由活性成分、硅酸钠、消泡剂和流平剂组成，其特征在于，所述活性成分为硼酸改性甲基硅酸盐；所述硼酸改性甲基硅酸盐是由一甲基三氯硅烷、烷基硅氧烷偶联剂、硼酸发生水解缩聚反应，再与强碱反应，经调节剂调pH值后，过滤、喷雾干燥制得；其中：活性成分、硅酸钠、消泡剂和流平剂的质量比为1:（0.2-0.5）：（0.01-0.05）：（0.005-0.01）。2.一种木竹材用固体有机硅处理剂的制备方法，其特征在于，所述方法步骤如下：（1）在0~5℃下将一甲基三氯硅烷、水、烷基硅氧烷偶联剂置于反应釜中；（2）在室温下将反应釜内混合物搅拌反应1-2h后，滴加硼酸；滴加完毕后，加热升温至50-60℃，反应2-3h后，加入强碱；（3）继续升高温度至90℃，反应2-4h，再降至室温；（4）经调节剂调pH值，过滤，喷雾干燥得到硼酸改性甲基硅酸盐；（5）将硼酸改性甲基硅酸盐与硅酸钠、消泡剂、流平剂高速分散得到固体有机硅处理剂。3.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：游胜勇，戴润英，李韦伟，董晓娜，李玲，谌开红，邹吉勇，陈仕平，
申请(专利权)人：江西省科学院应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：江西,36