[发明专利]一种具有表面活性的木材改性剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及木材改性技术领域，尤其涉及一种具有表面活性的木材改性剂及其制备方法和应用。本发明提供了一种具有表面活性的木材改性剂，具有式I所示结构。本发明提供的具有表面活性的木材改性剂包含具有阻燃作用的氮、硫元素，疏水性脂肪链和亲水性的羧基，降低了木材的亲水性，弥补了改性剂疏水功效弱，易流失的缺点，使其具有阻燃效率高、抑烟效果好、疏水性强及抗流失的优点，属于多功能木材阻燃剂。此外，所述具有表面活性的木材改性剂添加到木材中之后不影响木材的使用性能和色泽。本发明还提供了一种所述具有表面活性的木材改性剂的制备方法，合成工艺简便，原料易得，易于推广。

技术领域

本发明涉及木材改性技术领域，尤其涉及一种具有表面活性的木材改性剂及其制备方法和应用。

背景技术

木材是一种天然生物质材料，具有质轻、机械强度高以及优良的加工性能而被广泛应用于建筑材料、家具制品等领域。然而，木材属于易燃材料，由于其易燃性使其具有火灾隐患；同时，木材含有大量亲水性基团以及其多孔结构导致木材具有很强的吸湿亲水性，水分会使木材变色变形，因此需要对木材进行改性处理。

目前在已报道的众多木材改性剂中，大多数改性剂只具有一种或两种改性功效，改性功效单一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有表面活性的木材改性剂及其制备方法和应用，本发明提供的具有表面活性的木材改性剂同时具有阻燃和疏水功能，属于多功能木材阻燃剂。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种具有表面活性的木材改性剂，具有式I所示结构：

本发明提供了所述具有表面活性的木材改性剂的制备方法，包含如下步骤：

在-5～5℃温度下，三聚氯氰和正辛胺在甲苯中进行第一取代反应，生成第一中间体；

在45～55℃温度下，第一中间体和γ-氨基丁酸在乙醇中进行第二取代反应，生成第二中间体；

在85～95℃温度下，第二中间体和3-巯基-1,2,4-三氮唑在碱液中进行第三取代反应，得到具有表面活性的木材改性剂。

优选的，所述三聚氯氰和正辛胺的摩尔比为1:(1～5)；

所述三聚氯氰的物质的量和甲苯的体积之比为0.1mol:(100～500)mL。

优选的，所述第一取代反应过程体系的pH值为8～9；

所述第一取代反应的时间为4～6h。

优选的，所述第一中间体和γ-氨基丁酸的摩尔比为1:(1～5)；

所述第一中间体的物质的量和乙醇的体积之比为(0.01～0.1)mol:(100～300)mL。

优选的，所述第二取代反应过程体系的pH值为7～9；

所述第二取代反应的时间为6～8h。

优选的，所述第二中间体和3-巯基-1,2,4-三氮唑的摩尔比为1:(1～6)；

所述第二中间体的物质的量和碱液的体积之比为(0.01～0.05)mol:(200～800)mL；

所述碱液的浓度为0.0125～0.25mmol/mL。

优选的，所述第三取代反应过程体系的pH值为7～10；

所述第三取代反应的时间为12～16h。

本发明还提供了所述具有表面活性的木材改性剂或者上述任意一项所述的制备方法得到的具有表面活性的木材改性剂在木材改性中的应用。