一种木材改性用不饱和聚酯树脂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种不饱和聚酯树脂的制备方法，尤其涉及一种木材改性用不饱和聚 酯树脂的制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着世界性天然林资源的枯竭和我国天然林保护工程的实施，人工林速生丰产林 木材已经成为缓解或解决我国木材供需矛盾的主要材种。具有生长速度快、产量高、采伐周 期短等特点，致使木材中所含的幼龄材比例相当高，导致材质较差、密度及表面硬度低，限 制了其应用范围。木材改性方法是改善人工速生丰产林木材理化性能的有效途径，经过处 理后可使木材密度、表面硬度、耐磨性、尺寸稳定性、力学性能等都大幅度提高，可完全替代 天然林木材，极大地拓展了人工速生丰产林木材的使用范围，缓解或解决我国木材供需矛 盾。目前，木材改性的方法主要是采用浸渍、压缩或浸渍压缩等方法。浸渍剂主要有酚醛树 月旨、糠醛型脲醛树脂、脲甲醛树脂和改良的脲醛树脂等。在木材浸渍过程中，一方面，由于木 材毛细管或微毛细管系统的最小空隙非常小，而改性剂的空间尺度较大，使改性剂难于进 入内部，仅仅进入木材表面层，木材改性效果较差；另一方面，这些浸渍剂都是水溶性的，经 浸渍后的木材含水率较高；在后期干燥固化处理时，由于表面层内改性剂的固化，增大了木 材内部水分移动的阻力，使后处理的时间延长，同时也使木材的开裂、变形和翘曲缺陷的发 生。另外还存在着环保性能和长效性等方面的问题。采用压缩改性时，不仅存在着材积损 失较大的问题，而且也存在着回弹率较大、尺寸稳定性较差、不均匀回弹等诸多不良现象， 尤其是对带有节子等缺陷的木材，压缩改性处理更为艰难。
[0003] 不饱和聚酯树脂是一种长链形的分子，其分子结构中含有非芳族的不饱和键，在 适当的引发剂作用下，可以与不饱和单体交联而形成具有复杂结构的庞大的不均匀的连 续网状结构的热固性塑料。由于不饱和聚酯树脂生产工艺简便、原料易得，同时耐化学腐 蚀、力学性能、电性能优良，最重要的是可以常温常压固化而具有良好的工艺性能，故广 泛用于结构、防腐、绝缘等复合材料制品。目前，采用的不饱和聚酯树脂制造方法生产的 不饱和聚酯分子在固化前是长链形分子，其分子量一般为1000~3000,对于用于木材浸 渍而言，其空间尺度较大，无法浸渍到木材的内部。经有关文献、资料检索，如中国专利 92101614. X "制备双环戊二烯改性不饱和聚酯的新方法"、95110573. 6 "渔竿用不饱和聚 酯树脂"、96119856. 7 "改性不饱和聚酯树脂的一种制备方法"、99812357. 9 "不饱和聚酯 树脂"、200410077507. 3 "不饱和聚酯的合成方法"、200510026882. X "双环戊二烯改性不 饱和聚酯树脂的制备方法"、200510089889. 6 "一种改性不饱和聚酯复合材料及其制备方 法"、200710191583. 0 "不饱和聚酯树脂"、200710023110. X "不饱和聚酯树脂的制备方法"、 200710051048. 5 "可增稠双环戊二烯不饱和聚酯树脂的制备方法"、200810134174. 3 "不饱 和聚酯"、200810047166. 3 "一种不饱和树酯树脂的合成方法"、200910010356. 2 "一种用于 模塑料的不饱和聚酯树脂及其制法";从上述技术文献中，未发现相近似的不饱和聚酯树脂 的制备的技术内容。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的，是为了克服上述不足之处，提供一种制备木材改性用不饱和聚酯 树脂的方法，它要解决的技术问题是降低不饱和聚酯的聚合度，使之能够适应于浸渍到木 材内部的需要，可极大地改善和改良木材多种物理力学性能，从而赋予了木材新的功能，拓 展了木材的新途径。
[0005] 另外，木材改性用不饱和聚酯树脂为反应型木材改性剂，浸渍到木材内部的成分 均参与反应，避免了水溶性改性剂浸渍使木材含水率增大的问题，从而消除了改性剂固化 时造成的木材开裂、变形和翘曲等缺陷，大大提高了木材的利用率。
[0006] 本发明的目的是这样实现的，一种木材改性用不饱和聚酯树脂的制备方法，包 括：
[0007] A.将邻苯二甲酸酐和丙二醇加入反应釜，；
[0008] B.升温至80 ± 5 °C开始搅拌，
[0009]C.随后升温至160 ± 5 °C，保温30分钟；
[0010] D?再升温至200±5°C，保温1小时；
[0011] E?之后降温至160-180°C，加入顺丁烯二酸酐；
[0012] F.再升温至200±5°C，保温3至4小时，在此温度内，保持到粘度为6cm2/s的酯 化程度为止；
[0013] G?再降温至110_120°C，加入苯乙烯；
[0014] H.温度保持在90 ± 5 °C左右，搅拌0. 5至1小时，充分混合；
[0015] I.冷却至室温出料，完成不饱和聚酯树脂的制备。
[0016] 作为上述技术方案的一种改进，其中，在步骤A中，所述邻苯二甲酸酐和丙二醇的 摩尔比1 :3. 3。
[0017] 作为上述技术方案的一种改进，其中，在步骤E中，所述顺丁烯二酸酐与邻苯二甲 酸酐的摩尔比1 :〇. 5。
[0018] 作为上述技术方案的一种改进，其中，在步骤C中，升温速度为2_3°C /分钟。
[0019] 作为上述技术方案的一种改进，其中，在步骤F中，升温速度为0. 5-l°C /分钟。
[0020] 作为上述技术方案的一种改进，其中，在步骤G中，加入苯乙烯的用量为所制得树 脂质量分数的33. 8%。
[0021] 作为上述技术方案的一种改进，其中，在步骤G中，包括加入叔丁基对苯二酚或者 环烷酸酮。
[0022] 作为上述技术方案的一种改进，其中，所述叔丁基对苯二酚的用量为制得树脂质 量分数的〇. 03%。
[0023] 作为上述技术方案的一种改进，其中，所述环烷酸酮的用量为制得树脂质量分数 的5%。
[0024] 本发明还提供一种用不饱和聚酯树脂对木材进行改性的方法，包括：
[0025] A、将引发剂和不饱和聚酯树脂混合成改性剂；
[0026] B、将代改性木材浸泡入改性剂；
[0027] C、抽真空处理，使木材浸渍在真空条件下进行；
[0028] D、然后加压处理，使改性剂渗入木材；
[0029]F、对浸渍后的木材加温，使改性剂固化；
[0030] 在步骤A中所述的引发剂为质量分数20%的过氧化苯甲酰的苯乙烯溶液，所述的 不饱和聚酯树脂由以下方法制得：
[0031]A1.将邻苯二甲酸酐和丙二醇加入反应釜，；
[0032]B1.升温至80 ± 5 °C开始搅拌，
[0033]C1.随后升温至160 ± 5°C，保温30分钟；
[0034]D1.再升温至200±5°C，保温1小时；
[0035]E1.之后降温至160_180°C，加入顺丁烯二酸酐；
[0036]F1.再升温至200±5°C，保温3至4小时，在此温度内，保持到粘度为6cm2/s或者 酸值达到（50 ±2)mg/g(酸值为参考书值）的酯化程度为止；
[0037]G1?再降温至110_120°C，加入苯乙烯；
[0038] H1.温度保持在90±5°C左右，搅拌0. 5至1小时，充分混合；
[0039]II.冷却至室温出料，完成不饱和聚酯树脂的制备。
[0040] 作为上述技术方案的一种改进，其中，所述引发剂用量为不饱和聚酯树脂质量分 数的5%。
[0041] 作为上