木材浸漬用阻燃型石蠟乳液的研制

趙大偉
（西南林業(yè)大學(xué)，云南 昆明 650224）
摘 要：利用表面活性劑司班 80 和吐溫 80 作為乳化劑，聚乙二醇（600）為助乳化劑，磷酸氫二銨、硼酸和硼砂為阻燃
劑對(duì) 58＃固體石蠟進(jìn)行乳化研究，制備了具有阻燃性能的石蠟乳液?？疾炝巳榛瘎?HLB 值、乳化劑的用量、阻燃劑的
用量和蒸餾水用量等對(duì)石蠟乳液性能的影響。結(jié)果表明，較佳的乳化工藝條件是 HLB 值為 10，乳化劑用量為 6%，阻燃
劑用量為 6%，蒸餾水用量為 70%，其所制備的阻燃型乳化石蠟性能較好。
關(guān)鍵詞：阻燃性；石蠟乳液；乳化劑；性能

中圖分類號(hào)：TE626.8 + 8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095－6835（2014）06－0001－02

乳液石蠟是石蠟和水在乳化劑作用下通過機(jī)械攪拌制得的水包油型乳液，連續(xù)相是水，分散相是石蠟。石蠟乳液應(yīng)用于造紙、皮革、木材加工和改性、紡織、園藝等領(lǐng)域。國內(nèi)已經(jīng)有學(xué)者在纖維板成型過程中加入石蠟乳液，它可以起到防水、防潮的作用。與直接加入石蠟相比，它既可以降低成本，又可以提高板材的質(zhì)量。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑
XM-J 可調(diào)攪拌器，常州澳華儀器有限公司；HH-2 數(shù)顯恒溫水浴鍋，金壇市富華儀器有限公司；JJ200 型精密電子天平，美國雙杰兄弟（集團(tuán)）有限公司—常熟雙杰測(cè)試儀器廠。58＃工業(yè)級(jí)全精煉石蠟，上海煉油廠；蒸餾水，自制；吐溫 80、司班 80、硼酸、硼砂、磷酸氫二胺，化學(xué)純，天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司；聚乙二醇 600，化學(xué)純，廣東光華化學(xué)廠有限公司。

1.2 阻燃型石蠟乳液制備方法
該實(shí)驗(yàn)采用劑在油相法。將乳化劑加入油相，再加入水，直接制得 W/O 型乳狀液。如果想要得到 O/W 型，則要繼續(xù)加水，直至發(fā)生變型，由內(nèi)相轉(zhuǎn)至外相，使親水性、親油性達(dá)到適當(dāng)平衡轉(zhuǎn)相后再乳化，這樣做往往比直接乳化效果更好。
1.3 阻燃型石蠟乳液性能測(cè)試
1.3.1 靜置穩(wěn)定性
按 GB 11543—2008 進(jìn)行靜置穩(wěn)定性測(cè)試。將石蠟乳液裝在具塞磨口玻璃瓶中，常溫放置 30 d，觀察其穩(wěn)定性。穩(wěn)定性分為 6 個(gè)等級(jí)，一級(jí)較好。
1.3.2 分散性
分散性分為 5 個(gè)等級(jí)，一級(jí)較好，五級(jí)最差。
1.3.3 可稀釋性
從石蠟乳液的用途可以看出，絕大數(shù)乳化石蠟是為了便于運(yùn)輸、易于儲(chǔ)存，而商品乳化蠟往往是固含量較高的濃乳狀液，用戶使用前根據(jù)需要自行稀釋。因此，作為 O/W 型乳化蠟應(yīng)該易于用水稀釋成均勻的乳狀液。
1.3.4 黏度
按 GB 265—88，采用 NDJ-1 型旋轉(zhuǎn)式黏度計(jì)在常溫下按照要求測(cè)量石蠟乳液的黏度大小。

2 結(jié)果與討論：因子與水平確定

該實(shí)驗(yàn)對(duì) HLB 值（表面活性劑的親水、親油值）、復(fù)配乳化劑、蒸餾水和阻燃劑加入量，采用 L9（34）正交試驗(yàn)來確定配方各因子水平的較佳值。
2.1 復(fù)配乳化劑的 H LB 值
本文采用復(fù)配乳化劑來制備阻燃型石蠟乳液，并且對(duì)乳液的性能進(jìn)行考察。復(fù)配乳化劑的 HLB 值與石蠟乳液的 HLB 值相匹配時(shí)，才能制得比較穩(wěn)定的乳化石蠟——石蠟乳液所需的HLB 值一般為 10～14.
2.2 復(fù)配乳化劑加入量
乳化劑的使用量對(duì)最終石蠟乳液的穩(wěn)定性影響最大。這是因?yàn)橐箖蓚€(gè)極性相反的水與石蠟形成石蠟乳液，就必須克服分子間的作用力，界面上必須形成一定強(qiáng)度的膜，在兩種極性相反的物質(zhì)之間架起連接的橋梁，而乳化劑在其中就起到了橋梁的作用。
2.3 阻燃劑加入量
硼酸、硼砂和磷酸氫二胺的加入量對(duì)所制備石蠟乳液的穩(wěn)定性影響比較大。這是因?yàn)橐陨献枞紕┑募尤霑?huì)影響石蠟乳液的 pH 值，與乳化劑發(fā)生某些化學(xué)反應(yīng)，影響復(fù)配乳化劑在兩相間雙電層膜的形成，降低乳化劑的活性，使所制備的石蠟乳液出現(xiàn)破乳、分層等現(xiàn)象。
2.4 蒸餾水加入量
乳化石蠟的質(zhì)量與乳化水的用量、加入順序和方法有關(guān)。乳化水用量過少不易形成水包油型乳化液；乳化水用量過多，乳化液濃度降低，乳液不穩(wěn)定。本實(shí)驗(yàn)蒸餾水（溫水 50～60 ℃）分 2 次加入，加入比例為 6∶7.
2.5 確定阻燃型石蠟乳液配方
為了確保阻燃型石蠟乳液各指標(biāo)合格，關(guān)鍵是確定乳化石蠟各因子水平，實(shí)驗(yàn)采用 L9（34）正交試驗(yàn)確定因子水平值。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果詳見表 1.

通過前期大量實(shí)驗(yàn)，確定乳化溫度為 70 ℃，乳化時(shí)間為10 min , 攪拌轉(zhuǎn)速 3×800 r/min，硼酸和硼砂隨第一次水加入。由表 1 可知，HLB 值為 10，當(dāng)復(fù)配乳化劑加入比例為 6%，阻燃劑加入量為 6%，蒸餾水加入量為 70%時(shí)，制備的阻燃型乳化石蠟的穩(wěn)定性、分散性和可稀釋性較佳。在實(shí)驗(yàn)號(hào)為 9 的條件下，它所制備的石蠟乳液的穩(wěn)定性最差，7 d 后出現(xiàn)分層現(xiàn)象；在實(shí)驗(yàn)號(hào)為 1 和 5 的條件下制備的乳化石蠟的穩(wěn)定性也比較差，這可能是阻燃劑加入量過多導(dǎo)致的。