CN101229645A - 一种竹木质材料防腐防霉剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种竹木质材料防腐防霉剂，主要由基质添加含锌化合物、含铜化合物和阳离子表面活性剂得到；本发明以竹醋液、木醋液和草醋液为主要成分，复配水不溶性无机化合物制得生物(化学型)木材防腐剂，还可添加氨、铵盐或胺的含氮化合物以增加其溶解性。本发明有益效果主要体现在：抗流失性强(流失率小于2％)、吸湿性低，无起霜现象，毒性低、防腐防霉效果好，还可以用于木材、竹材的变色处理。

Description

一种竹木质材料防腐防霉剂

(一)技术领域

本发明涉及一种竹木质材料防腐防霉剂。

(二)背景技术

竹木质材料含有微生物所需要的养分，在何时的环境下，微生物容易败坏降解竹木质材料，轻的降低等级对竹木质材料本身影响不大，严重的则会使其失去使用价值，造成资源浪费，所以一般竹木质材料在使用之前需进行防腐防霉处理。

目前国内外竹木材防腐剂主要包括油类防腐剂、油载防腐剂和水载防腐剂3类，使用最为广泛的是水载防腐剂。油类防腐剂除了对人畜的毒性以及对环境的影响之外，其另一个主要缺点是处理后制品表面污染，同时具有刺激味，这些缺点限制了油类防腐剂的应用范围。油载防腐剂由于能源危机，使得其处理成本昂贵，在处理过程中有机溶剂挥发易造成环境污染和引起火灾，因而在许多应用场合油载防腐剂逐渐被水载防腐剂所取代。CCA(加铬砷酸铜)是近年来应用最为广泛的水载防腐剂，价格便宜，处理后防腐性能、力学性能和表面涂饰性能良好，抗流失性强。但是由于其毒性，欧洲、美国、日本已逐渐禁止其在民用场合使用。除了CCA，其他含有砷或铬的防腐剂也面临着同样的问题。美国Koppers Arch、CSI、Osmose、德国Dr Wolman、比利时Janssen等公司进行了新木材防腐剂的研发，其中季铵铜系列(ACQ-C及ACQ-B)、CuHDO、三唑等据说最有望取代CCA，并已进入实用。但根据相关研究，此类防腐剂对靶标作用不如铜铬砷类有效，成本相对较高，而且气味较重，影响操作。无机硼类木材防腐剂使用也有50年左右的历史，它的优点是低毒性和广谱抗菌性，但是抗流失性很差，目前国内使用较多、效果较好的防腐防霉剂主要是铬酸铜(ACC)，氨溶砷酸铜(ACA)和铜铬砷(CCA)以及五氯酚钠和五氯苯酚。铬砷铜系列由于使用后重金属污染以及砷对环境影响，五氯苯酚或五氯酚钠制造过程中产生二噁英污染等，对环境具有负作用，随着国际上对环境保护的重视，已越来越引起研究者的注意。日本和美国已经禁止铬砷铜系列的使用，欧洲国家也准备出台相关政策。目前，我国内还没有相关政策，使用的防腐防霉剂还是以此系列为主，并且用量较大，寻找一种新的环保型防腐防霉剂以减少铬砷铜系列的用量势在必行。

(三)发明内容

本发明目的是提供一种新型环保、且防腐防霉效果好的竹木质材料防腐防霉剂。

本发明采用的技术方案是：

一种竹木质材料防腐防霉剂，主要由基质添加含锌化合物、含铜化合物和阳离子表面活性剂得到；

所述基质为竹醋液、木醋液、草醋液中的一种或多种；

所述含锌化合物为下列之一或其中多种的混合物：硼酸锌、氧化锌、氢氧化锌，添加量为：每1升基质添加1～200g所述含锌化合物；

所述含铜化合物为下列之一或其中多种的混合物：硼酸铜、氧化铜、氢氧化铜、碱式碳酸铜，添加量为：每1升基质添加1～300g所述含铜化合物；

所述阳离子表面活性剂为下列之一或其中多种的混合物：十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十四烷基二甲基苄基氯化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵、双十二烷基二甲基氯化铵、萨帕明、多季铵盐、Tego两性表面活性剂，添加量为：每1升基质添加1～300g所述阳离子表面活性剂。

竹醋液、木醋液和草醋液成分除水分外，主要是有机酸、酮类、醛类、酚类等200多种物质。这些物质本身就具有驱虫杀菌抗菌作用，加上各成分复杂的复合作用，所以驱虫和杀菌抗菌作用明显。另外，竹醋液、木醋液和草醋液本身也是一种化好的溶剂，里面包含的酮类物质和醇类物质既是化好的增溶剂又是很好的渗透剂。防腐防霉剂中活性成分能很好的溶解在竹醋液中并有效的渗透、扩散到竹木质材料中去，从而更好的发挥药效，减小药剂用量，起到了很好的提高药效的作用。竹醋液、木醋液和草醋液本身无毒，属于可再生性资源。

以竹醋液、木醋液和草醋液为主要成分，复配水不溶性无机化合物制得生物(化学型)木材防腐剂，具有如下优点：首先，这种木材防腐剂抗流失性强；其次，以此种木材防腐剂处理的木质材料在后续的使用过程中，吸湿性低，对目前大多数防腐剂所具有的吸湿潮解的问题或处理材表面出现白霜现象大大降低；第三，由于竹醋液、木醋液和草醋液本身具有防腐防霉的作用，再加上含锌化合物的防腐防霉作用，可以根据使用环境的恶劣程度，调节控制含铜化合物的加入于否。在达到相同的防腐效果上，可以大大降低毒性；第四，本保护剂除了用于木材竹材防腐防霉之外，还可以用于木材、竹材的变色处理。

所述竹木质材料防腐防霉剂组成中还可含有氨、铵盐或胺等含氮化合物以增加其溶解性，其添加量为每1L基质添加1-200g含氮化合物。

具体的，所述竹木质材料防腐防霉剂组成为：每1升基质添加1～200g所述含锌化合物、1～300g所述含铜化合物和1～300g所述阳离子表面活性剂。

或者，所述竹木质材料防腐防霉剂组成为：每1升基质添加1～200g所述含锌化合物、1～300g所述含铜化合物、1～300g所述阳离子表面活性剂和1-200g所述含氮化合物。

优选的，所述竹木质材料防腐防霉剂由如下方法制备得到：往基质中，加入含锌化合物，搅拌溶解后，加入选自氨、铵盐或胺的含氮化合物形成络合物，再加入含铜化合物，或依次加入含铜化合物和阳离子表面活性剂，得到所述竹木质材料防腐防霉剂。所述含氮化合物可增加溶解度，可为下列之一：氨水、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、双聚氰胺、三聚氰胺和乙二胺。

优选的，所述竹木质材料防腐防霉剂组成为：每1升基质添加10～50g氧化锌、10～50g氧化铜、20～60g十四烷基二甲基苄基氯化铵。

优选的，所述竹木质材料防腐防霉剂由如下方法得到：每1升基质添加80～120g氧化锌，加入体积为基质体积1～5％的质量浓度为10～20％的氨水形成络合物，再依次加入5～20g碱式碳酸铜、5～20g十八烷基二甲基苄基氯化铵，得到所述竹木质材料防腐防霉剂。

本发明所述竹木质材料防腐防霉剂的有益效果主要体现在：抗流失性强(流失率小于2％)、吸湿性低，无起霜现象，毒性低、防腐防霉效果好，还可以用于木材、竹材的变色处理。

(四)具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例1：

往1L木醋液(浙江富来森中竹科技股份有限公司产品，下同)中，加入40g氧化锌，搅拌直到溶解，再加入10g氧化铜溶解，而后加入30g十四烷基二甲基苄基氯化铵(工业级，广州慧之海(集团)科技发展有限公司产品)制得防腐剂，浸泡竹材3小时后，露天放置1个月，观察防腐防霉效果。

实施例2：

往1L竹醋液(浙江遂昌神竹炭业有限公司产品，下同)中，加入100g氧化锌，加入30ml20％氨水络合后，搅拌直到溶解，再加入10g碱式碳酸铜溶解，而后加入10g十八烷基二甲基苄基氯化铵(工业级，广州慧之海(集团)科技发展有限公司产品)制得防腐剂，浸泡竹材1小时后，露天放置1个月，观察防腐防霉效果。

实施例3：

往1L竹醋液中，加入100g氢氧化锌，加入50ml的10％二乙醇胺水溶液络合后，搅拌直到溶解，再加入30g氧化铜溶解，最后加入20g双十二烷基二甲基氯化铵(工业级，广州慧之海(集团)科技发展有限公司产品)，制得防腐剂，浸泡竹材2小时后，露天放置1个月，观察防腐防霉效果。

实施例4：

往1L木醋液中，加入150g氢氧化锌，加入40ml的15％乙二胺水溶液络合后，搅拌直到溶解，再加入100g碱式碳酸铜溶解，最后加入50g十八烷基三甲基溴化铵(工业级，广州慧之海(集团)科技发展有限公司产品)，制得防腐剂，浸泡马尾松木材3小时后，露天放置1个月，观察防腐防霉效果。

实施例5：

往1L草醋液(浙江富来森中竹科技股份有限公司产品，下同)中，加入50g硼酸锌，加入30ml的20％双聚氰胺水溶液络合后，搅拌直到溶解，再加入150g硼酸铜溶解，最后加入150g萨帕明(工业级，南京威尔化工有限公司产品)，制得防腐剂，浸泡竹材2小时后，露天放置1个月，观察防腐防霉效果。

实施例6：

往1L竹醋液中，加入20g氧化锌，加入20ml的25％三乙醇胺水溶液络合后，搅拌直到溶解，再加入100g硼酸铜和100g氧化铜溶解，最后加入50gTego两性表面活性剂(工业级，南京威尔化工有限公司产品)，制得防腐剂，浸泡马尾松木材4小时后，露天放置1个月，观察防腐防霉效果。

实施例7：

往1L竹醋液中，加入20g氧化锌和20g氢氧化锌，搅拌直到溶解，再加入10g氧化铜，搅拌溶解，最后加入20g十二烷基甲基溴化铵制得防腐剂，浸泡竹材1小时后，露天放置1个月，观察防腐防霉效果。

实施例14：

往1L竹醋液中，加入40g氧化锌，搅拌直到溶解，再加入10g氧化铜，搅拌溶解，最后加入30g十二烷基甲基氯化铵制得防腐剂，浸泡竹材1小时后，露天放置1个月，观察防腐防霉效果。

实施例15：

往1L竹醋液中，加入60g氢氧化锌，搅拌直到溶解，再加入40g碱式碳酸铜，搅拌溶解，最后加入20g十四烷基甲基苄基氯化铵制得防腐剂，浸泡马尾松木材2小时后，露天放置1个月，观察防腐防霉效果。

实施例16：

往1L木醋液中，加入50g氧化锌和30g硼酸锌，搅拌直到溶解，再加入10g氧化铜、10g氢氧化铜和30g碱式碳酸铜溶解，最后加入40g十八烷基二甲基苄基氯化铵和40g十四烷基甲基苄基氯化铵制得防腐剂，浸泡竹材2小时后，露天放置1个月，观察防腐防霉效果。

实施例17：

往1L木醋液中，加入10g硼酸锌和40g氧化锌，搅拌直到溶解，再加入20g硼酸铜溶解，最后加入20g十二烷基溴化铵制得防腐剂，浸泡竹材4小时后，露天放置1个月，观察防腐防霉效果。

实施例18：

往1L草醋液中，加入30g氢氧化锌，搅拌直到溶解，再加入10g氧化铜和40g氢氧化铜溶解，然后加入50g十四烷基二甲基苄基溴化铵制得防腐剂，浸泡竹材5小时后，露天放置1个月，观察防腐防霉效果。

实施例19：

往1L草醋液中，加入20g硼酸锌、20g氧化锌和20g氢氧化锌，搅拌直到溶解，再加入20g硼酸铜溶解，最后加入50g十六烷基三甲基氯化铵制得防腐剂，浸泡竹材1小时后，露天放置1个月，观察防腐防霉效果。

实施例20：

往1L木醋液中，加入50g氧化锌，搅拌直到溶解，再加入20g硼酸铜溶解，而后加入20g十八烷基二甲基苄基氯化铵制得防腐剂，浸泡竹材3小时后，露天放置1个月，观察防腐防霉效果。

对比例1：

往1L水中，加入50g氯化锌，搅拌直到溶解，再加入50g氯化铜溶解，而后加入30g十六烷基三甲基氯化铵制得防腐剂，浸泡竹材5小时后，露天放置1个月，观察防腐防霉效果。

对比例2：

往1L竹醋液中，加入50g硫酸铜，搅拌直到溶解，制得防腐剂，浸泡竹材3小时后，露天放置1个月，观察防腐防霉效果。

对比例3：

往1L竹醋液中，加入50g硫酸铜和50g三唑铜，搅拌直到溶解，制得防腐剂，浸泡马尾松木材3小时后，露天放置1个月，观察防腐防霉效果。

对比例4：

往1L竹醋液中，加入50g硫酸铜、50g五氯酚钠和50g五氯苯酚，搅拌直到溶解，制得防腐剂，浸泡竹材3小时后，露天放置1个月，观察防腐防霉效果。

观察结果见表1：

表1

实施例	防腐效果	防霉效果
			1	II	0
2	II	1
			3	I	1
4	I	0
			5	I	0
6	I	0
			7	I	0
8	II	0
			9	I	0
10	I	1
			11	I	0
12	II	0
			13	I	1
14	I	0
			15	I	0
16	II	0
			17	I	1
18	I	0
			19	I	1
20	I	1
			对比例1	III	3
对比例2	II	2
			对比例3	III	1
对比例4	II	2
			空白竹材	IV	4
空白马尾松	IV	4

防霉实验效果评价：

0：试样表面无菌丝

1：试样表面感染菌丝面积＜1/4

2：试样表面感染菌丝面积为1/4～1/2

3：试样表面感染菌丝面积1/2～3/4

4：试样表面感染菌丝面积＞3/4

耐腐等级及重量损失百分率见表2：

表2

耐腐朽等级	重量损失百分率
		I强耐腐	0～10％
II耐腐	11～24％
		III稍耐腐朽	25～44％
IV不耐腐	＞45％

Claims (8)

1.一种竹木质材料防腐防霉剂，主要由基质添加含锌化合物、含铜化合物和阳离子表面活性剂得到；

所述基质为竹醋液、木醋液、草醋液中的一种或多种；

所述含锌化合物为下列之一或其中多种的混合物：硼酸锌、氧化锌、氢氧化锌，添加量为：每1升基质添加1～200g所述含锌化合物；

所述含铜化合物为下列之一或其中多种的混合物：硼酸铜、氧化铜、氢氧化铜、碱式碳酸铜，添加量为：每1升基质添加1～300g所述含铜化合物；

所述阳离子表面活性剂为下列之一或其中多种的混合物：十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十四烷基二甲基苄基氯化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵、双十二烷基二甲基氯化铵、萨帕明、多季铵盐、Tego两性表面活性剂，添加量为：每1升基质添加1～300g所述阳离子表面活性剂。

2.如权利要求1所述的竹木质材料防腐防霉剂，其特征在于：所述竹木质材料防腐防霉剂组成中还含有含氮化合物，添加量为每1L基质添加1～200g含氮化合物，所述含氮化合物为氨、铵盐或胺。

3.如权利要求2所述的竹木质材料防腐防霉剂，其特征在于所述含氮化合物为下列之一：氨水、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、双聚氰胺、三聚氰胺和乙二胺。

4.如权利要求1所述的竹木质材料防腐防霉剂，其特征在于：所述竹木质材料防腐防霉剂组成为：每1升基质添加1～200g所述含锌化合物、1～300g所述含铜化合物和1～300g所述阳离子表面活性剂。

5.如权利要求2或3所述的竹木质材料防腐防霉剂，其特征在于：所述竹木质材料防腐防霉剂组成为：每1升基质添加1～200g所述含锌化合物、1～300g所述含铜化合物、1～300g所述阳离子表面活性剂和1～200g所述含氮化合物。

6.如权利要求2或3所述的竹木质材料防腐防霉剂，其特征在于：所述竹木质材料防腐防霉剂由如下方法制备得到：往基质中，加入含锌化合物，搅拌溶解后，加入所述含氮化合物形成络合物，再加入含铜化合物，或依次加入含铜化合物和阳离子表面活性剂，得到所述竹木质材料防腐防霉剂。

7.如权利要求1所述的竹木质材料防腐防霉剂，其特征在于：所述竹木质材料防腐防霉剂组成为：每1升基质添加10～50g氧化锌、10～50g氧化铜、20～60g十四烷基二甲基苄基氯化铵。

8.如权利要求4所述的竹木质材料防腐防霉剂，其特征在于：所述竹木质材料防腐防霉剂由如下方法得到：每1升基质添加80～120g氧化锌，加入体积为基质1～5％的浓度为10～20％的氨水形成络合物，再依次加入5～20g碱式碳酸铜、5～20g十八烷基二甲基苄基氯化铵，得到所述竹木质材料防腐防霉剂。