CN103707374A - 一种含森林凋落物液化液的木材防腐剂 - Google Patents
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Abstract
一种含森林凋落物液化液的木材防腐剂，属于木材防腐剂加工技术领域。其特征在于含有森林凋落物液化液31-59%、溶剂32-58%、乳化剂4-18%。上述一种含森林凋落物液化液的木材防腐剂，以森林凋落物为原料，通过化学反应制成森林凋落物液化液，然后以液化液为活性成分，制成完全溶于水的木材防腐剂，解决了森林凋落物液化液不溶解于水的难题，该防腐剂来源于天然物质，不含有害的重金属，对人畜安全，环境友好且制造成本低廉；浸泡过程中能渗透到木材内部，具有长效防腐抑菌效果，处理方法简便易行。
Description
技术领域
本发明属于木材防腐剂加工技术领域，具体为一种含森林凋落物液化液的木材防腐剂。
背景技术
木材是四大材料中唯一可再生的结构材料，具有无毒、无污染、美观、易加工等特点，与人类最亲和，是深受人们喜爱的绿色天然产物。但是木材的主要成分为木素、纤维素和半纤维素，在温度、水分、湿度、酸碱度适宜的情况下，易受虫菌侵蚀而腐朽，导致木材的使用寿命缩短。我国是一个木材资源极度稀缺的国家，预计到2015年，全国木材供需缺口约为1.4 -1.5亿m3，如何高效、合理利用木材资源，延长木材使用寿命，已成为亟需解决的问题。根据国内外统计，防腐处理后的木材的使用寿命可以延长5-6倍。因此，对木材进行防腐处理，是延长木材使用寿命、提高木材利用水平、节约木材资源的重要途径和手段。
目前，市场上应用的一些木材防腐剂，如林丹、五氯酚钠、铜铬砷(CCA)等，由于易污染环境，已经逐步受到禁用或限用。氨溶烷基胺铜(ACQ)不含砷、铬等对人、畜及植物有毒成分，废弃木材焚烧后不会产生有毒气体，且富含对环境比较友好的活性成分二价铜离子而成为CCA最有力的替代者。在美国，自2001年起，CCA处理材约削减了70%的市场份额，基本上都被ACQ处理材占领。另外，硼砂、硼酸、四水合八硼酸钠(DOT)等硼酸盐类化合物防腐剂，因具有环境友好，无刺激性气味，渗透性较强，对人畜低毒，对腐朽菌和虫蚁的防治效果好，而又不影响木材本身的色泽与加工性能，且当载药量较高时，还可赋予木材一定程度的阻燃性等优点而受到广泛研究和开发。提高木材的防腐性能有多种方法：木材物理改性方法，如加热法可以改善木材的防腐性能，因为加热处理可以使纤维素在纤维分子链之间的氢键结合加强、木素的降解和重新聚合，从而降低木材的吸湿性，使菌虫无法从木材中获得生活所必需的水分，进而达到防腐的效果。另外，木材化学改性方法，如树脂浸渍处理、交联处理、乙酰化处理、聚合处理木材等，也可以提高木材的防腐性能，原理和热处理相似，因为纤维素、半纤维素和木素分子上的游离羟基是木材中化学反应最活泼、吸湿性最强的基团，与所选择的化学药剂发生反应形成醚键、酯键或缩醛联结，封闭了羟基，降低了木材的吸湿性，从而达到了防腐的效果。但更多的研究是采用防腐剂处理木材，通过调整防腐剂浓度、配方、添加助剂以及以复配的方式来提高木材的防腐性能。
综合木材防腐的技术与研究现状，进行防腐处理的目的主要是延长木制品的使用寿命，从而节约木材资源。在防腐处理过程中，要提高防腐剂有效成分在木材中的固着率，增强防腐剂的有效性，减少防腐剂对外界环境有可能造成的污染。理想的木材防腐处理应满足以下几点：价格经济、处理工艺简单、防虫菌性能优越、低毒长效、不污染环境、防腐处理后对木材的胶合固化、物理性能及力学性能无不良影响。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种含森林凋落物液化液的木材防腐剂的技术方案，其处理方法简便，防腐效果好。
所述的一种含森林凋落物液化液的木材防腐剂，其特征在于含有森林凋落物液化液31-59%、溶剂32-58%、乳化剂4-18%，所述的溶剂为DMF、甲醇、乙醇、丙酮中的一种以上混合物，所述的乳化剂为op-10、JFC和十二烷基笨磺酸钠中的一种以上混合物；
所述的森林凋落物液化液采用以下方法制备：
1）收集野外自然凋落的树叶为材料，41-57℃下烘箱中烘干，然后将其置于粉碎机中粉碎至200-450目，同温度下再次烘35-56min得凋落物粉末，备用；
2）苯酚置于50-80℃的水浴中加热10-21min，待其完全融化成液体状时迅速倒入反应釜中，反应釜温度控制在85-110℃，然后加入步骤1）中的凋落物粉末，搅拌混合均匀后缓慢滴加浓硝酸和双氧水，搅拌50-75min直至液体变成暗红色液体，再加入十二烷基苯磺酸钠，搅拌混合溶解均匀，至其变成清亮的黑色液体停止加热，其中，凋落物：苯酚：浓硝酸：双氧水：十二烷基苯磺酸钠的重量比为3-5:8-12:0.1-0.3：0.1-0.3:0.3-0.5；
3）将步骤2）中的液体冷却至室温，密封保存，即得凋落物液化液。
所述的一种含森林凋落物液化液的木材防腐剂，其特征在于所述的森林凋落物液化液的重量含量为40-55%，优选45-50%。
所述的一种含森林凋落物液化液的木材防腐剂，其特征在于所述溶剂的重量含量为35-55%，优选40-50%。
所述的一种含森林凋落物液化液的木材防腐剂，其特征在于所述乳化剂的重量含量为5-16%，优选7-13%。
所述的一种含森林凋落物液化液的木材防腐剂，其特征在于森林凋落物液化液的制备方法步骤1）中：烘干温度为45-50℃，粉碎至300-400目，同温度下再次烘40-50min。
所述的一种含森林凋落物液化液的木材防腐剂，其特征在于森林凋落物液化液的制备方法步骤2）中：水浴温度为55-75℃，优选60-70℃；水浴时间15-18min，滴加浓硝酸和双氧水后搅拌60-70min。
所述的一种含森林凋落物液化液的木材防腐剂，其特征在于森林凋落物液化液的制备方法步骤2）中：苯酚：浓硝酸：双氧水：十二烷基苯磺酸钠的重量比为4:9-10:0.2：0.2:0.4。
上述一种含森林凋落物液化液的木材防腐剂，以森林凋落物为原料，通过化学反应制成森林凋落物液化液，然后以液化液为活性成分，制成完全溶于水的木材防腐剂，解决了森林凋落物液化液不溶解于水的难题，该防腐剂来源于天然物质，不含有害的重金属，对人畜安全，环境友好且制造成本低廉；浸泡过程中能渗透到木材内部，具有长效防腐抑菌效果，处理方法简便易行。
本申请文件中除有另有说明外，其余百分含量均为纯物质的重量百分含量。
具体实施方式
现结合本发明的实施例，进一步说明本发明的有益效果。
实施例1
将野外自然凋落的树叶放入42℃下烘箱中烘干，烘干后用粉碎机粉碎至400目，同温度下再次烘39min得凋落物粉末，然后取100kg苯酚置于65℃的水浴中加热12min，待其完全融化成液体状时迅速倒入反应釜中，反应釜温度控制在95℃，加40kg凋落物粉末，搅拌混合均匀后缓慢滴加2kg浓硝酸和2kg双氧水，搅拌50min直至液体变成暗红色液体，再加入4kg十二烷基苯磺酸钠，搅拌混合溶解均匀，至其变成清亮的黑色液体停止加热，最后冷却至室温，密封保存，得凋落物液化液。
然后向100L反应釜内投入56kg凋落物液化液，37kgDMF，不断搅拌30min，再慢慢加入7kgJFC，搅拌溶解均匀后即成终产品。
实施例2
将野外自然凋落的树叶放入51℃下烘箱中烘干，烘干后用粉碎机粉碎至350目，同温度下再次烘50min得凋落物粉末，然后取100kg苯酚置于75℃的水浴中加热18min，待其完全融化成液体状时迅速倒入反应釜中，反应釜温度控制在93℃，加40kg凋落物粉末，搅拌混合均匀后缓慢滴加2kg浓硝酸和2kg双氧水，搅拌75min直至液体变成暗红色液体，再加入4kg十二烷基苯磺酸钠，搅拌混合溶解均匀，至其变成清亮的黑色液体停止加热，最后冷却至室温，密封保存，得凋落物液化液。
然后向100L反应釜内投入35kg凋落物液化液，12kg甲醇、20kg乙醇和20kg丙酮，不断搅拌30min，再慢慢加入3kgop-10、5kgJFC和5kg十二烷基笨磺酸钠，搅拌溶解均匀后即成终产品。
实施例3
将野外自然凋落的树叶放入44℃下烘箱中烘干，烘干后用粉碎机粉碎至300目，同温度下再次烘41min得凋落物粉末，然后取100kg苯酚置于70℃的水浴中加热14min，待其完全融化成液体状时迅速倒入反应釜中，反应釜温度控制在91℃，加40kg凋落物粉末，搅拌混合均匀后缓慢滴加2kg浓硝酸和2kg双氧水，搅拌55min直至液体变成暗红色液体，再加入4kg十二烷基苯磺酸钠，搅拌混合溶解均匀，至其变成清亮的黑色液体停止加热，最后冷却至室温，密封保存，得凋落物液化液。
然后向100L反应釜内投入52kg凋落物液化液，20kgDMF和20kg丙酮，不断搅拌30min，再慢慢加入4kgop-10和4kgJFC，搅拌溶解均匀后即成终产品。
实施例4
将野外自然凋落的树叶放入46℃下烘箱中烘干，烘干后用粉碎机粉碎至250目，同温度下再次烘44min得凋落物粉末，然后取100kg苯酚置于60℃的水浴中加热15min，待其完全融化成液体状时迅速倒入反应釜中，反应釜温度控制在90℃，加40kg凋落物粉末，搅拌混合均匀后缓慢滴加2kg浓硝酸和2kg双氧水，搅拌60min直至液体变成暗红色液体，再加入4kg十二烷基苯磺酸钠，搅拌混合溶解均匀，至其变成清亮的黑色液体停止加热，最后冷却至室温，密封保存，得凋落物液化液。
然后向100L反应釜内投入46kg凋落物液化液，15kgDMF、15kg甲醇和15kg乙醇，不断搅拌30min，再慢慢加入9kg十二烷基笨磺酸钠，搅拌溶解均匀后即成终产品。
实施例5
将野外自然凋落的树叶放入48℃下烘箱中烘干，烘干后用粉碎机粉碎至450目，同温度下再次烘47min得凋落物粉末，然后取100kg苯酚置于80℃的水浴中加热16min，待其完全融化成液体状时迅速倒入反应釜中，反应釜温度控制在96℃，加40kg凋落物粉末，搅拌混合均匀后缓慢滴加2kg浓硝酸和2kg双氧水，搅拌65min直至液体变成暗红色液体，再加入4kg十二烷基苯磺酸钠，搅拌混合溶解均匀，至其变成清亮的黑色液体停止加热，最后冷却至室温，密封保存，得凋落物液化液。
然后向100L反应釜内投入42kg凋落物液化液， 28kg甲醇和20kg乙醇，不断搅拌30min，再慢慢加入5kgJFC和5kg十二烷基笨磺酸钠，搅拌溶解均匀后即成终产品。
实施例6
将野外自然凋落的树叶放入50℃下烘箱中烘干，烘干后用粉碎机粉碎至200目，同温度下再次烘49min得凋落物粉末，然后取100kg苯酚置于50℃的水浴中加热17min，待其完全融化成液体状时迅速倒入反应釜中，反应釜温度控制在89℃，加40kg凋落物粉末，搅拌混合均匀后缓慢滴加2kg浓硝酸和2kg双氧水，搅拌70min直至液体变成暗红色液体，再加入4kg十二烷基苯磺酸钠，搅拌混合溶解均匀，至其变成清亮的黑色液体停止加热，最后冷却至室温，密封保存，得凋落物液化液。
然后向100L反应釜内投入38kg凋落物液化液，20kgDMF和30kg甲醇，不断搅拌30min，再慢慢加入12kgop-10，搅拌溶解均匀后即成终产品。
以下通过试验进一步说明本发明的有益效果
表1 实施例1-6对木材防腐抑菌的试验效果（浸泡处理）
表1表明实施例1-6对木材防腐抑菌均有较好的效果，其中，实施例1实施例2，实施例4优于实施例3，实施例6优于实施例5，处理浓度以稀释300倍为宜。
Claims (7)
1. 一种含森林凋落物液化液的木材防腐剂，其特征在于含有森林凋落物液化液31-59%、溶剂32-58%、乳化剂4-18%，所述的溶剂为DMF、甲醇、乙醇、丙酮中的一种以上混合物，所述的乳化剂为op-10、JFC和十二烷基笨磺酸钠中的一种以上混合物；
所述的森林凋落物液化液采用以下方法制备：
1）收集野外自然凋落的树叶为材料，41-57℃下烘箱中烘干，然后将其置于粉碎机中粉碎至200-450目，同温度下再次烘35-56min得凋落物粉末，备用；
2）苯酚置于50-80℃的水浴中加热10-21min，待其完全融化成液体状时迅速倒入反应釜中，反应釜温度控制在85-110℃，然后加入步骤1）中的凋落物粉末，搅拌混合均匀后缓慢滴加浓硝酸和双氧水，搅拌50-75min直至液体变成暗红色液体，再加入十二烷基苯磺酸钠，搅拌混合溶解均匀，至其变成清亮的黑色液体停止加热，其中，凋落物：苯酚：浓硝酸：双氧水：十二烷基苯磺酸钠的重量比为3-5:8-12:0.1-0.3：0.1-0.3:0.3-0.5；
3）将步骤2）中的液体冷却至室温，密封保存，即得凋落物液化液。
2. 如权利要求1所述的一种含森林凋落物液化液的木材防腐剂，其特征在于所述的森林凋落物液化液的重量含量为40-55%，优选45-50%。
3. 如权利要求1所述的一种含森林凋落物液化液的木材防腐剂，其特征在于所述溶剂的重量含量为35-55%，优选40-50%。
4. 如权利要求1所述的一种含森林凋落物液化液的木材防腐剂，其特征在于所述乳化剂的重量含量为5-16%，优选7-13%。
5. 如权利要求1所述的一种含森林凋落物液化液的木材防腐剂，其特征在于森林凋落物液化液的制备方法步骤1）中：烘干温度为45-50℃，粉碎至300-400目，同温度下再次烘40-50min。
6. 如权利要求1所述的一种含森林凋落物液化液的木材防腐剂，其特征在于森林凋落物液化液的制备方法步骤2）中：水浴温度为55-75℃，优选60-70℃；水浴时间15-18min，滴加浓硝酸和双氧水后搅拌60-70min。
7. 如权利要求1所述的一种含森林凋落物液化液的木材防腐剂，其特征在于森林凋落物液化液的制备方法步骤2）中：苯酚：浓硝酸：双氧水：十二烷基苯磺酸钠的重量比为4:9-10:0.2：0.2:0.4。
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