CN107053403A - 一种环保型复合木材防腐剂的制备方法 - Google Patents

一种环保型复合木材防腐剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种环保型复合木材防腐剂的制备方法，属于防腐剂技术领域。本发明以硼酸，氧化锌为原料，制得硼酸锌，再用壳聚糖和海藻酸钠固着改性，制得改性硼酸锌，再将改性硼酸锌与戊唑醇复合配置成防霉液，再以正硅酸乙酯为硅源，配置硅溶胶固着防霉液，并以硅烷偶联剂作为导向剂，制得聚合物硅氧烷防腐体系的环保型复合木材防腐剂，本发明制备的环保型复合木材防腐剂能有效提高抗菌杀虫能力，改善木材防腐性能，能有效渗透进木材内部，改善防腐处理木材的抗流失性及抗老化性，且制备及使用过程中无毒副产物生产，符合环保理念，具有广阔的应用前景。

Description

一种环保型复合木材防腐剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种环保型复合木材防腐剂的制备方法，属于防腐剂技术领域。
背景技术
木材是一种天然有机材料，具有明显的生物特性，易被菌、虫、海生钻孔虫等生物侵袭。在使用前，根据不同的应用环境，选用合适的防腐剂，进行恰当的处理，则可以有效地延缓木材腐朽。随着人们生活水平的提高，对木材的需求量也日益增加。我国可采伐使用的森林资源十分有限，寄希望于使用大量外汇进口木材也是不现实的。立足于国内，充分利用现有资源，走可持续发展之路，是我国木材工业发展的必由之路。对木材进行防腐处理，延长木制品的使用年限，是节约木材、保护森林资源的重要途径之一。
由于单一防腐剂抗木腐菌、虫的范围比较狭窄，如今一般将两种或几种防腐剂按一定比例混合，不但可以克服单一防腐剂使用时的不足之处，而且还会产生一些新的特性。如今，复合防腐剂已在世界各国得到了最广泛的应用，并取得了很好的效果。
但是，常见的木材防腐剂大多含有铜、铬、砷等金属元素，如铬化砷酸铜(CCA)、季铵铜(ACQ)等，最大不足之处就是易造成环境污染，很多国家已限制其使用。我国如今经防腐处理后使用的木材很少，且大多使用的是对人类和环境危害大的传统的木材防腐剂，传统的木材防腐剂产品毒性和生物降解性都差，对环境危害大，渗透性差、抗流失性低。因此，了解木材防腐剂进展，研制和开发新型木材防腐剂是十分必要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对传统的木材防腐剂产品毒性和生物降解性都差，对环境危害大，且抗流失性低的问题，本发明提供了一种环保型复合木材防腐剂的制备方法，本发明以硼酸，氧化锌为原料，制得硼酸锌，再用壳聚糖和海藻酸钠固着改性，制得改性硼酸锌，再将改性硼酸锌与戊唑醇复合配置成防霉液，再以正硅酸乙酯为硅源，配置硅溶胶固着防霉液，并以硅烷偶联剂作为导向剂，制得聚合物硅氧烷防腐体系的环保型复合木材防腐剂，本发明制备的环保型复合木材防腐剂能有效提高抗菌杀虫能力，改善木材防腐性能，能有效渗透进木材内部，改善防腐处理木材的抗流失性及抗老化性，且制备及使用过程中无毒副产物生产，符合环保理念，具有广阔的应用前景。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
(1)称取4～5g硼酸，加入80～100mL去离子水中，在80～90℃恒温水浴下，以300～400r/min搅拌溶解15～20min，再加入1.2～1.5g氧化锌，继续搅拌5～6h，得反应液，向反应液中加入0.5～1.0g壳聚糖，0.1～0.2g海藻酸钠，持续搅拌1～2h，随后过滤，将滤渣置于干燥箱中，在105～110℃下干燥至恒重，得改性硼酸锌，备用；
(2)称取20～30g正硅酸乙酯，加入180～200mL质量分数为35％乙醇溶液中，在50～60℃恒温水浴下，以300～400r/min搅拌20～30min，得混合液，随后再用质量分数为1％盐酸调节混合液pH为3～4，持续搅拌至混合液透明均一，得硅胶溶液，备用；
(3)称取3～4g步骤(1)制备的改性硼酸锌，加入30～50mL质量分数为1％盐酸中，以300～400r/min搅拌混合20～30min，再加入2～3g戊唑醇，0.2～0.5g柠檬酸三铵，继续搅拌1～2h，得防霉液；
(4)量取100～200mL步骤(2)制备的硅胶溶液，在50～60℃恒温水浴下，以1～2mL/min滴加上述防霉液，待滴加完毕后再加入1～2mL硅烷偶联剂KH-550，并以500～600r/min搅拌反应3～5h，静置3～4天后出料，封装得环保型复合木材防腐剂。
本发明的应用方法是：将木材表面均匀打磨，再将本发明制备的环保型复合木材防腐剂以30～50g/m2涂刷在木材表面，待木材表面晾干后，打磨防腐层至光滑，再以20～30g/m2的防腐剂涂刷于打磨后的防腐层表面，即可。经检测，涂刷本发明制备的绿色环保型木材防腐剂渗透性好，可使木材防腐效果提高95～98％，抗流失性提高20～30％。
本发明的有益技术效果是：
(1)本发明制备的环保型复合木材防腐剂渗透性和稳定性好，抗流失性和抗老化性能强，使用量小；
(2)本发明制备的环保型复合木材防腐剂制备及使用过程中无毒副产物生产，符合环保理念。
具体实施方式
称取4～5g硼酸，加入80～100mL去离子水中，在80～90℃恒温水浴下，以300～400r/min搅拌溶解15～20min，再加入1.2～1.5g氧化锌，继续搅拌5～6h，得反应液，向反应液中加入0.5～1.0g壳聚糖，0.1～0.2g海藻酸钠，持续搅拌1～2h，随后过滤，将滤渣置于干燥箱中，在105～110℃下干燥至恒重，得改性硼酸锌；称取20～30g正硅酸乙酯，加入180～200mL质量分数为35％乙醇溶液中，在50～60℃恒温水浴下，以300～400r/min搅拌20～30min，得混合液，随后再用质量分数为1％盐酸调节混合液pH为3～4，持续搅拌至混合液透明均一，得硅胶溶液；称取3～4g上述改性硼酸锌，加入30～50mL质量分数为1％盐酸中，以300～400r/min搅拌混合20～30min，再加入2～3g戊唑醇，0.2～0.5g柠檬酸三铵，继续搅拌1～2h，得防霉液；量取100～200mL上述硅胶溶液，在50～60℃恒温水浴下，以1～2mL/min滴加上述防霉液，待滴加完毕后再加入1～2mL硅烷偶联剂KH-550，并以500～600r/min搅拌反应3～5h，静置3～4天后出料，封装得环保型复合木材防腐剂。
实例1
称取4g硼酸，加入80mL去离子水中，在80℃恒温水浴下，以300r/min搅拌溶解15min，再加入1.2g氧化锌，继续搅拌5h，得反应液，向反应液中加入0.5g壳聚糖，0.1g海藻酸钠，持续搅拌1h，随后过滤，将滤渣置于干燥箱中，在105℃下干燥至恒重，得改性硼酸锌；称取20g正硅酸乙酯，加入180mL质量分数为35％乙醇溶液中，在50℃恒温水浴下，以300r/min搅拌20min，得混合液，随后再用质量分数为1％盐酸调节混合液pH为3，持续搅拌至混合液透明均一，得硅胶溶液；称取3g上述改性硼酸锌，加入30mL质量分数为1％盐酸中，以300r/min搅拌混合20min，再加入2g戊唑醇，0.2g柠檬酸三铵，继续搅拌1h，得防霉液；量取100mL上述硅胶溶液，在50℃恒温水浴下，以1mL/min滴加上述防霉液，待滴加完毕后再加入1mL硅烷偶联剂KH-550，并以500r/min搅拌反应3h，静置3天后出料，封装得环保型复合木材防腐剂。
本发明的应用方法是：将木材表面均匀打磨，再将本发明制备的环保型复合木材防腐剂以30g/m2涂刷在木材表面，待木材表面晾干后，打磨防腐层至光滑，再以20g/m2的防腐剂涂刷于打磨后的防腐层表面，即可。经检测，涂刷本发明制备的绿色环保型木材防腐剂渗透性好，可使木材防腐效果提高95％，抗流失性提高20％。
实例2
称取4g硼酸，加入90mL去离子水中，在85℃恒温水浴下，以350r/min搅拌溶解18min，再加入1.3g氧化锌，继续搅拌5.5h，得反应液，向反应液中加入0.7g壳聚糖，0.1g海藻酸钠，持续搅拌1.5h，随后过滤，将滤渣置于干燥箱中，在108℃下干燥至恒重，得改性硼酸锌；称取25g正硅酸乙酯，加入190mL质量分数为35％乙醇溶液中，在55℃恒温水浴下，以350r/min搅拌25min，得混合液，随后再用质量分数为1％盐酸调节混合液pH为4，持续搅拌至混合液透明均一，得硅胶溶液；称取3.5g上述改性硼酸锌，加入40mL质量分数为1％盐酸中，以350r/min搅拌混合25min，再加入2g戊唑醇，0.3g柠檬酸三铵，继续搅拌1.5h，得防霉液；量取150mL上述硅胶溶液，在55℃恒温水浴下，以1mL/min滴加上述防霉液，待滴加完毕后再加入1mL硅烷偶联剂KH-550，并以550r/min搅拌反应4h，静置4天后出料，封装得环保型复合木材防腐剂。
本发明的应用方法是：将木材表面均匀打磨，再将本发明制备的环保型复合木材防腐剂以40g/m2涂刷在木材表面，待木材表面晾干后，打磨防腐层至光滑，再以25g/m2的防腐剂涂刷于打磨后的防腐层表面，即可。经检测，涂刷本发明制备的绿色环保型木材防腐剂渗透性好，可使木材防腐效果提高96％，抗流失性提高25％。
实例3
称取5g硼酸，加入100mL去离子水中，在90℃恒温水浴下，以400r/min搅拌溶解20min，再加入1.5g氧化锌，继续搅拌6h，得反应液，向反应液中加入1.0g壳聚糖，0.2g海藻酸钠，持续搅拌2h，随后过滤，将滤渣置于干燥箱中，在110℃下干燥至恒重，得改性硼酸锌；称取30g正硅酸乙酯，加入200mL质量分数为35％乙醇溶液中，在60℃恒温水浴下，以400r/min搅拌30min，得混合液，随后再用质量分数为1％盐酸调节混合液pH为3，持续搅拌至混合液透明均一，得硅胶溶液；称取4g上述改性硼酸锌，加入50mL质量分数为1％盐酸中，以400r/min搅拌混合30min，再加入3g戊唑醇，0.5g柠檬酸三铵，继续搅拌2h，得防霉液；量取200mL上述硅胶溶液，在60℃恒温水浴下，以2mL/min滴加上述防霉液，待滴加完毕后再加入2mL硅烷偶联剂KH-550，并以600r/min搅拌反应5h，静置4天后出料，封装得环保型复合木材防腐剂。
本发明的应用方法是：将木材表面均匀打磨，再将本发明制备的环保型复合木材防腐剂以50g/m2涂刷在木材表面，待木材表面晾干后，打磨防腐层至光滑，再以30g/m2的防腐剂涂刷于打磨后的防腐层表面，即可。经检测，涂刷本发明制备的绿色环保型木材防腐剂渗透性好，可使木材防腐效果提高98％，抗流失性提高30％。

Claims (1)

1.一种环保型复合木材防腐剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
(1)称取4～5g硼酸，加入80～100mL去离子水中，在80～90℃恒温水浴下，以300～400r/min搅拌溶解15～20min，再加入1.2～1.5g氧化锌，继续搅拌5～6h，得反应液，向反应液中加入0.5～1.0g壳聚糖，0.1～0.2g海藻酸钠，持续搅拌1～2h，随后过滤，将滤渣置于干燥箱中，在105～110℃下干燥至恒重，得改性硼酸锌，备用；
(2)称取20～30g正硅酸乙酯，加入180～200mL质量分数为35％乙醇溶液中，在50～60℃恒温水浴下，以300～400r/min搅拌20～30min，得混合液，随后再用质量分数为1％盐酸调节混合液pH为3～4，持续搅拌至混合液透明均一，得硅胶溶液，备用；
(3)称取3～4g步骤(1)制备的改性硼酸锌，加入30～50mL质量分数为1％盐酸中，以300～400r/min搅拌混合20～30min，再加入2～3g戊唑醇，0.2～0.5g柠檬酸三铵，继续搅拌1～2h，得防霉液；
(4)量取100～200mL步骤(2)制备的硅胶溶液，在50～60℃恒温水浴下，以1～2mL/min滴加上述防霉液，待滴加完毕后再加入1～2mL硅烷偶联剂KH-550，并以500～600r/min搅拌反应3～5h，静置3～4天后出料，封装得环保型复合木材防腐剂。
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