CN108748530B - 一种木材防霉剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种木材防霉剂的制备方法，属于防霉剂领域。本发明加入葡萄糖，其作为还原性糖，可发生取代反应，同时分子量较小，能促进渗透进入木材细胞壁，加入1,3‑二羟甲基‑二羟基‑乙烯脲中的羟基防霉涂层中的水易形成氨键结合，减小水分向空气中挥发的速度，剩余的部分在细胞腔中反应沉积，因而会减缓涂料中水分向木材内部扩散逃逸的速度，加快了涂层的干燥速度，沉积后充胀木材细胞壁和填充堵细胞腔，也能抑制水分在界面木材细胞壁润胀吸附和细胞腔渗透扩散的能力，减少水的渗入量，即减弱水对界面间化学结合的破坏程度，使木材抗腐蚀、抗菌作用增强。本发明解决了目前木材防霉剂防治效果差、防治时间短的问题。

Description

一种木材防霉剂的制备方法

技术领域

本发明属于防霉剂领域，具体涉及一种木材防霉剂的制备方法。

背景技术

木材的防霉一直是木材加工过程中的一个难题，许多学者对理论及应用过程作了研究。木材之所以会发生霉变，是由于木材中有霉菌所必需的营养，即单糖，淀粉及半纤维素，水分等；此外，木材的酸度（ph为4.0~6.5）恰好适合菌类的需要，温度、氧气也是霉菌生存必不可少的条件。由于木材霉变的结果只是使木材表面变色，且变色的范围较浅，因而可用刷子清除，也可用刨掉表面层的方法清除。霉变对木材本身质量的影响不大，通常不认为是缺陷。但是霉菌侵染木材后，可增加液体对木材的渗透性，从而可促进蓝变的生成。在家具、地板、室内装饰等木制品生产中，防霉处理占有重要的位置，尤其在生产出口产品、及非木材人造板时更为重要。

现在的处理剂多采用纯化学药剂，如水溶性的烷基铵类化合物（AAC）、氨溶季铵铜（ACQ）、硼化物和油溶性的环烷酸铜/锌、百菌清（CTL）、有机碘化物（IPBC）等，上述防霉剂使用后防治效果差、防治时间短。因此，生产出一种能解决上述问题的木材防霉剂具有很大的市场需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前木材防霉剂防治效果差、防治时间短的问题，提供一种木材防霉剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种木材防霉剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

（1）取甲基丙烯酸二乙胺基乙酯按质量比3~6：1~3加入乙烯基磺酸钠，搅拌混合20~30min，再加入乙烯基磺酸钠的质量9~13倍的去离子水，升温至75~80℃搅拌混合，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比50：1加入过硫酸铵，于75~80℃保温5~6h，透析，取透析液冷冻干燥，得干燥物，备用；

（2）取环氧脂肪酸甲酯按质量比1~3：2~4加入1，4-二氧六环搅拌混合，再加入1，4-二氧六环质量2~4%的三氟化硼乙醚，于25~30℃搅拌混合，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比80~90：1加入乙醇，旋转蒸发，得旋转蒸发物；

（3）取氢氧化钠按质量比1：10~12加入无水乙醇，于60~70℃搅拌混合，得混合物，取混合物按质量比2~3：10~15加入旋转蒸发物搅拌混合，调节pH至2~3，于60~70℃保温1~2h，静置，取上层液减压蒸馏，得减压蒸馏物；

（4）按质量份数计，取60~70份减压蒸馏物、150~200份环氧氯丙烷、1~3份苄基三乙基氯化铵，升温至110~120℃搅拌混合，冷却至50~60℃，得冷却物，取冷却物按质量比100~120：10~13：8~12氧化钙、氢氧化钠，搅拌混合2~3h，用硅胶粉过滤，取滤液旋转蒸发，得旋转蒸发物，取旋转蒸发物按质量比100~150：1~3：10~15加入甲基纳迪克酸酐、干燥物混合，得基体物；

（5）按质量份数计，取100~150份基体物、20~30份葡萄糖、8~12份1,3-二羟甲基-二羟基-乙烯脲、1~3份氯化镁、15~20份木蜡油、50~70份水混合，升温至70~80℃搅拌混合1~2h，即得木材防霉剂。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明甲基丙烯酸二乙氨基乙酯中具有疏水态的叔胺基团，该基团能够在水中与CO₂气体发生质子化反应，形成季铵盐、碳酸氢盐，而当向该体系中通入氮气，改变了CO₂的分压，使得CO₂从体系中排出后，该基团会发生失质子化反应转变回原来的胺基状态，而乙烯基磺酸钠带有疏水基团，将两者引发接枝，亲水端带正电荷，吸引木材中微生物细胞膜，霉菌细胞得呼吸作用产生二氧化碳，形成季铵盐后，对微生物具有杀菌功效，这是一个可重复的过程，能够重复利用微生物产生的二氧化碳进行防霉，延长了防霉时间其中的疏水基团具有防止木材表面水分的吸附，有一定得拒水作用，从而阻止水分渗透，导致木材发霉蓝变；

（2）本发明以环氧脂肪酸甲酯为原料，经过其自聚反应合成多聚脂肪酸，并进一步合成了含有高反应活性端基环氧基的环氧树脂，得到的环氧树脂有长链脂肪酸结构的存在，且环氧值相对较低，环氧树脂固化后韧性较好，加入甲基纳迪克酸酐固化，制成刚柔结构结合的防霉剂涂层，具有较好的成膜性能，固定防霉剂活性成分；

（3）本发明加入葡萄糖，其作为还原性糖，可发生取代反应，同时分子量较小，能促进渗透进入木材细胞壁，加入1,3-二羟甲基-二羟基-乙烯脲中的羟基防霉涂层中的水易形成氨键结合，减小水分向空气中挥发的速度，剩余的部分在细胞腔中反应沉积，因而会减缓涂料中水分向木材内部扩散逃逸的速度，加快了涂层的干燥速度，沉积后充胀木材细胞壁和填充堵细胞腔，也能抑制水分在界面木材细胞壁润胀吸附和细胞腔渗透扩散的能力，减少水的渗入量，即减弱水对界面间化学结合的破坏程度，使木材抗腐蚀、抗菌作用增强。

具体实施方式

木蜡油：购于天津灯塔涂料工业发展有限公司。

一种木材防霉剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）取甲基丙烯酸二乙胺基乙酯按质量比3~6：1~3加入乙烯基磺酸钠，搅拌混合20~30min，再加入乙烯基磺酸钠的质量9~13倍的去离子水，升温至75~80℃搅拌混合1~2h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比50：1加入过硫酸铵，于75~80℃保温5~6h，透析5~6h，取透析液冷冻干燥，得干燥物，备用；

（2）取环氧脂肪酸甲酯按质量比1~3：2~4加入1，4-二氧六环，搅拌混合20~30min，再加入1，4-二氧六环质量2~4%的三氟化硼乙醚，于25~30℃搅拌混合2~3h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比80~90：1加入质量分数为60%的乙醇，旋转蒸发，得旋转蒸发物；

（3）取氢氧化钠按质量比1：10~12加入无水乙醇，于60~70℃搅拌混合20~30min，得混合物，取混合物按质量比2~3：10~15加入旋转蒸发物，搅拌混合1~2h，调节pH至2~3，于60~70℃保温1~2h，静置30~40min，取上层液减压蒸馏，得减压蒸馏物；

（4）按质量份数计，取60~70份减压蒸馏物、150~200份环氧氯丙烷、1~3份苄基三乙基氯化铵，升温至110~120℃搅拌混合1~2h，冷却至50~60℃，得冷却物，取冷却物按质量比100~120：10~13：8~12氧化钙、氢氧化钠，搅拌混合2~3h，用硅胶粉过滤，取滤液旋转蒸发，得旋转蒸发物，取旋转蒸发物按质量比100~150：1~3：10~15加入甲基纳迪克酸酐、干燥物混合，得基体物；

（5）按质量份数计，取100~150份基体物、20~30份葡萄糖、8~12份1,3-二羟甲基-二羟基-乙烯脲、1~3份氯化镁、15~20份木蜡油、50~70份水混合，升温至70~80℃搅拌混合1~2h，即得木材防霉剂。

实施例1

木蜡油：购于天津灯塔涂料工业发展有限公司。

一种木材防霉剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）取甲基丙烯酸二乙胺基乙酯按质量比3：1加入乙烯基磺酸钠，搅拌混合20min，再加入乙烯基磺酸钠的质量9倍的去离子水，升温至75℃搅拌混合1h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比50：1加入过硫酸铵，于75℃保温5h，透析5h，取透析液冷冻干燥，得干燥物，备用；

（2）取环氧脂肪酸甲酯按质量比1：2加入1，4-二氧六环，搅拌混合20min，再加入1，4-二氧六环质量2%的三氟化硼乙醚，于25℃搅拌混合2h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比80：1加入质量分数为60%的乙醇，旋转蒸发，得旋转蒸发物；

（3）取氢氧化钠按质量比1：10加入无水乙醇，于60℃搅拌混合20min，得混合物，取混合物按质量比2：10加入旋转蒸发物，搅拌混合1h，调节pH至2，于60℃保温1h，静置30min，取上层液减压蒸馏，得减压蒸馏物；

（4）按质量份数计，取60份减压蒸馏物、150份环氧氯丙烷、1份苄基三乙基氯化铵，升温至110℃搅拌混合1h，冷却至50℃，得冷却物，取冷却物按质量比100：10：8氧化钙、氢氧化钠，搅拌混合2h，用硅胶粉过滤，取滤液旋转蒸发，得旋转蒸发物，取旋转蒸发物按质量比100：1：10加入甲基纳迪克酸酐、干燥物混合，得基体物；

（5）按质量份数计，取100份基体物、20份葡萄糖、8份1,3-二羟甲基-二羟基-乙烯脲、1份氯化镁、15份木蜡油、50份水混合，升温至70℃搅拌混合1h，即得木材防霉剂。

实施例2

木蜡油：购于天津灯塔涂料工业发展有限公司。

一种木材防霉剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）取甲基丙烯酸二乙胺基乙酯按质量比6：3加入乙烯基磺酸钠，搅拌混合30min，再加入乙烯基磺酸钠的质量13倍的去离子水，升温至80℃搅拌混合2h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比50：1加入过硫酸铵，于80℃保温6h，透析6h，取透析液冷冻干燥，得干燥物，备用；

（2）取环氧脂肪酸甲酯按质量比3：4加入1，4-二氧六环，搅拌混合30min，再加入1，4-二氧六环质量4%的三氟化硼乙醚，于30℃搅拌混合3h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比90：1加入质量分数为60%的乙醇，旋转蒸发，得旋转蒸发物；

（3）取氢氧化钠按质量比1：12加入无水乙醇，于70℃搅拌混合30min，得混合物，取混合物按质量比3：15加入旋转蒸发物，搅拌混合2h，调节pH至3，于70℃保温2h，静置40min，取上层液减压蒸馏，得减压蒸馏物；

（4）按质量份数计，取70份减压蒸馏物、200份环氧氯丙烷、3份苄基三乙基氯化铵，升温至120℃搅拌混合2h，冷却至60℃，得冷却物，取冷却物按质量比120：13：12氧化钙、氢氧化钠，搅拌混合3h，用硅胶粉过滤，取滤液旋转蒸发，得旋转蒸发物，取旋转蒸发物按质量比150：3：15加入甲基纳迪克酸酐、干燥物混合，得基体物；

（5）按质量份数计，取150份基体物、30份葡萄糖、12份1,3-二羟甲基-二羟基-乙烯脲、3份氯化镁、20份木蜡油、70份水混合，升温至80℃搅拌混合2h，即得木材防霉剂。

实施例3

木蜡油：购于天津灯塔涂料工业发展有限公司。

一种木材防霉剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）取甲基丙烯酸二乙胺基乙酯按质量比5：2加入乙烯基磺酸钠，搅拌混合25min，再加入乙烯基磺酸钠的质量10倍的去离子水，升温至77℃搅拌混合1h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比50：1加入过硫酸铵，于77℃保温5h，透析5h，取透析液冷冻干燥，得干燥物，备用；

（2）取环氧脂肪酸甲酯按质量比2：3加入1，4-二氧六环，搅拌混合25min，再加入1，4-二氧六环质量3%的三氟化硼乙醚，于27℃搅拌混合2h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比85：1加入质量分数为60%的乙醇，旋转蒸发，得旋转蒸发物；

（3）取氢氧化钠按质量比1：11加入无水乙醇，于65℃搅拌混合25min，得混合物，取混合物按质量比2：13加入旋转蒸发物，搅拌混合1h，调节pH至2，于65℃保温1h，静置35min，取上层液减压蒸馏，得减压蒸馏物；

（4）按质量份数计，取65份减压蒸馏物、175份环氧氯丙烷、2份苄基三乙基氯化铵，升温至115℃搅拌混合1h，冷却至55℃，得冷却物，取冷却物按质量比110：12：10氧化钙、氢氧化钠，搅拌混合2h，用硅胶粉过滤，取滤液旋转蒸发，得旋转蒸发物，取旋转蒸发物按质量比125：2：13加入甲基纳迪克酸酐、干燥物混合，得基体物；

（5）按质量份数计，取125份基体物、25份葡萄糖、10份1,3-二羟甲基-二羟基-乙烯脲、2份氯化镁、17份木蜡油、60份水混合，升温至75℃搅拌混合1h，即得木材防霉剂。

对比例：温州市某公司生产的木材防霉剂。

将上述实例所得木材防霉剂与对比例的木材防霉剂进行检测，参照国家标准GB/T18261-2013《防霉剂对木材霉菌及变色菌防治效力的试验方法》测试样品接菌4周后受变色菌侵染后的发霉程度，测试其防霉性能，以马尾松为试验材料，用上述实施例所得的木材防霉剂与对照例的木材防霉剂处理试样，进行防霉试验，试验结果见表1。

表1：

测试项目	实施例1	实施例2	实施例3	对比例
					第28天木材发霉程度	轻微发霉，木材表面出现少量菌丝	轻微发霉，木材表面出现少量菌丝	轻微发霉，木材表面出现少量菌丝	重度发霉，木材内部出现菌丝

综合上述，本发明的木材防霉剂防霉时间长，防霉效果更好，值得推广使用。

Claims (1)

1.一种木材防霉剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：

（1）取甲基丙烯酸二乙胺基乙酯按质量比3~6：1~3加入乙烯基磺酸钠，搅拌混合20~30min，再加入乙烯基磺酸钠的质量9~13倍的去离子水，升温至75~80℃搅拌混合，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比50：1加入过硫酸铵，于75~80℃保温5~6h，透析，取透析液冷冻干燥，得干燥物，备用；

（2）取环氧脂肪酸甲酯按质量比1~3：2~4加入1，4-二氧六环搅拌混合，再加入1，4-二氧六环质量2~4%的三氟化硼乙醚，于25~30℃搅拌混合，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比80~90：1加入乙醇，旋转蒸发，得旋转蒸发物；

（3）取氢氧化钠按质量比1：10~12加入无水乙醇，于60~70℃搅拌混合，得混合物，取混合物按质量比2~3：10~15加入旋转蒸发物搅拌混合，调节pH至2~3，于60~70℃保温1~2h，静置，取上层液减压蒸馏，得减压蒸馏物；

（4）按质量份数计，取60~70份减压蒸馏物、150~200份环氧氯丙烷、1~3份苄基三乙基氯化铵，升温至110~120℃搅拌混合，冷却至50~60℃，得冷却物，取冷却物按质量比100~120：10~13：8~12氧化钙、氢氧化钠，搅拌混合2~3h，用硅胶粉过滤，取滤液旋转蒸发，得旋转蒸发物，取旋转蒸发物按质量比100~150：1~3：10~15加入甲基纳迪克酸酐、干燥物混合，得基体物；

（5）按质量份数计，取100~150份基体物、20~30份葡萄糖、8~12份1,3-二羟甲基-二羟基-乙烯脲、1~3份氯化镁、15~20份木蜡油、50~70份水混合，升温至70~80℃搅拌混合1~2h，即得木材防霉剂。