CN108748533A - 一种木材用含硼防腐剂 - Google Patents

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    • B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
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Abstract

本发明属于含硼防腐剂加工技术领域，具体涉及一种木材用含硼防腐剂，所述含硼防腐剂中硼原料包括含有碳硼键的有机硼聚合物和无机硼，所述含有碳硼键的有机硼聚合物和无机硼的重量比为1:5‑7。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中防腐剂性能稳定，不含砷、铬等有毒物质，不散发刺激性气味，不易挥发，在木材表层内部形成固态的网络结构，能够达到长效防腐的作用，改善无机硼类防腐剂抗流失性差的问题，且不会影响木材本身的色泽和加工性能，适于推广使用。

Description

一种木材用含硼防腐剂
技术领域
本发明属于含硼防腐剂加工技术领域，具体涉及一种木材用含硼防腐剂。
背景技术
我国是一个木材消费大国，每年防腐处理的木材仅60万立方米，不足木材产量的1%，目前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，使用较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，其主要成分为铬砷酸铜、其他含有砷或铬的防腐剂，但这些防腐剂由于毒性较强，逐渐被限制了使用，季铵铜系列气味较重，影响操作；无机硼类防腐剂低毒且具有广谱抗菌性，但其缺点为抗流失性差，为了提高硼化物在木材中的固着性能，已经对硼化物分子结构化学修饰在不断研究，但仍未普及，因此，应当需要对木材用含硼防腐剂进一步研究。
发明内容
本发明的目的是针对现有无机硼类防腐剂低毒且具有广谱抗菌性，但抗流失性差的问题，提供了一种木材用含硼防腐剂。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种木材用含硼防腐剂，所述含硼防腐剂中硼原料包括含有碳硼键的有机硼聚合物和无机硼，所述含有碳硼键的有机硼聚合物和无机硼的重量比为1:5-7。
作为对上述方案的进一步改进，所述含有碳硼键的有机硼聚合物为三甲基硼、三苯基硼、二苯基氯硼烷、二苯基氯化硼、四甲基联硼、二茂铁基二溴硼烷中的一种。
作为对上述方案的进一步改进，所述含硼防腐剂包括以下重量份的原料：硼原料12-18份、聚N-异丙基丙烯酰胺/聚甲基丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶4-6份、十二烷基葡萄糖苷6-10份、醋酸钠1-3份、硫酸锌0.2-0.8份、乙醇22-32份、水100-140份、木槿提取物4-6份、甲基丙烯酸三氟乙酯0.8-1.6份。
作为对上述方案的进一步改进，所述聚N-异丙基丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸、氧化石墨烯摩尔重量比为1:1:0.5。
作为对上述方案的进一步改进，所述氧化石墨烯由粒径为0.038mm的石墨粉经Hummers法制备。
作为对上述方案的进一步改进，所述木槿提取物的制备方法为：将新鲜采集的木槿花洗净，加入与其等重量的水，充分捣碎后过滤得到初次滤液；然后将所得滤渣加入相当于其重量6倍的有机溶剂中，在反应釜中加热到115-125℃、并保持30-40分钟，完成后再次过滤得到二次滤液，调节pH值至6.8-7.2，常温静置20-30分钟后，经蝶式离心、超滤、反渗透浓缩至20-25Brix，再与初次滤液混合得到木槿提取物。
作为对上述方案的进一步改进，所述有机溶剂为无水乙醇、苯甲醇、聚乙二醇中的任意一种。
作为对上述方案的进一步改进，所述含硼防腐剂的使用方法为，将气干的木材在压力釜中浸渍处理，浸渍条件为：在真空度为0.2-0.3MPa的条件下保持30-40分钟，在0.8-0.9MPa的条件下保持20-30分钟。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中防腐剂性能稳定，不含砷、铬等有毒物质，不散发刺激性气味，不易挥发，在木材表层内部形成固态的网络结构，能够达到长效防腐的作用，改善无机硼类防腐剂抗流失性差的问题，且不会影响木材本身的色泽和加工性能，适于推广使用。
具体实施方式
实施例1
一种木材用含硼防腐剂，包括以下重量份的原料：硼原料15份、聚N-异丙基丙烯酰胺/聚甲基丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶5份、十二烷基葡萄糖苷8份、醋酸钠2份、硫酸锌0.5份、乙醇27份、水120份、木槿提取物5份、甲基丙烯酸三氟乙酯1.2份；
所述含硼防腐剂中硼原料包括含有碳硼键的有机硼聚合物和无机硼，所述含有碳硼键的有机硼聚合物和无机硼的重量比为1:6；
其中，所述含有碳硼键的有机硼聚合物为三甲基硼；
所述聚N-异丙基丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸、氧化石墨烯摩尔重量比为1:1:0.5；所述氧化石墨烯由粒径为0.038mm的石墨粉经Hummers法制备；
其中，所述木槿提取物的制备方法为：将新鲜采集的木槿花洗净，加入与其等重量的水，充分捣碎后过滤得到初次滤液；然后将所得滤渣加入相当于其重量6倍的有机溶剂中，在反应釜中加热到120℃、并保持35分钟，完成后再次过滤得到二次滤液，调节pH值至7，常温静置25分钟后，经蝶式离心、超滤、反渗透浓缩至22Brix，再与初次滤液混合得到木槿提取物；所述有机溶剂为无水乙醇。
其中，所述含硼防腐剂的使用方法为，将气干的木材在压力釜中浸渍处理，浸渍条件为：在真空度为0.25MPa的条件下保持35分钟，在0.85MPa的条件下保持25分钟。
实施例2
一种木材用含硼防腐剂，包括以下重量份的原料：硼原料12份、聚N-异丙基丙烯酰胺/聚甲基丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶6份、十二烷基葡萄糖苷6份、醋酸钠3份、硫酸锌0.2份、乙醇32份、水100份、木槿提取物4份、甲基丙烯酸三氟乙酯1.6份；
所述含硼防腐剂中硼原料包括含有碳硼键的有机硼聚合物和无机硼，所述含有碳硼键的有机硼聚合物和无机硼的重量比为1:7；
其中，所述含有碳硼键的有机硼聚合物为二苯基氯硼烷；
所述聚N-异丙基丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸、氧化石墨烯摩尔重量比为1:1:0.5；所述氧化石墨烯由粒径为0.038mm的石墨粉经Hummers法制备；
其中，所述木槿提取物的制备方法为：将新鲜采集的木槿花洗净，加入与其等重量的水，充分捣碎后过滤得到初次滤液；然后将所得滤渣加入相当于其重量6倍的有机溶剂中，在反应釜中加热到115℃、并保持40分钟，完成后再次过滤得到二次滤液，调节pH值至7.2，常温静置20分钟后，经蝶式离心、超滤、反渗透浓缩至25Brix，再与初次滤液混合得到木槿提取物；所述有机溶剂为聚乙二醇。
其中，所述含硼防腐剂的使用方法为，将气干的木材在压力釜中浸渍处理，浸渍条件为：在真空度为0.2MPa的条件下保持40分钟，在0.8MPa的条件下保持30分钟。
实施例3
一种木材用含硼防腐剂，包括以下重量份的原料：硼原料18份、聚N-异丙基丙烯酰胺/聚甲基丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶4份、十二烷基葡萄糖苷10份、醋酸钠1份、硫酸锌0.8份、乙醇22份、水140份、木槿提取物6份、甲基丙烯酸三氟乙酯0.8份；
所述含硼防腐剂中硼原料包括含有碳硼键的有机硼聚合物和无机硼，所述含有碳硼键的有机硼聚合物和无机硼的重量比为1:5；
其中，所述含有碳硼键的有机硼聚合物为二茂铁基二溴硼烷；
所述聚N-异丙基丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸、氧化石墨烯摩尔重量比为1:1:0.5；所述氧化石墨烯由粒径为0.038mm的石墨粉经Hummers法制备；
其中，所述木槿提取物的制备方法为：将新鲜采集的木槿花洗净，加入与其等重量的水，充分捣碎后过滤得到初次滤液；然后将所得滤渣加入相当于其重量6倍的有机溶剂中，在反应釜中加热到125℃、并保持30分钟，完成后再次过滤得到二次滤液，调节pH值至6.8，常温静置30分钟后，经蝶式离心、超滤、反渗透浓缩至20Brix，再与初次滤液混合得到木槿提取物；所述有机溶剂为苯甲醇。
其中，所述含硼防腐剂的使用方法为，将气干的木材在压力釜中浸渍处理，浸渍条件为：在真空度为0.3MPa的条件下保持30分钟，在0.9MPa的条件下保持20分钟。
设置对照组1，将实施例1中含有碳硼键的有机硼聚合物替换为无机硼，其余内容不变；设置对照组2，将实施例1中聚N-异丙基丙烯酰胺/聚甲基丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶去掉，其余内容不变；设置对照组3，将实施例1中木槿提取物去掉，其余内容不变；设置对照组4，将实施例1中甲基丙烯酸三氟乙酯去掉，其余内容不变；
每组设置5个试件，试件材料为梧桐木，试件规格为40mm×20mm×80mm，参照GB/T29905-2013《木材防腐剂流失率试验方法》，将各试件置于容器中，加入60mL蒸馏水，浸没试件，搅拌，开始间隔6、24、48小时更换蒸馏水，此后每隔48小时更换蒸馏水，共计14天，收集流失液并称重，计算并记录固着率；参照林业行业标准LY/T 1283-1998《木材防腐剂对腐朽菌毒性实验室试验方法》，得到质量损失率；根据国家标准GB/T13942.1-2009《木材天然耐腐蚀性试验方法》得到腐蚀率，得到以下结果：
表1
通过表1中数据可以看出，本发明中方法能够提高防腐剂的固着率，抗流失性显著增强，防腐性能较好。

Claims (8)

1.一种木材用含硼防腐剂，其特征在于，所述含硼防腐剂中硼原料包括含有碳硼键的有机硼聚合物和无机硼，所述含有碳硼键的有机硼聚合物和无机硼的重量比为1:5-7。
2.如权利要求1所述一种木材用含硼防腐剂，其特征在于，所述含有碳硼键的有机硼聚合物为三甲基硼、三苯基硼、二苯基氯硼烷、二苯基氯化硼、四甲基联硼、二茂铁基二溴硼烷中的一种。
3.如权利要求1所述一种木材用含硼防腐剂，其特征在于，所述含硼防腐剂包括以下重量份的原料：硼原料12-18份、聚N-异丙基丙烯酰胺/聚甲基丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶4-6份、十二烷基葡萄糖苷6-10份、醋酸钠1-3份、硫酸锌0.2-0.8份、乙醇22-32份、水100-140份、木槿提取物4-6份、甲基丙烯酸三氟乙酯0.8-1.6份。
4.如权利要求3所述一种木材用含硼防腐剂，其特征在于，所述聚N-异丙基丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸、氧化石墨烯摩尔重量比为1:1:0.5。
5.如权利要求4所述一种木材用含硼防腐剂，其特征在于，所述氧化石墨烯由粒径为0.038mm的石墨粉经Hummers法制备。
6.如权利要求1所述一种木材用含硼防腐剂，其特征在于，所述木槿提取物的制备方法为：将新鲜采集的木槿花洗净，加入与其等重量的水，充分捣碎后过滤得到初次滤液；然后将所得滤渣加入相当于其重量6倍的有机溶剂中，在反应釜中加热到115-125℃、并保持30-40分钟，完成后再次过滤得到二次滤液，调节pH值至6.8-7.2，常温静置20-30分钟后，经蝶式离心、超滤、反渗透浓缩至20-25Brix，再与初次滤液混合得到木槿提取物。
7.如权利要求6所述一种木材用含硼防腐剂，其特征在于，所述有机溶剂为无水乙醇、苯甲醇、聚乙二醇中的任意一种。
8.如权利要求1所述一种木材用含硼防腐剂，其特征在于，所述含硼防腐剂的使用方法为，将气干的木材在压力釜中浸渍处理，浸渍条件为：在真空度为0.2-0.3MPa的条件下保持30-40分钟，在0.8-0.9MPa的条件下保持20-30分钟。
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