CN111469244B - 一种适用于重组竹的防霉剂及其使用方法 - Google Patents

一种适用于重组竹的防霉剂及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于重组竹的防霉剂，包括以下质量份的组分：季铵盐类化合物0.5～1份，异噻唑啉酮类化合物1～3份，三唑类化合物0.5～1份，苯甲醇1～40份，乳化剂2～10份，稳定剂2～4份，渗透剂0.7～1.5份和水50～90份。本发明还公开了前述防霉剂的使用方法，本发明的防霉剂具有强渗透性和高兼容性的优点。

Description

一种适用于重组竹的防霉剂及其使用方法
技术领域
本发明涉及重组竹的防霉处理技术领域，尤其涉及一种适用于重组竹的防霉剂及其使用方法。
背景技术
重组竹又称重竹，是一种将竹材重新组织并加以强化成型的一种竹质新材料，也就是将竹材加工成长条状竹蔑、竹丝或碾碎成竹丝束，经干燥后浸胶，再干燥到要求含水率，然后铺放在模具中，经高温高压热固化而成的型材。重组竹本身具有较强的耐腐性能，这是由于重组竹主要采用酚醛树脂作为胶黏剂。但是，重组竹在应用过程中，当温、湿度适宜时，极易霉变，如曲霉、蓝变菌。导致重组竹表面颜色发生巨大变化，严重影响了重组竹的使用价值。因此，开展重组竹防霉研究是实现竹材高效持久利用的重要措施之一。
重组竹的防霉技术借鉴于木材防霉，主要集中在使用物理手段或化学手段。物理手段主要包括使用不同溶液抽提、高温蒸煮、超声波、热处理等方法，这些方法可以通过减少竹材内可溶性营养物质的含量，并降解部分竹材主成分(如半纤维素)，从而减少竹材霉变的程度。化学手段主要以毒杀型化学试剂为主，是当前最常见的防霉处理手段，主要有熏剂型、油类、油溶型、水载型等。1)熏剂型防霉剂(如氨水、硫磺)具有良好的霉菌杀灭效果，成本低、渗透速度快，但是对环境危害大、且持久性差；2)油类防霉剂(如煤杂酚油、蒽油)对霉菌抑制具有广谱性，不易流失、耐久性好，但是处理材表面易污染，毒害大；3)油溶型防霉剂(如五氯酚)具有优异的防霉性能，时效长，但是处理成本高且对人畜有剧毒、致癌作用；4)水载型防霉剂(铜铬砷)具有成本低、环境友好等优点，但是处理材的抗流失差、防治效力低。
近年来，学者们从重组竹防霉的影响因素、重组竹防霉防腐剂种类和防霉防腐处理工艺等方面开展大量研究工作，并取得了一定成果。但是，由于重组竹密度大、制备工序复杂，造成重组竹防霉处理技术存在渗透性低、兼容性差等技术难题。因此，户外重组竹防霉性能亟待提升。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种强渗透性和高兼容性的适用于重组竹的防霉剂及其使用方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种适用于重组竹的防霉剂，包括以下质量份的组分：
Figure BDA0002482774170000021
作为对上述技术方案的进一步改进：
所述乳化剂包括聚氧乙烯醚盐类和脂肪酸失水山梨醇酯，聚氧乙烯醚盐类和脂肪酸失水山梨醇酯的重量比1∶0.1～1.5。
所述稳定剂包括油酸、硫代硫酸钠、异丙基丙烯酰胺和乙醇胺，所述油酸、硫代硫酸钠、异丙基丙烯酰胺和乙醇胺的重量比为2～3∶3～5∶2～5∶1。
所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
作为一个总的发明构思，本发明一种前述适用于重组竹的防霉剂的使用方法，包括以下步骤：
S1、将防霉剂按预设比例稀释后得防霉浸渍液，将竹单元置于防霉浸渍液中进行防霉处理后，干燥；
S2、另取防霉剂，将防霉剂和胶黏剂按预设比例复配混合得复配液，将竹单元浸渍于复配液中浸胶处理后，干燥；
S3、将竹单元按预设要求铺装后固化成型后得防霉重组竹。
所述步骤S1中，所述防霉剂占竹单元的质量分数为0.20～0.50％；所述防霉处理时压力为0.5～1.5MPa，时间为20～40min。
所述步骤S2中，所述胶粘剂为固含量25％的酚醛树脂胶粘剂，所述预设比例为1∶20～100。
所述步骤S2中，所述浸胶处理的时间约为15～30min，每1kg所述竹单元的浸胶量为150～200g。
所述步骤S3之后还包括以下步骤：另取防霉剂，将防霉剂分散到水性涂料中得涂料复配物，将复配物涂覆在防霉重组竹表面进行防霉处理；所述防霉剂和水性涂料的质量比为1～10∶90～99。
所述步骤S3中，所述固化成型的温度为135～145℃。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的防霉剂及使用方法，采用季铵盐、异噻唑啉酮类化合物、三唑类化合物三种杀菌剂复配而成，增强了防霉剂对混合霉菌的防治效力，可有效抑制曲霉、蓝变菌、绿色木霉及混合霉菌种等，满足户外多菌复杂环境的适用需求，乳化体系构建赋予防霉剂低粒径与强渗透性，使得防霉剂表面张力低，乙醇胺等稳定剂的添加使得防霉剂体系兼容性好，可与胶合、涂装等工艺复合处理，解决了防霉剂对竹材渗透性低的问题以及防霉剂与水性漆、水性胶黏剂兼容性差的问题，采用本发明使用方法制备得到的防霉重组竹在户外环境下使用寿命提升至6个月以上，实现重组竹的长效防霉。
附图说明
图1是对比例1、2、3的防霉体系和实施例1的防霉剂对混合霉菌的抑制效果图。
图2是不同处理组重组竹的剪切强度。
图3是不同处理组重组竹的剪切测试破坏界面图。
图4是不同处理组重组竹防霉涂饰效果图。
图5是不同处理组重组竹的实验室防霉测试结果图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。除非特殊说明，本发明采用的仪器或材料为市售。
实施例1：
本实施例的一种适用于重组竹的防霉剂，包括1份二癸基二甲基氯化铵、1份丙环唑、1份4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮、76份水、8份乳化剂、2份稳定剂、1份渗透剂、10份
苯甲醇。
乳化剂为聚氧乙烯醚盐类和脂肪酸失水山梨醇酯，其中聚氧乙烯醚盐类(本实施例为壬基酚聚氧乙烯醚NP10，HLB值为13～13.5)为乳化剂重量的65％，脂肪酸失水山梨醇酯为乳化剂重量的35％。
稳定剂为油酸、硫代硫酸钠、异丙基丙烯酰胺和乙醇胺，其中油酸、硫代硫酸钠、异丙基丙烯酰胺和乙醇胺分别为稳定剂总质量的20％，30％，40％和10％。
渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
对比例1
本对比例的一种防霉体系，包括1份丙环唑(PPA)、1份4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮(DCOIT)、77份水、8份乳化剂、2份稳定剂、1份渗透剂、10份苯甲醇。
本对比例的乳化剂、分散剂、渗透剂和实施例1相同。
对比例2
本对比例的一种防霉体系，包括1份二癸基二甲基氯化铵(DDAC)、1份丙环唑(PPA)，77份水、8份乳化剂、2份稳定剂、1份渗透剂、10份苯甲醇。
本对比例的乳化剂、分散剂、渗透剂和实施例1相同。
对比例3
本对比例的一种防霉体系，包括1份二癸基二甲基氯化铵(DDAC)、1份4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮(DCOIT)、77份水、8份乳化剂、2份稳定剂、1份渗透剂、10份苯甲醇。
本对比例的乳化剂、分散剂、渗透剂和实施例1相同。
将实施例1的防霉剂和对比例1、2、3的防霉体系分别用去离子水稀释至200mg/L，采用抑菌圈法观察不同复合防霉剂对混合霉菌(黑曲霉、绿色木霉及桔青霉)的抑菌活性。由图1可知，实施例1采用3种杀菌剂复配处理组的抑菌圈直径显著大于对比例1、2、3采用2种杀菌剂复配处理组，表明本发明的防霉剂对混合霉菌的抑菌效率最优，具有在户外多菌复杂环境的应用潜力，防霉效率最优。
实施例2：
本实施例的一种适用于重组竹的防霉剂，包括1份二癸基二甲基氯化铵、0.5份丙环唑、1.5份4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮、73份水、10份乳化剂、2份稳定剂、2份渗透剂、10份苯甲醇。
乳化剂为聚氧乙烯醚盐类和脂肪酸失水山梨醇酯，其中聚氧乙烯醚盐类为乳化剂重量的65％，脂肪酸失水山梨醇酯为乳化剂重量的35％。
稳定剂为油酸、硫代硫酸钠、异丙基丙烯酰胺和乙醇胺，其中油酸、硫代硫酸钠、异丙基丙烯酰胺和乙醇胺分别为稳定剂总质量的20％，30％，40％和10％。
渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
将本实施例的防霉剂用去离子水分别稀释至0.05％、0.1％及0.15％，采用激光粒度仪测定防霉剂的粒径；采用浸渍法评估防霉剂对竹单元的渗透性，将竹篾于恒温箱中烘干、称重，将烘干的竹篾与稀释后的防霉剂置入压力罐中，采用加压方式将防霉剂浸渍液浸渍到竹材中；压力控制在0.5～1.5MPa浸渍时间为20～40min，防霉剂为竹篾质量分数的0.20～0.50％；将浸渍过的竹篾于恒温箱中烘干、称重。
表1示出了不同浓度防霉剂对粒径及吸液率的影响。由表1可知，防霉剂粒径较低，且防霉剂浓度对其粒径无显著影响，表明本发明提供的防霉剂具有低粒径的特点，具备高渗透性的潜力。吸液率是评估防霉剂对竹单元渗透的重要指标之一，竹篾对防霉剂的吸液率高达80％，且不同浓度处理组间差异不显著，表明本发明所提供的防霉体系对竹单元具有优异的渗透性，保证防霉剂的高载药量。
表1不同浓度防霉剂对粒径及吸液率的影响
Figure BDA0002482774170000051
本实施例的一种适用于重组竹的防霉剂的使用方法，包括以下步骤：
(1)防霉剂浸渍液配制：将本实施例的防霉剂用去离子水稀释到有效成分浓度为0.1％，得防霉剂浸渍液。
(2)防霉剂浸渍液加压注入：将烘干的竹篾与防霉剂浸渍液置入压力罐中，采用加压方式浸渍到竹篾中，浸渍压力为0.8MPa，浸渍时间为25min，竹篾中防霉剂有效成分(季铵盐类化合物、异噻唑啉酮类化合物、三唑类化合物)的载药量为0.8g/kg。
在其他实施例中，浸渍压力在0.5～1.5MPa，浸渍时间为20～40min，防霉剂有效成分载药量为0.4～1.2g/kg，均可取得相同或相似的技术效果。
(3)干燥处理：将步骤(2)浸渍过的竹篾于恒温箱中烘干。
(4)防霉剂与胶黏剂的复配：将防霉剂原液pH值调至7.0～8.0，再与固含量为25％的酚醛树脂胶按1：30的比例复配成复配胶粘剂。
(5)浸胶处理：将干燥后的竹蔑置于装有步骤(4)复配胶黏剂中浸渍后干燥，浸渍时间约20min，每公斤竹篾浸胶量为200g。
(6)重组成型：将步骤(5)浸胶处理过的竹篾按顺纹组坯，对称铺装，置于压机中采用“冷-热压法”压制成密度为1.1g/cm3重组竹坯料，在140℃的固化温度下固化后，得防霉重组竹。
实施例3
本实施例与实施例2大致相同，不同之处在于：
1、本实施例的适用于重组竹的防霉剂包括0.5份二癸基二甲基氯化铵、0.5份丙环唑、2份4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮，76份水、8份乳化剂、2份稳定剂、1份渗透剂、10份苯甲醇；
2、本实施例的适用于重组竹的防霉剂的使用方法时，当防霉剂与胶黏剂的复配时，防霉剂和酚醛树脂胶的比例为1∶50。
对比例4：
本对比例一种适用于重组竹的防霉剂的使用方法与实施例2大致相同，不同之处在于：本对比例的重组竹在制备过程中并未使用防霉剂。
取对比例4的重组竹和实施例2、实施例3的防霉重组竹进行剪切强度测试。由图2和3可知，防霉剂的添加对重组竹的剪切强度无显著影响，表明本发明提供的防霉剂与胶合工艺具有较好的兼容性，保证在不影响重组竹力学强度的情况下提升其防霉性能，便于规模化生产及应用。
实施例4：
本实施例与实施例2大致相同，不同之处在于：
1、本实施例的适用于重组竹的防霉剂组成为1份二癸基二甲基氯化铵、1份丙环唑、2份4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮、73份水、8份乳化剂、4份稳定剂、1份渗透剂、10份苯甲醇；
2、本实施例适用于重组竹的防霉剂的使用方法，在重竹成型后还将水性涂料与防霉剂复配物均匀涂刷在重组竹表面，复配物中防霉剂占比1％。
在其他实施例中，复配物中防霉剂占比1％～10％，水性涂料占比90％～99％均可取得相同或相似的技术效果。在上述比例范围内的复配物均匀透明，静置后状态无变化，在重组竹表面涂刷干燥后所形成的涂层均匀透明。
对比例5：
本对比例5与实施例4大致相同，不同之处在于：本对比例的防霉剂为从市场上购买的常用水性防霉剂。
图4是实施例4和对比例5的防霉涂饰效果。由图可知，当涂饰添加市场上购买的水性防霉剂时，重组竹表面出现不均匀颗粒，无光泽，严重影响其外观，而添加本发明的防霉剂时，重组竹表面均匀、有光泽，表明本发明的防霉剂与涂料具有较好的兼容性，明显优于市场上常用水性防霉剂。
图5示出了实施例4和对比例4制得重组竹的实验室防霉测试结果。将实施例4制备的重组竹和对比例4制备的重组竹以120℃蒸汽灭菌30min，待冷却后接菌。在无菌条件下，在已涂布菌丝的培养基上先放2根已灭菌的玻璃棒(直径约3mm)，再将重组竹试样放在玻璃棒上面，每个培养皿内放2块重组竹试样，最后将培养皿立即放回温度28±0.2℃、相对湿度85％的恒温恒湿培养箱中，培养5周。测试霉菌选用黑曲霉、绿色木霉以及混合霉菌(包括黑曲霉、绿色木霉及桔青霉)。由图4可知，与未经防霉处理的重组竹相比，经防霉处理的重组竹对黑曲霉、绿色木霉及混合霉均表现出优异的防霉性能，表明本发明提供的防霉处理技术适用于重组竹，具有较广的应用前景。
实施例4制得的防霉重组竹，置于南方户外阴暗环境中测试，试件放置于土壤地面上方10cm，定期观测，记录霉变发生时间及霉变试件数。以对比例4未经防霉处理的重组竹作为对照组，每组12个重组竹试件。由表2可知，未经过防霉处理的重组竹在测试第1周就开始出现霉变，第2周几乎全部试件都发生霉变，然而，经过防霉处理后，重组竹在长达6个月的测试时间内均未发生霉变，表明本发明的防霉剂具有优异的户外防霉变性能。
表2户外霉变结果记录
Figure BDA0002482774170000071
注：数字为发生霉变试件数。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种适用于重组竹的防霉剂的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将适用于重组竹的防霉剂按预设比例稀释后得防霉浸渍液，将竹单元置于防霉浸渍液中进行防霉处理后，干燥；
S2、另取所述适用于重组竹的防霉剂，将防霉剂和胶黏剂按预设比例复配混合得复配液，将竹单元浸渍于复配液中浸胶处理后，干燥；每1kg所述竹单元的浸胶量为150~200g；
S3、将竹单元按预设要求铺装后固化成型后得防霉重组竹；所述固化成型的温度为135～145℃；
所述步骤S3之后还包括以下步骤：另取防霉剂，将防霉剂分散到水性涂料中得复配物，将复配物涂覆在防霉重组竹表面进行防霉处理；
所述适用于重组竹的防霉剂，包括以下质量份的组分：
季铵盐类化合物 0.5～1份
异噻唑啉酮类化合物 1～3份
三唑类化合物 0.5～1份
苯甲醇 1～40份
乳化剂 2～10份
稳定剂 2～4份
渗透剂 0.7～1.5份，和
水 50～90份；
所述乳化剂包括聚氧乙烯醚盐类和脂肪酸失水山梨醇酯，聚氧乙烯醚盐类和脂肪酸失水山梨醇酯的重量比1∶0.1～1.5；所述稳定剂包括油酸、硫代硫酸钠、异丙基丙烯酰胺和乙醇胺。
2.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述防霉剂占竹单元的质量分数为0.20～0.50%；所述防霉处理时压力为0.5～1.5MPa，时间为20～40min。
3.根据权利要求1或2所述的使用方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述胶黏剂为固含量25%的酚醛树脂胶黏剂，所述预设比例为1∶20～100。
4.根据权利要求3所述的使用方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述浸胶处理的时间约为15～30min。
5.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于：所述防霉剂和水性涂料的质量比为1～10∶90～99。
6.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于：所述油酸、硫代硫酸钠、异丙基丙烯酰胺和乙醇胺的重量比为2～3∶3～5∶2～5∶1。
7.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于：所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
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