專利名稱：一種木材或木制品復(fù)合防腐劑及其制備方法和處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可以對木質(zhì)材料進(jìn)行防腐的納米載體復(fù)合物，同時本發(fā)明還涉及 該復(fù)合防腐劑的制備方法以及用該種防腐劑處理木材及木制品的方法。
背景技術(shù)：
木材是國家建設(shè)和人們?nèi)粘Ｉ钣闷返闹匾现?，廣泛應(yīng)用于建筑、裝飾材 料及家具的制造。由于木材是一種天然有機(jī)材料，具有明顯的生物特性，易被菌、蟲等生物 侵襲而腐朽，限制了它的應(yīng)用。木材防腐技術(shù)可以提高木材使用壽命和使用效能，是節(jié)約木 材資源最為有效的方法之一。然而，木材的防霉防腐一直是木材加工過程中的一個難題， 許多學(xué)者對理論及應(yīng)用過程作了研究。當(dāng)前使用最多的是水載型木材防腐劑，約占總量的 3/4，主要有銅鉻砷(CCA)、銅鉻硼(CCB)、氟鉻酚砷(FCAP)、氨溶砷酸銅(ACA)、酸性鉻酸銅 (ACC)等。水載型木材防腐劑以水作溶劑，成本低，處理干凈，無刺激性氣味，不增加可燃性， 但在防腐木材使用過程中易流失，固著性和抗流失性差，對人類、土壤、水資源產(chǎn)生污染；且 銅鹽系列防霉防腐劑有顏色，影響木材的外觀，從而在應(yīng)用中受到了越來越多的限制。另外 現(xiàn)有水載型防腐劑處理木材后，由于藥劑本身的吸濕性比未處理的木材強(qiáng)，從而導(dǎo)致木材 的尺寸穩(wěn)定性下降。有機(jī)氯類防腐劑性質(zhì)穩(wěn)定，不易分解，可在土壤中殘存數(shù)年至十余年。 因此，在實(shí)際選用木材防腐防霉劑時，不僅應(yīng)具有有效的防腐防霉性能，價格便宜，而且對 木材其他性質(zhì)也無不利的影響，對環(huán)境友好無污染。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有木材防腐劑的不足，本發(fā)明提供一種利用無機(jī)納米載體、固著性和 抗流失性好、安全無毒、綠色環(huán)保型的木材及木制品復(fù)合防腐劑及其對木材及木制品的處 理方法。本發(fā)明是通過實(shí)施如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的。一種木材或木制品用納米載體復(fù)合防腐劑，它是由下述重量百分比的原料配制而 成納米載體60 90% ；硼類化合物5 25%;季銨鹽5 15%。所述的納米載體材料選自納米氧化硅、納米碳酸鈣或納米氫氧化鋁等。所述的硼類化合物選自八硼酸鈉或工業(yè)硼酸或五硼酸銨或工業(yè)硼砂等。所述的季銨鹽選自二癸基二甲基乙酸胺或二癸基二甲基丙酸胺或二癸基二甲基 氯化胺等。本發(fā)明的復(fù)合防腐劑的制備方法包括如下工藝步驟A、納米溶膠載體的配制將納米二氧化硅、納米碳酸鈣、納米氫氧化鋁配制成溶 膠；B、防腐主劑的配制按上述重量百分比將硼類化合物、季銨鹽配制成水溶液；
C、成品的制備將上述A步驟制得到納米溶膠載體與B步驟制得的防腐主劑在攪 拌下充分混合即得復(fù)合防腐劑。本發(fā)明的復(fù)合防腐劑對木材及木制品防腐的處理方法包括如下工藝步驟A、將木材或木制品放入處理罐中，封閉灌門；B、抽真空直真空度為0. 05MI^a士0. 005MPa,同時保持10 120分鐘(根據(jù)木材或 木制品的樹種、含水率而定)；C、將本發(fā)明防腐劑注入上述真空狀態(tài)下的處理罐中，同時加壓至0. 2 2. OMPa, 并保持1 12小時后卸掉壓力及排空復(fù)合防腐劑；D、再對處理罐抽真空至真空度為0. 05ΜΙ^士0. 005MPa,同時保持10 120分鐘，最
后排除真空；E、木材或木制品按A D步驟進(jìn)行處理1 3次，從處理罐中取出即得防腐木材 或防腐木制品。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于A、復(fù)合防腐劑水溶性好、滲透性強(qiáng)，采用真空加壓浸注處理后防腐性能強(qiáng)；B、配制過程簡單，安全無毒，綠色環(huán)保；C、經(jīng)該復(fù)合防腐劑處理過的木材表面潔凈，不改變木材的材色，防腐劑固著率和 抗流失性高，不降低木材的尺寸穩(wěn)定性，可用于室內(nèi)外裝飾用木材及木制品和建筑木結(jié)構(gòu) 的防腐、防蟲保護(hù)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 稱取納米二氧化硅80千克、八硼酸鈉15千克、二癸基二甲基乙酸胺5千克，將納 米二氧化硅于水中高速分散的條件下制成溶膠載體，再將八硼酸鈉、二癸基二甲基乙酸胺 制成主劑水溶液，最后將溶膠載體和主劑水溶液在常溫下充分?jǐn)嚢杌旌霞吹贸善窂?fù)合防腐 劑。本成品防腐劑對木板防腐的處理方法如下A、將預(yù)制好的木板放入處理罐中，封閉罐門；B、抽真空至真空度為0. 05MPa士0. 005MPa,同時保持30 60分鐘；C、將本發(fā)明防腐劑于常溫下注入上述真空狀態(tài)下的處理罐中，同時加壓至1. OMPa 時保持1小時后卸掉壓力及排空防腐劑；D、再對處理罐抽真空至真空度為0. 05ΜΙ^士0. 005MPa,同時保持30 60分鐘，最
后排除真空；E、按A D步驟進(jìn)行處理1 3次，將木板從處理罐中取出即得防腐木板。按照林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《木材防腐劑對腐朽菌毒性實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)方法》(LY/T 1283-1998)，將本實(shí)施方式木材復(fù)合防腐劑處理過的板材及未經(jīng)防腐處理過的素材分別 接種了褐腐菌后，置于溫度士 2°C，相對濕度75% 85%的環(huán)境中，腐朽12周。結(jié) 果表明經(jīng)木材保護(hù)劑處理的板材受木腐菌攻擊后的質(zhì)量損失率(1.6% )遠(yuǎn)低于素材 (19. 33%)，說明本實(shí)施方式的復(fù)合防腐劑防腐效果好。經(jīng)本實(shí)施方式木材復(fù)合防腐劑處理的木板抗浸提值為96. 63%，很好地解決了防腐劑易流失的問題；經(jīng)本實(shí)施方式木材復(fù)合防腐劑處理的木板力學(xué)性能與處理前素材相比 均提高。實(shí)施例2 稱取納米二氧化硅90千克、八硼酸鈉5千克、二癸基二甲基乙酸胺5千克，將納 米二氧化硅于水中高速分散的條件下制成溶膠載體，再將八硼酸鈉、二癸基二甲基丙酸胺 制成主劑水溶液，最后將溶膠載體和主劑水溶液在常溫下充分?jǐn)嚢杌旌霞吹贸善窂?fù)合防腐 劑。其它與實(shí)施例1相同。對腐朽菌毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明經(jīng)木材保護(hù)劑處理的板材受 木腐菌攻擊后的質(zhì)量損失率為2. 5% ；經(jīng)本實(shí)施方式木材復(fù)合防腐劑處理的木板抗浸提值 為98. 11%，木板力學(xué)性能與處理前素材相比均提高。實(shí)施例3 稱取納米二氧化硅75千克、八硼酸鈉15千克、二癸基二甲基乙酸胺10千克，將納 米二氧化硅于水中高速分散的條件下制成溶膠載體，再將八硼酸鈉、二癸基二甲基乙酸胺 制成主劑水溶液，最后將溶膠載體和主劑水溶液在常溫下充分?jǐn)嚢杌旌霞吹贸善窂?fù)合防腐 劑。其它與實(shí)施例1相同。對腐朽菌毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明經(jīng)木材保護(hù)劑處理的板材受 木腐菌攻擊后的質(zhì)量損失率為1.2% ；經(jīng)本實(shí)施方式木材復(fù)合防腐劑處理的木板抗浸提值 為95. 01%，木板力學(xué)性能與處理前素材相比均提高。實(shí)施例4:稱取納米硅溶膠75千克、八硼酸鈉20千克、二癸基二甲基丙酸胺5千克，將納米 硅溶膠于水中高速分散的條件下制成溶膠載體，再將八硼酸鈉、二癸基二甲基乙酸胺制成 主劑水溶液，最后將溶膠載體和主劑水溶液在常溫下充分?jǐn)嚢杌旌霞吹贸善窂?fù)合防腐劑。其它與實(shí)施例1相同。對腐朽菌毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明經(jīng)木材保護(hù)劑處理的板材受 木腐菌攻擊后的質(zhì)量損失率為4. 2% ；經(jīng)本實(shí)施方式木材復(fù)合防腐劑處理的木板抗浸提值 為97. 93%，木板力學(xué)性能與處理前素材相比均提高。實(shí)施例5 稱取納米二氧化硅60千克、八硼酸鈉25千克、二癸基二甲基乙酸胺15千克，將納 米二氧化硅于水中高速分散的條件下制成溶膠載體，再將八硼酸鈉、二癸基二甲基乙酸胺 制成主劑水溶液，最后將溶膠載體和主劑水溶液在常溫下充分?jǐn)嚢杌旌霞吹贸善窂?fù)合防腐 劑。其它與實(shí)施例1相同。對腐朽菌毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明經(jīng)木材保護(hù)劑處理的板材受 木腐菌攻擊后的質(zhì)量損失率為1.0% ；經(jīng)本實(shí)施方式木材復(fù)合防腐劑處理的木板抗浸提值 為93. 47%，木板力學(xué)性能與處理前素材相比均提高。各種木材、木制品均可按照本發(fā)明進(jìn)行防腐。按照本發(fā)明方法進(jìn)行防腐處理后的 木材可適用于各種環(huán)境。應(yīng)理解，前面所有實(shí)施例僅用來說明，不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種木材或木制品用納米載體復(fù)合防腐劑，其特征在于它由下述重量百分比的原料 配制而成納米載體60 ~ 90% ； 硼類化合物5 25% ； 季銨鹽5 15%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防腐劑，其特征在于所述的納米載體材料選自納米氧化硅、 納米碳酸鈣或納米氫氧化鋁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防腐劑，其特征在于所述的硼類化合物選自八硼酸鈉或工業(yè) 硼酸或五硼酸銨或工業(yè)硼砂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防腐劑，其特征在于所述的季銨鹽選自二癸基二甲基乙酸胺 或二癸基二甲基丙酸胺或二癸基二甲基氯化胺。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合防腐劑的制備方法，其特征在于包括如下工藝步驟A、納米溶膠載體的配制將納米二氧化硅、納米碳酸鈣、納米氫氧化鋁配制成納米溶膠；B、防腐主劑的配制按上述重量百分比將硼類化合物、季銨鹽配制成水溶液；C、成品的制備將上述A步驟制得到的納米溶膠載體與B步驟制得的防腐主劑在攪拌 下充分混合即得復(fù)合防腐劑。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合防腐劑處理木材或木制品的方法，其特征在于包括 如下工藝步驟A、將木材或木制品放入處理罐中，封閉罐門；B、抽真空直真空度為0.05MPa,同時保持10 120分鐘；C、將復(fù)合防腐劑注入上述真空狀態(tài)下的處理罐中，同時加壓至0.2 2. OMPa,并保持 1 12小時后卸掉壓力及排空復(fù)合防腐劑；D、再對處理罐抽真空至真空度為0.05MPa,同時保持10 120分鐘，最后排除真空；E、木材或木制品按A D步驟進(jìn)行處理1 3次，從處理罐中取出即得防腐木材或防 腐木制品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種木質(zhì)材料的復(fù)合防腐劑，它是由下述重量百分比的原料配制而成納米載體60～90％、硼類化合物5～25％、季銨鹽5～15％，其制備方法包括納米溶膠載體的制備、硼類化合物和季銨鹽水溶液的制備、成品的制備；使用時，將木材或木制品放入處理罐中抽真空，常溫下注入復(fù)合防腐劑，再對處理罐抽真空，最后排除真空，處理1～3次即得防腐木材或木制品。本發(fā)明木質(zhì)材料防腐劑制備方法簡單，容易操作，對人畜無害，在生產(chǎn)及使用過程中不污染環(huán)境，固著性、抗流失性強(qiáng)，而且不影響被處理木質(zhì)材料的外觀、力學(xué)性能和加工性能，可用于室內(nèi)外裝飾用木材和建筑木結(jié)構(gòu)的防腐、防蟲保護(hù)。
文檔編號B27K3/08GK102069520SQ20101055842
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者孟濤, 張津踐, 方明暉, 詹樹林, 賴俊英, 錢匡亮, 錢曉倩 申請人:浙江大學(xué)