專利名稱：：納米木材防腐劑及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及木材、竹材、作物秸稈、麻片等含植物纖維材料防腐處理的防腐劑及其制造方法，尤其是納米級的木材防腐劑及其制造方法。
背景技術(shù)：
：目前最為常用的木材防腐方法還是化學(xué)藥劑防腐。使用最多的是水溶性防腐劑，約占防腐劑使用總量的3/4。水溶性防腐劑主要有銅鉻砷(CCA)、銅鉻硼(CCB)、氟鉻酚砷(FCAP)、氨溶砷酸銅(ACA)、酸性鉻酸銅(ACC)等。這些藥劑已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，其中CCA的使用量最大，約占水溶性防腐劑使用量的60%。但由于這些防腐劑中含有對人和環(huán)境有潛在威脅的重金屬元素鉻、砷等，在歐美等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)限制使用。由于常用的防腐劑存在上述不足，迫使人們研究和尋找對人畜無害、對環(huán)境無污染、僅對微生物有毒的新型防腐劑。目前研究較多的包括水溶性的烷基銨類化合物(AAC)、氨溶季銨銅(ACQ)、硼化物、二甲基二硫代氨基甲酸銅(CDDC)和油溶性的百菌清(CTL)、有機(jī)碘化物(IPBC)等。其中AAC抗流失性較差，而ACQ處理木竹材后，木竹材顏色較深，影響了木竹材的后續(xù)加工和應(yīng)用領(lǐng)域。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)境相容性好、保持木竹材本色、防腐性能高的納米木材防腐劑及其制造方法。本發(fā)明的目的可以通過如下措施來實(shí)現(xiàn)納米木竹材防腐劑包含有生物殺滅劑、水溶性高分子聚合物、表面活性劑、有機(jī)溶劑和水，各組成成分的重量份為生物殺滅劑0.2-s.o份水溶性高分子聚合物0.4-10.0份表面活性劑0.1-io份有機(jī)溶劑5.0-10.0份水65-95份所述的生物殺滅劑為殺真菌劑和殺蟲劑，殺真菌劑和殺蟲劑的比例為6-10:1。其中殺真菌劑由丙環(huán)唑、氨基甲酸正丁基碘代炔丙酯、戊唑醇、二硫氰基甲垸、4，5-二氯-2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮(簡稱噻唑啉酮)中任意兩種按重量1:1比例組成。其中殺蟲劑是高效氯氰菊酯、吡蟲啉、噻蟲啉中的任意一種。所述的水溶性高分子聚合物為共聚維酮、聚乙烯吡咯烷酮、苯乙烯一丙烯酸酯類聚合物等中的任意一種。表面活性劑為非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑。其中非離子表面活性劑為月桂醇聚氧乙烯醚磷酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、三苯乙烯基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚中的任意一種，陰離子表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈣、十二垸基苯磺酸鈉中的一種。有機(jī)溶劑為C3-C8的脂肪醇，如正丙醇、正丁醇、異丁醇、正戊醇、正辛醇等中至少一種。配制防腐劑的水質(zhì)要求符合國家自來水標(biāo)準(zhǔn)。本納米木材防腐劑的生產(chǎn)步驟為①先將0.4-6.0重量份水溶性高分子聚合物溶于重量份5.0-10.0份有機(jī)溶劑中，再加入0.2-5.0重量份生物殺滅劑，在40-5(TC下攪拌，至完全溶解；②在制備的溶液中加入0.1-6.0重量份表面活性劑，維持溫度為在40-50'C，攪拌至完全溶解，即得到木材防腐劑濃縮液；③在200-1000轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下，充分?jǐn)嚢栌散谥苽涞哪静姆栏瘎饪s液，維持溫度20-40'C，邊攪拌邊以l-10L/min的流速加入65-95重量份水，維持20-40'C，攪拌lh，即制得納米木材防腐劑。制得的木材防腐劑用于木竹材的防腐處理。制得的木材防腐劑其粒徑經(jīng)動態(tài)光散射粒徑測試儀測定為50-500nm，外觀為透明溶液。該納米木竹材防腐劑在使用時，用65-95重量份的水稀釋，按照具體材料的防腐要求來確定具體濃度。本納米木材防腐劑為水基防腐劑，可廣泛應(yīng)用于木材、竹材、麻片、麻纖維、秸稈等植物纖維材料防腐，該防腐劑還可以加入其他組分如染料、阻水劑、抗氧化劑等。根據(jù)木材顏色的需要，可以加入各種染料；阻水劑包括各種蠟型阻水劑如巴西棕櫚蠟、聚乙烯蠟，以及硅酮；穩(wěn)定劑可以包括各種UV吸收劑如4-氨基苯甲酸、3-苯亞甲基樟腦、苯酚、苯甲酸、水楊酸-2-乙基己基酯等。具體實(shí)施方式危害木材的腐朽菌主要有白腐菌彩絨革蓋菌(rmme/Mversic0/<wO、褐腐菌棉腐臥孔菌(i^s/Za/7/acewto)和白蟻。而丙環(huán)唑、氨基甲酸正丁基碘代炔丙酯、戊唑醇、二硫氰基甲烷、4，5-二氯-2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮(簡稱噻唑啉酮)等單一性殺真菌劑對白腐菌彩絨革蓋菌和褐腐菌棉腐臥孔菌均尚欠理想防腐效果，所以本發(fā)明采用了兩兩組合的方式，以加強(qiáng)對白腐菌彩絨革蓋菌和褐腐菌棉腐臥孔菌的殺滅效果。試驗(yàn)表明，本發(fā)明的殺真菌劑兩兩配比，對白腐菌彩絨革蓋菌和褐腐菌棉腐臥孔菌防治還具有不同程度的增效作用。為了防治白蟻對木竹材的危害，本納米木材防腐劑還加入了可以防治白蟻的殺蟲劑高效氯氰菊酯、吡蟲啉、噻蟲啉中的任意一種。本發(fā)明的有益效果是防腐劑不含重金屬元素、能保持植物纖維本色，可采用浸泡、涂刷、噴淋、加壓浸注等多種方法處理，防腐性能高、使用范圍廣。實(shí)施例各實(shí)施例的組成成分與配比見表l。以下用表l中的實(shí)施例6和9來說明。實(shí)施例6欲配制10.0kg主要由丙環(huán)唑、戊唑醇及高效氯氰菊酯組成的復(fù)合物防腐劑,則應(yīng)該相應(yīng)地稱取水溶性高分子聚合物共聚維酮0.5kg，殺真菌劑丙環(huán)唑和戊唑醇各0.1kg，殺蟲劑高效氯氰菊酯0.03kg，在45'C下攪拌，溶于0.68kg有機(jī)溶劑正丁醇中；再分別加入表面活性劑月桂醇聚氧乙烯醚磷酸酯0.45kg，十二垸基苯磺酸鈣0.05kg，攪拌溶解；保持溫度25'C,以200轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速攪拌下，以5L/min的速度滴加8.09kg的水。加水完畢，繼續(xù)攪拌0.511，制得10kg主成份為丙環(huán)唑、戊唑醇和高效氯氰菊酯的防腐劑溶液，可以直接用于防腐處理或進(jìn)一步稀釋再用。實(shí)施例9欲配制9.81kg主要由丙環(huán)唑、二硫氰基甲烷和吡蟲啉組成的復(fù)合物防腐劑，則應(yīng)該相應(yīng)地稱取有機(jī)溶劑正辛醇0.53kg,將O.SSkg水溶性高分子聚合物苯乙烯-丙烯酸酯類聚合物，在45'C下溶解于其中，再分別加入殺真菌劑丙環(huán)唑、二硫氰基甲烷各0.16kg，以及殺蟲劑吡蟲啉0.05kg，攪拌溶解；再加入表面活性劑三苯乙烯基酚聚氧乙烯醚磷酸酯0.38kg、十二垸基苯磺酸鈣0.05kg，攪拌溶解；保持溫度28'C,以300r/min轉(zhuǎn)速攪拌下，以1L/min的速度滴加7.93kg的水；加水完畢，繼續(xù)攪拌0.511，制得9,81kg主成份為丙環(huán)唑、二硫氰基甲烷和吡蟲啉的防腐劑溶液，可以直接用于防腐處理或進(jìn)一步稀釋再用。表l中所列的其他實(shí)施例各成分及其重量份見表l，采用與實(shí)施例6、9相同的方法即可。表1中所列的防腐劑12項(xiàng)實(shí)施例，各組分選取的配比值是優(yōu)選配比值，各組分的其他端值配比也能達(dá)到合格的制劑形態(tài)和合理的防腐效果，由于數(shù)據(jù)過于膨雜，恕不細(xì)列。12項(xiàng)實(shí)施例中，防腐效果最好的是丙環(huán)唑、戊唑醇及高效氯氰菊酯防腐劑(實(shí)施例6)，其次是丙環(huán)唑、二硫氰基甲烷吡蟲啉防腐劑(實(shí)施例9)。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>下面選用五種防腐劑進(jìn)行木材處理及防腐試驗(yàn)的效果介紹如下采用《木材防腐劑對腐朽菌毒性實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)方法》(LY/T1283-1998)中規(guī)定的方法處理供試木竹材試塊，測定其吸藥量和防腐效果，防腐防霉及防蟲有效成分的固著率采用高效液相色譜測定。配制的防護(hù)劑實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2、表3。表2納米木材防腐劑在馬尾松木材和竹材中的固著率<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>注表2中吸藥量為每立方米木或竹材吸收的干藥劑量。有機(jī)殺菌劑固著率以復(fù)合防腐劑中所有有機(jī)防腐、防霉及防蟲劑之和計算，采用髙效液相色譜測試及計算得到。表3納米木材防腐劑處理材的耐腐性試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>注表3中吸藥量為每立方米木或竹材吸收的干藥劑量。采用透射電鏡觀察處理木材和對照木材，觀察表明對照木材在腐朽3個月后，徑切面在導(dǎo)管、木纖維和木射線中均有菌絲分布，其中導(dǎo)管中布滿菌絲，木纖維上有穿孔；而處理材腐朽3個月后徑切面顯示導(dǎo)管、木纖維和木射線中均無菌絲分布，這說明處理后毛白楊具有較好的耐腐性能。權(quán)利要求1.一種納米木材防腐劑，包含有生物殺滅劑、水溶性高分子聚合物、表面活性劑、有機(jī)溶劑和水，各組成成分的重量份為生物殺滅劑0.2-5.0份水溶性高分子聚合物0.4-6.0份表面活性劑0.1-6.0份有機(jī)溶劑5.0-10.0份水65-95份2、如權(quán)利要求1所述的納米木材防腐劑，其特征在于所述的生物殺滅劑是殺真菌劑和殺蟲劑，殺真菌劑和殺蟲劑的比例為6-10:1。其中:殺真菌劑由丙環(huán)唑、氨基甲酸正丁基碘代炔丙酯、戊唑醇、二硫氰基甲烷、4，5-二氯-2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮中任意兩種按重量l:l比例組成；殺蟲劑是高效氯氰菊酯、吡蟲啉、噻蟲啉中的任意一種。3、如權(quán)利要求1所述的納米木材防腐劑，其特征在于所述的水溶性高分子聚合物為共聚維酮、聚乙烯吡咯烷酮、苯乙烯-丙烯酸酯類聚合物中的任意一種。4、如權(quán)利要求1所述的納米木材防腐劑，其特征在于所述的表面活性劑由非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑組成。其中非離子表面活性劑為月桂醇聚氧乙烯醚磷酸酯、垸基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、三苯乙烯基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚中的任意一種，陰離子表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈣或十二烷基苯磺酸鈉。5、如權(quán)利要求1所述的納米木材防腐劑，其特征在于所述的有機(jī)溶劑為C3-C8的脂肪醇中至少一種。6、一種納米木材防腐劑制造方法，其特征在于生產(chǎn)步驟為①先將0.4-6.0重量份水溶性高分子聚合物溶于5.0-10.0重量份有機(jī)溶劑中，再加入0.2-5.0重量份生物殺滅劑，在40-50'C下攪拌，至完全溶解；②在①制備的溶液中加入0.1-6.0重量份表面活性劑,維持溫度40-50°C，攪拌至完全溶解，即得到木材防腐劑濃縮液；③在200-1000轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下，充分?jǐn)嚢栌散谥苽涞哪静姆栏瘎饪s液，維持溫度20-40°C，邊攪拌邊以1-10L/min的流速加入65-95重量份水，維持20-40'C溫度，再攪拌lh，即制得納米木材防腐劑。全文摘要一種納米木材防腐劑及其制造方法，其中的防腐劑是由0.2-5.0重量份(下同)生物殺滅劑、0.4-6.0份水溶性高分子聚合物、0.1-6.0份表面活性劑、5.0-10.0份有機(jī)溶劑、65-95份水組成，本防腐劑制造方法將水溶性高分子聚合物溶于有機(jī)溶劑中，再加入生物殺滅劑；再加入表面活性劑，維持40-50℃，充分?jǐn)嚢柚瞥蓾饪s液；在一定攪拌速度下充分?jǐn)嚢柚邪凑蘸线m速度加水即成。本防腐劑應(yīng)用于木材、竹材、秸稈、麻片等植物纖維材料的防腐處理；具有防腐劑不含重金屬元素、能保持植物纖維本色，防腐性能高，對環(huán)境無污染；可采用浸泡、涂刷、噴淋、加壓浸注等多種方法進(jìn)行處理等優(yōu)點(diǎn)。文檔編號B27K3/52GK101284386SQ200810062170公開日2008年10月15日申請日期2008年6月3日優(yōu)先權(quán)日2008年6月3日發(fā)明者孫芳利,橋李,樂楊,毛勝鳳,陳安良,鮑濱福申請人:浙江林學(xué)院