[發明專利]一種利用環保低分子有機藥劑制備防腐木材的方法

有效

• 申請號: 201310652295.6
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN103659968A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 謝延軍;劉培培;王海剛;符啟良;王清文;溫旭雯;吳寧;王德良
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: B27K3/50
• 分類號: B27K3/50;B27K3/08;B27K5/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 侯靜

技術領域

本發明涉及防腐木材的制備方法。

背景技術

木材是一種生物質多孔材料，容易遭受微生物、蟲的腐朽。尤其，將木質品用于室外，這對木材防腐性能就有更高的要求。而通過物理或者化學的方法對木材進行防腐處理是一種有效改善木材防腐性能的方法，木材防腐劑主要包括油類防腐劑（如雜酚右和蔥油）、油載防腐劑（如五氯酚、環烷酸酮等）和水載防腐劑（鉻砷酸酮、無機金屬類和無機鵬類）三大類。目前使用最為廣泛的是水載防腐劑，但是存在的技術問題是防腐劑的抗流失性較差和防腐劑在木材中的分布不均勻。煤雜酚油(creosote）是一種傳統的油類防腐劑，可是煤雜酚油(creosote）除了具有毒性對人畜和環境會造成很大的影響外，還存在的技術缺陷就是處理后木材的防腐劑溶液滲出，木材表面天然的紋理會受到影響。五氯酚是油基防腐劑中使用較多的一種，它不但對人畜毒性較大，而且對環境也有負面影響，因此在許多國家如新西蘭、德國、日本和瑞典等已經被禁止使用。鉻砷酸銅CCA(chromated?copper?arsenate)是公認的防腐效能較高的水基防腐劑。但是CCA中含有的砷和鉻對人和應用環境土壤和水源存在潛在危害，CCA處理材的廢棄處理或者回收仍缺乏妥善的途徑，因此很多歐美國家如美國、加拿大、德國等已經開始禁用CCA。除CCA之外，其它含有砷或鉻的防腐劑還有ACC(酸性鉻酸銅)、ACA(氨溶砷酸銅)、ACZA(氨溶砷酸鋅銅)、CCB(加鉻硼酸銅)等，這些防腐劑也面臨著與CCA相似的問題。

為了避免傳統防腐劑的環境危害性和易流失問題，世界上已經發展成熟了利用低分子量有機功能藥劑處理木材，制備具有優異防腐效果的處理木材，比如利用醋酸酐單體或者氮羥甲基樹脂處理的木材。先前葡萄牙的Esteves等已經在學術期刊European?Journal?of?Wood?and?Wood?Products上發表了文章Properties?of?furfurylated?wood(Pinus?Pinaster)，挪威的“木聚合物技術有限公司”也申請相關專利，如WO2004/011214、WO2005/016606，他們系統的報道了利用糠醇單體和低聚體處理木材，通過糠醇分子在細胞壁中的縮合和/或交聯反應，增強木材的尺寸穩定性和力學性能，處理木材的藥劑流失率低于10%，但發現糠醇處理后的木材防腐性能有限（歐洲標準EN113檢測發現在10%的增重率條件下，白腐和褐腐降解導致的重量損失高于30%）；德國哥廷根大學謝延軍博士在其博士論文中報道了氮羥甲基樹脂處理木材具有非常好的耐腐朽菌侵害能力（EN113檢測低于10%），但其水解較為嚴重，流失率較高（>40%），不能賦予室外木材持久的尺寸穩定性，且對木材的強度損害較明顯。為了充分利用糠醇和氮羥甲基樹脂處理木材的優點、避開其對木材的負面影響，制備抗流失性高的防腐木材，將兩種藥劑復配是一種選擇，但簡單的復配又會因為糠醇與氮羥甲基樹脂水溶液協效性差，所得處理木材收縮嚴重（>10%）。

綜上所述，現有木材防腐方法處理藥液主要存在以下問題：

一、現有處理藥液危害環境和易流失；

二、采用糠醇和氮羥甲基為處理藥液不污染環境，但單獨采用糠醇和氮羥甲基為處理藥液存在處理后的木材無法兼具優良的抗流失率和防腐效果兩種性能，單獨采用糠醇為處理藥液可增強木材的尺寸穩定性和力學性能，處理木材的藥劑流失率低于10%，但糠醇處理后的木材防腐性能有限（歐洲標準EN113檢測發現在10%的增重率條件下，白腐和褐腐降解導致的重量損失高于30%），單獨采用氮羥甲基樹脂為藥液處理的木材具有非常好的耐腐朽菌侵害能力（EN113檢測低于10%），但其水解較為嚴重，流失率較高（>40%），不能賦予室外木材持久的尺寸穩定性，且對木材的強度損害較明顯；

三、直接將糠醇和氮羥甲基樹脂復合制備處理藥液則存在糠醇和氮羥甲基樹脂之間的協效性差，處理藥液不穩定的問題，處理后的木材尺寸不穩定，收縮嚴重（>10%）。

發明內容

本發明要解決現有木材防腐方法存在處理藥液危害環境和易流失，而單獨使用不污染環境的糠醇和氮羥甲基樹脂為處理藥液存在處理后的木材無法兼具優良的抗流失率和防腐效果兩種性能，如使用糠醇和氮羥甲基樹脂簡單復配制備處理藥液則存在糠醇和氮羥甲基樹脂之間的協效性差，藥液不穩定和處理木材易變形的問題，從而提供一種利用環保低分子有機藥劑處理木材，制備防腐木材的方法。

一種利用環保低分子有機藥劑制備防腐木材的方法，具體是按照以下步驟進行的：