一种木材防腐剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开一种木材防腐剂，其有效抑菌组分包括水杨酸，水杨酸至少以微胶囊的形式存在于所述木材防腐剂中。水杨酸微胶囊的制备方法：称取水杨酸溶于8‑35mL乙醇中，向水杨酸的乙醇液中加入2‑5g复合表面活性剂，升温至40‑60℃，加水，然后再加入氯化钠溶液，搅拌得到乳状液；待乳化充分后，加入10‑35mL正硅酸乙酯，40‑60℃水浴搅拌，即得所述水杨酸微胶囊。本发明专利技术还给出了所述木材防腐剂的应用。水杨酸微胶囊通过牢固的化学键与木材成分结合，提高了所述防腐剂的抗流失性能，对木材腐朽菌抑制作用明显。

A Wood Preservative and Its Application

【技术实现步骤摘要】
一种木材防腐剂及其应用
本专利技术属木材改性
，涉及一种可提高木材耐腐性的木材防腐剂，特别涉及一种以水杨酸为有效抑菌成分的抗流失性良好的微囊型木材防腐剂。
技术介绍
木材是一种可再生的环境友好型生物质材料，具有强重比大，加工能耗少，环境污染相对小等优点，在经济社会的发展和人民生活中发挥着非常重要的作用。但是，木材因其由天然高分子化合物组成，存在材质疏松、材性变异大，易受环境及微生物侵害而破坏等不足，比如，木材长期在室外或潮湿的环境中会受到腐朽菌的侵害而影响其使用价值。这些缺陷使木材的利用在很大程度上受到限制，人们也一直都在积极研究提高改善木材性能的方法。木材防腐改性处理对延长木材的使用年限、减少木材的消耗、保护有限的木材资源、保持木材良好的特性、促进林木资源的可持续发展具有重要意义。当前，市场上的木材防腐剂产品以ACQ防腐剂、铜唑防腐剂以及CCA防腐剂为常见。这些传统木材防腐剂含有一定对人体有危害的物质(比如，铜、铬、砷的化合物)，对人畜危害较大，并且有些金属成分防腐剂的有效成分容易流失对环境污染较为严重。近年来，有研究用不含金属成分的有机物或无机物制备木材防腐剂，但防腐剂的有效成分在木材内部较难固着，当处理材与水或潮湿的土壤等环境接触时，有效成分容易流失，严重影响了处理材的耐腐性。因此研制抗流失性好的绿色环保型木材防腐剂具有十分必要的现实意义。水杨酸是一种天然的消炎药，主要存在于自然界的柳树皮、白珠树叶及甜桦树中。鉴于水杨酸同时兼备杀菌、防腐、抗炎、抗风湿等多种功效，使其被广泛应用于医药、食品、植物抗病、果蔬保鲜等领域。在医药工业中，水杨酸用于制备阿司匹林等药物，具有良好的抗炎功效。近年来，水杨酸也被作为护肤品的常用功效成分，除了防腐消炎作用外，还有止痒消肿等功能。在果蔬保鲜领域，有研究表明，水杨酸对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌三种细菌和黑曲霉、白色假丝酵母两种真菌均有明显的抑制作用。微胶囊工艺，其利用天然的或合成的高分子成膜材料作为壁材，将气体、液体或固体成分的微小颗粒包埋、封存在壁材内部，形成相对封闭的囊状包合物。这种包合物对囊内的成分具有保护、稳定、传递及缓释等作用。随着对水杨酸研究的不断深入，本专利申请专利技术人发现，水杨酸对常见的木材腐朽菌多孔菌科密粘褶菌(Gloeophyllumtrabeum)和彩绒革盖菌(Coriolusversicolor)等木腐菌的生长有抑制作用，可预见其在木材防腐方面应有广泛的应用前景。
技术实现思路
本专利技术要解决三个层面的技术问题：一是在室外或潮湿的环境中，木材会不可避免地受到腐朽菌的侵害而降低其使用价值，本专利申请探索给出一种以水杨酸为有效抑菌成分的木材防腐剂，使得木材获得更加优良的耐腐性能；二是水杨酸在水中溶性差，浓度较高的水杨酸因酸性强具有腐蚀性，这些理化特性限制了水杨酸的直接应用，本专利申请拟拓展水杨酸在木材防腐
的应用；三是水杨酸分子在木材内部，不能和木材成分木质素、纤维素和半纤维素等形成有效的化学键，在木材内难以固着，抗流失性差。为了实现本专利技术的目的，本专利申请一方面给出一种木材防腐剂，其有效抑菌组分包括水杨酸，所述水杨酸至少以微胶囊的形式存在于所述木材防腐剂中。所述水杨酸微胶囊的芯材为水杨酸(即本专利申请所述的有效抑菌成分)，壁材为正硅酸乙酯的水解物二氧化硅。通过专利技术人的研究获知，水杨酸对密粘褶菌(Gloeophyllumtrabeum)和彩绒革盖菌(Coriolusversicolor)具有显著的抑制作用，这为水杨酸木材防腐剂的开发提供了实验基础。需要指出的是，水杨酸水溶性差、溶度较大时酸性强具有腐蚀性的特性，致使直接使用水杨酸处理木材受限，难以发挥水杨酸的杀菌抑菌功效。再者，传统的木材处理技术之一是利用木材固有的渗透性，将无机物或有机低聚物(木材防腐剂)渗透到木材内部，比如，通过抽真空加压工艺将含有抑菌成分的防腐剂注入木材中，抑菌成分在在木材中形成物理沉着，从而提高木材尺寸稳定性和耐腐性，但是，采用此方法渗透到木材中的化学物质因其并非通过化学键与木材化合物(木质素、半纤维素、木质素等)结合，抗流失性差。水杨酸进入木材内部后，不能与木质素、纤维素和半纤维素等木材组分形成有效的化学键连接，水杨酸分子在木材内难以固着，容易流失。为了拓展水杨酸在木材防腐处理领域的应用，提高以水杨酸为有效抑菌成分的防腐剂的抗流失性能，对水杨酸制剂进行改进，将其制备成微胶囊形式。具体地，所述水杨酸微胶囊采用下述的方法制备：称取水杨酸溶于8-35mL乙醇中，向水杨酸的乙醇液中加入2-5g复合表面活性剂，升温至40-60℃，加水，然后再加入氯化钠溶液，搅拌得到乳状液；待乳化充分后，加入10-35mL正硅酸乙酯，40-60℃水浴搅拌，即得所述水杨酸微胶囊。作为所述水杨酸微胶囊制备工艺的优选实施方式之一，所述复合表面活性剂由Span80、Tween80复配而成，所述Span80、Tween80的复配质量比在2:3-1:1之间。Span80为亲油表面活性剂，Tween80为亲水性活性剂，两者复配可以形成混合胶束，能够使油相和水相很好地融合。同时，通过试验获知，Span80、Tween80具有协同作用，复配使用可提高表面活性、降低用量、节约成本。作为所述水杨酸微胶囊制备工艺的优选实施方式之一，所述水杨酸与正硅酸乙酯的投加质量比为1:(5-40)。通过试验获知，水杨酸与正硅酸乙酯的投加质量比为1:(5-40)，可以确保正硅酸乙酯(水解物二氧化硅)更充分地包裹水杨酸。另外，Span80和Tween80两种表面活性剂的复配，使得水相和油相混合均匀，之后在乳状液体系中加入适量的氯化钠，钠离子与Span80、Tween80中的氧乙烯基团缔结形成缔结离子，增加了表面活性剂的极性，以及表面活性剂和水的亲和性，可有效促进微囊结构的形成。再者，本专利申请还给出了所述木材防腐剂的应用。具体地，所述木材防腐剂用于处理木材，抑制密粘褶菌(Gloeophyllumtrabeum)和彩绒革盖菌(Coriolusversicolor)。另一方面，本专利申请还给出了采用所述木材防腐剂处理木材的方法，其至少包括将待处理的木材浸泡于所述木材防腐剂中。在实际应用中，可以采用多种方法处理木材，本专利技术给出几种本领域技术人员常用的几种处理工艺。作为采用所述木材防腐剂处理木材的优选实施方式之一，本专利申请给出一种优选的处理方法(浸泡法)：常温常压条件下，将待处理木材浸泡于所述木材防腐剂中，待处理木材尽可能的保持在液面以下，浸泡处理时间为2-4天。作为采用所述木材防腐剂处理木材的优选实施方式之一，本专利申请给出一种优选的处理方法(抽真空法)：将待处理的木材置于处理罐中，向处理罐中导入所述木材防腐剂；对处理罐抽真空，相对真空度为0.08Mpa，真空处理时间为8h，恢复常压，在常压条件下浸泡处理24h。作为采用所述木材防腐剂处理木材的优选实施方式之一，本专利申请给出一种优选的处理方法(满细胞法)：将待处理的木材置于处理罐中，向处理罐中导入所述木材防腐剂；对处理罐抽真空，相对真空度为0.07-0.08Mpa，真空处理时间为10min；给处理罐加压，加压压力为0.8Mpa，加压时间为15min，压力保持时间为24本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种木材防腐剂，其特征在于，所述木材防腐剂的有效抑菌组分包括水杨酸，所述水杨酸至少以微胶囊的形式存在于所述木材防腐剂中。

【技术特征摘要】
1.一种木材防腐剂，其特征在于，所述木材防腐剂的有效抑菌组分包括水杨酸，所述水杨酸至少以微胶囊的形式存在于所述木材防腐剂中。2.根据权利要求1所述的木材防腐剂，其特征在于，所述水杨酸微胶囊采用下述的方法制备：称取水杨酸溶于8-35mL乙醇中，向水杨酸的乙醇液中加入2-5g复合表面活性剂，升温至40-60℃，加水，然后再加入氯化钠溶液，搅拌得到乳状液；待乳化充分后，加入10-35mL正硅酸乙酯，40-60℃水浴搅拌，即得所述水杨酸微胶囊。3.根据权利要求2所述的木材防腐剂，其特征在于，所述复合表面活性剂由Span80、Tween80复配而成，所述Span80、Tween80的复配质量比为2:3-1:1。4.根据权利要求2所述的木材防腐剂，其特征在于，所述水杨酸与正硅酸乙酯的投加质量比为1∶(5-40)。5.权利要求1-4任一项所述木材防腐剂的应用。6.根据权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫丽，陈爽，雷亚芳，曾飞扬，方森苗，毕振举，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61