含壳聚糖金属配合物的木材防腐剂复合物制造技术

一种含壳聚糖金属配合物的木材防腐剂复合物及其制造方法，其中的防腐剂复合物是由０．５－２．０重量份（下同）壳聚糖金属配合物、０．１－３．０份杀真菌剂、０－０．５份杀虫剂、０．３－５．０份水溶性高分子聚合物、０．１－６．０份表面活性剂、３．０－８．０份有机溶剂、７０－９５份水组成，本防腐剂制造方法：将水溶性高分子聚合物溶于有机溶剂中，加入杀真菌剂和杀虫剂；再加入表面活性剂，维持４０－５０℃，充分搅拌制成浓缩液；充分搅拌中加壳聚糖金属配合物水溶液即成。本防腐剂应用于木材、竹材、秸秆、麻片等植物纤维材料的防腐处理；具有抗流失性强，处理材颜色较浅，防腐性能高，对环境无污染等优点；可采用浸泡、涂刷、喷淋、加压浸注等方法进行处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于木材、竹材、作物秸秆、麻片等含植物纤维材料 的防腐处理的防腐剂及其制造方法。技术背景竹木材具有明显的生物特性，因而经常会受到生物和微生物的 危害，如腐朽、虫蛀及霉变等，不仅缩短了木材的使用寿命，增加了 木材的消耗，而且限制了其应用领域。木材防腐处理是解决以上问题 的主要途径。我国年木材消耗量巨大,但每年防腐处理木材不足木材消费量的1%，和发达国家防腐木材用量占总木材消耗量的30-40%水平相比 还存在巨大的差距。究其原因，其一是我国木材防腐产业规模小，防 腐木材用途较窄，未能在建筑、装饰和户外木质结构中大量使用，导 致我国木材消费量居高不下。其二，竹木材防护剂的研究和产品开发 落后，不能为竹木材防护产业提供高质量的防护剂产品。当前，我国 最多使用的水溶性竹木材防腐剂以铜、铬和砷(CCA)为主要元素，对 人体和环境的负面影响较大，自2004年美国和欧盟等禁止和限用 CCA防腐剂以来，研究和开发CCA的替代物迫在眉睫。为了寻找 防腐防霉效果好、抗流失性强的环保型木竹材防腐防霉剂，世界各国 木竹材保护行业的专家学者付出了艰辛的努力，取得了很大的成就， 如CCB(铜铬硼)、氨溶季铵盐(ACQ)， 二甲基二硫代氨基甲酸铜(CDDC)、铜唑(CuAz)、烷基铵化物(AAC)等。新一代防腐防 霉剂在对人体和环境毒性方面有了很大改善，但也存在一些问题，如 生产成本过髙，或防腐效果不理想，抗流失性较差，性能不稳定，这 些缺陷还有待于进一步改善。随着全球范围内可持续发展战略的提出，开发可再生资源已经 成为一个研究热点，甲壳素(chitin)是一种可再生资源，在自然界 的有机物中数量仅次于纤维素，估计每年生物合成的甲壳素达100 亿t.全世界每年仅水产加工后的甲壳素废弃物约为140万t，如何 充分利用这一宝贵的自然资源，长期以来一直是人们探索的课题。壳 聚糖(chitosan)是甲壳素的脱乙酰化产物，壳聚糖及其衍生物由于具 有抗菌性能引起医药界、食品保鲜业的极大重视，应用范围极广。段 新芳、孙芳利等在2002年的CN1459466专利中介绍了壳聚糖及其衍 生物与金属离子如铜离子或锌离子复合可制备壳聚糖金属配合物 (chitosan metal complex，简称CMC),是一种高效、低毒、抗流失性 较强的木竹材防腐防霉剂。2005年杜予民等在CN1685831专利中介 绍了一种制备壳聚糖/铜复合抗菌剂的方法，该方法将原料壳聚糖提 纯后与过渡金属离子铜配位，并用丙酮/乙醇混合溶剂沉淀，洗涤干 燥获得壳聚糖/铜复合抗菌剂。孙芳利等在"CMC系列防腐剂对毛竹 材的防霉效果研究"(林业科学，2006，42(3))中报道了壳聚糖金属复 合物对竹材常见霉菌如木霉(7>/由￡/"歸v/r,Vfe Pers.ex Fr)、青霉(尸柳'c/,/a附"'加'"鹏Thom)、黑曲霉w/ger V. Tiegh) 等的抑制效果，结果表明壳聚糖金属复合物对以上三种菌都有不同程度的抑制效果。崔兆玉等在"壳聚糖引入桦木的防腐处理"(东北林业大学学报，2002(2))中将壳聚糖与无机物制成复合物用于桦木的处 理，认为可使桦木化学成分和力学性质得到很好保护。由此可以看出，壳聚糖金属复合物是一种有发展前景的木竹材防 腐、防霉药剂，但是对于有些危害木竹材的腐朽菌和霉菌防治效果较 差，需要进一步改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对壳聚糖金属配合物单独作为木材防腐剂时， 对部分危害木竹材的腐朽菌和霉菌防治效果不理想这一缺点，新研发 的一种含壳聚糖金属配合物的木材防腐剂复合物。本专利技术是由壳聚糖金属配合物、水溶性髙分子聚合物、杀真菌剂、 杀虫剂、表面活性剂、有机溶剂和水组成，各组成成分的重量份为壳聚糖金属配合物 0.5 - 2.0份水溶性髙分子聚合物 0.3 - 5.0份杀真菌剂 0.1 - 3.0份杀虫剂 0 - 0.5份表面活性剂 0.1 - 6.0份有机溶剂 3.0 - 8.0份水 70 - 95份本含壳聚糖金属配合物的木材防腐剂复合物，其中的杀真菌剂 是丙环唑、氨基甲酸酯、氨基甲酸正丁基碘代炔丙酯、戊唑醇、噻苯 咪唑、二硫氰基甲垸、4，5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮(简称噻唑啉酮)中任意一种/或两种。其中的杀虫剂是高效氯氰菊酯、吡虫啉、噻虫啉中的任意一种。 其中的水溶性高分子聚合物包括共聚维酮、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇-聚己内酯、苯乙烯-丙烯酸酯类聚合物等物质中的任意一种。其中的表面活性剂为非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂。 其中非离子表面活性剂为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 任意一种，阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钙或十二烷基苯磺酸 钠。其中的有机溶剂为C3 - C8的脂肪醇中至少一种。 配制防腐剂的水质要求符合国家自来水标准。 本含壳聚糖金属配合物的木材防腐剂复合物的生产步骤为① 先将0.3 - 5.0重量份水溶性高分子聚合物溶于3.0 - 8.0重 量份有机溶剂中，再加入0 - 0.5重量份杀虫剂和0.1 - 3.0重量份杀 真菌剂，在40-50'C下搅拌，至完全溶解；② 在①制备的溶液中加入0.1 - 6.0重量份表面活性剂，维持温 度在40-5(TC，搅拌至完全溶解，得有机相；③ 将0.5 - 2.0重量份壳聚糖金属配合物溶解于70 - 95重量份水 中，制得壳聚糖金属配合物水溶液； 在200 - 1000转/分钟转速下，搅拌由②制备的有机相，维持 温度为20-40'C,向处于搅拌的有机相中，以1 - 15L/min的流速加入壳聚糖金属配合物水溶液，加液完毕，维持温度，搅拌lh，即制 得含壳聚糖金属配合物的木材防腐剂复合物。制得的含壳聚糖金属配 合物的木材防腐剂复合物用于木竹材的防腐处理。本含壳聚糖金属配合物的木材防腐剂复合物，所用高分子聚合物 和表面活性剂，主要起到稳定有机木竹材防腐、防霉及防虫药剂在水 溶液中的稳定性、分散性和在木竹材中的固着性，使配制出的防腐、防霉及防虫水基制剂粒径用动态光散射粒径测试仪测试在100 - 500 纳米，达到或接近透明，以便于药剂进入并固定在木竹材内部。本含壳聚糖金属配合物的木材防腐剂复合物，可以加入其他组分 如含硼化合物、染料、阻水剂、抗氧化剂等。含硼化合物包括硼酸、 硼砂等；根据木材颜色的需要，可以加入各种染料；阻水剂包括各种 蜡型阻水剂如巴西棕榈蜡、聚乙烯蜡，以及硅酮等含硅阻水剂；稳定 剂可以包括各种UV吸收剂如4-氨基苯甲酸、3-苯亚甲基樟脑、苯酚、 苯甲酸、水杨酸-2-乙基己基酯等。本含壳聚糖金属配合物的木材防腐剂复合物的有益效果是:使用 本含壳聚糖金属配合物的木材防腐剂复合物处理木竹材，其纳米级粒 径使药剂容易进入木材中防腐性能高、对环境无影响；可采用浸泡、 涂刷、喷淋、加压浸注等多种方法处理，使用范围广。具体实施方式实施例各组成成分与配比见表1。以下用表1中的实施例2、 4、 11来 说明。实施例2欲配制9.17kg主要由壳聚糖铜配合物、丙环唑、戊唑醇和噻虫啉 组成的复合物防腐剂，则应该相应地称取共聚维酮0.05kg，丙环唑 0.06kg，噻虫啉0.01kg，戊唑醇0.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含壳聚糖金属配合物的木材防腐剂复合物，是由壳聚糖金属配合物、水溶性高分子聚合物、杀真菌剂、杀虫剂、表面活性剂、有机溶剂和水组成，各组成成分的重量份为：壳聚糖金属配合物０．５－２．０份水溶性高分子聚合物０．３－５． ０份杀真菌剂０．１－３．０份杀虫剂０－０．５份表面活性剂０．１－６．０份有机溶剂３．０－８．０份水７０－９５份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙芳利，陈安良，鲍滨福，段新芳，毛胜凤，杨乐，李桥，
申请(专利权)人：浙江林学院，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]