一种木材保护剂及其制备方法技术

一种木材保护剂及其制备方法，它涉及一种木材添加剂及其制备方法。它解决了目前硼系化合物作为木材保护剂在水中的溶解度低和渗透性差的问题。木材保护剂按重量份数比由１００份硼酸盐和０．１～５份复合表面活性剂制成。制备方法：一、将硼酸和硼砂混合均匀，再置于２５℃～７５℃的环境中固相反应，然后干燥，得到硼酸盐；二、取复合表面活性剂与硼酸盐混合均匀，即得到木材保护剂。本发明专利技术木材保护剂对人畜无害，在生产及使用过程中不污染环境，可用于实木、人造板及其他木质材料防护处理，具有防腐、防虫、防白蚁、阻燃和抑烟的功能；而且不影响被处理木质材料的外观、力学性能和加工性能。本发明专利技术木材保护剂的制备方法简单，容易操作，且对操作人员无害。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种木材添加剂及其制备方法。技术背景随着人们生活水平的日益提高和科学技术的发展，人们对木材(包括实体 木材、人造板及其它木质材料)的性能要求也不断提高，尤其是木材的防腐性、阻燃性和防虫性能。目前工业上多采用铜铬砷(CCA)防腐剂或铜氨季铵盐 (ACQ)防腐剂进行木材的防腐处理，然而这类防腐剂的使用往往对环境产生 危害。铜铬砷或铜氨季铵盐若流失到土壤中，最后会进入地面水体，其所含的 铜离子对水体中的鱼及其它生物有害；而含砷化合物更为危险，由于人对砷最 为敏感，因此含砷化合物对人的危害也最大，尤其是含砷的防腐木材废弃后尚 无有效的处置方法。硼系化合物(如硼酸和硼砂)对于木材腐朽菌和害虫具有广谱杀菌和杀虫 作用，目前采用硼酸、硼砂或二者的混合物作为防腐剂进行木材的防腐防虫处 理，具有一定效果；又因为硼系化合物对人畜无毒，对环境无害，所以目前被 广泛使用。但是目前的硼系化合物木材保护剂在水中的溶解度低(l(TC硼酸在水中的 溶解度为2.17g;硼砂在水中的溶解度为1.6g)，并且溶解速度慢，影响了实际 应用效果；尤其是制备载药量(硼系化合物)较高的阻燃木材， 一次浸渍处理 难以达到载药率要求，需要多次处理才能提高载药量，生产成本高，工艺复杂。 另外，目前的硼系化合物木材保护剂的渗透性差，所以木材的浸渍处理耗时长。
技术实现思路
'本专利技术的目的是为了解决目前硼系化合物作为木材保护剂在水中的溶解 度低和渗透性差的问题，而提供的。本专利技术木材保护剂按重量份数比由100份硼酸盐和0.1 5份复合表面活性 剂制成；其中的硼酸盐由硼酸和硼砂固相反应制成，硼酸与硼砂的摩尔比为 3.8-4.2 : 1;其中的复合表面活性剂按质量百分比由卯％~99%的碳氢表面活性剂和1%~10%的氟表面活性剂组成。上述木材保护剂按以下步骤制备 一、将摩尔比为3.8~4.2 : 1的硼酸和硼 砂混合均匀，再置于25。C 75""C的环境中固相反应0.5 180h，然后干燥，得到 硼酸盐；二、取硼酸盐质量0.1% 5%的复合表面活性剂与硼酸盐混合均匀， 即得到木材保护剂；其中的复合表面活性剂按质量百分比由90% 99%的碳氢 表面活性剂和1%~10%的氟表面活性剂组成。本专利技术中碳氢表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、垸基酚 聚氧乙烯醚硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚。本专利技术中氟表面活性剂为全氟辛基磺酸盐、全氟垸基磺酸盐、全氟辛基聚 氧乙烯醚、全氟烷基聚氧乙烯醚或全氟烷基羧酸聚乙二醇酯。本专利技术木材保护剂为非晶态、白色粉末状微粒，密度低，堆积密度为 0.5 0.8g/cmS。本专利技术木材保护剂溶解度高，在l(TC条件下水中的溶解度为10g， 在25'C条件下水中的溶解度为20g，在5(TC条件下水中的溶解度为34g，而且 分散性好、流动性好，溶解速度快(搅拌即可溶解)，不仅易溶于水中更易于 分散于黏稠的水性介质，有益于本专利技术木材保护剂浸注木材。本专利技术木材保护剂对人畜无害，在生产及使用过程中不污染环境，可用于 实木、人造板及其他木质材料防护处理，具有防腐、防虫、防白蚁、阻燃和抑 烟的功能；而且不影响被处理木质材料的外观、力学性能和加工性能。本专利技术木材保护剂酸碱性温和(pH值为7.0 8.0)，接近中性，对木材不产 生酸催化或碱催化降解作用，因此经本专利技术木材保护剂处理过的木材的力学性 能长期稳定。本专利技术木材保护剂中硼的含量〉20% (质量)，明显高于硼砂(硼的含量为 11.3%)和硼酸(硼的含量为17%),因此经本专利技术木材保护剂处理木材不仅 具有优异的防腐、防虫和防白蚁功能，而且阻燃和抑烟性能显著提高。由于本专利技术木材保护剂分散性好、流动性好、渗透性强可以采用真空加压 浸注处理、常压处理和深度扩散法处理木材(本专利技术木材保护剂采用深度扩散 法可以对高含水率木材，含水率〉50%的木材进行处理、保护)。本专利技术木材 保护剂处理过的木材表面洁净、无刺激性气味，操作人员加工时也无需进行专 门防护；经过处理的木材不改变材色，无油质感，可用于室内装饰用木材和古建筑木结构的防腐、防虫保护。本专利技术木材保护剂的制备方法简单，容易操作，且对操作人员无害。具体实施方式具体实施方式一本实施方式木材保护剂按重量份数比由100份硼酸盐和 0.1~5份复合表面活性剂制成；其中的硼酸盐由硼酸和硼砂固相反应制成，硼 酸与硼砂的摩尔比为3.8 4.2: 1;其中的复合表面活性剂按质量百分比由 90%~99%的碳氢表面活性剂和1%~10%的氟表面活性剂组成。本实施方式所选用的复合表面活性剂降低了木材保护剂水溶液的表面张 力，使得本实施方式木材保护剂在木材中的渗透性显著提高。具体实施方式二本实施方式与具体实施方式一的不同点是碳氢表面活 性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、垸基酚聚氧乙烯醚硫酸盐、脂肪 醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚。其它与实施方式一相同。具体实施方式三本实施方式与具体实施方式二的不同点是垸基酚聚氧 乙烯醚硫酸盐为烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠、垸基酚聚氧乙烯醚硫酸钾或烷基酚 聚氧乙烯醚硫酸铵。其它与实施方式二相同。具体实施方式四本实施方式与具体实施方式一的不同点是氟表面活性 剂为全氟辛基磺酸盐、全氟垸基磺酸盐、全氟辛基聚氧乙烯醚、全氟烷基聚氧 乙烯醚或全氟垸基羧酸聚乙二醇酯。其它与实施方式一相同。具体实施方式五本实施方式与具体实施方式四的不同点是全氟辛基磺 酸盐为全氟辛基磺酸钠、全氟辛基磺酸铵或全氟辛基磺酸钾。其它与实施方式 四相同。具体实施方式六本实施方式与具体实施方式一的不同点是:硼酸与硼砂 的摩尔比为4: 1。其它与实施方式一相同。具体实施方式七本实施方式与具体实施方式一的不同点是木材保护剂 按重量份数比由i00份硼酸盐和1 4份复合表面活性剂制成。其它与实施方式 一相同。具体实施方式八本实施方式与具体实施方式一的不同点是木材保护剂 按重量份数比由100份硼酸盐和2~3份复合表面活性剂制成。其它与实施方式 一相同。 式与具体实施方式一的不同点是复合表面活性剂按质量百分比由91% 97%的碳氢表面活性剂和3°/。~9%的氟表面活性剂组成。其它与实施方式一相同。具体实施方式十本实施方式与具体实施方式一的不同点是复合表面活 性剂按质量百分比由95%的碳氢表面活性剂和5%的氟表面活性剂组成。其它与实施方式一相同。具体实施方式十一本实施方式木材保护剂按以下步骤制备: 一、将摩尔 比为3.8 4.2 : 1的硼酸和硼砂混合均匀，再置于25。C 75t:的环境中固相反应 0.5 180h，然后干燥，得到硼酸盐；二、取硼酸盐质量0.1% 5%的复合表面活 性剂与硼酸盐混合均匀，即得到木材保护剂；其中的复合表面活性剂按质量百 分比由90%~99°/。的碳氢表面活性剂和1% 10%的氟表面活性剂组成。本实施方式步骤一中制备出的硼酸盐的硼含量〉21% (质量)。本实施方式还可以在步骤一中将复合表面活性剂加入，仅用一个步骤制成 木材保护剂；复合表面活性剂可以与硼酸和硼砂一同混合，复合表面活性剂也 可以在硼酸和硼砂混合之后、固相反应之前加入。本实施方式的碳氢表面活性剂为十二垸基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷 基酚聚氧乙烯醚硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚或垸基酚聚氧乙烯醚；氟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种木材保护剂，其特征在于木材保护剂按重量份数比由１００份硼酸盐和０．１～５份复合表面活性剂制成；其中的硼酸盐由硼酸和硼砂固相反应制成，硼酸与硼砂的摩尔比为３．８～４．２∶１；其中的复合表面活性剂按质量百分比由９０％～９９％的碳氢表面活性剂和１％～１０％的氟表面活性剂组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王清文，张志军，隋淑娟，王奉强，廖恒，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]