一种低毒性木材防腐剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种木材防腐剂的制备方法及其在木材防腐处理中的应用，属木材保护领域。所述防腐剂为蛋白铵铜硼盐防腐剂溶液,固着剂为禽类羽毛蛋白热解液，防腐剂的制备方法是将硼砂和硫酸铜进行混合，再加入蛋白热解液复配生成蛋白铵铜硼盐防腐剂。防腐处理方法有常温常压浸渍、干燥工序。试验证明：硫酸铜、硼砂与羽毛蛋白发生化学反应形成一种氨基酸金属盐、氨基酸盐，能在木材内部形成一种不溶于水的聚合体网络，从而可以在一定程度上提高铜、硼在木材内的固着性能。经防腐处理的木材试件较之空白试件，颜色变蓝，但颜色整体加深程度不大且不会覆盖木材纹理，可认为该防腐剂对木材材色影响较轻。经耐腐试验证明防腐剂防腐效果较佳。

说明书

技术领域

本发明属于木材保护领域，具体涉及一种木材防腐剂、防腐剂的制备方法及其在木材防腐中的应用。

背景技术

传统使用的木材防腐剂由于具有毒性，容易给人类和周围环境带来危害和污染，如常用的木材防腐剂有煤杂酚油、五氯苯酚、铬化砷酸铜(CCA)等，其中煤杂酚油、五氯苯酚对环境和人畜有较大的毒性，砷和铬同样会威胁人体健康和环境质量，因此为顺应环境保护的需求，开发研究具有环保性能，且抗流失性能强的防腐剂是当今木材防腐剂研究的趋势。

相比之下铜对真菌有较好抑制作用的同时，对环境柔和对人畜无害，此外，硼化物防腐剂也日益增多，硼化物既能使木材免受真菌的侵害，又能防昆虫并且毒性特别低。截至目前的报导主要是将铜基防腐剂、硼基防腐剂分别应用于木材防腐领域，或者将两者混合复配应用，但将铜、硼与有机化合物复合，建立铜、硼与有机化合物螯合的反应体系，生成多功能型低毒蛋白铵铜硼盐防腐剂的研究或产品还未见报导。

发明内容

本研究以食品工业废弃物禽类羽毛作为动物蛋白的来源，在防腐剂制备阶段入手，作为有机化合物引入动物蛋白，将铜、硼与之复合，配制形成低毒性的螯合蛋白铵铜硼盐防腐剂。

为了弥补现有技术的不足，本发明的第一目的在于提供一种质材防腐剂；第二目的在于提供所述防腐剂的制备方法。

本发明的第一目的是这样实现的：

一种低毒性木材防腐剂及其制备方法，以重量份计，所述防腐剂含有：硫酸铜4-7份、硼砂5-8份、热解液5-30份；热解液制备方法为：将新鲜羽毛家禽类羽毛洗净后用亚硫酸钠(NaHSO₃)进行预处理，预处理时间为16-30h，再在浓度为6-8％的氢氧化钠(NaOH)溶液中进行热解，预处理后羽毛与氢氧化钠溶液的重量份为1:4-1:10，热解温度为140-160℃，热解时间为4-8h，然后形成热解液；按所述配方比例量取硫酸铜和硼砂，在25-30℃下，混合后一起溶解于水中，充分溶解后得硫酸铜和硼砂的蓝色悬浊液，进而加入禽类羽毛蛋白热解液同时搅拌，形成褐色混浊液，即获得所述低毒性木材防腐剂。

本发明所述防腐剂优选配方为：硫酸铜4份、硼砂5份、禽类羽毛蛋白热解液18份。

本发明在所述热解液制备完成后，缓慢滴入盐酸或乙酸，同时搅拌调节使其PH值为5左右，再加入氨水直至溶液澄清形成深蓝色澄清溶液。

本发明应用于木材防腐的方法，为常温常压浸渍，以及干燥工序，包括以下具体步骤：

A、浸渍：将木材试件在10-30℃下浸泡在防腐剂中，密封后浸渍24h，每个试样在防腐处理前称质量为M₀，处理后拭去表面液体再次称重记为M₁；

B、干燥：

1).将被防腐剂充分渗透的木质试件在大气条件下进行自然干燥1-2天。

2).将经过自然干燥的木材防腐试件在50-60℃下干燥至含水率为10-12％。

本发明的有益效果是，经试验证明：本发明所述的木材防腐剂中具有螯合的蛋白铜硼盐，具有很好的固着性，进入到木材的当中后，能在木材内部形成一种不溶于水的聚合体网络，从而可以提高铜、硼在木材内的固着性能，达到长效防腐的目的。

此外，本发明所述的木材防腐剂配方中的禽类羽毛蛋白为天然材料，还具有来源广泛、无毒无害等优点。观察评定处理材的外观可知，经过防腐处理的木材较之空白试件，没有明显变化且颜色均匀，可以认为该防腐剂对木材材色基本没有影响。对比耐腐试验后空白试件与防腐试件的外观，空白试件表面腐蚀十分严重，防腐试件保持了很好的完整度和色泽，说明该防腐剂对木材有较好的防腐效果。

附图说明

图1为不同实施例中的失质率状态图。

具体实施方式

一种低毒性木材防腐剂及其制备方法，以重量份计，所述防腐剂含有：硫酸铜4-7份、硼砂5-8份、热解液5-30份；热解液制备方法为：将新鲜家禽类羽毛洗净后用亚硫酸钠(NaHSO₃)进行预处理，预处理时间为16-30h，再在浓度为6-8％的氢氧化钠(NaOH)溶液中进行热解，预处理后羽毛与氢氧化钠溶液的重量份为1:4-1:10，热解温度为140-160℃，热解时间为4-8h，然后形成热解液；按所述配方比例量取硫酸铜和硼砂，在25-30℃下，混合后一起溶解于水中，充分溶解后得硫酸铜和硼砂的蓝色悬浊液，进而加入禽类羽毛蛋白热解液同时搅拌，形成褐色混浊液，即获得所述低毒性木材防腐剂。

本发明所述防腐剂优选配方为：硫酸铜4份、硼砂5份、禽类羽毛蛋白热解液18份。

本发明在所述热解液制备完成后，缓慢滴入盐酸或乙酸，同时搅拌调节使其PH值为5左右，再加入氨水直至溶液澄清形成深蓝色澄清溶液。

本发明应用于木材防腐的方法，为常温常压浸渍，以及干燥工序，包括以下具体步骤：

A、浸渍：将木材试件在10-30℃下浸泡在防腐剂中，密封后浸渍24h，每个试样在防腐处理前称质量为M₀，处理后拭去表面液体再次称重记为M₁；

B、干燥：

1).将被防腐剂充分渗透的木质试件在大气条件下进行自然干燥1-2天。

2).将经过自然干燥的木材防腐试件在50-60℃下干燥至含水率为10-12％。

实施例一

采用硫酸铜4份、硼砂5份、禽类羽毛蛋白热解液18份。其热解液制备方法为：将新鲜鸡毛洗净后用亚硫酸钠(NaHSO₃)进行预处理，预处理时间为16h，再在浓度为8％的氢氧化钠(NaOH)溶液中进行热解，预处理后羽毛与氢氧化钠溶液的重量份为1:4，热解温度为150℃，热解时间为6h，然后形成热解液；按所述配方比例量取硫酸铜和硼砂，在25℃下，混合后一起溶解于水中，充分溶解后得硫酸铜和硼砂的蓝色悬浊液，进而加入禽类羽毛蛋白热解液同时搅拌，形成褐色混浊液，即获得所述低毒性木材防腐剂。

本发明在所述热解液制备完成后，缓慢滴入盐酸或乙酸，同时搅拌调节使其PH值为5，再加入氨水直至溶液澄清形成深蓝色澄清溶液。

实施例二

采用硫酸铜7份、硼砂5份、热解液20份；热解液制备方法为：将新鲜羽毛鸭毛洗净后用亚硫酸钠(NaHSO₃)进行预处理，预处理时间为30h，再在浓度为6％的氢氧化钠(NaOH)溶液中进行热解，预处理后羽毛与氢氧化钠溶液的重量份为1:6，热解温度为160℃，热解时间为8h，然后形成热解液；按所述配方比例量取硫酸铜和硼砂，在30℃下，混合后一起溶解于水中，充分溶解后得硫酸铜和硼砂的蓝色悬浊液，进而加入禽类羽毛蛋白热解液同时搅拌，形成褐色混浊液，即获得所述低毒性木材防腐剂。

本发明在所述热解液制备完成后，缓慢滴入盐酸或乙酸，同时搅拌调节使其PH值为5.1，再加入氨水直至溶液澄清形成深蓝色澄清溶液。

实施例三

采用硫酸铜5份、硼砂8份、热解液5份；热解液制备方法为：将新鲜羽毛鹅毛洗净后用亚硫酸钠(NaHSO₃)进行预处理，预处理时间为28h，再在浓度为7％的氢氧化钠(NaOH)溶液中进行热解，预处理后羽毛与氢氧化钠溶液的重量份为1:8，热解温度为140℃，热解时间为4h，然后形成热解液；按所述配方比例量取硫酸铜和硼砂，在25℃下，混合后一起溶解于水中，充分溶解后得硫酸铜和硼砂的蓝色悬浊液，进而加入禽类羽毛蛋白热解液同时搅拌，形成褐色混浊液，即获得所述低毒性木材防腐剂。

本发明在所述热解液制备完成后，缓慢滴入盐酸或乙酸，同时搅拌调节使其PH值为4.9，再加入氨水直至溶液澄清形成深蓝色澄清溶液。