Способ получения антисептика для пропитки древесины

 

Изобретение относится к подготовке древесных материалов в строительстве и может быть использовано в качестве пропиточного антисептического и биоогнезащитного состава. Способ включает приготовление водорастворимого препарата, содержащего диаммонийфосфат, карбамид и фтористый натрий. В препарат дополнительно вводят водный раствор ацетоноформальдегидной смолы. Определенное соотношение компонентов состава обеспечивает высокие антисептические и огнезащитные свойства. 2 табл.

Изобретение относится к получению антисептиков для пропитки древесины. Известен способ получения антисептиков, содержащих фторид натрия и борную кислоту. Известен препарат ФБС-211, который получают смешением фторида натрия, борной кислоты и кальцинированной соды /Ломакин А.Д. Защита древесины и древесных материалов. - М.: Лесная промышленность, 1990. - 213с./ [1] .

Препарат ФБС-211 относится к умеренно растворимым антисептикам (растворимость его при 20^oС - 10%), вымываемом из древесины. Получают препарат смешением компонентов при массовом соотношении фторида натрия, борной кислоты и соды 2:1:1.

Недостатком способа является невысокое качество получаемого препарата, определяемое низкой растворимостью, недостаточно высокой проникающей способностью в древесину и высокой токсичностью готового продукта (второй класс опасности по стандарту /ГОСТ 12.1.007-76. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. - М.: Изд-во стандартов, 1977/ [2]).

Наиболее близким по сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу и принятым за прототип, является способ получения антисептика путем растворения в воде препарата ДМФ, включающий, мас.%: Диаммонийфосфат - 25-42 Карбамид - 25-42 Фтористый натрий - 16-50 /ГОСТ 200228-82. Защита древесины. Классификация. - М.: Изд-во стандартов, 1982/ [3].

Недостатком этого способа является, при хороших антипиреновых свойствах, недостаточные антисептические, а при увеличении доли фтористого натрия в препарате возрастает экологическая опасность пропиточных составов (второй класс опасности по стандарту /ГОСТ 12.1.007-76. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. - М.: Изд-во стандартов, 1977/ [2] ).

Техническим результатом изобретения является повышение защищающей способности антисептических составов без увеличения концентраций вредных для человека и экологически опасных компонентов.

Технический результат достигается тем, что в водорастворимый препарат, содержащий 42 мас.% диаммонийфосфата, 42 мас.% карбамида и 16 мас.% фтористого натрия, дополнительно вводят 1-6% водный раствор ацетоноформальдегидной смолы марки АЦФ-3М-65 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Водорастворимый препарат - 18 Водный раствор ацетоноформальдегидной смолы марки АЦФ-3М-65 - 82 Ацетоноформальдегидная смола выпускается отечественной химической промышленностью в виде 65%, 75%, 85% - водных растворов.

В лабораторных условиях для экспертной оценки заявляемого способа получения антисептика для пропитки древесины были приготовлены несколько составов на основе ДМФ путем растворения его в воде в соответствии со стандартом /ГОСТ 20022.2-80. Защита древесины. Классификация. - М.: Изд-во стандартов, 1980/ [4] и по заявляемому изобретению растворением в растворе ацетоноформальдегидной смолы марки АЦФ-3М-65 /ТУ 64-11-11-88. Смола ацетоноформальдегидная АЦФ-3М-65.- Самара, 1988/ [5].

Во всех примерах препарат ДМФ имел одинаковый состав, мас.%: Диаммонийфосфат - 42 Карбамид - 42
Фтористый натрий - 16
Такие соотношения компонентов выбраны из расчета не опасного содержания фтористого натрия в приготовленных составах при растворении указанной смеси до 18 массовых процентов в растворах ацетоноформальдегидной смолы марки АЦФ-3М-65.

Каждый из составов испытывали для определения биологической устойчивости и активности против дереворазрушающих плесневых грибов.

Для инфицирования использовали споры грибов: Mucor, Cladosporium, Aspergillus и Penicillium.

Испытания проводили на образцах свежевыпиленной заболонной сосновой древесины размером: 5х15х180 мм и влажностью 80%.

Опытные образцы обрабатывались методом погружения в пропиточные растворы и выдерживались в течение 50 суток во влажной камере при температуре 20±2^oC. В течение опыта проводили промежуточные наблюдения за обрастанием грибками с интервалом в 10 суток с момента постановки опыта. Площадь обрастания образцов выражали в процентах к площади всего образца, а затем определяли сохранность образцов. Результаты микробиологических исследований приведены в таблице 1.

Испытания по оценке устойчивости древесины к воздействию плесневых грибов проводились по стандарту /ГОСТ 9.049-91. Материалы полимерные и их компоненты. - М.: Изд-во стандартов, 1992/ [6] в питательной среде Чапека. Для заражения образцов использовали чистые культуры грибов наиболее распространенных родов Aspergillus и Penicillium. Грибостойкость материалов оценивали по интенсивности развития грибов на образцах по 6-ти бальной шкале /ГОСТ 9.049-91. Материалы полимерные и их компоненты. - М.: Изд-во стандартов, 1992/ [6]. Результаты испытания показали незначительный рост плесневых грибов на образцах, обработанных составами 2, 3, 4 (табл.1), приготовленными заявляемым способом. В соответствии со стандартом /ГОСТ 9.049-91. Материалы полимерные и их компоненты. - М.: Изд-во стандартов, 1992/ [6] эти образцы можно оценить 2; 1; 0 - баллами.

По результатам микробиологических испытаний можно сделать вывод, что антисептические составы 3, 4, 5, приготовленные по предлагаемому способу, обладают высокими антисептическими свойствами.

Состав 2 не дает заметного улучшения антисептических свойств по сравнению с прототипом (состав 1).

Состав 5 (сухая смесь ДМФ растворена в 6% растворе АЦФ-3М-65) дает максимальный эффект по антисептическим свойствам, но придает повышенную длительную липкость поверхностей обрабатываемых образцов.

Оптимальными составами являются составы, полученные растворением сухой смеси ДМФ в 2-4% концентрации растворов АЦФ-3М-65. Таким образом, как показали токсикологические испытания, в выбранных пределах соотношений компонентов снижается класс опасности смеси со 2-го до 3-го. При проведении комплексных испытаний был обнаружен дополнительный положительный эффект составов, полученных заявляемым способом, а именно, огнезащитные свойства.

Испытания огнезащитных свойств древесины, пропитанных полученными по заявляемому способу составами и составом-прототипом, проводили методом "огневой трубы". Результаты испытаний приведены в таблице 2.

По результатам испытаний огнезащитных свойств можно сделать вывод, что составы 3, 4, 5, приготовленные по предлагаемому способу, обладают высокими огнезащитными свойствами.

При этом состав 2 не дает заметного улучшения, по сравнению с прототипом (состав 1), качества ни по биостойкости, ни по огнестойкости древесины.

Состав 5 дает максимальный эффект по антисептическим свойствам, но придает повышенную длительную липкость поверхностей обработанных материалов.

Оптимальными составами являются составы, полученные растворением сухой смеси ДМФ в 2-4% концентрации растворов АЦФ-3М-65. Такие составы обладают хорошими антисептическими свойствами и обеспечивают вторую группу огнезащитной эффективности при двукратной обработке.

Повышение защитного эффекта заявляемого антисептика, полученного заявляемым способом обусловлено направленным комплексным действием ацетоноформальдегидной смолы.

Олигомерные метилолацетоновые соединения, составляющие основу смолы, обладают самостоятельными антисептическими свойствами. Кроме того, имеют теоретическое обоснование следующие факторы:
- наличие в смоле высокоактивных гидроксильных и карбонильных групп повышают проникающую способность раствора;
- ароматические кольца лигнина древесины, содержащие свободные фенольные гидроксильные группы, химически взаимодействуют с метилольными составляющими смолы;
- целлюлоза древесины также постепенно взаимодействует с метилолацетоновыми олигомерами;
- химически активные элементы древесины играют определенную роль, выступая в качестве катализаторов или инициаторов процессов полимеризации и поликопденсации смолы;
- смола АЦФ-3М-65 относится к негорючим, трудновозгораемым веществам, поэтому ее совместное присутствие с диаммонийфосфатом и другими антипиренами дает синергетический эффект и повышает огнестойкость обработанной древесины;
- при повышенной температуре более 100^oС, избыток смолы, не вступившей во взаимодействие с активными веществами древесины, а также новообразования отверждаются, превращаясь в трудносгораемый материал. Волокна древесины, покрытые пленкой смолы и продуктами ее новообразований, после прекращения пламенного горения не тлеют.

Совокупность этих и других возможных процессов и обуславливают заметное усиление антисептических и огнезащитных свойств составов, полученных растворением смеси ДМФ в растворе АЦФ-3М-65.

Проведенный заявителем анализ по научно-техническим и патентным источникам информации позволили выявить отличительные признаки в заявленном техническом решении. Следовательно, заявленный способ приготовления антисептика удовлетворяет критерию "новизна".

В обнаруженной информации отсутствуют сведения об указанном техническом результате и из нее не выявляется влияние отдельных признаков на достижение положительного результата. Следовательно, данное техническое решение удовлетворяет критерию "изобретательский уровень".

Критерий изобретения "промышленная применимость" подтверждается тем, что предлагаемый способ приготовления антисептика для пропитки древесины на основе растворов анетоноформальдегидной смолы марки АЦФ-3М-65 включает в себя доступные выпускаемые отечественной промышленностью вещества и может успешно, без повышения капитальных затрат, использоваться в производствах по подготовке древесных материалов в строительстве.

Формула изобретения

Способ получения антисептика для пропитки древесины, включающий приготовление водорастворимого препарата, содержащего 42 мас. % диаммонийфосфата, 42 мас. % карбамида и 16 мас. % фтористого натрия, отличающийся тем, что в препарат дополнительно вводят 1-6%-ный водный раствор ацетоноформальдегидной смолы марки АЦФ-ЗМ-65 при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Водорастворимый препарат - 18
Водный раствор ацетоноформальдегидной смолы марки АЦФ-ЗМ-65 - 82

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2