一种木材用防虫防腐液及其制备方法与流程

本发明涉及木材防虫防腐，具体为一种木材用防虫防腐液及其制备方法。

背景技术：

1、作为一种可再生的天然环保材料，木材具有良好的力学性质、强重比高、耐冲击、易于加工等特点，被广泛应用于防污、家具等领域。但由于木材表面存在大量的亲水性基团，和其自身的结构特点，会给真菌等微生物提供合适的生长空间，导致木腐菌等微生物的快速生长，造成木材的腐朽，使其使用价值降低。为解决这类问题，人们对木材防腐进行了研究，而在众多的木材防腐方式的研究中，对木材防腐剂的研究是最为广泛的。木材防腐剂主要分为油类防腐剂、油载型防腐剂和水载型防腐剂，油类、油载型防腐剂对人畜、环境等的影响较大，而现有的一些水载木材防腐剂，其抗流失性能较差，对有害昆虫的侵蚀抗性不佳，且处理木材后其尺寸稳定性、耐久性差。因此，我们提出一种木材用防虫防腐液及其制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种木材用防虫防腐液及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种木材用防虫防腐液的制备方法，包括a组分和b组分；所述a组分由以下工艺制得：

3、取乳化剂、去离子水混合，在氮气气氛中，加热至75～80℃，缓慢加入异噻唑啉酮衍生物、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、60%～65%组分质量的引发剂，60min内加完，加完后，升温至83～87℃，反应100～150min；

4、加入丙烯酸树脂、剩余组分质量的引发剂，继续反应3.0～3.5h，以500～720r/s的转速分散5～10min，用水稀释至固含量为1%，得到a组分；

5、所述b组分包括以下质量组分：10份壳聚糖和0.1～0.3份硼酸铜。

6、进一步的，a组分由以下质量组分制得：10～30份丙烯酸树脂、3～5份异噻唑啉酮衍生物、8.0～9.0份丙烯酸丁酯、8.0～9.0份甲基丙烯酸甲酯、2份丙烯酸、0.9～1.0份引发剂、0.38～0.46份乳化剂、38～46份去离子水。

7、进一步的，非离子型乳化剂ae-200、阴离子型乳化剂m-10s的混合物，质量比为1:2。

8、进一步的，引发剂为过硫酸钾kps。

9、进一步的，丙烯酸树脂为有机硅改性丙烯酸树脂。

10、进一步的，所述异噻唑啉酮衍生物由以下工艺制得：

11、取溴代十一烷酸甲酯、乙腈混合，搅拌并加入异噻唑啉酮，升温至88～92℃温度下，冷凝，回流反应7.5～8.5h；减压蒸馏去除溶剂乙腈，丙酮洗涤，57～63℃温度下真空干燥3.5～4.5h，得到季铵化产物；

12、取苯、甲醇混合，加入季铵化产物、2-甲基烯丙基胺，搅拌，升温至80～85℃，冷凝回流，反应9.5～10.5h；减压蒸馏去除溶剂甲醇，乙醚萃取，57～63℃干燥3.5～4.5h，得到酰胺化产物，记为异噻唑啉酮衍生物。

13、进一步的，溴代十一烷酸甲酯、乙腈的比例为35g;100ml；

14、溴代十一烷酸甲酯、异噻唑啉酮的摩尔比为1:（1.1～1.5）。

15、进一步的，苯、甲醇的体积比为3:1；

16、季铵化产物、2-甲基烯丙基胺的质量比为10:（0.43～0.45）。

17、进一步的，所述壳聚糖经过改性，具体改性工艺为：

18、取醋酸溶液，加入壳聚糖，搅拌溶解，加入5-噻唑甲醛，搅拌反应160～200min；加入氢氧化钠溶液，静置沉淀，抽滤，洗涤，干燥，得到改性壳聚糖。

19、进一步的，壳聚糖、醋酸溶液的比例为1g/100ml；

20、壳聚糖、5-噻唑甲醛的质量比为10:（23～24）；

21、氢氧化钠溶液的质量浓度为1%。

22、进一步的，所述b组分由以下工艺制得：

23、取醋酸溶液、改性壳聚糖混合，加入硼酸铜，搅拌，得到b组分。

24、进一步的，改性壳聚糖、硼酸铜、醋酸溶液的比例为1.0g:（0.1～0.3）g:50ml；

25、硼酸铜以水溶液的形式加入，硼酸铜水溶液的质量浓度为5%。

26、进一步的，醋酸溶液的质量浓度为1%。

27、进一步的，所述防虫防腐液采用真空浸渍的方式实现在木材上的应用，具体包括以下工艺：

28、将待处理木材抽真空10～30min，真空度为0.080～0.095mpa；

29、浸注b组分中20～30min，加压至1.0～1.4mpa，继续浸注20～40min，取出；

30、浸注a组分中20～30min，加压至1.0～1.4mpa，继续浸注30～60min，取出；

31、常温干燥24h，60～80℃烘燥3～5h，升温至100～110℃烘燥2～4h。

32、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

33、1.本发明的木材用防虫防腐液的制备方法，通过溴代十一烷酸甲酯中的溴基与异噻唑啉酮胺基，将十一烷酸甲酯与异噻唑啉酮接枝，得到季铵化产物；然后将得到的季铵化产物中引入的烷酸甲酯与2-甲基烯丙基胺中的胺基发生酰胺化反应，从而得到具有丙烯基的异噻唑啉酮衍生物，利用引发剂将其与丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸等单体共聚，得到预聚体，而后加入丙烯酸树脂，从而制得具有异噻唑啉酮季铵盐的聚丙烯酸树脂乳液；其中的异噻唑啉酮衍生物组分具有烷基长链的杂环季铵盐，能够提高所制a组分的抗菌活性，吸附在细菌的表面并破坏其结构，实现其强而有效杀菌性能，从而增强所制防虫防腐液对木材的缓释杀菌效果。

34、2.本发明的木材用防虫防腐液的制备方法，通过壳聚糖溶于醋酸溶液中，与添加的5-噻唑甲醛发生亲核加成，形成席夫碱，得到具有氮杂环结构的改性壳聚糖，而后通过静电作用，将改性壳聚糖与硼酸铜络合，与铜离子配位，从而得到具有抗菌杀虫效果的b组分。

35、3.本发明的木材用防虫防腐液的制备方法，当b组分真空浸渍于木材表面时，带有正电性的改性壳聚糖-硼酸铜，能够与木材表面带负电荷的纤维素纤维形成坚固的表面膜，牢固附着在木材的表面及其孔隙中，抑制微生物和有害昆虫的侵蚀，实现对木材的防腐防虫功能。且，b组分在木材表面孔隙中的络合，确保了其高渗透性，同时在一定程度上改善其在木材表面的抗流失性，处理后的木材，其尺寸稳定性得到改善。

36、4.本发明的木材用防虫防腐液的制备方法，通过将b组分处理后的木材浸渍于a组分，热处理干燥后，异噻唑啉酮衍生物、丙烯酸树脂等聚合形成的乳液在木材表面成膜、固化，提高了木材的防水性能。a组分的杂环分子结构中，氮、氧等元素易与b组分中铜离子的空轨道形成配位键，且a组分丙烯酸的羧基基团也能够与铜离子配位络合，将b组分所制膜层与a组分所制膜层有效结合，增强二者间的界面强度，进一步改善木材的尺寸稳定性和耐久性。

技术特征：

1.一种木材用防虫防腐液的制备方法，其特征在于：防虫防腐液包括a组分和b组分；

2.根据权利要求1所述的一种木材用防虫防腐液的制备方法，其特征在于：所述a组分由以下质量组分制得：10～30份丙烯酸树脂、3～5份异噻唑啉酮衍生物、8.0～9.0份丙烯酸丁酯、8.0～9.0份甲基丙烯酸甲酯、2份丙烯酸、0.9～1.0份引发剂、0.38～0.46份乳化剂、38～46份去离子水。

3.根据权利要求1所述的一种木材用防虫防腐液的制备方法，其特征在于：所述异噻唑啉酮衍生物由以下工艺制得：

4.根据权利要求3所述的一种木材用防虫防腐液的制备方法，其特征在于：所述溴代十一烷酸甲酯、异噻唑啉酮的摩尔比为1:（1.1～1.5）。

5.根据权利要求3所述的一种木材用防虫防腐液的制备方法，其特征在于：所述季铵化产物、2-甲基烯丙基胺的质量比为10:（0.43～0.45）。

6.根据权利要求1所述的一种木材用防虫防腐液的制备方法，其特征在于：所述壳聚糖经过改性，具体改性工艺为：取醋酸溶液，加入壳聚糖，搅拌溶解，加入5-噻唑甲醛，搅拌反应160～200min；加入氢氧化钠溶液，静置沉淀，抽滤，洗涤，干燥，得到改性壳聚糖。

7.根据权利要求6所述的一种木材用防虫防腐液的制备方法，其特征在于：所述壳聚糖、5-噻唑甲醛的质量比为10:（23～24）。

8.根据权利要求6所述的一种木材用防虫防腐液的制备方法，其特征在于：所述b组分由以下工艺制得：取醋酸溶液、改性壳聚糖混合，加入硼酸铜，搅拌，得到b组分。

9.根据权利要求8所述的一种木材用防虫防腐液的制备方法，其特征在于：所述改性壳聚糖、硼酸铜、醋酸溶液的比例为1.0g:（0.1～0.3）g:50ml。

10.根据权利要求1-9任一项所述制备方法制得的一种木材用防虫防腐液：所述防虫防腐液采用真空浸渍的方式实现在木材上的应用，具体包括以下工艺：

技术总结本发明涉及木材防虫防腐技术领域，具体为一种木材用防虫防腐液及其制备方法，防虫防腐液包括A组分和B组分；A组分由以下工艺制得：取乳化剂、去离子水混合，在氮气气氛中，加热，缓慢加入异噻唑啉酮衍生物、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、60%～65%组分质量的引发剂，升温反应；加入丙烯酸树脂、剩余组分质量的引发剂，继续反应，以500～720r/s的转速分散5～10min，用水稀释至固含量为1%，得到A组分。本发明通过溴代十一烷酸甲酯、异噻唑啉酮、2‑甲基烯丙基胺间的反应，得到异噻唑啉酮衍生物，为具有烷基长链的杂环季铵盐，提高A组分的抗菌活性，增强所制防虫防腐液对木材的缓释杀菌效果。技术研发人员：张焕民,刘文帅,孙杰,吴恭伟受保护的技术使用者：江苏零界科技集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/31