[发明专利]一种基于弱相结构增强的离子螯合木材防腐处理方法

说明书

本发明提供了一种基于弱相结构增强的离子螯合木材防腐处理方法，包括：制备离子螯合型木材防腐剂，按照质量分数取有机杀菌剂0.5～1％、螯合剂0.05～0.1％、稳定剂0.05～0.1％、渗透剂0.05～0.1％、消泡剂0.05～0.1％，水98.6～99.3％，在40℃下搅拌制成离子螯合型木材防腐剂，有机杀菌剂为异噻唑啉酮类化合物；在一定的压力和时间条件下将所制备的离子螯合型木材防腐剂浸渍到木材内部；取出浸渍材，在干燥窑中干燥得到防腐处理材。离子螯合钝化型木材防腐剂具有很好的稳定性、渗透性，同时有机杀菌剂用量少；离子螯合钝化型木材防腐剂处理材具有很好的防腐性能和抗流失性能，能有效减小甚至避免木材弱相结构的失效行为；能有效协同多种木材防腐处理工艺，方法操作简单、成本低廉、可实施推广。

技术领域

本发明涉及木材保护技术领域，特别是涉及一种基于弱相结构增强的离子螯合木材防腐处理方法。

背景技术

木材是一种由纤维素、半纤维素、木质素和低分子碳水化合物等组成的天然生物质材料，因其具有强重比高、可循环再生等优点被广泛用于建筑、家具、地板等领域。然而，当木材在户外使用时，木材中的半纤维素和低分子碳水化合物等化学组分是木材的弱相结构，其最易受到微生物(如腐朽菌、霉菌等)的侵害而发生降解和失效。该弱相结构的破坏和失效是造成腐朽木材整体外观及力学性能下降的关键因素，严重降低木制品的使用价值。木材防腐或改性处理可有效延缓或抑制木材弱相结构在微生物作用下的破坏和失效，是目前延长木材使用寿命和提升产品附加值的最重要技术手段之一。

在木材防腐处理中，目前国内外使用最广泛的防腐剂是重金属盐类防腐剂，但重金属盐的使用会给人体和环境造成一定程度的危害。近年来，随着人们环保意识的提高，传统重金属型防腐剂的应用逐渐减小，环保水载型有机木材防腐剂逐渐展现出了独特的优势。有机木材防腐剂摆脱了金属型防腐剂带来的环境污染问题，具备高效环保的优势，在户外防腐方面的应用上表现出来巨大的发展潜力。但是，近来的研究发现，腐朽菌对木材的破坏活动与微量元素的扩散和还原密切有关，如铁离子已被证实是造成木材腐败失效的关键因素，同时也促进了有机防腐剂的生物降解，使得水载型有机木材防腐剂存在易生物降解和失效的严重弊端，严重影响了有机木材防腐剂的使用时效及性能，木材的环保长效防腐仍然是木材防护领域的一道尚待破解的技术难题。因此，针对目前有机木材防腐剂易生物降解、时效短的技术难题，研发出一种新型绿色木材防腐剂以及相应的木材防腐处理方法，有效减小甚至避免木材微生物失效行为的发生就具有紧迫的现实必要性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种采用离子螯合剂构建的一种离子螯合型有机木材防腐剂及其应用方法，利用离子螯合钝化作用延缓或阻止有机杀菌剂发生生物降解和失效，其中的离子螯合型有机木材防腐剂为一种环保、高效、稳定及抗流失的防腐剂，能有效保护木材弱相结构的失效，增强木材本体对微生物(如腐朽菌、霉菌等)侵害的抵抗作用，显著提升木材的整体防腐性能，能为人工林木材结构调控和提质增效提供技术支撑。

螯合剂是一种能与金属离子形成稳定环状结构的配合物，它能降低金属离子的催化作用。螯合剂被广泛用在工业生产和加工中，如在废水净化过程中，螯合剂能补捉和去除水中有毒的金属离子。在化学包覆中，螯合剂能在无机物质表面吸附达到包覆效果。卢子强等人以大豆蛋白作为铜的螯合剂，提高了处理材中铜的抗流失能力，流失处理后固着率增加了40％(大豆蛋白用作水溶性防腐剂中铜的螯合剂的初步研究)。专利CN201910518750.0(一种高活性的复配型生物防腐剂及其加工工艺)采用乳酸钠和焦磷酸钠混合物作为螯合剂，将其与抗菌剂、有机酸和粘结剂等制成复配型防腐剂，发现各组分有很好的协同效果，除了能减少了单组份抗菌成分用量外，其防腐效果比单组份防腐抑菌率好。

本发明的目的在于提供一种基于弱相结构增强的离子螯合木材防腐处理方法，包括：

S1，制备离子螯合型木材防腐剂；

S2，在一定的压力和时间条件下将所制备的离子螯合型木材防腐剂浸渍到木材内部；