专利名称：一种复合式木材防腐防蛀技术的制作方法
技术领域：
本发明主要为一复合式木材防腐防技术，开发预防性的木材表面涂剂，结合焦油防虫、微胶囊抗菌奈米材料、及结晶材料固着技术，整合化学工程、表面材料、生物防治等技术，属于化学和物理相结合的木材防治领域。
背景技术：
木材为一种天然之有机生物材料，主要成份包括有纤维素、半纤维素及木质素等， 构成之主要元素为碳、氢、氧等。于使用中易受阳光、雨水、大气温湿度等环境因子及虫(尤其是白蚁)、霉等生物性之危害。针对各种危害木材的因子，目前，木材防腐防白蚁的技术，是使用各种木材防腐防虫剂进行浸泡或加压处理。木材防腐防虫剂(以下简称药剂)，大致分为三类，一是煤焦油类，此类防腐剂如杂酚油(Creosote)、煤焦油蒸馏物(Coal tra distillates)等。二是油溶性类，油溶性木材防腐剂主要系由一种或数种之杀菌剂(Fungicides)及杀虫剂(Insecticides) 溶于有机溶剂而形成，杀菌剂及杀虫剂的浓度一般均低于5%，常用之杀菌剂有五氯酚 (Pentachlorophenol，PCP)，五it )金属盐类(Metallic Pentachlorophenates), ^gIikM 盐类(Metallic naphthenates)及氧化三丁锡类(Tributyltin oxides，ΤΒΤ0)。杀虫剂则有灵丹(Lindane)，地特灵(Dieldrin)及除虫菊类(Pyrethroids)。三是水溶性类，水溶性之木材药剂种类很多，其中以CCA (铬化砷酸铜，Chromated copper arsenate)为目前商业上最常用的水溶性木材药剂。目前木材防腐防白蚁的技术方法，与本发明相比较，存在以下三点缺点和不足1.有毒木材防腐剂之危害到目前为止，最为常用防止木材腐朽的方法还是用化学药剂防腐。当前使用最多的是水溶性防腐剂，约占防腐剂使用总量的3/4。水溶性防腐剂主要有铜铬砷(CCA)、铜铬硼(CCB)、氟铬酚砷(FCAP)、氨溶砷酸铜(ACA)、酸性铬酸铜(ACC)等。这些药剂已经得到了广泛应用，其中CCA的使用量最大，约占水溶性防腐剂使用量的60%。但是CCA处理木材后会对环境及人畜带来危害，所含的砷在木材燃烧中会产生有害气体。至今已经有20多个国家限制CCA处理木材在民用场合使用，只能在工业上使用。但大多数发展中国家，特别是赤道附近的一些国家仍在使用。ACQ是一种近10年来开发出众多新型防腐剂的一种，化学结构上包括铜与四个铵，同时不含砷、铬等有毒化学物质，对于环境的污染较小，但其仍含铜化物，不能随便燃烧奇木料废弃物，必须对木材进行专门的废弃处理。目前国际上的防腐才有两项规定，不可使用于密闭之室内空间，不可是用于直接接触之硬件设施，然而现今之公共设施或儿童游乐器材却没有严格的规范，使国人健康情况堪忧。2.作用效率之不足
虽然ACQ这种新的防腐剂对环境较不构成伤害属于水溶性，成本为铬化砷酸铜的两倍。可分为ACQ-B与ACQ-D两种，ACQ-B处理过后的木材为暗沉绿棕色，ACQ-D处理过的木材为亮棕色。ACQ的氧化铜流失性极大，其防腐有效年限较短，根据瑞典国家检测研究所对各种防腐剂近10年的研究表明，ACQ对白霉菌的防腐效能不甚理想，木材表面会出现霉菌的沉积，防虫能力相对较弱，且其对木材的透入度也较弱，无法完全浸透木材的边材。3.应用范围之局限目前国际上对木材进行防腐防虫剂处理的主要方法是在密闭的真空罐内对木材施压的同时，将药剂打入木材纤维。但此法所适用之范畴有限，需要大型真空或加压机具等，增加成本及加工时间。
发明内容
本发明为木材防腐防蛀方法，内容详细介绍如下本发明的多层复合式木料涂剂，主要为三步骤复合式配方试剂第一层为固着剂层，可快速自然渗透到木材内部。第二层为结晶剂层，作用与木材的外表层间。第三层为涂布剂层，作用于结晶剂层表面。复合防腐防蛀原理1.固着剂一种特殊含硅化合物，该化合物基于水泥结晶物CaSi03 (nH20)不溶于水的特性，其反应原理如下 Ca2++L2>S i032>nH20 = CaSiO3 (nH20) +L2-Ca2++L2>nH20 = Ca (OH) 2+L2_式中η彡1，活性钙螯合物为CanLn由此使结晶层材料以化学反应模式和木料表面纤维细胞进行键结作用。相当于在木料表层涂布一层白蚁等蛀虫无法侵咬，或真菌无法生存的物质，达到物理性生物防治的效果。且此含硅化合物为环保无毒之试剂，期能达到延长木料表面保护作用，且对环境及生物体无害之绿色涂料。2.结晶剂第二层涂料以水玻璃等结晶材料涂布，使防腐木料具防水、防霉、防虫、抗侵蚀之功能。达到化学性生物防治效果。3.涂布剂最外层之涂料系以奈米抗菌壳层结合微胶囊技术，包覆焦油，精油等驱虫抗菌物质，使有效成分缓慢释出，多层加强木料防腐效果。本发明避免了木材在使用过程中的生物危害(以白蚁为主要针对对象)和天候危害，延长了木材的使用寿命，提升木材的使用效率。进一步地，本发明解决了目前木材防腐防虫技术的三大缺点对环境的污染和危害，防腐防虫的效率不足，以及施工方式的局限性。
图1木材复合防水涂层示意图1固着剂层10 木材
101木材缝隙2结晶剂层3涂布剂层31涂布层防虫微胶囊体实施方式如附图所示，为达到复合多重木材防腐防蛀目的，在需要进行防腐防蛀处理的木材10上涂布三层防腐防蛀材料，第一层为固着剂1，以化学反应模式和木料表面纤维细胞进行键结作用。并且会与木材的缝隙101紧密结合，相当于在木料表层涂布一层白蚁无法侵咬，或真菌无法生存的物质，达到物理性生物防治的效果。第二层是结晶剂层2，该层为水玻璃等结晶材料，水玻璃在水中有水解作用，按下列方程式进行水解Na2Si03+2H20 — 2Na0H+H2Si03,由水解的结果所分离出来的硅酸，在水中形成不溶水的胶体的胶粒群，形成一层不透水的防护层，使防腐木料具防水、防霉、防虫、抗侵蚀之功能。达到化学性生物防蛀防腐效果。第三层是防护涂布剂层3，以奈米抗菌壳层结合包覆焦油，精油等驱虫抗菌物质的微胶囊31，微胶囊使有效成分缓慢释出，持续性地多层加强木料防腐防蛀效果。
权利要求
1.一种复合式木材防腐防蛀技术，该技术运用的第一层防腐防蛀固着材料基于水泥结晶物CaSi03 (nH20)不溶于水的特性，其反应原理如下Ca2++L2>Si O32^nH2O = CaSiO3 (nH20) +L2-Ca2++L2>nH20 = Ca (OH) 2+L2_ 式中η > 1，活性钙螯合物为CanLn
2.如权利要求1的CaSi03(nH20)，其结构特征为η彡1。
3.一种复合式木材防腐防蛀技术，其防腐防蛀固着材料至少包括如权利要求1中的水泥结晶物CaSiO3 (ηΗ20)
4.一种如权利要求1和2所述的水泥结晶物合成方法，其特征在于活性钙螯合物扩散成为的活性离子Ca2+，L2-,钙离子Ca2+与硅离子SiO:反应生成不溶于水的结晶物 CaSiO3 (IiH2O)，剩下的负离子L2_与Ca (OH) 2高浓度的Ca2+环境中，继续结合反应生成活性钙螯合物，如此不断循环反应生成更多不溶于水的结晶物CaSiO3 (IiH2O)，填满材料空隙及其细微裂痕，达到防水目的。
5.一种如权利要求4的合成方法，其特征在于反应时间为4小时和72小时之间。
6.一种复合式木材防腐防蛀技术，该技术运用的第二层结晶涂料以水玻璃等结晶材料涂布，阻断蛀虫食物链。达到防蛀效果。
7.一种复合式木材防腐防蛀技术，该技术运用的最外层之涂料系以奈米抗菌壳层结合微胶囊技术，包覆焦油，精油等驱虫抗菌物质，使有效成分缓慢释出，多层加强防蛀防虫效^ ο
8.一种如权利要求1和2的合成不溶于水的水泥结晶物CaSi03(nH20)的应用，可应用于建筑木材防腐防蛀和室外木材防腐防蛀。
全文摘要
一复合式木材防腐防技术，该技术运用的第一层防腐防蛀固着材料基于水泥结晶物CaSiO3(nH2O)不溶于水的特性，使结晶层材料以化学反应模式和木料表面纤维细胞进行键结作用。形成第一层房主防腐层，第二层涂料以水玻璃等结晶材料涂布，使防腐木料具防水、防霉、防虫、抗侵蚀之功能。达到化学性生物防治效果。最外层之涂料系以奈米抗菌壳层结合微胶囊技术，包覆焦油，精油等驱虫抗菌物质，使有效成分缓慢释出，多层加强木料防腐效果。三层材料均为环保无毒之试剂，达到对木材的多重防蛀防腐保护，避免对环境的污染和危害，提高了防腐防虫的效率不足，并避免了施工方式的局限性。
文档编号B27K3/52GK102179847SQ201110049360
公开日2011年9月14日 申请日期2011年2月27日 优先权日2011年2月27日
发明者杨韬, 许普丽, 邱壬乙 申请人:广州崇誉工业材料科技有限公司, 林波