Состав для обработки древесины и способ обработки древесины этим составом

Группа изобретений относится к области деревообработки. Состав содержит неорганический борат и воду. В качестве неорганического бората он содержит пентаборат аммония и дополнительно содержит мочевину, при следующем соотношении компонентов, мас.%: пентаборат аммония - 1-10, мочевина - 1-10, вода - остальное. Способ включает пропитку водорастворимым антисептиком вышеуказанного состава путем погружения, распыления, нанесения кистью. Группа изобретений обеспечивает повышенную защиту изделий из древесины и уменьшает негативное воздействие на окружающую среду. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Настоящее изобретение относится к области защиты древесины и может быть использовано в различных отраслях промышленности для защиты от биоразрушения изделий из древесины, предназначенных к использованию в жестких условиях эксплуатации, таких как сваи, опоры линий связи и электропередач, столбы, шпалы и т.д.

В условиях постоянного контакта с грунтом и под воздействием атмосферных осадков древесина подвергается разрушению агентами - биодеструкторами (грибами, насекомыми, бактериями и т.д.).

Для подавления активности биодеструкторов известны способы обработки древесины, основанные на ее пропитке под давлением, применяющиеся в настоящее время на отечественных шпалозаводах. Такие способы обработки древесины обеспечивают качественную глубокую пропитку и используются для защиты древесных изделий, предназначенных для эксплуатации в тяжелых условиях (XII класс службы и выше - шпалы, опоры ЛЭП, сваи, мосты и т.п.). При этом используются защитные пропиточные средства (каменноугольное, сланцевое или антраценовое масла), обладающие широким спектром биоцидного воздействия на деструкторы. Как правило, такие пропиточные средства являются высокоопасными веществами (1 и 2 классы опасности). Их применение негативно сказывается на экологической обстановке, оказывает неблагоприятное влияние на состояние здоровья человека и требует создания и эксплуатации дорогостоящих очистных сооружений.

Для уменьшения токсичности в способах обработки под давлением применяются так называемые нефтяные антисептики (например, RU 2206445, опубл. 20.06.2003 г.). В качестве последних используются, например, тяжелые газойлевые фракции процессов переработки нефти. Нефтяные антисептики обладают меньшей токсичностью и относятся к малоопасным веществам (4 класс опасности).

Одним из основных недостатков указанных способов пропитки являются высокие температуры обработки (выше 90°C), что приводит не только к высоким энергетическим затратам, но и выделению в окружающую среду нефтепродуктов, тяжелым условиям труда работающих на предприятиях, проводящих антисептирование.

Известны также и водорастворимые антисептики, где используются такие соединения, как, например, борная кислота, диметилдитиокарбамат натрия, алкилсульфонат, четвертичные аммониевые соли (RU 2256550, опубл. 20.07.2005 г.).

Наиболее близкими по технической сущности к заявляемым техническим решениям являются средство для защиты древесины от поражения деревоокрашивающими и плесневелыми грибами и способ обработки этим средством (патент RU 2247653, опубл. 10.03.2005). Средство защиты от биопоражения содержит такие действующие вещества, как диметилдитиокарбамат натрия и пентаборат натрия, а также смачиватель - синтерол или алкилсульфонат, в качестве четвертичного аммониевого основания - бактерицида ЛПЭ, этиленгликоль, пеногаситель - 2-этилгексанол и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%: пентаборат натрия 5-15, диметилдитиокарбамат натрия 5-15, бактерицид ЛПЭ 5-15, синтерол или алкилсульфонат 5-15, 2-этилгексанол 1-5, этиленгликоль 5-20, вода до 100.

Однако недостатком практически всех водорастворимых препаратов является их вымываемость из древесины атмосферными осадками. Поэтому применение этих способов ограничено - они не используются для защиты таких важных конструкций, как шпалы, опоры ЛЭП, сваи и т.п. объектов.

При разработке настоящего изобретения стояла задача создания высокоэффективного состава и способа обработки древесины этим составом, позволяющих проводить надежную защиту изделий, которые предназначены для эксплуатации в неблагоприятных условиях - при соприкосновении грунта и атмосферных осадков, при этом обеспечивая снижение вымываемости состава.

Кроме того, решается задача обработки древесины без применения высокотоксичных антисептиков.

Для решения предложенной задачи предложен состав для обработки древесины, содержащий пентаборат аммония - 1-10 мас.%, мочевину - 1-10 мас.%, воду - остальное.

Также для решения поставленной задачи нами предложен способ обработки древесины путем пропитки вышеуказанным водным раствором, содержащим 1-10 мас.% мочевины и 1-10 мас.%, пентабората аммония, который осуществляют погружением, распылением, нанесением кистью. Для поверхностной обработки пиломатериалы погружают в раствор и выдерживают в течение 30-60 сек в растворе с температурой 5-90°C, либо наносят кистью или опрыскивателем. Для более глубокой обработки изделий из древесины и с целью ускорения процесса пропитки может быть использована автоклавная обработка (Варфоломеев Ю.А. Защитная обработка древесины: Обзор, информ. - М.: ВНИПИЭИлеспром, 1987, 48 с, Галиахметов Р.Н., Варфоломеев Ю.А. Снижение экологической опасности антисептиков. - М.: Химия, 2004. 187 с.).

Пентаборат аммония NH₄B₅O₆(OH)₄ хорошо защищает от воздействия грибов, поражающих древесину (дереворазрушающих грибов), а также как любое борное соединение является средством борьбы от насекомых. Пентаборат аммония, как соль, образованная из слабого основания и слабой кислоты, легко взаимодействует с кислыми компонентами древесины (всевозможные фенольные соединения) и образует нерастворимую в воде пентаборную кислоту, что резко снижает вымываемость антисептика.

Совместное использование раствора пентабората аммония с мочевиной обеспечивает хорошую защиту от биопоражения и слабую вымываемость антисептика атмосферными осадками.

Использование водорастворимого антисептика позволяет проводить антисептирование древесины как обычной атмосферной пропиткой, так и в автоклавах для ускорения процесса пропитки.

Применение такого способа защиты не исключает совместное применение других действующих веществ, вспомогательных и окрашивающих компонентов.

Устойчивость препарата к вымыванию из пропитанной древесины оценивали по изменению стойкости испытываемых сосновых образцов по отношению к наиболее распространенному дереворазрушающему грибу Coniophora cerebella. При проведении опыта образцы сначала пропитывали антисептиком в течение 30 секунд методом погружения, затем помещали под струю водопроводной воды на 2 часа, после чего подвергали воздействию дереворазрушающего гриба Coniophora cerebella - в ящиках с лесной нестерильной почвой. Испытания проводили в течение 5 месяцев (Бирюлина Н.Б. Разработка водорастворимого консерванта для древесины на основе солей аммония и исследование его эксплуатационных свойств: Автореф. Дис. канд. Техн. Наук / АГТУ. - Архангельск, 1998. - 19 с.).

Деструктирующее действие гриба определяли по потере массы деревянных пропитанных образцов после испытаний. Результаты опыта приведены в таблице.

Полученные результаты показывают высокую эффективность предлагаемого способа защиты древесины.

Водные растворы предлагаемого состава с содержанием пентабората аммония выше 10 мас.%, при нормальных условиях выпадают в осадок, снижение концентрации пентабората аммония ниже 1 мас.% уменьшает защитные свойства растворов.

Таким образом, предложенный способ защиты древесины благодаря своему сбалансированному составу улучшает эксплуатационные свойства антисептированной древесины.

1. Состав для обработки древесины, содержащий неорганический борат и воду, отличающийся тем, что в качестве неорганического бората он содержит пентаборат аммония и дополнительно содержит мочевину при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пентаборат аммония	1-10
Мочевина	1-10
Вода	Остальное

2. Способ обработки древесины, включающий пропитку водорастворимым антисептиком, отличающийся тем, что пропитку осуществляют составом по п.1.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что пропитку осуществляют погружением, распылением, нанесением кистью.