Огнебиозащитный трудновымываемый препарат для древесины и материалов на ее основе

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к препаратам для защиты древесины и древесных материалов от биологического разрушения и возгорания. Огнебиозащитный состав для древесины и материалов на ее основе содержит борную кислоту - 5-40 мас.%, аминоспирт - 2-20 мас.%, карбамид - 10-40 мас.%, медный купорос - 5-20 мас.%, растворитель – остальное. Снижается вымываемость препарата из древесины, повышается защищающая и проникающая способность. 8 табл.

 

Изобретение относится к области защиты древесины и древесных материалов, а именно к трудновымываемым препаратам для защиты древесины и древесных материалов от биологического разрушения (например, низшими грибами) и возгорания. Может быть применено во всех секторах экономики, где применяется древесина и изделия из нее, например в деревообрабатывающей и деревоперерабатывающей промышленности, строительстве.

Наиболее близким к предлагаемому препарату является огнебиозащитный состав для древесины и материалов на ее основе (патент RU №2465128 С2, МПК В27K 3/52, С09K 21/10, С09K 21/04), включающий растворитель - воду, борную кислоту Н₃ВО₃, диаммоний фосфат (NH₄)₂HPO₄, аминоспирт общей формулы: (C_nH_2n+1)_k N Н_3-(k+m) (C_nH_2nOH)_m, где n, m=1-3, k = 0-2, k+m ≤ 3, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Борная кислота (Н3ВО3)	5-40
Аминоспирт	2-20
Диаммоний фосфат ((NH4)2HPO4)	10-40
Растворитель (вода)	Остальное

Недостатком указанного состава является:

- вымываемость компонентов из древесины после пропитки по ГОСТ Р 50241-92;

- сравнительно узкий спектр действия по подавлению роста грибов;

- низкая проникающая способность по ГОСТ 27014-86.

Целью настоящего изобретения является:

- снижение вымываемости препарата из древесины по ГОСТ Р 50241-92;

- повышение защищающей способности в отношении 27 наиболее распространенных в России видов плесневых и деревоокрашивающих грибов;

- повышение проникающей способности по ГОСТ 27014-86.

Технический результат достигается тем, что в огнебиозащитный состав для древесины и материалов на ее основе дополнительно вводится медный купорос (CuSO₄⋅5H₂O), а вместо диаммоний фосфата (NH₄)₂HPO₄ добавляется карбамид (СО(NH₂)₂) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Борная кислота (Н3ВО3)	5-40
Аминоспирт	2-20
Карбамид (CO(NH2)2)	10-40
Медный купорос (CuSO4⋅5H2O)	5-20
Растворитель (вода)	до 100

Препарат получают смешением компонентов. Составы приведены в таблице 1.

Огнезащищающая способность определялась по ГОСТ 30028.3-93.

Испытания проводят на образцах, изготовляемых из прямослойной воздушно-сухой древесины заболони сосны с плотностью 0,45-0,55 г/см³. Древесина не должна иметь видимых пороков по ГОСТ 2140.

Образцы древесины имеют размеры 15×15×6 мм (последний размер вдоль волокон). Отклонения размеров образцов не должны превышать ± 0,5 мм.

Защитное средство испытывают не менее чем при пяти поглощениях. Рекомендуемыми являются поглощения 5; 10; 20; 40; 80 кг/м³.

Поглощение, обеспечивающее потерю массы образцов древесины при горении, равную 25%, определяют по графику.

По значению этого поглощения устанавливают класс огнезащищающей способности защитных средств в соответствии с таблицей 2.

По продолжительности самостоятельного горения образцов древесины пламенем и тлением устанавливают тип защитного средства по огнезащищающей способности (таблица 3).

Поглощения, обеспечивающие потерю массы образцов древесины при горении, равную 25%, представлены в таблице 4.

Как видно из таблицы, класс огнезащищающей способности нового защитного средства не изменяется, но при этом поглощения сухих солей меньше.

Токсичность препаратов по отношению к грибам синевы и плесени определяли по ГОСТ 30028.4. Испытание проведено на 27 видах грибов (штамм Сенеж), составляющих 3 группы по 9 видов каждая.

Оценку эффективности защитного средства, как это предусмотрено ГОСТом, проводили по истечении 15 суток экспозиции, по средней площади поражения грибами поверхности образцов в процентах и по стадии развития гриба. Последняя оценивалась по пятибалльной системе:

0 - абсолютно чистые образцы при визуальном осмотре и под микроскопом;

1 - визуально чистые образцы: при осмотре под микроскопом видны мелкие очаги в виде пятен одного вида деревоокрашивающих или плесневых грибов; стадия спороношения отсутствует;

2 - поверхностное развитие мицелия отдельных видов деревоокрашивающих и плесневых грибов в виде пятен; стадия спороношения отсутствует;

3 - обильное разрастание мицелия отдельных видов деревоокрашивающих или плесневых грибов; начало стадии спороношения одного из видов грибов;

4 - отчетливо виден рост грибов при визуальном осмотре, различные стадии спороношения большинства видов деревоокрашивающих и плесневых грибов;

5 - глубокое поражение деревоокрашивающими и плесневыми грибами всей площади образца, интенсивное спороношение.

Для определения пороговой концентрации, при которой антисептик по классификации ГОСТа не менее чем «эффективен», готовые препараты разбавляли растворителем (водой). Результаты испытаний представлены в таблице 5.

Проникающая способность определялась по ГОСТ 27014-86.

Метод заключается в определении для защитного средства поглощения и глубины его проникновения в образцы древесины, а также относительной проникающей способности.

Глубину проникновения окрашивающих древесину защитных средств устанавливают по окрашенной зоне, для многокомпонентных защитных средств - по компоненту, проникающему наиболее глубоко. Для определения проникновения компонента, не окрашивающего древесину, на поверхность раскола наносят индикатор. Глубину проникновения измеряют в направлении вдоль волокон металлической линейкой с погрешностью не более 0,5 мм. Для определения глубины проникновения вдоль волокон раствора защитного средства (h) производят по одному измерению на каждой поверхности раскола и за глубину проникновения принимают среднее арифметическое двух измерений.

Поглощение раствора защитного средства (R) в кг/м³ для каждого образца древесины вычисляют по формуле:

R=(m₁-m)/V⋅10³,

где m - масса образца древесины до пропитки, кг;

m₁ - масса образца древесины после пропитки, кг;

V - объем образца древесины, м³.

За результат испытания по поглощению и глубине проникновения защитного средства принимают среднее арифметическое значение измерений пропитанных образцах древесины.

Пропиточный коэффициент по поглощению (К₁) вычисляют по формуле:

К₁=R₁/R₀,

где R₁ - среднее поглощение раствора защитного средства, кг/м³;

R₀ - среднее поглощение растворителя, кг/м³.

За среднее поглощение раствора защитного средства принимают среднее арифметическое значение поглощения, вычисленное по результатам испытаний образцов.

Пропиточный коэффициент по глубине проникновения вдоль волокон (К₂) вычисляют по формуле:

K₂=h₁/h₀,

где h₁ - средняя глубина проникновения раствора защитного средства вдоль волокон, мм;

h₀ - средняя глубина проникновения растворителя, мм.

Относительную проникающую способность раствора защитного средства устанавливают по таблице 6.

Результаты испытаний представлены в таблице 7.

Определение вымываемости проводили по ГОСТ Р 50241-92.

Сущность метода состоит в определении относительного количества защитного средства или отдельных его компонентов (для многокомпонентных препаратов), вымывшихся из древесины, и установлении степени условной вымываемости защитного средства.

За результат испытания принимают степень условной вымываемости в процентах защитного средства, вычисляемую по формуле

β=М_ср/q⋅100,

где М_ср - среднее относительное количество вымывшегося защитного средства, кг/м³;

q - общее поглощение защитного средства, кг/м³.

По результатам испытания защитные средства оценивают по степени условной вымываемости в процентах:

Результаты испытаний представлены в таблице 8.

Предлагаемый препарат по сравнению с известным в среднем на 23% эффективнее по отношению к плесневым и окрашивающим грибам. Препарат имеет высокую проникающую способность в древесину и является трудновымываемым. Это позволяет его использовать в более широкой области применения.

Огнебиозащитный трудновымываемый препарат для древесины и материалов на ее основе, включающий растворитель - воду, борную кислоту (Н₃ВО₃), карбамид (CO(NH₂)₂), аминоспирт общей формулы: (C_nH_2n+1)_k N Н_3-(k+m) (C_nH_2nOH)_m, где n, m=1-3, k=0-2, k+m≤3, медный купорос (CuSO₄⋅5H₂O) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Борная кислота (Н3ВО3)	5-40
Аминоспирт	2-20
Карбамид (CO(NH2)2)	10-40
Медный купорос (CuSO4⋅5H2O)	5-20
Растворитель (вода)	Остальное