水溶性木材防腐阻燃剂的研制

　　水溶性木材防腐阻燃剂的研制屈媛邓祥义陈雪梅董梁黎彬（黄石理工学院化学与材料工程学院，黄石435003）过正交实验，获得CCB*佳质量配比为：硫酸铜：（1：1的硼酸：硼砂）：三氧化铬为21：1.8：0（水量为0前言木材防腐与阻燃的生产是现代木材利用中的重要工业。木材防腐剂大致分为三类：油脂防腐剂，油溶性防腐剂（有机溶剂防腐剂），水溶性防腐剂。鉴于水溶性防腐剂无刺激，方便使用（可浸可涂），开发一种便宜的，环保的水溶性防腐剂，有阻燃性能是一种趋势。

　　游离产品有毒。由于活性成分用纤维素，木质素作用而持久地固定在木材内，对人体无害，对虫蚁，菌类则有持久的毒杀作用。可见CCA是一种优良的防腐剂，但砷为一种巨毒的元素，生产和使用中难免造成污染。于是，我们以一种无毒，环保的原料以代替As.其中，铬是氧化剂，六价铬被还原为三价铬生成沉淀，并与木材有很好的固着作用。含铜化合物加了毒性，并显著提高了抗流失性1213.硼元素物质代替砷，此为CCB.又硼化合物作为木材防腐剂应用在历史上早有记载，它有杀菌、杀虫等作用。加之对人畜无害，价格便宜的优点，因此，世界上很多国家都用它作为木材防腐剂。硼系阻燃剂包括硼酸、硼砂、多硼酸钠等。其阻燃机理为1：药品受热生成水蒸气；2：受热产生B2O3呈玻璃状，起隔热、隔氧作用，为膨胀型阻燃剂，另硼酸可减弱无焰燃烧、发烟燃，但对火焰有促进传播作用；硼砂可抑制表面火焰生成、传播，但助长无烟燃，因此通常重量比取为1：1，并使pH为7，可减轻对环境的腐蚀。按CCA的配比标准把As23换用1：1的硼砂、硼酸混合物。

　　1实验药品与仪器药品：硫酸铜（河南焦作化工三分厂分析纯）；三氧化铬（武汉市江北化学试剂厂）；硼砂（武汉市江北化学试剂厂化学纯）；硼酸（哈尔滨市试剂厂分析纯）。

　　1980?），女，湖北黄冈人，助教。通讯联系人：邓祥义（1956?），男，湖北大冶人，教授。

　　实验步骤分别称取2.1克硫酸铜，0.7克硼砂，0.7克硼酸，1.8克三氧化铬放入烧杯中。加入200mL蒸馏水，使之溶解；调pH值到7，得1号溶液，依表2配制其余各个溶液。

　　称取实验木块质量（尺寸长宽：高=67 3318及物化性质基本一致），使用常压浸泡法浸泡木块，56小时后，取出自然晾干一星期，称重。湿润的土壤中填埋5个月，挖出，观测其防腐性能，测定其自熄时间。

　　实验检测方法阻燃性检测有两种方法：氧指数测定；自熄时间测定。本实验采用自熄时间测定。

　　防腐的检测：目前我国实木地板防腐处理质量，没有专项行业的检测方法，其防腐质量控制，主要是防腐剂在实木地板中的吸入量和透入深度，防腐剂的吸入量与其*低使用量有关。其检测方法有：①生物法；°物理法；③化学法。这里采用生物法和物理法结合。（1）用物理法中的重量法称取木块进取前后的质量，计算吸药量。（2）生物法是防腐材料在被土壤埋没的条件下，对虫、菌等生物危害的抗性检测。

　　正交实验为了得到*佳的配方，我们进行了多次初步实验，采用三因素三水平正交实验方案并设计了正交实验。正交实验表：表1正交水平设计实验表因数硫酸铜/g硼砂与硼酸/g三氧化铬/g水平1水平2水平3结果与讨论正交实验参数及结果见表2.从表2可以看出：表2正交实验表及结果硫酸棚砂/硼酸/三氧化木块浸泡药物浸入燃烧起火防腐性自熄时序铜/g铬/g前质量/g后质量/g质量/g时间/s间/s表面轻微腐蚀边角轻微腐蚀尺寸变形边角腐蚀表面腐蚀边角腐蚀完好表面轻微腐蚀对比多孔，质轻未加防腐的产品，其腐蚀相当严重，多孔，质轻。说明加入阻燃防腐剂的材料比未加入的都表现出一定的防腐阻燃性。

　　产品为淡蓝色。不会影响木材的再加工性能，比CCA褐色产品好。

　　从正交实验可以看出，第7组药剂吸入量*佳，且测试防腐性能*优，自熄时间*短，说明其*佳比（质量）为：硫酸铜：硼砂：硼酸：三氧化铬=2.1：0.9 0.9：20.从比例的大小说明硼酸、硼砂、三氧化铬有防腐阻燃性能，硫酸铜有抗流失性和有限的防腐性能。

　　少量表面出现变色，估计是木材结构的疏松与致密所致。

　　6结论用硼酸、硼砂代替23，不仅减轻Cr23对环境的影响，而且具有显著的阻燃性能，渗透性能好，且价格便宜。

　　通过正交实验得到*佳的CCB的配方为2.1：

(完)