close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY16154

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.08.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
B 27K 3/34
(2006.01)
ФУНГИЦИДНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ПРОПИТКИ ДРЕВЕСИНЫ
(21) Номер заявки: a 20091175
(22) 2009.07.31
(43) 2011.04.30
(71) Заявители: Открытое акционерное
общество "Завод горного воска";
Государственное научное учреждение "Институт химии новых материалов Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Клюев Андрей Юрьевич;
Агабеков Владимир Енокович; Мулярчик Валерий Владимирович;
Данишевский Виктор Николаевич;
Жидков Юрий Николаевич; Дуко
Юлия Владимировна; Пучкова
Наталья Валерьевна (BY)
BY 16154 C1 2012.08.30
BY (11) 16154
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатели: Открытое акционерное общество "Завод горного воска"; Государственное научное учреждение "Институт химии новых материалов Национальной академии наук
Беларуси" (BY)
(56) US 3617314, 1971.
US 2005/0136278 A1.
RU 2004135336 A, 2006.
US 2006/0269684 A1.
US 2007/0087213 A1.
DE 3514161 A1, 1986.
DE 3942136 A1, 1991.
SU 94583, 1952.
(57)
Состав для пропитки древесины, включающий фунгицид, пленкообразователь и растворитель, отличающийся тем, что в качестве фунгицида содержит продукт взаимодействия сосновой живичной канифоли или сосновой диспропорционированной канифоли,
или конденсированной с параформом канифоли с диэтилентриамином, взятых в массовом
соотношении 100:30, а в качестве пленкообразователя содержит битум или алкилфенолформальдегидную смолу при следующем соотношении компонентов, мас. %:
продукт взаимодействия канифоли с диэтилентриамином
25-30
битум или алкилфенолформальдегидная смола
25-30
растворитель
остальное.
Изобретение относится к лесохимической промышленности, а именно к фунгицидным
составам, полученным на основе продуктов лесохимии и включающим пленкообразующие компоненты и растворители.
В качестве продуктов лесохимии может быть использована сосновая живичная канифоль, диспропорционированная канифоль или живичная канифоль, конденсированная параформом, а в качестве пленкообразующих компонентов - атмосферостойкие битумы и
алкилфенолформальдегидные смолы.
Мицеллиальные грибы (плесневые, деревоокрашиваемые, дереворазрушающие), как
агенты биоповреждений, приносят огромный экономический ущерб, разрушая многие
промышленные и природные материалы, использующиеся в народном хозяйстве. В
первую очередь это касается древесины. Почти все древесные материалы: для строитель-
BY 16154 C1 2012.08.30
ства, ремонта железных дорог, для горнорудной промышленности, столбов линий связи и
электропередач с целью увеличения срока их службы необходимо консервировать. Древесина как природный органический материал служит источником углеродного питания для
мицеллиальных грибов. Среди мер борьбы с биоповреждениями древесины первое место
занимают химические средства защиты. Для этих целей используют водорастворимые,
органорастворимые и масляные антисептики, а также антисептические пасты. Антисептики (или фунгициды) должны отвечать ряду требований: быть токсичными по отношению
к грибам, но безвредными для человека и животных, хорошо проникать в древесину и
быть стойкими во времени, не снижать прочность древесины и не портить ее внешнего
вида и не вымываться водой.
Известен фунгицидный состав [1] для пропитки древесины, содержащий растворимую
часть (85-95 % канифоли, химически модифицированной при температуре 175-180 °С, и 515 % CuO), а также органический растворитель - скипидар. Состав предохраняет лесоматериалы от загнивания и поражения насекомыми.
Авторами предложен фунгицидный состав [2], применяющийся для обработки древесных материалов и содержащий (мас. %): модифицированную канифоль 59-62, триэтиламин 0,5-2, минеральное масло - остальное.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является состав для обработки древесины с водоотталкивающими и фунгицидными свойствами [3], который содержит пентаэритритовый эфир смеси смоляных и жирных кислот в количестве 1-30 %,
полихлорфенола - 0,1-20 %, парафина -4-8 %, остальное - растворитель и вода.
Однако недостатками такой композиции является использование в качестве фунгицидной добавки полихлорфенола, который является высокотоксичным веществом, частично растворимым в воде, что дает возможность его вымывания из композиции,
нанесенной на древесину, тем самым увеличивая вероятность ее биоповреждения.
Кроме того, использование в рецептуре парафина придает липкость на поверхности
древесины, чем портит ее внешний вид.
Задачей изобретения является создание состава с более высокой фунгицидной активностью и улучшение его эксплуатационных свойств.
Поставленная задача достигается тем, что в составе для пропитки древесины, включающем фунгицид, пленкообразователь и растворитель, в качестве фунгицида используют
продукт взаимодействия сосновой живичной канифоли с диэтилентриамином, а в качестве
пленкообразователя - битум или алкилфенолформальдегидную смолу при следующем соотношении компонентов, мас. %:
продукт взаимодействия канифоли с диэтилентриамином
25-30
битум или алкилфенолформальдегидная смола
25-30
растворитель
остальное.
Вместо сосновой живичной канифоли (СЖК) можно использовать продукты ее модификации: диспропорционированную канифоль (ДЖК) или канифоль, конденсированную с
параформом (ФСЖК) со следующими характеристиками:
СЖК: Тразм. = 70 °С, КЧ = 172,0 мг КОН/г,
ДЖК: Тразм. = 60 °С, КЧ = 160,0 мг КОН/г,
ФСЖК: Тразм. = 80 °С, КЧ = 165,0 мг КОН/г,
где Тразм. - температура размягчения; КЧ - кислотное число.
В качестве химического модификатора канифолей был использован диэтилентриамин
(ДЭТА) со свойствами: Ткип = 206,7 °С.
В качестве пленкообразующих компонентов были выбраны: битум - ввиду его большой проникающей способности в капилляры древесины и гидрофобности; алкилфенолформальдегидная смола - ввиду пленкообразующих свойств, атмосферостойкости и
возможности использования для декоративной отделки древесины. Взаимодействие канифолей с диэтилентриамином проводили в реакторе, снабженном механической мешалкой,
термометром и холодильником.
2
BY 16154 C1 2012.08.30
Нижеследующие примеры иллюстрируют изобретение.
Пример 1
100 г канифоли загружали в реактор и включали электрообогрев. При достижении
температуры 100 °С включали мешалку и перемешивали до получения однородной массы.
При температуре 100-105 °С загружали 30 г диэтилентриамина. В течение 30-40 мин температуру смеси повышали до 195 ± 5 °С и поддерживали ее на этом уровне до конца процесса.
В процессе реакции контролировали температуру и интенсивность перемешивания.
Контроль за ходом реакции осуществляли путем отбора проб и определения их кислотного кисла (КЧ). При достижении реакционной смесью постоянного КЧ мешалку отключали
и отгоняли реакционную воду и непрореагировавший диэтилентриамин под вакуумом при
остаточном давлении 10-15 мм рт. ст. и температуре 195 ± 5 °С.
После завершения отгонки конечный продукт выливали в стальную формочку, где он
окончательно остывал.
Условия получения и физико-химические свойства фунгицидных добавок представлены в табл. 1. Остальные примеры выполнены аналогично примеру 1, отличаются только
видом модифицированной канифоли.
Таблица 1
Влияние вида канифоли на физико-химические характеристики фунгицидных
добавок (температура реакции 195 ± 5 °С, время реакции 6 часов)
№ п/п Состав реакционной смеси, мас. %
Физико-химические характеристики
канифоль
ДЭТА
Тразм., °C
КЧ мг КОН/г
1
СЖК
30
50,0
48,0
2
ДЖК
30
40,0
40,29
3
ФСЖК
30
61,0
38,1
Для проведения реакции на 1 моль смоляной кислоты, содержащейся в канифоли,
брали 1 моль диэтилентриамина.
Из данных табл. 1 видно, что обработка всех видов модифицированных канифолей диэтилентриамином приводит к снижению кислотных чисел и температур размягчения у получаемых продуктов.
На основе модифицированных канифолей были приготовлены пропиточные составы,
рецептуры которых приведены в табл. 2. Содержание фунгицидных добавок варьировали
от 20 до 30 мас. %.
Пример 2
Заявляемый фунгицидный состав получают смешением при 80 ± 5 °C в трехгорлой
колбе, снабженной обратным холодильником, термометром, механической мешалкой и
помещенной на водяную баню. Для этого в колбу загружают 20 г модифицированной канифоли, 30 г битума (или алкилфенолформальдегидной смолы) и 50 г растворителя. В качестве растворителя может быть использован: скипидар, бутанол, ксилол, бутилацетат и
др. Смесь нагревают до 80 ± 5 °С и компоненты растворяют при включенной мешалке в
течение 0,5-1 часа. Охлаждают до 18-20 °С и сливают в герметичную пленку. Состав
представляет собой коричневую (или светло-коричневую) вязкую жидкость.
Остальные примеры получают аналогично примеру 1, отличаются только разными количествами введенных фунгицидных добавок и пленкообразующих компонентов.
3
BY 16154 C1 2012.08.30
Таблица 2
Рецептуры пропиточных составов
№ рецеп- Фунгицидная
Пленкообразующий компонент (битум или Растворитель,
туры
добавка, мас. % алкилфенолформальдегидная смола), мас. %
мас. %
1-20
20
30
50
1-25
25
25
50
1-30
30
20
50
2-20
20
30
50
2-25
25
25
50
2-30
30
20
50
3-20
20
30
50
3-25
25
25
50
3-30
30
20
50
Биозащитные свойства составов по отношению к плесневым и деревоокрашивающим
грибам испытывали в соответствии с ГОСТ 30028.4-2006 "Средства защитные для древесины, экспресс-метод оценки эффективности против деревоокрашивающих и плесневых
грибов" [4]. Образцы древесины заболони сосны размером 10×55×75 мм с покрытием испытывали в 5 повторностях на трех группах грибов. Первая группа включала следующие
виды грибов: Penicillium ochro-chloron, Aspergillus terreus, Fusarium moniliforme, Penicillium brevi-compactum, Aspergillus niger, Penicillium chrisogenum. Вторая группа включала:
Aspergillus carbonarius, Fusarium javanicum, Paecilomyces variotii, Alternaria alternata,
Cladosporium herbarum.Третъя группа включала: Penicillium cyclopium, Alternaria tenius,
Fusarium culmorum, Penicillium purpurogenum, Aspergillus flavus.
Образцы выдерживали в течение 15 суток во влажной камере при относительной
влажности 87-90 % и температуре 26 °С. Контролем служили образцы непропитанной
древесины. Площадь поражения поверхности образцов при осмотре под микроскопом в
отраженном свете при увеличении в 200 раз оценивали визуально через 5, 10 и 15 суток
инкубации.
По окончании испытаний определяли стадию развития грибов по 5-балльной шкале и
с учетом характеристик, обозначенных в ГОСТ 30028.4-2006 (0 - абсолютно чистые образцы при визуальном осмотре и под микроскопом; 1 - визуально чистые образцы; при
осмотре под микроскопом видны мелкие очаги в виде одного вида грибов, стадия спороношения отсутствует; 2 - поверхностное развитие мицелия отдельных видов грибов, стадия спороношения отсутствует; 3 - обильное разрастание мицелия отдельных видов
грибов; начало стадии спороношения одного из видов; 4 - отчетливо виден рост грибов
при визуальном осмотре, различные стадии спороношения большинства видов; 5 - глубокое поражение по всей площади образца, интенсивное спороношение).
Грибостойкость пропитанных образцов древесины по отношению к дереворазрушающим грибам оценивали по ГОСТ 16712-95 [5]. Для испытания устойчивости к дереворазрушающим грибам стандартные образцы размером 20×20×5 мм высушивали до
постоянной массы при температуре 40 °С, взвешивали на аналитических весах, стерилизовали УФ-облучением и помещали в колбы на 2-недельный газон пленчатого домового
гриба Coniophora puteana на питательной среде земля-древесина. Через 2 месяца инкубации в термостате при температуре 24 °С очищенные от мицелия образцы вновь высушивали при 40 °С и взвешивали. Критерием оценки биостойкости служила средняя потеря
массы 9 пропитанных и 9 контрольных образцов после воздействия домового гриба. Результаты испытаний представлены в табл. 3.
4
BY 16154 C1 2012.08.30
Таблица 3
Результаты испытаний пропитанных образцов древесины на устойчивость
к воздействию плесневых, деревоокрашивающих грибов* (согласно ГОСТ 30028.4-2006)
и дереворазрушающих грибов** (согласно ГОСТ 16712-95)
Грибостойкость*
№ рецептуры
Потеря массы, %**
Площадь поражения, % Стадия развития грибов, баллы
1-20
10
1
3,1
1-25
0
0
2,8
1-30
0
0
2,0
2-20
15
2
3,6
2-25
0
0
2,5
2-30
0
0
1,8
3-20
8
1
3,4
3-25
0
0
3,0
3-30
0
0
2,6
Прототип
10
1
6,0
Контроль
100
5
48,1
* - данные на устойчивость к воздействию к плесневым и деревоокрашивающим грибам;
** - данные на устойчивость к воздействию к дереворазрушающим грибам.
Как видно из данных табл. 3, составы 1-25, 1-30, 2-25, 2-30, 3-25, 3-30 полностью подавляют рост плесневых и деревоокрашивающих грибов и по своей активности превосходят состав, предложенный по прототипу.
При испытании пропитанных образцов древесины на токсичность по отношению к дереворазрушающим грибам, согласно ГОСТ 16712-95, большинство вариантов (1-25, 1-30,
2-25, 2-30, 3-25, 3-30) обеспечивало высокую грибостойкость (снижение массы образцов
не превышало величины допустимых операционных потерь 5 %).
Как видно из данных табл. 3, оптимальное соотношение в пропиточных составах модифицированной канифоли составляет 25-30 мас. %.
Таким образом, заявляемые составы обладают более высокой фунгицидной активностью (подавляют рост плесневых, деревоокрашивающих и дереворазрушающих грибов) и
могут быть использованы для защиты древесины от биоповреждений.
Источники информации:
1. А.с. СССР 537814. Состав для пропитки древесины. МПК B 27K 3/52 /
М.В.Струнов, М.Д.Завьянова.
2. А.с. СССР 109929. Инсектицидный и фунгицидный состав / Т.С.Беляев, В.И.Левин,
В.А.Самкин.
3. Пат. США 3617314, МПК C 09K 3/18. Wood treatment. Hill Robert E.
4. ГОСТ 30028.4-2006. Средства защитные для древесины, экспресс-метод оценки эффективности против деревоокрашивающих и плесневых грибов. - М.: Стандартификация,
2007. - С. 9.
5. ГОСТ 16712-95. Средства защитные для древесины. Методы испытания токсичности. - Мн.: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации.
1995. - С. 12.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
105 Кб
Теги
by16154, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа