一种竹木制工艺品用防腐防开裂剂及其制备方法与流程

本发明属于竹木制防腐防开裂剂制备技术领域，具体涉及一种竹木制工艺品用防腐防开裂剂及其制备方法。

背景技术：

我国竹林木林面积、蓄积量和竹业产值均居世界首位，而且还是世界上最大的竹木制工艺品出口国，无论是竹木制工艺品的产量还是质量，均属于世界领先水平。竹材纹理通直、色泽淡雅、材质坚韧，具有硬阔叶树材的诸多优良特点，是现今各种工艺品的理想材料，但由于天然竹木材其本身富含糖类、脂肪、蛋白质、纤维素和木质素等有机物质，因而很容易滋生霉菌、发生霉腐、虫蛀、开裂等现象，不仅严重影响了竹木制工艺品的美观性，也缩短了其使用寿命，难以满足市场对竹木制工艺品的美观性与功能性的需求。因此，如何进行竹木制工艺品的防腐防虫已经受到各界的普遍中重视。

目前，竹材木材及竹木制品的防腐主要分为两大类：一为物理方法，如超声波法、汽蒸法、红外加热法、微波法等；二为化学方法，主要用化学药剂来有效杀害竹木材中的害虫与霉菌。物理法的主要特点是毒性低、环境污染小，但杀菌杀虫效果差，成本高；化学法是最常用的竹木材防腐方法，它的主要特点是防腐效果好，有效期长，不损害竹木材的物理化学特性，但缺点是防腐剂在生产和使用过程中可能会泄露和渗出造成污染，化学药剂易产生毒性和产生环境污染，甚至会危害人类的健康。由于传统防腐剂存在诸多不足，迫使人们研究和寻找低毒、防腐效果优良、对环境无污染、低成本的新型防腐剂。

技术实现要素：

针对现有技术中所存在的上述问题，本发明提供了一种竹木制工艺品用防腐防开裂剂及其制备方法。本发明竹木制工艺品用防腐防开裂剂可适用于室内及室外多种环境下的竹材木材，防腐防开裂防虫蛀性能优良，具有广谱的抗菌活性，对真菌、细菌、霉菌均有良好的抑制能力，延长了竹木制工艺品的使用寿命，制备工艺简单，低毒高效，成本低廉，适合规模化生产，具有较好的应用前景与市场前景。

为了实现上述目标，本发明采取以下技术方案：

本发明竹木制工艺品用防腐防开裂剂，按质量百分比包括如下组份：

金属化合物5-8％，异噻唑啉酮类化合物0.5-1.5％，苯并咪唑类化合物15-24％，蓖麻油10-20％，有机溶剂20-30％，表面活性剂2-4％，余量为水。

进一步优选为，金属化合物7％，异噻唑啉酮类化合物1％，苯并咪唑类化合物21％，蓖麻油15％，有机溶剂30％，表面活性剂4％，余量为水。

所述金属化合物由乙酸铜和氯化铜混合组成，且各组分质量均等。

所述异噻唑啉酮类化合物由苯并异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基4-异噻唑啉3-酮中的至少一种组成，若为多种时各组分质量均等。

所述苯并咪唑类化合物由苯菌灵和甲基硫菌灵组成，且各组分质量比为1：1。

所述有机溶剂由甲醇、异丙醇、丙酮中的一种或者多种混合组成，若为多种时各组分质量均等。

所述表面活性剂由十二烷基苯磺酸钠、直链烷基苯磺酸钠、月桂醇硫酸钠、木质素磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或者多种混合组成，若为多种时各组分质量均等。

本发明竹木制工艺品用防腐防开裂剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：混合液的制备

将按配比组成的异噻唑啉酮类化合物溶于有机溶剂中，再缓慢加入蓖麻油，边搅拌边加入表面活性剂，使其完全溶解，制成混合液；

步骤2：金属络合物的制备

将按配比组成的金属化合物、表面活性剂和一定量水加入到反应釜中，搅拌至完全溶解，再缓慢加入溶于有机溶剂的苯并咪唑类化合物，在40-50℃搅拌约1小时，制成金属络合物；

步骤3：竹木制工艺品用防腐防开裂剂的制备

将步骤1获得的混合液加到步骤2获得的金属络合物中，搅拌均匀，制成竹木制工艺品用防腐防开裂剂。

步骤1和步骤2中均使用了表面活性剂，配方中限定的表面活性剂的添加量为两步骤中表面活性剂的总添加量，其中步骤1与步骤2中表面活性剂的添加量相等。

步骤1和步骤2中均添加了有机溶剂，配方中限定的有机溶剂的添加量为两步骤中有机溶剂的总添加量，其中步骤1与步骤2中有机溶剂的添加量比例为1：2。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明竹木制工艺品用防腐防开裂剂可适用于室内及室外多种环境下的竹材木材，防腐防开裂防虫蛀性能优良，对竹材木材腐朽真菌白腐菌(彩绒革盖菌)和褐腐菌(绵腐卧孔菌)具有良好的抑制作用，延长了竹木制工艺品的使用寿命，制备工艺简单，低毒高效，成本低廉，适合规模化生产，具有较好的应用前景与市场前景。

具体实施方式

以下对本发明上述的和另外的技术特征与优点作更为详细的说明。

实施例1：制剂1

本实施例中的竹木制工艺品用防腐防开裂剂按质量百分比包括如下组份：

金属化合物7％，异噻唑啉酮类化合物1％，苯并咪唑类化合物21％，蓖麻油15％，有机溶剂30％，表面活性剂4％，余量为水。

所述的金属化合物由乙酸铜和氯化铜混合组成，且各组分质量均等。所述的异噻唑啉酮类化合物由苯并异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基4-异噻唑啉3-酮混合组成，且各组分质量均等。所述的苯并咪唑类化合物由苯菌灵和甲基硫菌灵组成，且各组分质量为1：1。所述的有机溶剂为丙酮。所述的表面活性剂由直链烷基苯磺酸钠、月桂醇硫酸钠、木质素磺酸盐混合组成，且各组分质量均等。

本发明竹木制工艺品用防腐防开裂剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：混合液的制备

将按配比组成的异噻唑啉酮类化合物溶于有机溶剂中，再缓慢加入蓖麻油，边搅拌边加入表面活性剂，使其完全溶解，制成混合液；

步骤2：金属络合物的制备

将按配比组成的金属化合物、表面活性剂和一定量水加入到反应釜中，搅拌至完全溶解，再缓慢加入溶于有机溶剂的苯并咪唑类化合物，在50℃搅拌1小时，制成金属络合物；

步骤3：竹木制工艺品用防腐防开裂剂的制备

将制成的混合液加到金属络合物中，搅拌均匀，制成竹木制工艺品用防腐防开裂剂。

实施例2：制剂2

本实施例中的竹木制工艺品用防腐防开裂剂按质量百分比包括如下组份：

金属化合物6％，异噻唑啉酮类化合物0.8％，苯并咪唑类化合物18％，蓖麻油17％，有机溶剂25％，表面活性剂3％，余量为水。

所述的金属化合物由乙酸铜和氯化铜混合组成，且各组分质量均等。所述的异噻唑啉酮类化合物由5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基4-异噻唑啉3-酮混合组成，且各组分质量均等。所述的苯并咪唑类化合物由苯菌灵和甲基硫菌灵组成，且各组分质量为1：1。所述的有机溶剂由甲醇和异丙醇混合组成，且各组分质量均等。所述的表面活性剂由脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、月桂醇硫酸钠、木质素磺酸盐混合组成，且各组分质量均等。

本发明竹木制工艺品用防腐防开裂剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：混合液的制备

将按配比组成的异噻唑啉酮类化合物溶于有机溶剂中，再缓慢加入蓖麻油，边搅拌边加入表面活性剂，使其完全溶解，制成混合液；

步骤2：金属络合物的制备

将按配比组成的金属化合物、表面活性剂和一定量水加入到反应釜中，搅拌至完全溶解，再缓慢加入溶于有机溶剂的苯并咪唑类化合物，在45℃搅拌1小时，制成金属络合物；

步骤3：竹木制工艺品用防腐防开裂剂的制备

将制成的混合液加到金属络合物中，搅拌均匀，制成竹木制工艺品用防腐防开裂剂。

实施例3：制剂3

本实施例中的竹木制工艺品用防腐防开裂剂按质量百分比包括如下组份：

金属化合物5％，异噻唑啉酮类化合物0.9％，苯并咪唑类化合物15％，蓖麻油17％，有机溶剂28％，表面活性剂2.8％，余量为水。

所述的金属化合物由乙酸铜和氯化铜混合组成，且各组分质量均等。所述的异噻唑啉酮类化合物由苯并异噻唑啉-3-酮、2-甲基4-异噻唑啉3-酮混合组成，且各组分质量均等。所述的苯并咪唑类化合物由苯菌灵和甲基硫菌灵组成，且各组分质量为1：1。所述的有机溶剂由甲醇和丙酮混合组成，且各组分质量均等。所述的表面活性剂由十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、木质素磺酸盐混合组成，且各组分质量均等。

本发明竹木制工艺品用防腐防开裂剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：混合液的制备

将按配比组成的异噻唑啉酮类化合物溶于有机溶剂中，再缓慢加入蓖麻油，边搅拌边加入表面活性剂，使其完全溶解，制成混合液；

步骤2：金属络合物的制备

将按配比组成的金属化合物、表面活性剂和一定量水加入到反应釜中，搅拌至完全溶解，再缓慢加入溶于有机溶剂的苯并咪唑类化合物，在40℃搅拌1小时，制成金属络合物；

步骤3：竹木制工艺品用防腐防开裂剂的制备

将制成的混合液加到金属络合物中，搅拌均匀，制成竹木制工艺品用防腐防开裂剂。

实施例4：竹木制工艺品用防腐防开裂剂的抑菌性能评价

马铃薯(pda)培养基的制备：马铃薯去皮切成小块，称取200g加水1l，煮沸30min，用纱布过滤，滤液添加20g葡萄糖和20g琼脂，溶解后补充蒸馏水至1l，高温蒸汽(温度121℃，时间25min，表压0.1mpa)灭菌后，分装在已灭菌的培养皿中，至于工作台内。

滤纸片的制备：使用打孔器制成直径5mm小纸片，放入培养皿中，高温蒸汽(温度121℃，时间25min，表压0.1mpa)灭菌，取出烘干，得无菌滤纸片。

防腐防开裂剂溶液的制备：将制备好的防腐防开裂剂溶液经高温蒸汽(温度121℃，时间25min，表压0.1mpa)灭菌后备用。

绵腐卧孔菌、彩绒革盖菌菌悬液的制备：将绵腐卧孔菌、彩绒革盖菌接种于灭菌后的液体pda培养基中，28℃培养2-3天，菌液在2500rpm条件下离心10min，去上清液，用10ml无菌生理盐水混匀配制成菌悬液备用。

抑菌性能评价方法：在超净工作台上，用1ml移液枪移取菌悬液1ml于pda平板表面，用无菌涂布棒涂布均匀，同时将已灭菌的滤纸片在防腐剂溶液中浸泡20min，取出置于超净工作台上吹干，冷却后用灼烧后的镊子取浸泡吹干后的滤纸片放于涂布好的pda平板中，轻压使滤纸片与培养基紧密接触，在28℃培养箱中培养2-3天，每个制剂做3个重复，以灭菌水浸湿的滤纸片做空白对照，测量抑菌圈的直径大小，计算其平均值。

实验结果发现：采用滤纸片法研究发现竹木制工艺品用防腐防开裂剂对绵腐卧孔菌和彩绒革盖菌具有较好的抑菌性能，其中制剂1对绵腐卧孔菌和彩绒革盖菌具有显著的抑菌性能，0.05％和0.1％的浓度对绵腐卧孔菌的抑菌圈直径分别为53.33mm和63.67mm，0.05％和0.1％的浓度对彩绒革盖菌的抑菌圈直径分别为50mm和54.33mm。

表1不同制剂对绵腐卧孔菌抑菌圈试验结果

表2不同制剂对彩绒革盖菌抑菌圈试验结果

实施例5：竹木制工艺品用防腐防开裂剂的竹木材防腐性能研究

在竹木制工艺品用防腐防开裂剂的抑菌性能评价试验的基础上，为进一步得出竹木制工艺品用防腐防开裂剂对竹木材的防腐效果，按照中华人民共和国林业行业标准《木材防腐剂对腐朽菌毒性实验室试验方法》(ly/t1283-1998)进行防腐防开裂剂的竹木材防腐性能试验。

河砂锯屑培养基的制备：将红糖、玉米粉、马尾松边材锯屑(0.4-0.75mm)、洗净干河砂(0.4-0.75mm)按1:8.5:15:150(重量)的比例拌匀，倒入三角瓶中，每瓶160g，铺平后在其表面放入饲木，向瓶内徐徐加入90ml麦芽糖液，塞棉塞并包防水纸，高温蒸汽(温度121℃，时间60min，表压0.1mpa)灭菌后，取出置于超净工作台内冷却备用。

河砂锯屑培养基的接种和培养：在无菌条件下，取菌丝块放在与饲木相接的河砂锯屑培养基上，塞棉塞并包防水纸，置于28℃培养箱中培养，直至饲木表面完全被菌丝覆盖。

试样浸泡防腐防开裂剂溶液：在行浸注前，先将每一块竹木材试样(尺寸20mm×20mm×10mm)放在100℃的鼓风干燥箱中烘至恒重。将恒重后的竹木材试样分别放入不同浓度的防腐防开裂剂溶液中，在真空干燥箱中真空(0.01mpa)浸注到预定的吸药量，取出后用滤纸吸收每块试样表面的浮液，立即称重，得到浸注后的试样重量。将浸泡后的试样风干，恒重。

将浸泡后的竹木材试样用多层纱布包好，高温蒸汽(温度121℃，时间30min，表压0.1mpa)灭菌后冷却，在无菌条件下，将试样以宽面与培养基中被菌丝覆盖的饲木相接处，每片饲木上放一块试样，塞棉塞并包防水纸，置于28℃培养箱中培养12周。

经12周腐朽后，将竹木材试样从培养瓶中取出，仔细刮除试样表面的菌丝和杂质，再将试样放在100℃的鼓风干燥箱中烘干至恒重，计算试样腐朽后的重量损失，从而得到该防腐防开裂剂的毒性极限值。

试验结果：天然竹木材对绵腐卧孔菌、彩绒革盖菌的耐腐等级为ⅲ级，而采用本发明防腐防开裂剂对绵腐卧孔菌、彩绒革盖菌的耐腐等级均达到了ⅰ级，其中制剂1处理后，竹木材试样的重量损失率最低，具有较好的防腐效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。