ОГНЕБИОЗАЩИТНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ Российский патент 1997 года по МПК B27K3/52 

Изобретение относится к составам для защиты древесины от возгорания и гниения и может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности, строительстве при обработке деревянных изделий, а также в любой другой отрасли промышленности, использующей древесину.

Известен огне- и биозащитный состав, содержащий, мас. бихромат натрия 7-25, сульфат меди 7-25, хлорид аммония 50-86 (авт.св. СССР N 810494, МКИ В 27 К 3/32, N 9, 1981). Данный состав содержит вещество, относящееся к 4-му классу опасности: хромовое соединение, что делает его токсичным и опасным для людей и окружающей среды при работе с ним. Состав имеет кислую среду и с экологической точки зрения менее приемлем, чем слабощелочной или нейтральный состав.

Известен огне- и биозащитный препарат, включающий, мас. сульфат меди 5-25, бихромат натрия 5-25, отходы производства борной кислоты 50-90 (авт. св. СССР N 1255435, МКИ В 27 К 3/32, N 33, 1986). Данный состав содержит вещества, относящиеся к 4-ому классу опасности: хром, борная кислот а и имеет кислую среду. Все этого повышает токсичность препарата для людей и окружающей среды, экологическая опасность препарата резко сужает сферу его применения.

Наиболее близким к предлагаемому составу является огне- и биозащитный состав, содержащий, мас. сульфат меди 10-70, хлорид аммония 16-45, десятиводный тетраборат натрия или пентаборат натрия, калия или аммония 10-45 (авт. св. СССР N 1017500, МКИ В 27 К 3/32, N 18, 1983). В данном составе использованы достаточно дефицитные соли: тетрабораты, кроме этого состав характеризуется невысокой огнестойкостью, биозащитной способностью и не дает декоративного окрашивания.

Целью изобретения является получение раствора, обладающего высокими огне- и биозащитными свойствами, с возможностью декоративного окрашивания древесины, безопасного при работе, а также использование при приготовлении раствора отходов производства печатных плати.

Для достижения вышеуказанных технических результатов предлагаемый состав, включающий соль меди, хлорид аммония, содержит комплексообразующий полимерный амин, соль цинка, сернокислое железо в виде растворимого и частично нерастворимого комплексного соединения с полимерным амином и сульфосалициловой кислотой, аммиак водный, а соль меди и хлорид аммония добавляют в виде отходов отработанного щелочного травителя для печатных плат, при следующем соотношении компонентов, мас.

Комплексообразующий полимерный амин 3,0-6,0
Сернокислое железо 5,0-6,0
Сернокислый или хлористый или азотнокислый цинк 0,4-0,5
Сульфосалициловая кислота 0,1-0,15
Отработанный щелочной травитель печатных плат, содержащий 20-22 мас. меди двухлористой 2-водной, 10-17 мас. хлорида аммония и остальное вода - 4,0-5,0
Аммиак водный 3,0-5,0
Вода Остальное
Приведенный состав отличается от прототипа по используемым компонентам и их сочетанию. Таким образом предлагаемое изобретение отвечает критерию "новое".

Биоцидные компоненты, входящие в состав: медьт, железо, аммиак в форме растворимых и нерастворимых соединений (гидроокисей), имея мелкодисперсную структуру, внедряются в поры обрабатываемого дерева и способствуют невымываемости состава, более длительному сохранению его на поверхности древесины. Присутствие в растворе солей цинка, хлорида аммония, аммиака повышает огнезащитные свойства состава. Наличие в растворе комплексов меди и железа позволяют окрашивать древесину под ценные породы дерева с изменением цвета от рябинового (красное дерево) до орехового. Вещества, содержащиеся в предлагаемом составе, имеют класс опасности не выше третьего. Состав имеет нейтральную или слабощелочную среду с рН 7,5-9,0. Таким образом снижена токсичность состава по сравнению с известными составами и повышена безопасность работы с ним. Использование в составе отходов щелочного травителя для печатных плат позволяет решить задачу утилизации сбрасываемых в стоки веществ и, следовательно не только уменьшить затраты на обезвреживание веществ, загрязняющих окружающую среду, но и обеспечить их полезное применение. Благодаря предлагаемому сочетанию компонентов получают состав, позволяющий повысить биоцидные и огнезащитные свойства состава, обеспечить декоративное окрашивание древесины под ценные породы, а также использовать отходы производства печатных плат. Предлагаемое сочетание компонентов явным образом не следует из известного уровня техники в этой области и следовательно, отвечает критерию "изобретательский уровень".

Для экспериментальной проверки свойств и технических характеристик состава было приготовлено 5 смесей ингредиентов (табл. 1). Составы готовят согласно приведенному ниже примеру 1.

П р и м е р 1. Содержание компонентов, мас. в 20 воды растворяют 3,0 комплексообразующего полимерного амина (ТУ 080-176-03-90) и 6,0 сернокислого железа (ГОСТ 4148-78), далее отдельно в 5,0 воды растворяют 0,4 соли цинка (сернокислый цинк ГОСТ 4174-77, либо хлористый цинк ГОСТ 4529-78, либо азотнокислый цинк ГОСТ 5106-77) и 0,1 суольфосалициловой кислоты (ГОСТ 4478-78). Сливают последовательно в емкость растворенные компоненты, добавляют 4,0 отработанного щелочного травителя, содержащего 20-22 меди двухлористой 2-водной (ГОСТ 4167-74), 10-17 хлорида аммония (ГОСТ 2210-73), остальное - вода и доливают 3,0 аммиака водного (ГОСТ 3760-79) и воду до 100, затем перемешивают при комнатной температуре.

При проведении испытаний три состава 1, 2, 3 показали оптимальные результаты (табл. 2, 3).

Состав 4 имеет слабо выраженную, водянистую окраску и значительный осадок, меняющий свой вид и цвет. Состав 5 имеет все положительные характеристики, но недостатком является завышенный расход исходных компонентов, что экономически неоправдано. В табл. 2 приведены сравнительные данные по огнезащитным свойствам составов в сравнении с прототипом. Составы наносят на поверхность древесины тампоном или кистью в 2 слоя с промежуточной сушкой на воздухе в течение 0,5-1,0 ч. Как видно из табл. 2 показатели огнезащитной способностью предлагаемого состава несколько выше, чем у прототипа.

Пропиточный коэффициент по поглощению и пропиточный коэффициент по глубине позволяет оценить биозащитные свойства состава (табл. 3).

Пропиточный коэффициент по поглощению является отношением величины поглощения раствора биозащитного состава (кг/м³) к величине поглощения растворителя. Пропиточный коэффициент по глубине представляет собой отношение глубины проникновения раствора биозащитного состава к глубине проникновения растворителя или поперек волокон. Полученные результаты показывают, что показатели, характеризующие огнезащитные свойства у предлагаемого состава несколько выше, чем у известного. Высокие пропиточные коэффициенты по поглощению и глубине свидетельствуют об увеличении срока защиты древесины предлагаемым состовом и уменьшении расхода состава при нанесении на поверхность. Дополнительной положительной характеристикой предлагаемого состава, повышающей его эффективность, является невымываемость нанесенного состава. Консистенция предлагаемого состава такова, что имеющийс в нем в виде взвеси мелкодисперсный осадок забивает поры древесины и способствует удержанию состава в теле древесины, увеличивая ее способность к поглощению, к повышению пропиточного коэффициента. Вымываемость состава испытывают путем выдерживания образцов, покрытых составом в проточной холодной воде в течение 1-8 ч. Образцы обрабатывают предлагаемым составом и по прототипу в 2 слоя с промежуточной сушкой в течение 0,5-1,0 ч. Образцы, покрытые предлагаемым составом, остаются без изменения в проочной воде. На образцах, покрытых составом по прототипу, смывание происходит в течение 15-30 мин. Таким образом, предлагаемый состав обладает устойчивостью и длительной сохраняемостью биозащитных свойств на древесине во влажных климатических условиях.

Использование: изобретение относится к составам для защиты древесины от возгорания и может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности, строительстве при обработке деревянных изделий, а также в любой другой отрасли промышленности, использующей древесину. Сущность изобретения: изобретение позволяет получить раствор, обладающий высокими огне- и биозащитными свойствами, с возможностью декоративного окрашивания древесины, безопасного при работе, кроме этого для его приготовления утилизируют отходы производства печатных плат. Состав включает следующие компоненты, мас.%: комплексообразующий полимерный амин 3,0-6,0, соль цинка (сернокислый, хлористый, азотнокислый) 0,4-0,5, сернокислое железо 5,0-6,0, сульфосалициловая кислота 0,1-0,15, щелочной травитель печатных плат (содержит 20-22 соли меди и 10-17 хлорида аммония) 4,0-5,0, аммиак водный 3,0-5,0, вода - остальное. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Огнебиозащитный состав для обработки древесины, включающий соль меди и хлорид аммония, отличающийся тем, что он содержит комплексообразующий полимерный амин, сернокислый, или хлористый, или азотнокислый цинк, сернокислое железо в виде растворимого и частично нерастворимого комплексного соединения с полимерным амином и сульфосалициловой кислотой, а соль меди и хлорид аммония в виде отходов отработанного щелочного травителя печатных плат, содержащего двухлористой двухводной меди 20 22 мас. 10 17 мас. хлорида аммония, остальное вода, при следующем соотношении компонентов, мас.

Комплексообразующий полимерный амин 3 6
Сернокислый, или хлористый, или азотнокислый цинк 0,4 0,5
Сернокислое железо 5 6
Сульфосалициловая кислота 0,1 0,15
Указанный отработанный щелочной травитель печатных плат 4 5
Водный аммиак 3 5
Вода Остальное
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве комплексообразующего полимерного амина он содержит N, N, N', N'-тетракис-(2-гидроксилпропил)-этилендиамин и N, N', N'-трис(2-гидроксипропил)-этилендиамин, или N, N-бис(2-гидроксипропил)этилендиамин, или N'-(2-гидроксипропил)-этилендиамин, или динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, или триэтаноламин, или полиэтиленполиамин, или диэтаноламин.