ОГНЕБИОЗАЩИТНЫЙ СОСТАВ "КСИЛОСТАТ" Российский патент 2011 года по МПК B27K3/52 

Изобретение относится к защитным составам для древесины комплексного действия и может быть использовано для защиты деревянных конструкций от биокоррозии и огня, кроме того, состав повышает адгезию поверхности древесины к лакокрасочным материалам (ЛКМ) и уменьшает водопоглощение в 2 раза.

Известен водорастворимый огнебиозащитный препарат БС, состоящий из 1 части борной кислоты, 1-3 частей соды и воды. Несмотря на многочисленные достоинства (препарат БС легко проникает в древесину, не изменяет ее цвета, не повышает гигроскопичность материала, не препятствует последующей склейке и окраске, практически не снижает физико-механические свойства), легко вымывается из древесины в случае ее увлажнения атмосферной или почвенной влагой (Ломакин А.Д. Защита древесины и древесных материалов. М.: Лесн. пром-сть, 1990. - 256 с.).

Наиболее близким по совокупности свойств к предлагаемому изобретению, т.е. прототипом, является водорастворимый препарат ББ, состоящий из борной кислоты Н₃ВО₃ и декагидрата тетрабората натрия Na₂B₄O₇×10H₂O в соотношении от 1/1 до 3/2. Препарат ББ обладает фунгицидным, инсектицидным (отдельные насекомые, например, Lyctidae) и огнезащитным действием (Защита памятников деревянного зодчества /С.Н.Горшин, Н.А.Максименко, Е.С.Горшина. - М.: Наука, 1992. - 279 с.; Защита неметаллических строительных материалов от биокоррозии: Учеб. пособие/ В.Д.Скороходов, С.И.Шестакова. - М.: Высш. шк., 2004. - 204 с.).

Однако эффективность препарата ББ против плесневых грибов родов Penicillium, Trichoderma невелика. К тому же, несмотря на ряд положительных свойств (отсутствие запаха, цвета, гигроскопичности, универсальность действия, высокая проницаемость), препарат ББ обладает существенным недостатком - он легко вымывается при контакте древесины с влагой.

Изобретательская задача состояла в разработке водорастворимого огнебиозащитного состава, способного к образованию гидролитически устойчивых химических связей с компонентами древесины в условиях мягкого модифицирования.

Данная задача решена путем создания следующего состава.

Борная кислота: моноэтаноламин: вода =1:1:2 (отношение масс веществ).

При смешивании борной кислоты с моноэтаноламином в водной среде происходит химическое взаимодействие между компонентами (о чем свидетельствует выделение теплоты и изменение вязкости), приводящее к образованию боразотного соединения, предположительно моноэтиламин(N→В)бората. Координационные числа атомов бора и азота, входящих в состав соединения, равны четырем.

Ранее используемые борсодержащие препараты для защиты древесины, в состав которых входят соединения трехкоординационного атома бора, не образуют с компонентами древесины гидролитически устойчивых связей, поэтому они легко вымываются водой из состава древесины, не обеспечивая длительной защиты.

Разработанные составы, в отличие от ранее используемых, за счет наличия четырехкоординационных атомов бора, азота и реакционноспособных групп образуют гидролитически устойчивые связи с компонентами древесного композита, что обеспечивает по данным климатических испытаний лаборатории тропических исследований института экологии РАН длительную защиту на срок не менее 18 лет - в этом и заключается сущность защитного действия состава.

При обработке поверхности древесины разработанным составом с расходом 150 г/м² уменьшается в 3 раза удельная поверхность древесины, в 2 раза снижается водопоглощение, повышается адгезия древесины к ЛКМ, обеспечивается высший класс биостойкости (табл.1). По результатам огневых испытаний разработанный состав относится ко второй группе огнезащитной эффективности при указанном расходе (табл.2).

Табл.1
Результаты испытаний биостойкости (ГОСТ 9.048-89)   Внешний вид образцов после испытаний Балл Биостойкость, % Состав Визуально и под микроскопом чистые 0 100 Контроль 80-85% поверхности поражено грибами Aspergillus niger, Aspergillus terreus,
Aureobasidium pullulans, Paecilomyces varioti, Penicillium funiculosum, Penicillium ochro-chloron, Scopulariopsis brevicaulis, Trichoderma viride; дереворазрушающие грибы: Serpula lacrimans, Antrodia sinuosa 5 0

Табл.2
Группа огнезащитной эффективности состава (ГОСТ 16363-98 (п.4.2)) № образца Масса образца, г Потеря массы образца Средняя потеря массы образца до обработки перед сжиганием после сжигания г % г % 1 118,8 123,8 97,7 26,1 21,1     2 116,5 121,4 98,3 23,1 19,0 23,4 19,6 3 107,9 112,5 91,4 21,1 18,8    

Пример 1. К 25 мас.% борной кислоты добавляют 25 мас.% моноэтаноламина и 50 мас.% воды, перемешивают и наносят на поверхность древесины.

Пример 2. К 15 мас.% борной кислоты добавляют 15 мас.% моноэтаноламина и 70 мас.% воды, перемешивают и наносят на поверхность древесины.

Пример 3. К 5 мас.% борной кислоты добавляют 5 мас.% моноэтаноламина и 90 мас.% воды, перемешивают и наносят на поверхность древесины.

Изобретение относится к защитным составам для древесины комплексного действия и может быть использовано для защиты деревянных конструкций от биокоррозии и огня. Огнебиозащитный состав включает борную кислоту, воду и моноэтаноламин при следующем отношении компонентов, мас.%: борная кислота 5-25, моноэтаноламин 5-25, вода остальное. Использование предложенного состава позволяет повысить адгезию поверхности древесины к лакокрасочным материалам и уменьшить водопоглощение в 2 раза. 2 табл.

Огнебиозащитный состав, включающий борную кислоту и воду, отличающийся тем, что в него вводят моноэтаноламин в равном массовом отношении с борной кислотой при следующем отношении компонентов, мас.%:
борная кислота 5-25 моноэтаноламин 5-25 вода остальное