СПОСОБ ЗАЩИТЫ ДРЕВЕСИНЫ Российский патент 2013 года по МПК B27K3/02 B27K3/20 B27K3/04 B27K3/12 

Настоящее изобретение относится к области обработки древесины путем пропитки и может быть использовано в различных отраслях промышленности для защиты от биоразрушения изделий из древесины, предназначенных к использованию в жестких условиях эксплуатации, таких как сваи, опоры линий связи и электропередач, столбы, шпалы и т.д.

В условиях постоянного контакта с грунтом и под воздействием атмосферных осадков древесина подвергается биоразрушению (грибами, насекомыми, бактериями и т.д.). Для борьбы с этим нежелательным процессом проводится антисептирование древесины. Антисептирование древесины и пиломатериалов осуществляют как обычной пропиткой, так и с помощью автоклавов. Автоклавная обработка древесины обеспечивает качественную глубокую пропитку и используется для защиты древесных изделий, предназначенных для эксплуатации в тяжелых условиях (XII класс службы и выше - шпалы, опоры ЛЭП, сваи, мосты и т.п.). При этом используются защитные пропиточные средства (каменноугольное, сланцевое или антраценовое масла), обладающие широким спектром биоцидного воздействия на деструкторы. Как правило, такие пропиточные средства являются высокоопасными веществами (1 и 2 классы опасности). Их применение негативно сказывается на экологической обстановке, оказывает неблагоприятное влияние на состояние здоровья человека.

Для уменьшения токсичности в способах обработки под давлением применяются антисептики на основе различных нефтепродуктов (например, RU 2206445, опубл. 20.06.2003 г.). В качестве последних используются, например, тяжелые газойлевые фракции процессов переработки нефти. Нефтяные антисептики обладают меньшей токсичностью и относятся к малоопасным веществам (4 класс опасности).

Одним из основных недостатков указанных способов пропитки являются высокие температуры обработки (выше 90°С), что приводит не только к высоким энергетическим затратам, но и выделению в окружающую среду нефтепродуктов, тяжелым условиям труда работающих на предприятиях антисептирования.

В качестве водорастворимых антисептиков используют смеси, включающие борную кислоту, диметилдитиокарбамат натрия, алкилсульфонат, четвертичные аммониевые соли (RU 2256550, опубл. 20.07.2005 г.), пентаборат натрия, диметилдитиокарбамат натрия, бактерицид ЛПЭ, синтерол, 2-этилгексанол 1-5, этиленгликоль (RU 2247653, опубл. 10.03.2005 г.) и др.

Из-за сравнительно быстрой вымываемости из древесины водорастворимых антисептиков применение этих способов ограничено - они не используются для защиты таких важных конструкций, как шпалы, опоры ЛЭП, сваи и т.п. объектов.

При разработке настоящего способа стояла задача создания высокоэффективного способа обработки древесины, позволяющего обеспечивать надежную защиту изделий от биоразрушения, которые предназначены для эксплуатации в неблагоприятных условиях.

Решение поставленной задачи достигается тем, что способ защиты древесины включает обработку древесины путем пропитки водным раствором полисульфида кальция с плотностью 1,20-1,25 г/м³, содержащим 18-27 мас.% полисульфида кальция и воду - остальное (до 100 мас.%), который осуществляют погружением, распылением, нанесением кистью. Для поверхностной обработки пиломатериалы погружают в раствор и выдерживают в течение 30-60 сек в растворе с температурой 5-90°С либо наносят кистью или опрыскивателем. Для более глубокой обработки изделий из древесины с целью ускорения процесса пропитки может быть использована автоклавная обработка (Варфоломеев Ю.А. Защитная обработка древесины: Обзор. информ. М.: ВНИПИЭИлеспром, 1987, 48 с., Галиахметов Р.Н, Варфоломеев Ю.А. Снижение экологической опасности антисептиков. М.: Химия, 2004. 187 с.).

После пропитки древесины полисульфидом кальция, при ее высыхании, происходит необратимый процесс отложения на поверхности изделий тонкого слоя серы, который обеспечивает не только низкую вымываемость препарата, но и некоторую гидрофобность древесины. В период эксплуатации изделий тонкий слой серы на поверхности древесины постепенно окисляется до диоксида серы - сильного фунгицида. Сама сера, как известно, является защитным средством от насекомых.

Устойчивость препарата к вымыванию из пропитанной древесины оценивали по изменению стойкости испытываемых сосновых образцов по отношению к наиболее распространенному дереворазрушающему грибу Coniophora cerebella. При проведении опыта образцы сначала пропитывали антисептиком в течение 30 секунд методом погружения, затем помещали под струю водопроводной воды на 2 часа, после чего подвергали воздействию дереворазрушающего гриба Coniophora cerebella - в ящиках с лесной нестерильной почвой. Испытания проводили в течение 5 месяцев (Бирюлина Н.Б. Разработка водорастворимого консерванта для древесины на основе солей аммония и исследование его эксплуатационных свойств: Автореф. дис… канд. техн. наук / АГТУ. - Архангельск, 1998. - 19 с.).

Деструктирующее действие гриба определяли по потере массы деревянных пропитанных образцов после испытаний. Результаты опыта приведены в таблице.

Результаты испытаний на устойчивость препарата к вымыванию № Препарат Без вымывания После вымывания Потеря массы образцов, % Микромикологическая характеристика образцов Потеря массы образцов, % Микромикологическая характеристика образцов 1 2 3 4 5 6 1. Раствор полисульфида кальция 18 мас.% с плотностью 1,20 г/см³ 3,9 Загнивание и инфицирование не обнаружено 4,1 На 7 образцах мицелий грибов. Загнивание не обнаружено 2. Раствор полисульфида кальция 27 мас.% с плотностью 1,25 г/см³ 3,1 Загнивание и инфицирование не обнаружено 3,6 Загнивание и инфицирование не обнаружено 3. По прототипу (пат. РФ 2247653) 4,3 На 3 образцах мицелий грибов. Загнивание не обнаружено 6,0 Хорошо развит мицелий дереворазрушающего гриба, глубокая светло-бурая гниль 4. Контроль (необработанные образцы) 6,4 Хорошо развит мицелий дереворазрушающего гриба, глубокая светло-бурая гниль 6,3 Хорошо развит мицелий дереворазрушающего гриба, глубокая светло-бурая гниль

Полученные результаты показывают высокую эффективность предлагаемого способа защиты древесины.

Изобретение относится к области деревообработки и защиты древесины от биоразрушения. В способе пропитывают древесину водным раствором антисептика полисульфида кальция, содержащего 18-27 мас.% полисульфида кальция и воду остальное. Кроме того, используют водный раствор полисульфида кальция с плотностью 1,20-1,25 г/см³, а пропитку осуществляют погружением, распылением, нанесением кистью. Способ обеспечивает надежную защиту изделий из древесины от биоразрушения в неблагоприятных условиях эксплуатации, позволяет значительно уменьшить негативное воздействие на окружающую среду. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ защиты древесины, основанный на ее пропитке водорастворимым антисептиком, отличающийся тем, что пропитку осуществляют водным раствором полисульфида кальция, содержащим 18-27 мас.% полисульфида кальция и воду - остальное.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют водный раствор полисульфида кальция с плотностью 1,20-1,25 г/см³.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что пропитку осуществляют погружением, распылением, нанесением кистью.