Состав для защиты древесины от повреждения дереворазрушающими базидиальными грибами Советский патент 1993 года по МПК B27K3/50 

Изобретение относится к защите древесины и касается водоразбавляемых защитных составов.

Целью изобретения является повышение стабильности состава и эффективности защиты древесины.

П р и м е р 1. Предметом изобретения является органический предохраняющий древесину состав, который разбавляется водными средами, при этом указанный состав содержит:

39 % сложного бутилового эфира-2-гид- роксиуксусной;

56 вес.% смеси продуктов присоединения 1-60 М этилена и 1 М касторового масла;

5 вес. % азаконазола.

Указанный состав обладает преимуществом почти мгновенного образования однородных растворов в результате смешения этих жидкостей в основном с водными средами. Кроме того, он характеризуется чрез- вычайно высокой физической устойчивостью не только при температуре окружающей .среды, то есть при температурах от 15°С до 35°С, но и при пониженных температурах. Даже после нескольких циклов кристаллизации водного раствора при температуре ниже 0°С и последующего хранения при температуре окружающей среды не .происходит отрицательного воздействия на физическую устойчивость этого раствора.

Однородные растворы также сочетают хорошее увлажнение поверхности древесины с высокой степенью проникновения указанных растворов в древесину, в результате чего достигается неожиданно высокое поглощение раствора древесиной, а следовательно и необходимая защита обработанной древесины.

Кроме того, благодаря однородному поглощению водного раствора состав оказывается особенно полезным при применении в таких методах обработки, которые требуют непрерывности.процесса, например, в таких, как методы пропитки или погружения.

Кроме рассмотренных преимуществ, состав также обладает тем достоинством, что аналогичная защита обработанной древесины достигается при поглощении древесиной меньших количеств активного

со С

-ч со

О

о

GO

ингредиента в случае применения водных растворов по сравн нию с использованием смесей на основе растворителя.

Растворы, образованные с использованием состава сочетают указанные выше преимущества с достоинствами, характерными в основном для водных сред, такими, например, как относительно высокая температура воспламенения, пониженная токсич- ность, что ведет к благоприятному воздействию на окружающую среду, на здоровье и безопасность рабочего, отсутствию раздражения и т. д.

Получение:

5 ч. азаконазола добавляли порциями к смеси 56 ч. сопрофора и 39 ч. бутил-2-гидро- ксиацетата при 50°С. После полной солюби- лизации смесь охлаждали до комнатной температуры.

Поглощение древесиной.

П р и м е р 2. Древесина.

Бруски буковой древесины размером 2 см х 2 см х 2 см хранились до появления в них необходимости в эксикаторах, содержащих насыщенные растворы бихромата натрия, создающих при комнатной температуре относительную влажность, равную 52 %.

Составы с активным ингредиентом.

Консервант, представляющий органический растворитель, содержащий 10 г азаконазола на литр раствора, состоящего из уайт-спирита, пластифицирующих совместных растворителей и смол. Водорастворимые консерванты готовили так, как описывалось выше.

Активный ингредиент, меченый радиоизотопом

Азаконазол, специально меченый радиоизотопом С углеродного атома 2-этиа.

rf

V

I

С1

снг

-с-Ч

| -Г J

С1

w U

характеризовался удельной активностью, равной 2, С//мг, Были получены основные растворы, содержащие 2,5 мг С - азаконазола на 25 мл дистиллированной воды или 1,25 мг С14 - азаконазола на 20 мл уайт- спирита.

Пропиточные растворы.

Поскольку для сравнения соответствующих типов консервантов была выбрана концентрация пропиточного раствора, равная 3 г азаконазола на литр, составы с активным ингредиентом разбавляли соответствующи5

ми растворителями. В то же время для облегчения аналитических процедур активный ингредиент метился радиоизотопом. Состав пропиточных растворов, содержащих аза- коназол, приводится в табл. 1. Контрольные пропиточные растворы готовили из холостых составов с использованием идентичных отношений разбавления.

Основной раствор А: 100 микрограмм 0 С 4-азаконазола/мл дистиллированной воды

Основной раствор В: 50 микрограмм С - азаконазола/мл уайт-спирита

Состав жидкостей на масляной основе - 5 I и на масляной основе - II:

10 г азаконазола

50 г канифоли

50 г дибутилфталата

100 мл Полисольвана О (сложный бу- 0 тиловый эфир-2-гидроксиуксусной кислоты) уайт-спирит, добавляемый до 1000 мл. состав жид кости на масляной основе- III: 10 г азаконазола 50 г дибутилфталата

100 мл Полисольвана О уайт-спирита, добавляемый до 1000 мл. А. Обработка погружением Увлажненные бруски древесины по отQ дельности помещали в предварительно взвешенные и маркированные 50-мл стеклянные химические стаканы, после чего их вес регистрировался. Пять брусков высушивали при 120°С в течение 24 ч до достиже5 ния 52 % относительной влажности. Для каждой совокупности условий испытания, включающей тип консерванта и время воздействия, использовали три кубика древесины, и один кубик древесины использовали

Q для контрольной обработки, выполняемой для каждой совокупности условий испытаний. Бруски древесины вынимали из химических стаканов, после чего в каждый химический стакан добавляли 15 мл порции

5 выбранного пропиточного раствора, Регистрировали исходный вес пропиточного раствора. Бруски древесины погружали в эти растворы и удерживали их в погруженном состоянии концом пипетки Пастера,

п фиксируемой смонтированным на стойке зажимом. .Химические стаканы, содержащие консервант на основе органического растворителя, покрывали парафилом для уменьшения потерь от испарения, По исте5 чении выбранных периодов контактирования, т.е. по истечении 1 ч, 4 ч или 24 ч бруски древесины вынимали из раствора и фиксировали в зажимах для стекания раствора. Спустя 15-30 мин этот процесс считался законченным. После этого определяли конечный вес пропиточного раствора. Через 2 ч естественной сушки обработанные бруски помещали в предварительно взвешенные и маркированные химические стаканы и переносили на хранение в эксикатор с 52 % содержанием RH. Эксикатор периодически вентилировался для удаления летучих растворителей.

Анализ образца

Пропиточные растворы

Уровень радиоактивности пропиточных растворов до и после обработки погружением определяли посредством жидкостного сцинтилляционного счета (LSC). Алик.воты растворов, равные 1 мл, хорошо смешивались с 10 мл коктейля сцинтиллятора, представляющего Инстагель II (фирма Пакард). Для управления жидкостным сцинтилляционным спектрометром использовался микропроцессор Три-карб 4530 фирмы Пакард, который автоматически делал поправки на ослабление сигнала и люминесценцию, а также выполнял преобразование числа отсчетов в минуту (срт) в число распадов в минуту (dpm).

Бруски древесины

В направлении, параллельном расположению древесных волокон, на поверхности брусков метили пять последовательных 2 мм зон. Бруски зажимали в верстачные тиски и рашпилем удаляли каждую 2 мм зону. Стружки собирали на пластиковый лист, прикрепленный к верстачным тискам.

Увеличенные в 4 раза 50 мг аликвоты, предназначенные для каждой 2 мм секции, отвешивали в конические камеры сгорания (фирма Пакард) и сжигали в аппарате для окисления образцов 3068 фирмы Пакард. Полученный С0214 улавливали с помощью Карбо-сорба-П фирма Пакард (7 мл) и вели счет излучения в Пермафлоре у (фирма Пакард) (12 мл) с применением описанного выше оборудования. Расчеты

Количество активного ингредиента, перенесенного из пропиточного раствора в древесину, высчитывали, начиная с радиоактивного материального баланса

Wi- V- dpmrWr- V-dpmf+dpmt. (1), где Wj - исходный вес пропиточного раствора, г; Wf -вес пропиточного раствора (г) после погружения; dpmi и dpmr - уровни радиоактивности (р/ мл) на этих этапах процедуры; V - удельный объем пропиточного раствора (мл/г); dpmt - общая величина радиоактивности, перенесенной из раствора во время погружения.

В результате использования отношения между уровнями радиоактивности исходного пропиточного раствора dpmi/dpm (мл) и

содержащейся в нем концентрации активного ингредиента Ci (мкг/мл) было определено общее количество перенесенного активного ингредиента

Ci

(2)

dpmi

Далее, выражая дозировку активного ингредиента на единицу веса эквивалента сухой древесины Л/ь (г), объединяя уравне- ния (1) и (2) получим:

X/Wb(Wi«dpmi-Wf dpmo V- Ci x

xdj r7-vfc(BMKr/r)В. Обработка пропиткой

Образцы высушенной древесины группировали по 5 комплектов из 15 сосновых брусков и по 5 комплектов из 15 буковых брусков, так что один комплект предназначался для каждого типа состава. Выбранную группу складывали в химический стакан, помещали сверху груз для балластировки и помещали в вакуумный эксикатор. Давление понижалось до 10 мм ртутного столба

с помощью вакуумного насоса S 8A Лейбол- да-Хераэуса. Через 15 мин 200 мл выбранного пропиточного раствора вводили в эксикатор через трубку, идущую к химическому стакану. При этом старались избегать

чрезмерного вспенивания. После того как бруски были покрыты раствором, вакуум снимался. Химический стакан вынимали из эксикатора и оставляли на два часа для полной пропитки. Затем бруски удаляли из пропиточного раствора, оставляли для стекания в течение 1 мин и взвешивали (вес после обработки Wt). Бруски высушивали на воздухе при комнатной температуре в вытяжном шкафу с принудительной вентиляцией

в течение 4 ч. Для анализа брали произвольно пять брусков, а остальные бруски хранили в темноте при 25°С для закрепления: пять брусков хранили в течение 2 недель, пять брусков - в течение 7 недель. Описанную процедуру выполняли для каждой из 10 комбинаций, включающей тип древесины и тип состава.

Определение активного ингредиента. Образец древесины

Концентрацию активного ингредиента в брусках древесины определяли сразу же после обработки посредством измерения радиоактивности. Бруски зажимали в верстачные тиски, после чего рашпилемудаляли симметричную половину. Опилки собирали на пластиковый лист.и тщательно перемешивали. Увеличенные в 4 раза 50 мг аликвоты отвешивали в конические камеры сгорания (фирма Пакард) и сжигали в аппарате для окисления образцов 306В фирмы Пакард. улавливали Карбо-сорбом II (фирма Пакард) 7 мл и вели счет излучений в Пермафлоре Y (фирма Пакард) 12 мл.

Альтернативно древесные опилки экстрагировали растворителем с использованием дихлорметана для составов на масляной основе и обработанных брусков и метанол для водоразбавляемых составов и обработанных брусков при отношении растворителя к твердым веществам, равном 20:1 (объем : вес). Четыре последовательных экстрагирования выполняли с промежутками на протяжении 24 ч. Экстракты соединяли, доводили до известного объема и измеряли их радиоактивность в соответствии с описанным выше способом, используя Инстагель II (фирма Пакард в качестве сцинтилляционного коктейля, добавляемого непосредственно к 1 мл аликвотам ма- теноловых экстрактов или к остатку выпаривания растворителя 1 мл аликвот дихлорметановых экстрактов.

П р и м е р 3.

а). Испытуемые грибки.

Coridus versicolor 863 А или Coniophora puteana выращивали на солодовом агаре при 25°С в чашках Петри с диаметром, равным 120 мм. Для испытания использовали культуры в двадцатидневном возрасте.

б). Испытуемая древесина,

В качестве испытуемого материала использовали бруски древесины (5 х 2 х 0,6 см) - бук или сосна.

в). Испытуемые растворы.

Испытуемые растворы получали в результате растворения желаемого количества указанного состава в дистиллированной воде или ксилоле,

а). Обработка брусков древесины консервантами.

Испытуемые бруски высушивали в печи в течение 18 ч при 100- 110°С, охлаждали в эксикаторе и взвешивали, т.е. определяли исходный сухой вес.

Испытуемые бруски клали на дно чашки Петри и помещали в вакуумный эксикатор. Давление понижали до 40 мбар с помощью водовсасывающего насоса, бруски пропитывали предохраняющим раствором или контрольным раствором через трубку, идущую к чашке Петри.

После того как бруски были полностью покрыты раствором, вакуум снимался, чашку Петри вынимали из эксикатора и оставляли на четыре часа с целью насыщения и стерилизации брусков. Контрольные бруски обрабатывали аналогичным стерильным

способом в результате пропитки брусков древесины холостым раствором.

Бруски промокали стерильной фильтровальной бумагой и взвешивали в стериль- ных условиях, т.е. определяли вес после обработки.

Затем высчитывали количество консерванта, поглощенного брусками, т.е. определяли количество консерванта в древесине. Затем высчитывали количество консерванта, поглощенного брусками, т.е. количество консерванта в древесине.

б). Инокуляция брусков.

После высушивания в течение шести дней в камере с ламинарным воздушным потоком бруски переносили в чашки Петри с инокулятом и подвергали воздействию Coridus versicolor или Coniophora, помещая для этого два бруска, один, обработанный консервантом, и один контрольный брусок, на рамку из нержавеющей стали, находящуюся в чашке Петри,

Пары брусков выбирали в одном весовом диапазоне. в). Продолжительность испытания

Испытуемые бруски подвергали воздействию грибков в течение 8 недель при 25°С. Чашки Петри помещали вместе в пластиковый мешок во избежание высыхания. . г). Исследование испытуемых брусков после воздействия грибков.

Бруски освобождали от прикрепившегося к ним мицелия, высушивали в печи в течение 18 ч при 100-110°С, охлаждали в эксикаторе и взвешивали, т.е. определяли конечный сухой вес.

В табл. 6 показаны пороги токсичности для водных растворов и смесей на масляной основе. Порог токсичности в том значении, в каком он используется в этом изобретении, представляет количество азола на м3 древесины, предохраняющее древесину от разрушения при потере веса, равной 3 %.

45Процентное значение потери веса определяется из формулы исходный сухой вес

юо,

а количество испытуемого соединения, поглощенного м3 древесины, определяется из следующей формулы

(вес после обработки - исходный сухой вес)х Сраствор dpacTsop

где Сраствор и dpacTBop имеют значения концентрации консерванта в испытуемом растворе и плотности испытуемого раствора.

Поскольку нереально определить точное количество азола/м3 древесины, предохраняющее древесину от разрушения так, чтобы при этом достигалась точная потеря веса в размере 3 процентов, то в таблице 7 представлен диапазон, который включает точное количество. Указанный диапазон ограничивается значением, то есть наибольшим испытанным количеством, при котором потеря веса составляет более 3 процентов, и верхним значением, то есть наименьшим испытанным количеством, при котором потеря веса составляет менее 3 процентов.

Порог токсичности

Высчитанная концентрация азаконазо- ла в древесине Lw/г активного ингредиента (кг древесины) была получена следующим образом:

Со -з- Т77-

do W0

где V - поглощение пропиточного раствора (в г на испытуемый брусок); Со - концентрация активного ингредиента в пропиточном растворе (в г на литр); do плотность этого раствора (в кг на литр); W0 - вес испытуемого бруска (в г). Альтернативно дозировка азаконазола может быть выражена в пересчёте на объем (кг активного ингредиен- та/м древесины)

г -L.I

00 do V

где V - объем брусков древесины (6 см3).

Измеренная концентрация азаконазола в древесине сразу же после обработки была определена посредством измерения уров- ней радиоактивности. Формула изобретения

Состав для защиты древесины от по- вреждения дереворазрушающими базиди- альными грибами, содержащий аззконазол и растворитель, о т л и ч а ю щ yt и с я тем, что, с целью повышения стабильности состава и эффективности защиты древесины, в качестве растворителя состав, содержит сложный бутиловый эфир 2-гидроксиуксус- ной кислоты и дополнительно в качестве солюбилизатора смесь продуктов .присоединения 1 - 60 моль этилена и 1. моль касто- рового масла, при следующем соотношении компонентов, мае.%:

азаконазол- 5;

смесь продуктов

присоединения 1-60 моль этилена и 1 моль касторового

масла- 56;

сложный бутиловый эфир

2-гидроксиуксусной кислоты- 39.

. .-..

Сущность изобретения: состав содержит в качестве активного вещества 5 мас.% азаконазола, в качестве солюбилизатора 56 мас.% смеси продуктов присоединения 1- 60 моль этилена и 1 моль касторового масла, а в качестве растворителя 39 мас.% сложного бутилового эфира 2-гидроксиуксусной кислоты. 6 табл.

Состав пропиточных растворов, содержащий азаконазол в качестве активного ингредиента, использованных для обработки погружением и обработки пропиткой брусков буковой древесины. Исходная концентрация активного ингредиента равняется 3000 частям на миллион. Комнатная температура.

Таблица

Количество азаконазола(Х± 1 стандартное отклонение), выраженное в мг на грамм эквивалента высушенной до постоянного веса древесины, которое было перенесено в буковые бруски во время погружения на протяжении различных периодов времени в три различных состава с активным ингредиентом. Эти количества были высчитаны исходя из материального баланса азаконазола в пропиточных растворах до и после погружения. Число дубликатов 3. Исходная концентрация пропиточного раствора: 3 г активного ингредиента/литр.

Комнатная температура

Количество состава с азаконазолом в качестве активного ингредиента (X ± 1 стандартное отклонение), выраженное в мл на грамм эквивалента высушенной до постоянного веса древесины, которое было перенесено в буковые бруски во время погружения на протяжении различных периодов времени в три различных состава с активным ингредиентом. Число дубликатов 3. Исходная концентрация пропиточного раствора: 3 г активного ингредиента/л. Комнатная температура

Таблица2

ТаблицаЗ

Определенная концентрация азаконазола (х ± 1 стандартное отклонение), выраженная в мг на мл впитанного раствора, в растворе, который был перенесен в буковые бруски во время погружения на протяжении различных периодов времени в три различных состава с активным ингредиентом. Число дубликатов 3. Исходная концентрация пропиточного раствора: 3 г активного ингредиента/литр. Комнатная температура

. ,. Т а б л и ц а 5

Вес испытуемых брусков, поглощение состава с азаконазолом во время пропитки и концентрации активного ингредиента (a.i) - выраженная в г на кг древесины или в кг на м3 древесины - высчитанная исходя из поглощения или определенная с помощью радиоактивного анализа (х ± 1 стандартное отклонение). Измеренные концентрации подвергали проверке

множественным критерием размаха Дункана

Таблица4

Порог токсичности

Продолжение табл.5

Таблицаб