Результат интеллектуальной деятельности: СОСТАВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ И СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ ЭТИМ СОСТАВОМ

Настоящее изобретение относится к области защиты древесины 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 разрушению агентами - биодеструкторами (грибами, насекомыми, бактериями и т.д.).

Для подавления активности биодеструкторов известны способы обработки древесины, основанные на ее пропитке под давлением, применяющиеся в настоящее время на отечественных шпалозаводах. Такие способы обработки древесины обеспечивают качественную глубокую пропитку и используются 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 и требует создания и эксплуатации дорогостоящих очистных сооружений.

Для уменьшения токсичности в способах обработки под давлением применяются так называемые нефтяные антисептики (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°C), что приводит не только к высоким энергетическим затратам, но и выделению в окружающую среду нефтепродуктов, тяжелым условиям труда работающих на предприятиях, проводящих антисептирование.

Известны также и водорастворимые антисептики, где используются такие соединения, как, например, борная кислота, диметилдитиокарбамат натрия, алкилсульфонат, четвертичные аммониевые соли (RU 2256550, опубл. 20.07.2005 г.).

Наиболее близкими по технической сущности к заявляемым техническим решениям являются средство для защиты древесины от поражения деревоокрашивающими и плесневелыми грибами и способ обработки этим средством (патент RU 2247653, опубл. 10.03.2005). Средство защиты от биопоражения содержит такие действующие вещества, как диметилдитиокарбамат натрия и пентаборат натрия, а также смачиватель - синтерол или алкилсульфонат, в качестве четвертичного аммониевого основания - бактерицида ЛПЭ, этиленгликоль, пеногаситель - 2-этилгексанол и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%: пентаборат натрия 5-15, диметилдитиокарбамат натрия 5-15, бактерицид ЛПЭ 5-15, синтерол или алкилсульфонат 5-15, 2-этилгексанол 1-5, этиленгликоль 5-20, вода до 100.

Однако недостатком практически всех водорастворимых препаратов является их вымываемость из древесины атмосферными осадками. Поэтому применение этих способов ограничено - они не используются для защиты таких важных конструкций, как шпалы, опоры ЛЭП, сваи и т.п. объектов.

При разработке настоящего изобретения стояла задача создания высокоэффективного состава и способа обработки древесины этим составом, позволяющих проводить надежную защиту изделий, которые предназначены для эксплуатации в неблагоприятных условиях - при соприкосновении грунта и атмосферных осадков, при этом обеспечивая снижение вымываемости состава.

Кроме того, решается задача обработки древесины без применения высокотоксичных антисептиков.

Для решения предложенной задачи предложен состав для обработки древесины, содержащий пентаборат аммония - 1-10 мас.%, мочевину - 1-10 мас.%, воду - остальное.

Также для решения поставленной задачи нами предложен способ обработки древесины путем пропитки вышеуказанным водным раствором, содержащим 1-10 мас.% мочевины и 1-10 мас.%, пентабората аммония, 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°C, либо наносят кистью или опрыскивателем. Для более глубокой обработки изделий из древесины и 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.).

Пентаборат аммония NH₄B₅O₆(OH)₄ хорошо защищает от воздействия грибов, поражающих древесину (дереворазрушающих грибов), а также как любое борное соединение является средством борьбы от насекомых. Пентаборат аммония, как соль, образованная из слабого основания и слабой кислоты, легко взаимодействует с кислыми компонентами древесины (всевозможные фенольные соединения) и образует нерастворимую в воде пентаборную кислоту, что резко снижает вымываемость антисептика.

Совместное использование раствора пентабората аммония с мочевиной обеспечивает хорошую защиту от биопоражения и слабую вымываемость антисептика атмосферными осадками.

Использование водорастворимого антисептика позволяет проводить антисептирование древесины как обычной атмосферной пропиткой, так и в автоклавах для ускорения процесса пропитки.

Применение такого способа защиты не исключает совместное применение других действующих веществ, вспомогательных и окрашивающих компонентов.

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.

Полученные результаты показывают высокую эффективность предлагаемого способа защиты древесины.

Водные растворы предлагаемого состава с содержанием пентабората аммония выше 10 мас.%, при нормальных условиях выпадают в осадок, снижение концентрации пентабората аммония ниже 1 мас.% уменьшает защитные свойства растворов.

Таким образом, предложенный способ защиты древесины благодаря своему сбалансированному составу улучшает эксплуатационные свойства антисептированной древесины.