средство защиты древесины от биопоражения

Классы МПК:B27K3/16 неорганические пропиточные вещества 
B27K3/52 пропиточные средства, содержащие смеси неорганических и органических соединений 
B27K3/34 органические пропиточные вещества 
A01N59/14 бор; его соединения
A01N43/653  1,2,4-триазолы; гидрированные 1,2,4-триазолы
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Галиахметов Раиль Нигаматьянович (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2008-01-16
публикация патента:

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и предназначено для защиты древесины, например сырых пиломатериалов, от деревоокрашивающих и плесневелых грибов. Описано средство для защиты древесины от биопоражения на основе борной кислоты или ее солей. Средство дополнительно содержит: в качестве фунгицидов триазолы, выбранные из тебуконазола и пропиконазола, неионогенные ПАВ или неионогенные ПАВ в смеси с катионактивными ПАВ, спирты и(или) кетоны. Предложенное средство обладает высокой эффективностью защиты древесины от биопоражения, является относительно безопасным и удобным в использовании. 3 з.п. ф-лы, 5 табл.

Формула изобретения

1. Средство для защиты древесины от биопоражения на основе борной кислоты или ее солей, отличающееся тем, что в качестве фунгицидов оно дополнительно содержит триазолы, выбранные из тебуконазола и пропиконазола, и неионогенные ПАВ или неионогенные ПАВ в смеси с катионактивными ПАВ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

борная кислота или ее соли 80-98,9
указанные триазолы0,1-10
указанные ПАВ 1-10

2. Средство для защиты древесины по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит спирты и (или) кетоны 1-6 мас.%.

3. Средство для защиты древесины по п.1, отличающееся тем, что оно обладает защищающей способностью против дереворазрушающих грибов.

4. Средство для защиты древесины по п.1, отличающееся тем, что является сыпучим порошкообразным препаратом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к лесной и деревообрабатывающей отраслям промышленности и предназначено для защиты древесины, например сырых пиломатериалов, от деревоокрашивающих и плесневелых грибов.

Известны средства для защиты древесины от синевы и плесневения: по А.С. СССР № 1659194, МПК B27K 3/52, Б.И. № 24, 1991 г.; по А.С. СССР № 1698062, МПК B27K 3/34, Б.И. № 46, 1991 г. и по Патенту РФ № 2045393, МПК6 B27K 3/52, Б.И. № 28, 1995 г. Однако эти препараты либо характеризуются низкими экологическими и санитарно-гигиеническими показателями, либо обладают слабой защищающей способностью.

Наиболее близким к предложенному является средство для защиты древесины (Патент РФ № 2147510, МПК7 B27K 3/52, Б.И. № 11, 2000 г.) со следующим составом компонентов, мас.%: борная кислота или ее соль 10-25, диметилдитиокарбамат натрия 10-30, сульфонаты 20-30, углекислые соли или основания щелочных металлов остальное до 100. Предложенное средство может дополнительно содержать в качестве фунгицида четвертичные аммониевые соли (ЧАС) в количестве 0,5-3 мас.% и используется в порошкообразном или в жидком виде.

Необходимо отметить ряд существенных недостатков данного средства. Приготовленное в порошкообразной форме, оно склонно к пылению и поэтому, из-за наличия в рецептуре токсичных компонентов - борной кислоты, диметилдитиокарбамата натрия и кальцинированной соды, является опасным продуктом для работающих с ним. Кроме того, содержащаяся в препарате кальцинированная сода (до 50%) трудно растворима в воде. Она в значительных количествах остается не использованной по назначению, собирается на дне ванны для пропитки древесины и тем самым вызывает дополнительные сложности при очистке этих ванн и утилизации образующегося осадка.

В жидкой форме данного средства, даже при непродолжительном хранении (менее 1 месяца), из-за высоких концентраций едкого натра и борной кислоты образуются трудно разрушаемые и трудно растворимые осадки, что приводит к большим сложностям на стадии приготовления рабочих растворов для обработки древесины.

К тому же препараты, поставляемые в жидком виде, создают трудности потребителям, связанные с возвратом тары, ее пропарки перед транспортировкой или утилизацией.

Кроме того, данный состав недостаточно эффективен против грибов Penicillium chrisogenum и Discula pinicola, что приводит к необходимости увеличения концентраций рабочих растворов и повышенного расхода препарата для достижения необходимых уровней защиты или приводит к снижению качества лесоматериалов при наличии в окружающей среде данного вида гриба.

Применяемая в составе натриевая соль дитиокарбаминовой кислоты является неустойчивой и подвергается гидролизу с образованием сероводорода, что ухудшает не только санитарно-гигиенические характеристики, но и создает экологически неблагоприятные условия применения.

Предложенное изобретение направлено на повышение биологической эффективности и улучшение эксплуатационных свойств средства защиты древесины.

Поставленная задача решается средством для защиты древесины от поражения деревоокрашивающими и плесневелыми грибами, содержащим борную кислоту или ее соли, триазолы (тебуконазол или пропиконазол) и неионогенные ПАВ или неионогенные ПАВ в смеси с катионактивными ПАВ в следующих соотношениях, мас.%:

борная кислота80-98,9
триазолы (тебуконазол или пропиконазол) 0,1-10
ПАВ 1-10

Обеспечение необходимого уровня защиты древесины и пиломатериалов достигается за счет совместного применения борной кислоты (или ее солей) и триазола (тебуконазола или пропиконазола).

ПАВ используется не только для получения устойчивой формы применения состава, но и для снижения запыленности при работе. Известно, что для снижения запыленности порошкообразных антисептических препаратов применяются различные добавки, например минеральные масла или другие инертные добавки (Варфоломеев Ю.А. Обеспечение долговечности изделий из древесины. - М.: Ассоль, 1992. - 288 с). В качестве ПАВ могут применяться неионогенные (неонол, синтанол, ОП-7, ОП-10 и др.) и неионогенные ПАВ совместно с катионактивными ПАВ (например, совместно с четвертичными аммониевыми соединениями).

Благодаря присутствию ПАВ борная кислота не пылит, и тем самым улучшаются санитарно-гигиенические свойства препарата. Хотя борная кислота относится к веществам третьего класса опасности, в процессе применения попадание ее в дыхательные органы может привести к отравлению, и устранение запыления является важной проблемой порошковых препаратов. Данная цель нами достигается использованием в составе препарата ПАВ.

Предложенное средство для улучшения пропитки древесины может дополнительно содержать спирты и кетоны в количестве 1-6 мас.%.

Предложенное средство представляет собой порошок. Сбалансированный состав средства позволяет использовать рабочие растворы для обработки древесины с относительно низкими концентрациями действующего вещества, достигая при этом высокой степени биозащиты.

Составы для испытаний были приготовлены путем предварительного смешения компонентов. В качестве фунгицидов были использованы тебуконазол (ТБК), пропиконазол (ПКА). В качестве спиртов были использованы первичные или вторичные спирты C2-C8 или их смеси (например, сивушные масла - тяжелые фракции ректификации этилового спирта). В качестве кетонов - ацетон, метилэтилкетон (МЭК) и метилпропилкетон (МПК). В качестве катионактивного ПАВ - диметилалкил бензиламмонийхлорид (ДМАБАХ) и триаллилбензиламмонийхлорид (ТАБАХ). Из полученных составов были приготовлены соответствующие пропиточные растворы.

Для испытания предложенного средства были приготовлены образцы с различным содержанием компонентов (табл. 1).

Таблица 1
№ Образца Состав образца, мас.% Примечания
Борная кислотатриазол Катионактивный ПАВ неионогенный ПАВ Спирты или кетоны
1 93,90,1 -6 -ПАВ-синтанол
2 94,90,1 -5 -ПАВ-ОП-7
3 98,90,1 -1 -ПАВ-ОП-10
4 98,90,1 -1 -В образцах № 4-16 неионогенный ПАВ - неонол
595 11 3- с ДМАБАХ
695 11 3- с ТАБАХ
792 15 2средство защиты древесины от биопоражения, патент № 2380221 В образцах № 7-16 с ДМАБАХ
889 11 36 с этанолом
992 11 33 с изамиловым спиртом
1080 101 36 со смесью спиртов С2-C8 нормального и изостроения
11 891 13 6с МЭК и этанолом, образцы № 11-13 с пропиконазолом
1289 11 36 с МПК и ацетоном (1:1)
1391 11 34 Как в № 9, но вместо борной кислоты - бура
1480 101 36 Как в № 10, но с тебуконазолом и пропиконазолом при соотношении 1:1
15 87,95 0,053 54 В образцах № 15-17 со смесью спиртов С2-C8 нормального и изостроения
1682,9 0,18 36 средство защиты древесины от биопоражения, патент № 2380221
1770 183 36 средство защиты древесины от биопоражения, патент № 2380221

Образцы 1-14 соответствуют заявленному составу.

Образцы 15-17 взяты с запредельным содержанием компонентов.

Для испытаний заявленного состава использовали образцы из заболони сосны с влажностью 80-120%, размером 5×15×180 мм. Образцы обрабатывали методом погружения в пропиточные растворы на 1 мин. Пропиточные растворы готовились растворением готового препарата в дистиллированной воде. Инфицирование образцов производили в эксикаторах с "опилочным буфером". Опилки из свежевыпиленной древесины заболони сосны орошали суспензией грибов с помощью пульверизатора. Суспензия содержала 27 видов грибов, составляющих 3 группы по 9 видов каждая.

Первая группа включает следующие виды грибов: Penicillium ochrochloron, Penicillium brevicompactum, Fusarium meniliforme, Alternaria humicola, Aspergillus niger, Aspergillus terreus, Penicillium chrisogenum, Phialophora fastigiata, Fusarium poae.

Вторая группа включает в себя следующие виды грибов: Fusarium javanicum, Fusarium merismoides, Poecylomyces variotti, Sporidesmium cladosporioides, Trichosporium cheteromorphum, Aspergillus hennebergii, Discula pinicola, Cladosporium herbarum, Verticillium marguandi.

Третья группа включает в себя следующие виды грибов: Aspergillus amstelodanum, Penicillium cyclopium, Alternaria tenuis, Fusarium culmorum, Penicillium purpurgenum, Aspergillus flsvus, Leptographium lundbergii, Trichosporium harzianum.

Оценку эффективности защитного средства, как это предусмотрено ГОСТ 30028.4-93, проводили по истечении 15 суток экспозиции, по средней площади поражения грибами поверхности образцов в процентах и по стадии развития гриба. Последняя оценивалась по шестибальной шкале:

0 - абсолютно чистые образцы при визуальном осмотре и под микроскопом;

1 - визуально чистые образцы; при осмотре под микроскопом видны мелкие очаги в виде пятен одного вида деревоокрашивающих или плесневелых грибов; стадия спороношения отсутствует;

2 - поверхностное развитие мицелия отдельных видов деревоокрашивающих и плесневых грибов в виде пятен; стадия спороношения отсутствует;

3 - обильное разрастание мицелия отдельных видов деревоокрашивающих или плесневых грибов; начало стадии спороношения одного из видов грибов;

4 - отчетливо виден рост грибов при визуальном осмотре, различные стадии спороношения большинства видов деревоокрашивающих и плесневых грибов;

5 - глубокое поражение деревоокрашивающими и плесневыми грибами всей площади образца, интенсивное спороношение.

Результаты испытаний представлены в табл. 2.

Таблица 2
№ образца Поглощение, г/м2 Степень поражения грибами: площадь -%, стадия развития - баллы Эффективность Примечание
1 группы 2 группы 3 группы
%баллы %баллы %баллы
1 0,41<5 1<5 1<5 1высокоэффективен средство защиты древесины от биопоражения, патент № 2380221
20,40 01 01 01 высокоэффективен -
3 0,40 01 00 01 высокоэффективен -
4 0,39 00 00 00 высокоэффективен -
5 0,38 00 00 00 высокоэффективен -
6 0,40 00 00 01 высокоэффективенсредство защиты древесины от биопоражения, патент № 2380221
70,41 00 00 01 высокоэффективенсредство защиты древесины от биопоражения, патент № 2380221
80,51 00 00 00 высокоэффективенсредство защиты древесины от биопоражения, патент № 2380221
90,44 00 00 00 высокоэффективенсредство защиты древесины от биопоражения, патент № 2380221
100,49 00 00 01 высокоэффективенсредство защиты древесины от биопоражения, патент № 2380221
110,50 01 01 01 высокоэффективенсредство защиты древесины от биопоражения, патент № 2380221
120,50 01 01 01 высокоэффективенсредство защиты древесины от биопоражения, патент № 2380221
130,51 00 00 00 высокоэффективенсредство защиты древесины от биопоражения, патент № 2380221
140,50 00 00 00 высокоэффективенсредство защиты древесины от биопоражения, патент № 2380221
150,51 102 152 102 ЭффективенАктивное развитие грибов Penicillium
160,53 151 152 151 Эффективенсредство защиты древесины от биопоражения, патент № 2380221
170,35 20средство защиты древесины от биопоражения, патент № 2380221 15 средство защиты древесины от биопоражения, патент № 2380221 20 средство защиты древесины от биопоражения, патент № 2380221 Эффективен Активное развитие грибов Penicillium
18*0,50 50 440 435 4среднеэффективен Активное развитие грибов Penicillium
контроль- 905 855 855 -средство защиты древесины от биопоражения, патент № 2380221
*) Образец 18 соответствует составу прототипа (Патент РФ № 2147510, МПК7 B27K 3/52, Б.И. № 11, 2000 г.).

Полученные результаты показывают высокую эффективность средства в заявленном соотношении компонентов.

Увеличение содержания ПАВ в препарате выше заявленного приводит к ухудшению сыпучести препарата, а уменьшение - к выпадению триазола из рабочего раствора.

Включение в состав спирта, ацетона или их смеси значительно улучшает пропитку древесины антисептиком (образцы 8-17), но увеличение их количества выше заявленного снижает сыпучесть препарата.

Необходимый уровень защиты древесины можно обеспечить только при совместном применении борной кислоты (или ее солей) и триазолов. Как показывают результаты микологических исследований, использование только борной кислоты (табл.3) или использование только тебуконазола не обеспечивает требуемый уровень защиты (табл.4).

Рекомендуемая нами в производстве химической защиты пиломатериалов от биопоражения концентрация заявляемого состава составляет не более 1-2%. Содержание борной кислоты в препарате более 80% и естественно в водном растворе ее содержание будет от 0,8 до 1,96%. Как показывают результаты микологических испытаний, при этих концентрациях борная кислота не обеспечивает необходимый уровень защиты древесины (см. табл.3).

Таблица 3*
Результаты лабораторных микологических испытаний водного раствора борной кислоты
Концентрация раствора Сохранность поверхности образцов (%), на сутки:
10 2030 4050
1.0 6522 2114 12
2.0 77 4339 3532
3.0 9146 4137 37
4.0 94 7060 5249
0.0 (контроль) 3323 1910 8
*) Галиахметов Р.Н., Варфоломеев Ю.А. Снижение экологической опасности антисептиков. - М.: Химия, 2004. - 187 с.

По той же методике (Чащина Л.М., Поромова Т.М. Методика испытаний защитных средств против деревоокрашивающих и плесневых грибов // Сушка и защита древесины: Сб. науч. тр. - Архангельск: ЦНИИМОД, 1985. - С.120-127) была оценена защищающая способность тебуконазола по отношению к деревоокрашивающим и плесневым грибам при использовании ее в виде монопрепарата. Результаты испытаний приведены в табл.4.

Таблица 4
Результаты лабораторных микологических испытаний тебуконазола и его в смеси с борной кислотой
Кон-ция препарата в рабочем растворе, % Сохранность поверхности образцов (%), на сутки:
10 2030 4050
ТБК-0,001 9587 8376 72
ТБК-0,01 96 9086 8076
ТБК-0,1 9890 8782 77
ТБК-1,0 98 9290 8176
H3BO3 - 1,978% + ТБК - 0,002% средство защиты древесины от биопоражения, патент № 2380221 средство защиты древесины от биопоражения, патент № 2380221 средство защиты древесины от биопоражения, патент № 2380221 средство защиты древесины от биопоражения, патент № 2380221 средство защиты древесины от биопоражения, патент № 2380221
и 0,02% ПАВ (по примеру 3) 100100 10098 97
0.0 (контроль) 35 2618 119

Как видно из табл. 4, увеличение концентрации тебуконазола (ТБК) от 0,001 до 1,0% в рабочем растворе без борной кислоты не обеспечивает надежную защиту древесины и не приводит к существенному изменению эффективности. Совместное применение борной кислоты и тебуконазола вкупе с другими добавками обеспечивает надежную и более эффективную защиту древесины от биопоражений.

Были также проведены микологические испытания пропитанной древесины по отношению к дереворазрушающим грибам методом «открытого грунта» (Курбатова Н.А. Повышение эффективности и экологической безопасности защитной обработки древесины препаратами на основе фтора: Автореф. дис. канд. техн. наук / АГТУ. - Архангельск, 1992. - 21 с.). В опыте использовали кондиционированные заболонные сосновые образцы размером 20×20×5 мм, пропитанные исследуемыми составами по методу «вакуум-атмосферное давление». Пропитанные образцы взвешивали и помещали в ящики с нестерильной лесной почвой. Инфицирование проводили путем подкладывания под образцы кубиков-инокулянтов с культурой дереворазрушающего гриба Serpula sclerotorum. Температуру и влажность в процессе испытаний поддерживали постоянной. Одновременно с пропитанными образцами испытывали контрольные непропитанные образцы. После 16 недель испытаний при разрушении на 50-60% контрольных образцов опыт прекращали, проводили их макромикологическое описание, кондиционирование и взвешивание. Состояние образцов оценивали по потере массы (в % к исходной). Полученные результаты представлены в табл.5.

Таблица 5
Защищающая способность образцов № № 1-11 по отношению к дереворазрушающим грибам
№ образцаКонцентрация пропиточного раствора, % Потеря массы, % Макромикологическая характеристика образцов
16,0 3,9Загнивания и инфицирования не обнаружено
26,0 2,1Загнивания не обнаружено
36,0 6,7Загнивания не обнаружено
46,0 2,8Загнивания не обнаружено
56,0 2,9Загнивания не обнаружено
66,0 3,1Загнивания не обнаружено
76,0 3,2Загнивания не обнаружено
86,0 3,4Загнивания не обнаружено
96,0 3,0Загнивания не обнаружено
106,0 3,5Загнивания не обнаружено
116,0 3,8Загнивания не обнаружено
Контроль (необработанные

образцы)
054 Хорошо развит мицелий дереворазрушающего гриба, глубокая светло-бурая гниль

Таким образом, предложенное средство для защиты древесины благодаря своему сбалансированному составу и отсутствию в нем высокотоксичных соединений позволяет повысить биологическую эффективность и улучшить эксплуатационные свойства.

Класс B27K3/16 неорганические пропиточные вещества 

способ получения модифицированной прессованной древесины -  патент 2395390 (27.07.2010)
способ обработки конструкций из древесины, в частности коттеджей -  патент 2377119 (27.12.2009)
композиция и способ для обработки неметаллических поверхностей -  патент 2256551 (20.07.2005)
средство для защиты древесины от поражения деревоокрашивающими и плесневелыми грибами -  патент 2256550 (20.07.2005)
средство для защиты древесины от поражения деревоокрашивающими и плесневелыми грибами -  патент 2247653 (10.03.2005)
средство для защиты древесины от деревоокрашивающих и плесневелых грибов и насекомых -  патент 2247652 (10.03.2005)
способ пропитки деревянных щитов и устройство для его осуществления -  патент 2165843 (27.04.2001)
пропиточный противотлеющий раствор для спичечной соломки -  патент 2158253 (27.10.2000)
способ изготовления нейтронозащитного материала -  патент 2157754 (20.10.2000)
средство для защиты древесины -  патент 2147510 (20.04.2000)

Класс B27K3/52 пропиточные средства, содержащие смеси неорганических и органических соединений 

Класс B27K3/34 органические пропиточные вещества 

способ обработки деревянных изделий -  патент 2497663 (10.11.2013)
способ получения модифицированной древесины -  патент 2476311 (27.02.2013)
способ модифицирования древесины -  патент 2474492 (10.02.2013)
защита необработанной древесины от поражения плесенью -  патент 2429118 (20.09.2011)
антипирен, способ его получения, способ огнезащитной обработки материалов и способ тушения очага горения -  патент 2425069 (27.07.2011)
консервант для древесины и способ изготовления консерванта для древесины -  патент 2422265 (27.06.2011)
силиконовая пропитка на водной основе для дерева -  патент 2422264 (27.06.2011)
фунгицидные смеси -  патент 2420962 (20.06.2011)
лигноцеллюлозный материал с низким содержанием формальдегида и способ его получения -  патент 2416625 (20.04.2011)
способ пропитки под давлением древесины и лесоматериалов консервантом, содержащим растительное масло, и пропитанная древесина -  патент 2414346 (20.03.2011)

Класс A01N59/14 бор; его соединения

состав для стимулирования роста и развития сельскохозяйственных культур -  патент 2519684 (20.06.2014)
использование жидкой минеральной композиции для улучшения адаптивной реакции растений на изменение условий окружающей среды -  патент 2519233 (10.06.2014)
способ получения антисептика древесины "бороксан" -  патент 2513017 (20.04.2014)
производные тетрагидроксипентаборной кислоты -  патент 2512364 (10.04.2014)
стимулятор роста растений и способ его получения -  патент 2492651 (20.09.2013)
средство для вегетационной обработки растений подсолнечника -  патент 2468583 (10.12.2012)
средство для вегетационной обработки растений подсолнечника -  патент 2468581 (10.12.2012)
способ стимулирования роста яровой пшеницы -  патент 2456802 (27.07.2012)
средство для протравливания семян яровой пшеницы -  патент 2372778 (20.11.2009)
средство для предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур -  патент 2370956 (27.10.2009)

Класс A01N43/653  1,2,4-триазолы; гидрированные 1,2,4-триазолы

пестицидная композиция, содержащая производное тетразолилоксима и активное фунгицидное или инсектицидное вещество (варианты) и способ борьбы с фитопатагенными грибами или вредоносными насекомыми -  патент 2527024 (27.08.2014)
сельскохозяйственные композиции -  патент 2526632 (27.08.2014)
биоцидные композиции и способы их применения -  патент 2515679 (20.05.2014)
гербицидные композиции, содержащие соединения бензоилпиразола, и способ уничтожения нежелательных растений -  патент 2514184 (27.04.2014)
пестицидные композиции -  патент 2513723 (20.04.2014)
композиция для борьбы с болезнями растений и способ борьбы с болезнями растений -  патент 2513536 (20.04.2014)
фунгицидная композиция и способ контроля болезней растений -  патент 2507746 (27.02.2014)
жидкая, распыляемая, пригодная в качестве средства для закрытия ран древесных растений композиция и ее применение для закрытия ран древесных растений, для защиты древесных растений от заражения фитопатогенными грибами, а также способ защиты древесных растений от заражения фитопатогенными грибами -  патент 2504955 (27.01.2014)
пестицидная водная суспензионная композиция и способы снижения вязкости и пенообразования указанной композиции -  патент 2493701 (27.09.2013)
синергические фунгицидные комбинации биологически активных веществ и их применение для борьбы с нежелательными фитопатогенными грибами -  патент 2490890 (27.08.2013)