огнебиозащитный состав "ксилостат+"

Формула изобретения

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

Описание изобретения к патенту

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), уменьшает водопоглощение в 2 раза и улучшает текстуру древесины - придает золотистый оттенок поверхности.

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 огнебиозащитный состав «КСИЛОСТАТ», состоящий из борной кислоты H ₃BO₃, воды и моноэтаноламина (заявка на изобретение № 2009144072/05(062692) от 27.11.2009, по которой принято решение о выдаче патента на изобретение от 02.02.2011). Препарат «КСИЛОСТАТ» обладает фунгицидным, огнезащитным действием, повышает адгезию поверхности древесины к лакокрасочным материалам (ЛКМ), уменьшает водопоглощение в 2 раза.

Однако препарат «КСИЛОСТАТ» не влияет на эстетические свойства древесины, сохраняя ее поверхность в неизменном виде.

Изобретательская задача состояла в разработке водорастворимого огнебиозащитного состава, способного в условиях мягкого модифицирования не только к образованию гидролитически устойчивых химических связей с компонентами древесины, но и к тонированию ее поверхности.

Данная задача решена путем создания следующего состава:

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

При смешивании борной кислоты с диэтаноламином в водной среде происходит химическое взаимодействие между компонентами (о чем свидетельствует выделение теплоты и изменение вязкости), приводящее к образованию боразотных соединений, предположительно диэтаноламин(N B)тригидроксиборана и диэтиламин(N B)бората в соотношении масс: 3:1. Координационные числа атомов бора и азота, входящих в состав соединений, 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. Препарат «КСИЛОСТАТ» за счет образования гидролитически устойчивых связей с поверхностью обеспечивает длительную защиту древесины, но не улучшает ее текстуру.

Разработанные составы, в отличие от ранее используемых, за счет наличия четырехкоординационных атомов бора, азота и реакционноспособных групп не только 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 20 лет (в этом и заключается сущность защитного действия состава), но и улучшают текстуру древесины: придают поверхности золотистый оттенок.

При обработке древесины разработанным составом с расходом 150 г/м² поверхность приобретает золотистый оттенок, 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	118,2	123,2	98,1	25,1	20,4	24,5	19,9
2	109,1	113,7	90,6	23,1	20,3
3	128,1	133,6	108,3	25,3	18,9

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

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

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

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