ОГНЕБИОЗАЩИТНЫЙ СОСТАВ "КСИЛОСТАТ+"
FIRE- AND BIOPROTECTIVE COMPOSITION "XYLOSTAT+"

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).
3
3
Наиболее близким по совокупности свойств к предлагаемому изобретению, т.е. прототипом, является водорастворимый огнебиозащитный состав «КСИЛОСТАТ», состоящий из борной кислоты HBO, 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.
2
При обработке древесины разработанным составом с расходом 150 г/м 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.