本发明涉及一种抗流失水基木材防腐剂的制备方法，属于木材防腐技术领域。
背景技术：
木材是四大材料中唯一可再生的结构材料，具有无毒、无污染、美观、易加工等特点，与人类最亲和，是深受人们喜爱的绿色天然产物。但是木材的主要成分为木素、纤维素和半纤维素，在温度、水分、湿度、酸碱度适宜的情况下，易受虫菌侵蚀而腐朽，导致木材的使用寿命缩短。如何高效、合理利用木材资源，延长木材使用寿命，已成为亟需解决的问题。根据国内外统计，防腐处理后的木材的使用寿命可以延长5～6倍。因此，对木材进行防腐处理，是延长木材使用寿命、提高木材利用水平、节约木材资源的重要途径和手段。
目前，市场上应用的一些木材防腐剂，如林丹、五氯酚钠、铜铬砷等，由于易污染环境，已经逐步受到禁用或限用。硼砂、硼酸、四水合八硼酸钠(dot)等硼酸盐类化合物防腐剂，因具有环境友好，无刺激性气味，渗透性较强，对人畜低毒，对腐朽菌和虫蚁的防治效果好，而又不影响木材本身的色泽与加工性能，且当载药量较高时，还可赋予木材一定程度的阻燃性等优点而受到广泛研究和开发，硼酸盐类化合物已成为市场上较为重要的木材防腐剂。
硼酸类、铜盐类等多种水基木材防腐剂虽然对木腐菌有很强的抑制作用，但是在使用中由于易随水流失而面临防腐作用下降、危害水体生物等诸多问题。如何增强这些易流失的木材防腐剂在木材中固着，是水基木材防腐剂面临的难题。
因此，发明一种抗流失型木材防腐剂对木材防腐技术领域具有积极的意义。
技术实现要素：
本发明主要结局的技术问题，针对目前常见的硼酸盐类水基木材防腐剂在使用中由于易随水流失而面临防腐作用下降、危害水体生物的缺陷，提供了一种抗流失水基木材防腐剂的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种抗流失水基木材防腐剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将松香和异丙醇以及氢氧化钠装入带有温度计和搅拌器以及回流装置的四口烧瓶中，放入水浴锅中加热升温，保温搅拌，再向四口烧瓶中加入环氧氯丙烷和三乙胺，回流反应后蒸馏回收未反应的环氧氯丙烷和三乙胺，得到阳离子化松香稠液；
（2）称取石榴皮粉碎20～30min，得到石榴皮粉碎物，将石榴皮粉碎物和水混合后得到混合液，再向混合液中加入亚硫酸钠，油浴加热升温，保温提取3～5h，过滤分离得到滤液，即为石榴皮提取液；
（3）将大豆和牛奶以及氯化钠溶液混合后加热升温，保温搅拌提取40～60min，过滤分离去除滤渣，得到蛋白提取液；
（4）按重量份数计，称取30～40份阳离子化松香稠液、10～15份石榴皮提取液、8～10份蛋白提取液依次装入带有搅拌器的三口烧瓶中，启动搅拌器搅拌混合得到预制液；
（5）向上述装有预制液的三口烧瓶中加入硼酸三甲酯和十二烷基苯磺酸钠，将三口烧瓶移入水浴锅中，加热升温，搅拌反应1～2h后出料，即得抗流失水基木材防腐剂。
步骤（1）中所述的松香和异丙醇以及氢氧化钠的质量比为3:4:1，加热升温的温度为60～70℃，保温搅拌时间为20～30min，环氧氯丙烷的加入量与松香质量相等，三乙胺的加入量是松香质量的70～80%，回流反应的温度为75～85℃，回流反应的时间为18～20h。
步骤（2）中所述的石榴皮粉碎物和水的质量比为1:20，亚硫酸钠的加入量为石榴皮质量的0.5～0.8%，加热升温的温度为100～105℃。
步骤（3）中所述的大豆和牛奶以及氯化钠溶液的质量比为1:1:3，氯化钠溶液的质量分数为50%，加热升温的温度为50～60℃。
步骤（4）中所述的搅拌混合的转速为200～300r/min，搅拌混合的时间为20～30min。
步骤（5）中所述的硼酸三甲酯的加入量为预制液质量的20～30%，十二烷基苯磺酸钠的加入量为预制液质量的3～5%，加热升温的温度为50～60℃，搅拌反应的时间为1～2h。
本发明的有益效果是：
（1）本发明首先以松香作为原料，经化学改性制得阳离子化松香稠液，在分别从石榴皮和大豆中提取得到富含单宁和蛋白质的提取液，再将阳离子化松香稠液和提取液共混，与硼酸三甲酯反应，最终制得含有硼酸盐的抗流失水基木材防腐剂，本发明制得水基防腐剂中由于硼酸三甲酯和水反应生成硼酸，生成的硼酸和蛋白提取液中的氯化钠以及阳离子化松香稠液中过量的氢氧化钠反应生成具有木材防腐性能的硼酸盐成分，使用时硼酸盐随同水基浸入木材内部，未反应完的硼酸三甲酯继续和木材细胞中的水分反应继续生成硼酸，起到防腐作用，而进入到木材纤维间的硼酸盐既起到了防腐作用，又起到了填充木材间隙，提高木材致密度的作用，使得水分难以进入木材内部，进一步提高木材的防腐性；
（2）本发明水基木材防腐剂中添加的单宁和蛋白类成分可以在木材中建立一个聚合体网络，当该网络固定后，可以与木材组分通过共价键或是与木材组分凝结在一起的方式，作为与硼酸盐间的联接，使硼酸盐类化合物固着在处理材中，从而降低处理材中硼的流失率，提高防腐剂的抗流失性能，另外阳离子化松香稠液由于自身带有正电荷，可以和表面带有负电荷的木材纤维素发生结合，自行附着于纤维上，附着的松香稠液可以起到保护硼酸盐的作用，进一步提高了防腐有效成分硼酸盐的抗流失性能，另外松香稠液具有疏水性，采用适当的松香处理，能够封闭木材中的游离羟基，从而降低木材的吸湿能力，同时由于减少了木材的吸湿性，木材中的含水量满足不了木腐菌等微生物生存、繁衍所必需的水分条件，从而提高木材的耐腐能力，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
按质量比为3:4:1将松香和异丙醇以及氢氧化钠装入带有温度计和搅拌器以及回流装置的四口烧瓶中，放入水浴锅中加热升温至60～70℃，保温搅拌20～30min，再向四口烧瓶中加入松香等质量的环氧氯丙烷和松香质量70～80%的三乙胺，在75～85℃下回流反应18～20h后蒸馏回收未反应的环氧氯丙烷和三乙胺，得到阳离子化松香稠液，称取石榴皮放入组织粉碎机中粉碎20～30min，得到石榴皮粉碎物，将石榴皮粉碎物和水按质量比为1:20混合后得到混合液，再向混合液中加入石榴皮质量0.5～0.8%的亚硫酸钠，油浴加热升温至100～105℃保温提取3～5h，过滤分离得到滤液，即为石榴皮提取液，将大豆和牛奶以及质量分数为50%的氯化钠溶液按质量比为1:1:3混合后加热升温至50～60℃，保温搅拌提取40～60min，过滤分离去除滤渣，得到蛋白提取液，按重量份数计，称取30～40份阳离子化松香稠液、10～15份石榴皮提取液、8～10份蛋白提取液依次装入带有搅拌器的三口烧瓶中，启动搅拌器以200～300r/min转速搅拌混合20～30min得到预制液，向上述装有预制液的三口烧瓶中加入预制液质量20～30%的硼酸三甲酯和预制液质量3～5%的十二烷基苯磺酸钠，将三口烧瓶移入水浴锅中，加热升温至50～60℃，搅拌反应1～2h后出料，即得抗流失水基木材防腐剂。
实例1
按质量比为3:4:1将松香和异丙醇以及氢氧化钠装入带有温度计和搅拌器以及回流装置的四口烧瓶中，放入水浴锅中加热升温至60℃，保温搅拌20min，再向四口烧瓶中加入松香等质量的环氧氯丙烷和松香质量70%的三乙胺，在75℃下回流反应18h后蒸馏回收未反应的环氧氯丙烷和三乙胺，得到阳离子化松香稠液，称取石榴皮放入组织粉碎机中粉碎20min，得到石榴皮粉碎物，将石榴皮粉碎物和水按质量比为1:20混合后得到混合液，再向混合液中加入石榴皮质量0.5%的亚硫酸钠，油浴加热升温至100℃保温提取3h，过滤分离得到滤液，即为石榴皮提取液，将大豆和牛奶以及质量分数为50%的氯化钠溶液按质量比为1:1:3混合后加热升温至50℃，保温搅拌提取40min，过滤分离去除滤渣，得到蛋白提取液，按重量份数计，称取30份阳离子化松香稠液、10份石榴皮提取液、8份蛋白提取液依次装入带有搅拌器的三口烧瓶中，启动搅拌器以200r/min转速搅拌混合20min得到预制液，向上述装有预制液的三口烧瓶中加入预制液质量20%的硼酸三甲酯和预制液质量3%的十二烷基苯磺酸钠，将三口烧瓶移入水浴锅中，加热升温至50℃，搅拌反应1h后出料，即得抗流失水基木材防腐剂。
实例2
按质量比为3:4:1将松香和异丙醇以及氢氧化钠装入带有温度计和搅拌器以及回流装置的四口烧瓶中，放入水浴锅中加热升温至65℃，保温搅拌25min，再向四口烧瓶中加入松香等质量的环氧氯丙烷和松香质量75%的三乙胺，在80℃下回流反应19h后蒸馏回收未反应的环氧氯丙烷和三乙胺，得到阳离子化松香稠液，称取石榴皮放入组织粉碎机中粉碎25min，得到石榴皮粉碎物，将石榴皮粉碎物和水按质量比为1:20混合后得到混合液，再向混合液中加入石榴皮质量0.6%的亚硫酸钠，油浴加热升温至103℃保温提取4h，过滤分离得到滤液，即为石榴皮提取液，将大豆和牛奶以及质量分数为50%的氯化钠溶液按质量比为1:1:3混合后加热升温至55℃，保温搅拌提取50min，过滤分离去除滤渣，得到蛋白提取液，按重量份数计，称取35份阳离子化松香稠液、13份石榴皮提取液、9份蛋白提取液依次装入带有搅拌器的三口烧瓶中，启动搅拌器以250r/min转速搅拌混合25min得到预制液，向上述装有预制液的三口烧瓶中加入预制液质量25%的硼酸三甲酯和预制液质量4%的十二烷基苯磺酸钠，将三口烧瓶移入水浴锅中，加热升温至55℃，搅拌反应1.5h后出料，即得抗流失水基木材防腐剂。
实例3
按质量比为3:4:1将松香和异丙醇以及氢氧化钠装入带有温度计和搅拌器以及回流装置的四口烧瓶中，放入水浴锅中加热升温至70℃，保温搅拌30min，再向四口烧瓶中加入松香等质量的环氧氯丙烷和松香质量80%的三乙胺，在85℃下回流反应20h后蒸馏回收未反应的环氧氯丙烷和三乙胺，得到阳离子化松香稠液，称取石榴皮放入组织粉碎机中粉碎30min，得到石榴皮粉碎物，将石榴皮粉碎物和水按质量比为1:20混合后得到混合液，再向混合液中加入石榴皮质量0.8%的亚硫酸钠，油浴加热升温至105℃保温提取5h，过滤分离得到滤液，即为石榴皮提取液，将大豆和牛奶以及质量分数为50%的氯化钠溶液按质量比为1:1:3混合后加热升温至60℃，保温搅拌提取60min，过滤分离去除滤渣，得到蛋白提取液，按重量份数计，称取40份阳离子化松香稠液、15份石榴皮提取液、10份蛋白提取液依次装入带有搅拌器的三口烧瓶中，启动搅拌器以300r/min转速搅拌混合30min得到预制液，向上述装有预制液的三口烧瓶中加入预制液质量30%的硼酸三甲酯和预制液质量5%的十二烷基苯磺酸钠，将三口烧瓶移入水浴锅中，加热升温至60℃，搅拌反应2h后出料，即得抗流失水基木材防腐剂。
对比例以哈尔滨市某公司生产的木材防腐剂作为对比例对本发明制得的抗流失水基木材防腐剂和对比例中的木材防腐剂进行检测，检测结果如表1所示：1、测试方法
试验方法参照awpae11-2006的方法。
木材吸收药剂干燥21天后，进行室内水流失试验，将试样分组用蒸馏水浸泡14天，定期换水并收集沥出液，按照awpae11-97标准算出药剂的固着率。
表1
根据表1中数据可知，本发明制得的抗流失水基木材防腐剂中硼酸盐的固着率高，具有渗透性好，抗流失性强的优点，具有广阔的使用前景。