铜2季铵盐复配木材防腐剂的防腐性能ΞFAN G G Z 方桂珍,任世学(东北林业大学林产化工学院,黑龙江哈尔滨150040)摘　要:　在实验室内采用常规的真空2加压法浸注试件,土壤木块法进行防腐实验,检验了铜2季铵盐类防腐剂(FFJ 21、FFJ 22和FFJ 23)对白腐采绒革盖菌[Coriolus versicolor (L.ex Fr.)Quel.]和褐腐绵腐卧孔菌[Poria placenta (Fr.)Cooke.]的防腐性能,结果表明:在较低的保持量下,都有较好的防腐效果。

与百菌清(可湿性粉剂)、五氯酚钠、三唑酮相比较,它们对白腐菌的防腐性能与百菌清相近,比五氯酚钠和三唑酮好。

关键词:　季铵盐;木材防腐剂中图分类号:S782.33 文献标识码:A 文章编号:025322417(2002)0120071203与铜复配是木材防腐剂发展的一种重要趋势。

一般认为,铜对真菌有较好的抑制作用,再加上它价格适中,对环境柔和,对人畜无害,故被广泛应用于木材防腐剂中。

美国木材保护协会(AWPA )标准中水溶性防腐剂绝大多数都使用了铜,如ACC (酸性铬酸铜)、ACA (氨溶砷酸铜)、ACZA (氨溶砷锌)、CCA 2A (铜铬砷2A )、CCA 2B (铜铬砷2B )、CCA 2C (铜铬砷2C )、ACQ 2A (氨溶季铵铜2A )、ACQ 2B (氨溶季铵铜2B )、ACQ 2D (氨溶季铵铜2D )、CDDC (二甲基二硫代氨基甲酸铜)、CC (柠檬酸铜)、CBA 2A (硼唑铜)等[1]。

关于季铵盐类与其它药剂复合用作防腐剂、防变色剂和防霉剂的研究较多。

如DDAC (二甲基二癸基氯化铵)和IPBC (32碘代222丙炔基甲氨酸丁酯)混合使用具有广泛的杀菌性,并提高了抗流失性;将DDAC 和百菌清复合使用作为防霉剂等[2～3]。

目前,国外研究趋势是将季铵盐与铜盐复配制成ACQ 作水溶性防腐剂[4]。

实验室初步实验表明:季铵盐与铜复配,有助于提高季铵盐防腐剂效力,在较低的保持量下就能达到较好的防腐效果,降低了成本;同时,还可改善季铵盐防腐剂的固着效果。

本研究初步探讨季铵盐与铜复配后的防腐性能,并与百菌清(可湿性粉剂)、五氯酚钠、三唑酮的防腐性能作了比较。

1　实验方法1.1　药液的配置1.1.1　季铵盐药液的配置　实验所用的3种季铵盐为二烷基二甲基氯化铵、二烷基二甲基乙酸铵和二烷基二甲基丙酸铵(均由东北林业大学林产化工学院制备),分别与铜的络合物按一定比例复配,得到FFJ 21、FFJ 22和FFJ 23。

一般认为溶液浓度为0.5%(以季铵盐计)时,处理木材后,其防腐性能就已经能够达到强耐腐等级。

故检测0.1%、0.5%和1%这3个浓度条件下上述药剂的防腐性能。

1.1.2　对比防腐剂的选取1.1.2.1　百菌清(可湿性粉剂)(chlorothalonil ,CTL )　百菌清低毒,是广泛使用的农用杀菌剂之一。

20世纪70年代末期,为寻求油溶性木材防腐剂杂酚油、五氯酚(PCP )、82羟基喹啉酮、环烷酸盐的替代品,Ξ收稿日期:2001-07-23　作者简介:方桂珍(1954-),女,辽宁人,教授,博士,主要从事木材化学和木材防腐、阻燃等方面的研究。

第22卷第1期2002年3月林　产　化　学　与　工　业Chemistry and Industry of Forest Products Vol.22No.1Mar.2002开始了对百菌清用于木材防腐的研究。

百菌清对哺乳动物不会导致基因突变,能与土壤颗粒结合而难溶于水,不污染水环境,也不会在土壤中积累。

它对控制担子菌、白蚁和海生钻孔动物具有良好的效果[5]。

1993年,美国木材保护协会将百菌清列入AWPA 油溶性防腐剂标准P8[6]。

1.1.2.2　五氯酚钠(pentachlorophenol sodium ,PCP 2Na )　五氯酚钠是水溶性的,性质稳定,具有与五氯酚相当的毒性,对于木腐菌、变色菌、霉菌和蚁类都具有毒效作用。

原药对大白鼠急性经口LD 50为78mg/kg ,人畜长期接触会发生中毒[7]。

五氯酚钠中含有二口恶英,对环境危害严重,有些国家已经禁用,我国南方沿海地区现仍使用作为橡胶木的防腐剂。

1.1.2.3　三唑酮(tradimefon )　三唑酮是目前正在研究的新一代水溶性木材防腐药剂,它对担子菌有很好的防腐效果,AWPA 的标准中有1995年收入的硼唑铜(CBA 2A ,Copper Azole 2A )一种[1]。

1.2　试件处理工艺将试件置于真空装置中,抽真空(绝对压力13kPa 以下)30min ,注入药液,保持真空30min ,再加压(绝对压力0.6～0.8MPa )1h 。

将试样取出,进行二次真空,然后气干至含水率10%～12%即可。

1.3　耐腐性实验耐腐性实验参见G B 3942.1-92。

对于阔叶材,实验所用饲木为大青杨(Popul us ussuriensis K om.),供试菌采用白腐采绒革盖菌[Coriol us versicolor (L.ex Fr.)Quel ];对于针叶材,饲木为樟子松(Pi nus sylvest ris var.mongolica Litvin.),供试菌采用褐腐绵腐卧孔菌[Poria placenta (Fr.)Cooke ]。

试样腐朽后质量损失率公式如下:G (%)=(W 1-W 2)/W 1×100式中:G —试样质量损失率(%);W 1—试样实验前的绝干质量(g );W 2—试样实验后的绝干质量(g )。

2　实验结果与讨论2.1　对阔叶材大青杨的耐腐性能图1　FFJ 21、FFJ 22、FFJ 23保持量与试件质量损失率的关系Fig.1　Relation between retention of FFJ 21、FFJ 22、FFJ 23and weight loss 图1是试件质量损失率与FFJ 21、FFJ 22、FFJ 23保持量的关系。

从图1可以看出,经防腐剂处理后,试件质量损失率有明显降低。

在0.1%处理浓度时,3种防腐剂的保持量为0.8kg/m 3,质量损失率分别为2.5%、4.7%和6.4%,均低于10%。

这3种防腐剂在较低的保持量下,就能达到强耐腐等级,可见对白腐采绒革盖菌有较高的效力。

同时,3种防腐剂在相同浓度下的保持量接近,故这3种防腐剂对大青杨试样的渗透性也相当。

2.2　对针叶材樟子松的耐腐性能从表1数据看出,在1%处理浓度下,保持量分别为7.8、8.8和8.7kg/m 3,供试菌为褐腐绵腐卧孔菌,质量损失率分别为1.6%、0.1%和4.5%,均低于10%,达到强耐腐等级。

可见这3种防腐剂对褐腐绵腐卧孔菌也有一定效果,以FFJ 22的质量损失率最低,效果最好。

表1　防腐剂FF J 21、FF J 22、FF J 23对樟子松的防腐效果T able 1　Anti 2decay effect of preservative FF J 21,FF J 22and FF J 23on P.sylvestris var.mongolica wood 防腐剂preservatives 保持量/(kg ・m -3)retention 质量损失率/%weight loss FFJ 21(1%)7.8 1.6FFJ 22(1%)8.80.1FFJ 23(1%)8.7 4.5对照control26.02.3　与百菌清(可湿性粉剂)、五氯酚钠、三唑酮防腐性能的比较限于条件,实验所用饲木为大青杨,供试菌采用白腐采绒革盖菌,处理浓度均为0.1%,都达到了强耐腐等级,结果见表2。

从表2可以看出,这6种防腐剂在较低的保持量下都有较高的防腐效力。

在0.5%处理浓度下,FFJ 21、FFJ 22、FFJ 23与百菌清有相近的防腐性能,72　林　产　化　学　与　工　业第22卷表2　FF J 21、FF J 22、FF J 23、百菌清(可湿性粉剂)、五氯酚钠、三唑酮防腐性能的比较3T able 2　The comparis on of decay resistance am ong FF J 21、FF J 22、FF J 23、(CTL )、(PCP 2Na )and tradimefon 防腐剂preservatives 保持量/(kg ・m -3)retention质量损失/%weight loss 五氯酚钠PCP 2Na 4.27.3三唑酮tradimefon 4.17.8百菌清CTL 3.2 2.9FFJ 21 3.8 2.5FFJ 22 3.8 2.8FFJ 23 3.9 3.3 3防腐剂浓度均为0.1%;全部达到强耐腐等级。

比五氯酚钠和三唑酮的防腐效果要好。

3　结　论3.1　对白腐采绒革盖菌,在0.1%处理浓度时,防腐剂FFJ 21、FFJ 22、FFJ 23的保持量为0.8kg/m 3,腐朽后,质量损失率分别为2.5%、4.7%和6.4%,均低于10%,达到强耐腐等级,有较高的效力,并以FFJ 22的效果最好。

3.2　对褐腐绵腐卧孔菌,在1%处理浓度下,保持量分别为7.8,8.8和8.7kg/m 3,质量损失率分别为1.6%、0.1%和4.5%,均低于10%,达到强耐腐等级,并以FFJ 22的质量损失率最低,效果最好。

3.3　与百菌清(可湿性粉剂)、五氯酚钠、三唑酮相比较,在保持量均为4kg/m 3时,防腐剂FFJ 21、FFJ 22、FFJ 23的防腐性能与百菌清相近,比五氯酚钠和三唑酮好。

参考文献:[1]Standard for waterborne preservatives[S].AWPA ,1998,(94):7211.[2]XIAO Y.E ffect of IPBC/DDAC on spore germination and hyphal growth of the sapstaining fungus Ophiostom a piceae [J ].Holzforschung ,1999,(53):2372243.[3]李坚.木材保护学[M ].哈尔滨:东北林业大学出版社,1999.68288.[4]雪竹靖弘,等.水溶性加压注入用防腐・防　剂「 し⁄ ACQ 」にっいて[J ].木材保存,1994,20(2):28230.[5]蒋明亮.新型木材防腐剂———百菌清的研究近况[J ].木材工业,1997,(7):21223.[6]Standard for oil 2borne preservatives[S].AWPA ,1998,(94):13.[7]黄伯俊.农药毒理———毒性手册[M ].北京:人民卫生出版社,1993.167.D ECA Y PROPER TIES OF COPPER 2QUA TERNAR Y AMMON IUM SAL TCOMPOUND ED WOOD PRESERVA TIV ESFAN G Gui 2zhen ,REN Shi 2xue(College of Forest ry and Products ,N ortheast Forest ry U niversity ,Harbi n 150040,Chi na )Abstract :Three aqueous solutions of quaternary ammonium salt were mixed with copper salt to prepare wood preservatives (FFJ 21,FFJ 22and FFJ 23).Treatments of lumber with these preservatives were carried out by conventional vacuum 2pressure im 2pregnation.S oil block evaluations of the preservatives against brown 2rot fungi [Poria placenta (Fr.)Cooke ]and white 2rot fungi[Coriolus versicolor (L.ex Fr.)Quel ]indicate good decay resistance by FFJ 21,FFJ 22and FFJ 23against white 2rot at low reten 2tion ,0.1%copper (weight/weight ).However ,higher retention is needed for brown 2rot protection ,1%copper (weight/weight ).Also soil block decay tests were performed with chlorothalonil (CTL )、pentachlorophenol sodium (PCP 2Na )and tradimefon a 2gainst white 2rot fungi.The effects of FFJ 21,FFJ 22and FFJ 23against white 2rot fungi are equivalent to those of CTL ,but superi 2or to those of PCP 2Na and tradimefon.K ey w ords :quaternary ammonium salt ;wood preservative 第1期方桂珍,等:铜2季铵盐复配木材防腐剂的防腐性能73　。