防腐剂是指能保护木材,免受菌、虫等生物损害的化学药剂,一般都含有杀菌或杀虫成分。防腐剂可分无机和有机两大类,无机药剂主要是一些水溶性盐类。现在多采用几种不同成分的材料进行复配,以改善性能,提高药效。有机药剂又分为油类和有机溶剂型药剂两类。
(2)水溶性防腐剂
水溶性防腐剂以各种无机盐为主,是目前世界上应用广泛、种类最多,同时也是人类历史上使用最早的一种防腐剂。
水溶性防腐剂可分为:单一防腐剂和复合防腐剂。
1、 单一水溶性防腐剂
单一水溶性防腐剂的种类很多,据有关资料介绍,有氯化物、氟化物、硼化物、砷化物、铬盐、铜盐、五氯酚钠、烷基铵化合物(AAC)等。
⑴ 五氯酚钠〔C6Cl5Ona(简写PCP—Na)〕为白色针状或鳞片状结晶,熔点3730C,易溶于水(水中溶解度为22.4g/100ml)、甲醇、乙醇和丙酮。水溶液呈弱碱性,加酸酸化时析出五氯酚(PCP)。
五氯酚钠对木腐菌有较好的毒效。一般用作木材表面处理的防霉、防腐、防治变色菌的药剂。
五氯酚钠对人畜毒性较低,LD50为100g/Kg。对黏膜和皮肤有刺激,应做好劳动保护。
(2)烷基铵化合物(AAC):为长链季铵盐和叔铵盐的总称,是80年代初由新西兰林研所研究成功的一类高效低毒的新型木材防腐剂,对菌、虫都有很好的毒效。溶液性质稳定,在木材中固着良好,能抗流失。处理后木材保持本色,对金属无腐蚀,不影响油饰。
实验表明,烷基二甲基苄基氧化铵对多种木材腐朽菌有毒效,作为广谱木材防腐剂有着广阔前景。
2、 复合型水溶性防腐剂:
人们在长期实践中逐渐认识到,把两种或两种以上的不同性质的盐类按一定比例混合,不但能克服使用单一盐类的不足,而且能产生协同效应,形成新的特性。
目前世界上已有数百种复合型防腐剂,采用的药剂和配比大同小异。现介绍下面几种:
(2) 酸性铬酸铜(ACC):是国际上常用的一种水溶性防腐剂,在欧洲称赛尔苦(Celcuren),在美国则称酸性铬酸铜(ACC)。其配比是:硫酸铜45%+重铬酸钠50%+醋酸5%。
当ACC渗透入木材后醋酸挥发,铜与铬盐生成不溶于水的铬酸铜,沉积于木材细胞中,一旦木腐菌分泌微酸性酶液时,药剂又变成溶解状态而起杀菌作用。一般使用浓度为2~3%,吸药量为8~12/M3。
该药剂的优点是:对所有木腐菌都有毒效,其缺点是处理后木材呈褐色。为了增加杀虫能力,在配方中加入适量的砷盐,即可制成性能优良、如今闻名世界的铜铬砷复合剂(CCA)。
(2)铜铬砷复合剂(CCA):当今世界上最著名的水溶性复合防腐剂。自1938年首获专利,发展至今已有60年历史。这种防腐剂的国外名称有Celevre A, Tanalith C和K33等。当该药浸注到木材中后,能相互作用,生成不溶于水的化合物(如铬酸铜等),固着在木材细胞中,不随雨水流失,是一种快速固定型药剂,具有较高的杀菌、杀虫毒性。处理后的木材表面呈灰绿色,无臭味,能再次油漆,对人畜的毒性低。
CCA防腐剂由含砷化合物、含铬化合物及铜化合物组成。其中,砷是杀灭木腐菌和害虫的主要毒性物质,加入硫酸铜不但能提高毒效,而且能增强抗流失性。铬化合物是氧化剂,能与其它金属盐作用而生成不溶于水的化合物,使药剂固定在木材组织中。
目前世界上应用最多的是CCA-C型。其配比为:氧化铬(CrO3)47.5,氧化铜(CuO)18.5,五氧化二砷(AS2O5)34.0,一般用量为4.0/M3。
(二)油类和有机溶剂型防腐剂
1、 油类防腐剂
木材常用防腐油主要有克里苏油和煤焦油,由于多种原因而在古建保护中很少使用。
2、 有机溶剂型防腐剂是一种具有杀菌、杀虫毒效的有机化合物,能溶于有机溶剂,有机溶剂为药剂的浸注载体,将药剂带入木材中,这一种药剂渗透性比水溶性药剂好。
有机溶剂型防腐剂种类很多,在此就不一一介绍了,现就常用的有机锡化合物介绍如下:
有机锡化合物有几百种,其中效果较好的仅有三丁基氧化锡。三丁基氧化锡简称TBTO,为无色或微黄色透明液体,沸点186~1900C,密度1.169~1.172g/cm3,溶于苯和溶剂汽油,不溶于水。LD50为132mg/Kg,对人畜有毒。
三丁基氧化锡毒杀能力很强,比五氯酚大20倍,且毒效期长。使用浓度0.1~0.5%,吸药量如达到1Kg/m3时,能有效地防治木材蠹虫的危害。目前主要用作建筑木材的杀虫、防虫、防腐等处理,效果很好。