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[科普中国]-防腐木防腐剂

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防腐木防腐剂(Wood Preservative)是一种化学药剂,在采用某种办法将它注入木材后,可以增强木材抵抗菌腐、虫害、海生钻孔动物侵蚀等的作用。除了起防腐作用,还可以增强木材的刚度,强度,耐用度。1

发展现状目前国内使用的木材防腐剂主要是(Cresote)及(CCA)、(AGO)、(Cuhz)硼化物等水载型木材防腐剂,其中ACQ、CuAz发展较快。除个别集装箱底板使用有机溶剂型防虫剂外,基本上未使用8一羟基喹啉铜、环烷酸铜、菊酯等有机溶剂型木材防腐剂。进口的LVL及集成材等已经在国外进行过防腐处理,用于木结构房屋的构件,国内胶合板基本未进行任何防腐处理。防腐处理木材在木结构中的应用刚起步。尽管国内已经制定GB50206—2002“木结构工程施工质量验收规范”标准,要求木门窗进行防腐处理,延长其使用寿命达到节约木材的目的,但近年来由于金属门窗及塑料门窗的广泛应用,木门窗在建筑中的应用逐渐减少,且基本未进行防腐处理。硼化物处理的木材只能用于室内,因硼化物不抗流失。硼化物在国内主要用于处理橡胶木及室内古建筑维修用材。我国硼化物处理的橡胶木为每年仅15~20m3,橡胶农场根据橡胶木的市场价格来决定何时更新橡胶园,使每年橡胶木材的产量在一定范围内变动。在处理过程中,橡胶木的防蓝变是一关键技术问题,通过快速处理工艺或硼化物中加入对人低毒的防蓝变药剂来解决此问题。目前五氯酚钠在国内主要用于橡胶木防蓝变,因为人及动物的毒性较高,日本、欧盟等部分国家禁止其使用,其替代品较多,国内应尽快禁止其使用。

防腐技术木材防腐处理的方法主要以CCA为主. 其主要化学成分为铬化砷酸铜(Chromated Copper Aarsenate),它清洁、无臭,处理后的木材表面可以上漆。高质量的CCA 药剂具有非常稳定的特性,其卓越的防腐性能使其得到了广泛的应用。长期使用的经验告诉我们经过CCA 处理的木材可以在户外各种恶劣环境中使用,是非常理想的木材保护用化学防腐药剂。由于CCA中含有极其微量的砷元素, 所以人们从心理上开始担心其对健康的危害,美国于2004年1月1日开始已停止使用CCA 处理过的木材(工业和特殊环境方面除外)。但与此同时美国权威的组织机构又明确表示"没有任何科学证据证明CCA对人体健康的危害。我国即将公布的防腐木材应用的行业标准中明确了CCA是可以应用的防腐药剂之一。1

主要特征(1)毒效大:木材防腐剂的效力主要是由其对有害生物的毒性决定的,对危害木材的生物毒性越大,其防腐效果就越强。一般情况下,木材还要加入其他的剂,一是起防腐作用,而且可以增强木材的刚度,强度,耐用度。

(2)持久性与稳定性好:木材防腐剂应具有较为稳定的化学性质,它在注入木材后,不易挥发,不易流失,持久地保持应有的毒性。

(3)渗透力强:木材防腐剂必须容易渗透入木材内部,并且有一定的投入深度。

(4)安全性高:木材防腐剂对危害木材的各种菌虫要有较高毒性,但同时它应对人畜是低度或无毒的,对环境不会造成污染或破坏。随着人们对环境与可持续发展的关心,高效环保的复配木材防腐剂受到应有的重视,如上海欧默的ISU30,ISU40。

(5)腐蚀性低:防腐剂要对各种金属的腐蚀性小,偏于中性的比较理想。

(6)对木材的危害性损害小:木材经防腐处理后,对木材的力学强度、良好的纹理和悦人的色泽以不影响其使用度为宜。

(7)价格低、货源广:为了促进木材防腐工业的发展,木材防腐剂必须有充足的货源,而且原材料价格低,具有竞争力。1

存在的问题及建议木材防腐剂的使用状况及存在的问题

Creosote在我国使用的时间较早,主要用于处理枕木和电杆,因Creosote防腐剂的质量及防腐枕木的透入深度难以得到保证,防腐木枕的使用寿命很难达到15年,不及美国防腐木枕平均寿命的一半。政策、质量的原因导致防腐木枕在国内的市场前景黯淡。Creosote在国内基本未用于LvL、集成材等木基复合材料的处理。

CCA CCA是对环境有潜在危害的防腐剂,在日本已禁止使用,欧盟从2004年起禁止使用。2004年1月1日,美国自愿放弃CCA的生产,标准中严格限制CCA的使用,其防腐木材不能用于民用建筑。近年来国外花费较大精力研究废弃的CCA处理木材,如焚烧及重金属的回收、微生物分解后重金属的吸附回收等。另外,最近有报道CCA处理木材使用时对土壤表层的污染较为严重。中国与国外的国情不同,国外木材防腐的历史较长,CCA处理的量较多,在CCA废弃木材处理上有投资的可行性,并有一定的研究及成熟的技术。国内防腐木材的量相对较少,防腐材所用的防腐剂标识不清,在CCA废弃物处理上不值得进行投资,形成不了产业。有些国家受国内法规限制,自己较少(不)使用CCA防腐材,而出口CCA防腐材至中国,涉及环境污染物的转嫁。我国CCA处理的农用材、建筑用材、园林用材、坑木占此总量的90%以上,目前我国从美国、加拿大、芬兰等国进口的防腐材,主要为防腐结构材及防腐园林用材,CCA处理的占进口总量的90%以上。对日益增多的CCA处理材,引起有识之士的严重关注,故其替代品ACQ、CuAz等的推广应用十分必要。协会应对加强对防腐木材产业的管理及产业发展的引导,特别是CCA等潜在危害的防腐剂及其防腐木材的管理及监控方面。

建立防腐木材的质量监督体系

近年来,国内的木材防腐工业发展较快,木材防腐产品的质量检测内容包括防腐剂的种类、有效成分含量、防腐处理木材的吸药量及渗透深度等指标,其中防腐木材的载药量及透入度是决定其产品质量的二个主要因素。目前国内防腐木材的质量不一,有些生产商为节约成本、节约时间及达到外观颜色较淡的目的,使用防腐剂的浓度偏低,使载药量偏低;对一些难以渗透的树种木材,压力或时间不到位,透入度偏低。目前国内正建立相应的质量检测体系和相应的质量控制方法,希望尽快建立1~2个监督机构,对防腐剂及防腐材的质量进行检验监督。

标准的制(修)定工作有待加强

目前国内有关木材防腐的标准不健全。根据标准制定中的科学性、先进性、可操作性原则,部分标准需要修订。以下标准的制定十分迫切:防腐材的产品标识标准、防腐剂的分析方法标准、不同树种/用材防腐处理要求及工艺标准,有毒或对环境有害的防腐剂在木制品中禁止或严格限制使用的标准等。在标准制定的过程中,国际合作有待加强。

标准基础研究有待加强

一些标准的基础性研究十分必要,如对不同树种木材在国内的天然耐久性及防腐木材的耐久性等,因中国地域辽阔,不同地域菌虫的发生发展规律不同、其防腐木材在不同地域的耐久性也有所情况不同。国内现使用的木材防腐剂主要是水载型木材防腐剂。在水载型木材防腐剂的分析方法标准制定之前,目前国内防腐剂的分析可参照国外的分析方法:木材防腐剂中铜、铬、砷的测定可采用原子吸收法,也可采用GB/T50329—2002中的滴定法或其他方法;二癸基二甲基氯化铵(DDAC)、十二烷基二甲基苄基氯化铵(BAC)、戊唑醇、丙环唑采用高压液相色谱(HPLC)法,其中DDAC、BAC采用离子色谱。1

本词条内容贡献者为:

赵阳国 - 副教授 - 中国海洋大学