Главная / О древесине / Средства защиты химические

Водорастворимые химические вещества по защите древесины

Авторы считают целесообразным отказаться от той классификации химических средств защиты, которая обычно излагается в учебной и справочной литературе по вопросам защиты древесины. Более логичным представляется дать характеристику простых неорганических и органических соединений, которые входят в состав многокомпонентных препаратов, применяемых в промышленности и затем дать рецептуру этих препаратов. Такой подход дает возможность свободы действий исследователю, приступившему к разработке новых препаратов, базируясь на положениях ГОСТ 30495-2006.

Фтористый натрий, НФ (NaF, ТУ 113-08-586) - порошок белого или светло-серого цвета, нелетучий, без запаха, не окрашивает древесину, не вызывает коррозии металлов, легко проникает в древесину. Трудно растворяется в воде (предельная растворимость в горячей воде составляет 3,5...4 %), но легко вымывается из древесины. Обладает большой токсичностью против грибов и насекомых. Является одним из самых распространенных водорастворимых антисептиков и употребляется в виде 3...4 % раствора для пропитки древесины в постройках и закрытых сооружениях. Входит в состав препаратов, антисептических паст предназначенных для пропитки древесины в конструкциях работающих в тяжелых условиях. При соприкосновении с мелом, известью, цементом препарат теряет свою токсичность, так как фтор образует с кальцием нетоксичные и нерастворимые соединения (фторид кальция). По этой же причине растворять фтористый натрий надо в мягкой воде с минимальным содержанием солей кальция.

Кремиефтористый натрий, КФН (Na2SiF6, ТУ 113-08-587) - белый или серый порошок, без запаха, получаемый из отходов суперфосфатного производства, более дешевый, чем фтористый натрий, но очень слабо растворим в воде (в холодной воде растворимость составляет 0,65%, в горячей - 2,4 %). При такой растворимости обладает малой токсичностью, что ограничивает его применение в чистом виде. Вымывается из древесины меньше, чем фтористый натрий.

Применяется в основном в многокомпонентных антисептиках и для изготовления антисептических паст. В горячем растворе КФН легко вступает в реакцию с аммиаком и содой, образуя, в первом случае фтористый аммоний, а во втором -фтористый натрий, что позволяет повысить токсичность антисептика. КФН превосходит по токсичности фтористый натрий и ему следует отдать предпочтение при пропитке древесины под давлением, если его можно ввести в древесину в требуемом количестве. Кремнефтористый натрий теряет токсичность при контакте с известью, мелом, цементом.

Фтористый аммоний ФА (NH4F, ГОСТ 5418-75) представляет собой бесцветные кристаллы, обладает высокой токсичностью и хорошей растворимостью в воде. Получается путем обработки кремнефтористого натрия 25 % техническим аммиаком в горячем растворе и употребляется в виде 3.. .5 % раствора. Антисептик обладает повышенной гигроскопичностью, вызывает коррозию металлов, является более дорогим по сравнению с ФН и КФН. Используется в составе многокомпонентных антисептиков.

Аммония бифторид фторида, (NH4F-HF ± NH4F, ТУ 113-08-544) является аналогом фтористого аммония. Применяется в составе многокомпонентных препаратов.

Кремнефтористый аммоний [(NH4)2SiF6, ТУ 6 09-1927-92] - белый или сероватый порошок, без запаха, обладает высокой токсичностью (токсичнее ФН в 1,5...2,0 раза), хорошо растворяется в воде, но легко вымывается из древесины и вызывает коррозию металлов. Интенсивность коррозии значительно снижается при добавке в раствор 1...2 % технического фурфурола. Применяется в виде 5...10 % раствора, а также в виде сухой соли для приготовления антисептических паст.

Хлористый цинк (ZnCl2, ГОСТ 7345-68) - твердый сплав или серый порошок, без запаха, обладает свойствами антисептика и антипирена, по токсичности уступает фтористому аатрию, легко растворяется в воде и легко вымывается из древесины. В чистом виде он не применяется, так как вызывает сильную коррозию металлов, снижает прочность древесины и повышает ее гигроскопичность.
Для уменьшения вымывания и снижения интенсивности коррозии хлористый цинк применяют вместе с бихроматом натрия. Используется в виде 3,5...5,0 % раствора. При более высокой концентрации разрушает древесину.

Сернокислая медь или медный купорос (CuS04-5H20, ГОСТ 19347-77) кристаллическая соль светло-синего или голубого цвета, обладает слабой токсичностью к грибам, но очень токсична для насекомых, особенно, муравьев и термитов. Соль хорошо растворяется в воде, но легко вымывается почвенными водами, содержащими аммониевые соли, вызывают коррозию металлов. Используется в многокомпонентных антисептиках, образуя после пропитки высокотоксичные невымываемые соединения, а также в виде 5 % раствора для обеззараживания поверхности древесины, пораженной грибами, при производстве противогнилостного ремонта, для поверхностной дезинфекции лесоматериалов при их хранении. Иногда, используется для пропитки столбов, парниковых рам, животноводческих построек, так как не является ядовитым для животных.

Бихромат натрия (Na2Cr20r2H20, ГОСТ 2651-78) -кристаллическая соль красно-оранжевого цвета, хорошо растворима в воде. Умеренно токсичен для биоразрушителей. У людей и теплокровных вызывает местные раздражения кожи и слизистых, а также обладает общетоксичным действием. В древесине в присутствии лигнина образуются соединения не растворимые в воде. В чистом виде не применяется. Входит в состав препаратов содержащих соли фтора, меди, цинка, мышьяка. После введения в древесину переходит из шестивалентного в трехвалентный хром и становится водоневымываемым.

Является пассивтором - веществом, которое в значительной степени снижает коррозию металлов в растворе антисептика.

Динитрофенолят натрия, ДНФН [C6H3(N02)20Na] -кристаллический порошок желто-оранжевого цвета. Токсичный антисептик (степень токсичности - 2,0...2,5 по отношению к фтористому натрию), нелетучий, окрашивает древесину, хорошо растворяется в воде и не выщелачивается, огнеопасен. Этот антисептик может быть получен на месте пропитки путем добавки к динитрофенолу кальцинированной соды, которые, взаимодействуя в горячем растворе, образуют динитрофенолят натрия. Применяется для пропитки древесины в виде 2...4 % раствора. Он является пассиватором в препаратах содержащих фтористые соединения.

Пеитахлорфеиолят натрия, ПХФН (C6Cl5ONa) - кристаллическое вещество желтовато-серого цвета. Получается в результате воздействия водного раствора едкого натрия на пентахлорфенол.

Обладает высокой токсичностью, хорошо растворяется в воде, но ядовит для людей. Химически инертен, не вызывает коррозии металлов. Стоек против вымывания, так как в древесине пентахлорфенолят натрия под влиянием углекислоты воздуха переходит в не растворимый в воде пентахлорфенол. Недостатком этого антисептика является его способность сорбироваться в поверхностных слоях древесины, что затрудняет возможность глубокой пропитки древесины. Применяется в виде 1 % раствора для антисептирования и 4...5 % раствора для консервирования. Пропитанная им древесина слегка темнеет, приобретенный запах со временем исчезает. Не препятствует склеиванию и отделке древесины.

Интерес к препаратам, содержащим хлорфенольные группы (ДНФН, ПХФН), резко снизился после ограничения их применения для защиты древесины Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ).

Мышьяковокислый натрий (Na2HAs04) или калий (K2HAs04) бесцветные кристаллические соли, хорошо растворимые в воде. Исключительно мощный антисептик для всех видов биоразрушителей. Является сильным ядом для человека и теплокровных животных. Требует очень осторожного обращения. В чистом виде не применяется. Входит в состав препаратов. При введении в древесину вступает в химическую реакцию с компонентами препарата и веществом древесины, образуя нерастворимые в воде соединения, которые остаются токсичными для биоразрушителей, но становятся не ядовитыми для человека и теплокровных животных. Препараты, содержащие соли мышьяка, применяются в ряде стран для защиты открыто стоящих деревянных конструкций.

Борная кислота (H3BO3, ГОСТ 18704-78) — антипирен, обладающий также свойствами антисептика. Она представляет собой белые кристаллы, напоминающие чешуйки. Умеренно растворяется в воде. Она вызывает слабую коррозию металлов, почти не повышает гигроскопичности древесины, при нагревании расплавляется в стекловидную массу, защищающую древесину от огня. Пропитанная ею древесина хорошо склеивается и отделывается. Допускается для пропитки пищевой тары. Применяется в составе антисептических, антипиренных и био-огнезащитных препаратов.

Бура (тетраборат натрия) (Na2B4O7-10H2O, ГОСТ 8429-77) относится к числу эффективных антипиренов, обладает также свойствами антисептика. Она представляет собой белую кристаллическую негигроскопичную соль. Растворимость ее в воде при 20 "С составляет 5,0%, при 80 "С — 31,4%. Бура вызывает незначительную коррозию металлов и по сравнению с другими антипиренами в очень малой степени повышает гигроскопичность древесины. При нагревании она вспучивается и выделяет пары воды, которые понижают температуру на поверхности древесины и затрудняют проникновение к ней воздуха. При дальнейшем нагревании бура расплавляется, покрывая волокна древесины стекловидными, плохо пропускающими воздух пленками. В чистом виде не применяется. Входит в состав антисептических, антипиренных и био¬огнезащитных препаратов.

Двузамещеииый фосфат аммония, или диаммония фосфат [(NH4)2 НР04, ГОСТ 8515-75] белая или сероватая мелкокристаллическая соль, хорошо растворимая в воде (при 70 °С - 100 %) является антипиреном, гигроскопична при относительной влажности воздуха более 80%, почти не вызывает коррозии металлов, легко пропитывает древесину и слабо из нее вымывается и выветривается; однако затрудняет отделку и склеивание древесины.
При нагревании соль постепенно разлагается на аммиак и фосфорные кислоты. При 130...140 °С протекает процесс:

(NH4)2 HP04<->-NH4H2P04 + NH3.

При дальнейшем нагревании моноаммонийфосфат начинает диссоциировать до ортофосфорной кислоты, выделяя еще одну молекулу аммиака:

NH4H2P04«-»H3PQ4 + NH3

При температуре, близкой к 260 °С, ортофосфорная кислота переходит в пирофосфорную, а при дальнейшем повышении температуры (до 300 СС) — в метафосфорную с последовательным выделением воды:

3Р04-> HQ4 + Н20

H4P2Q7 -» 2НРО3 + Н20.

Аммиак, выделяющийся на первых стадиях разложения, образует над поверхностью защищаемой древесины газовую оболочку, затрудняющую поступление к ней кислорода. Образующиеся негорючие, легкоплавкие фосфорные кислоты покрывают волокна древесины защитной пленкой. Особенно хорошо двузамещенный фосфат аммония защищает древесину от тления после прекращения пламенного горения. Применяется он в виде 12—20% растворов, обычно в смеси с сернокислым аммонием, бурой, борной кислотой и другими антипиренами.

Фосфорнокислый аммоний (NH4H2P04) по свойствам и механизму огнезащитного действия, схож с двузамещенным фосфатом аммония. Однако огнезащитный эффект его несколько ниже вследствие того, что при разложении выделяется меньшее количество аммиака.

Сернокислый аммоний [(NH4)2SQ4, ГОСТ 9097-82]— один из наиболее эффективных широко применяемых антипиренов. Он представляет собой белую или слегка серую мелкокристаллическую соль, хорошо растворимую в воде. Соль гигроскопична, вызывает коррозию металлов. При нагревании постепенно разлагается. При температуре близкой к 100 "С выделяет аммиак:

(NH4)2 S04 —> NH2HSO + NH3,

при дальнейшем нагревании разлагается с образованием аммиака, сернистого газа и воды, а при некоторых условиях и азота:

3(NH4)2 S04 — N2 + 4NH3 + 3SOa + 6H20.

Таким образом, сульфат аммония при нагревании выделяет значительное количество инертных газов, которые разбавляют горючие продукты термического разложения древесины, препятствуя их самостоятельному горению. Кроме того, аммиак, сернистый газ и другие газы, окружая нагреваемую древесину, снижают количество поступающего кислорода, необходимого для горения древесины и распространения пламени. Сульфат аммония надежно защищает древесину от горения пламенем, но не обеспечивает хорошую защиту ее от тления, так как, разлагаясь, он не образует негорючих пленок, а уголь получается пористым, легко подвергающимся тлению. Обычно сульфат аммония и диаммония фосфат применяют совместно, так как, дополняя друг друга в смеси, они обеспечивают хорошую защиту древесины, как от пламенного горения, так и от тления. Применяется он в виде 12... 20 % раствора.

Хлористый аммоний (NH4C1, ГОСТ 2210-73) является антипиреном. При повышенной температуре (около 350 оС) разлагается на аммиак и хлористый водород, что затрудняет пламенное горение. От тления древесину не предохраняет. Хлористый аммоний представляет собой белую мелкокристаллическую соль, хорошо растворимую в воде. Он гигроскопичен, легко выветривается, вызывает коррозию металлов. Применяется в комбинированных составах совместно с диаммония фосфатом или как заменитель сульфата аммония.