CN1883894B - 含有纳米级铜化合物的混合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含有纳米级铜化合物的混合物及其制备方法，含有纳米级铜化合物的混合物各组分名称及重量百分含量为：铜化合物1.0-2.0％；表面活性剂1-5％；溶剂：余量；其中，所述的铜化合物粒径为50-100nm。本发明产品可作为木材等防护剂，具有极好的防护效果。

Description

含有纳米级铜化合物的混合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种防护剂，尤其是涉及一种含有纳米级铜化合物的混合物及其制备方法。
背景技术
铜的化合物是木材防护剂中最常见又很重要的组分之一，但为了要使铜的化合物溶解，都要消耗大量的溶剂，例如CCA中用铬酸和砷酸来溶解氧化铜，在ACQ中用氨水或乙醇胺来溶解碱式碳酸铜，其实这些溶剂大都有毒，挥发时对环境产生污染，如果不用这些溶剂而仍能使这些不溶性的铜化合物很好分散在木材防腐剂中则既节省了溶剂，降低了成本，又改善了环境，根据化学原理把这些不溶性的铜化合物在一定条件下，使其成为纳米铜化合物，分散在防护剂中，因为纳米化之后，铜化合物的粒子尺寸，只有几十个～几百个纳米大小，在真空加压、喷淋、涂刷、浸泡等工艺过程中，可以不同程度进入到木材内部。
发明内容
本发明的目的主要是为解决现有技术防护剂，现有铜化合物防护剂需要胺或氨类溶剂，易对环境造成不良影响的缺点，提供一种无需氨或胺类溶剂即可使用的含有纳米级铜化合物的混合物及其生产方法。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种含有纳米级铜化合物的混合物，其特征在于，各组分名称及重量百分含量为：
铜化合物1.0-2.0％；表面活性剂1-5％；溶剂：余量；
其中，所述的铜化合物粒径为50-100nm.
其中，所述的铜化合物选自碱式碳酸铜、氢氧化铜。
所述的表面活性剂选自PVP，K-12，OP-10，PVA.
所述的溶剂选自水，季铵盐。
所述的选自双烷基二甲基氯化铵，其中所述的双烷基二甲基氯化铵的双烷基碳链长度为C8-C14。
所述的含有纳米级铜化合物的混合物PH值为8-10。
制备含有纳米级铜化合物的混合物的方法，其特征在于，包括步骤：A：在可溶性铜化合物中加入表面活性剂；B：在A步骤中得到的溶液中加入沉淀剂，搅拌1-2小时，搅拌过程中保持温度25-35℃，PH值8-10。
所述的可溶性铜化合物选自硫酸铜、氯化铜、醋酸铜。
所述的表面活性剂选自PVP，K-12，OP-10，PVA。
其中，所述的PVP是聚乙烯基吡咯烷酮，k～12是十二烷基硫酸钠，OP-10是烷基酚聚氧乙烯醚；PVA是聚乙烯醇，均可以从市场购买获得。
所述的沉淀剂选自碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠或碳酸氢铵。
其中，所述的双烷基二甲基氯化铵具体为：双辛基二甲基氯化铵；双辛癸基二甲基氯化铵；双葵基二甲基氯化铵；双十二烷基二甲基氯化铵；双十六烷基二甲基氯化铵；双十八烷基二甲基氯化铵；最优选地是双葵基二甲基氯化铵。
采用LS Particle Size Analyzer分析采用本发明组分配比及制备方法制备的铜化合物粒径，粒径范围为50-100nm。
本发明中的木材防护剂，经试验检测具有以下有益效果：
1、纳米铜化合物因为可以只用水作为溶剂，就能大大降低防护剂的原材料成本，如以铜胺(氨)季胺盐(ACQ)木材防护剂为例，经初略计算，铜纳米化后可以降低原材料成本35％左右。
2、铜化合物纳米化之后由于表面电荷效应，可以直接作用于木材和其他物质的微生物细胞壁，阻止木腐菌和其他细菌的繁殖，其抗菌能力大为提高。
3、纳米铜化合物由于可以只使用水作为溶剂，所以不存在由于胺或氨类溶剂挥发把防腐剂附带出来而流失，从而防腐剂的固定性能大为提高。
4、纳米铜化合物可以只用水作为溶剂，所以不会由于胺或氨类溶剂的挥发和流失，而污染环境。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的组分做进一步说明：
实施例1，铜化合物含量，氧化铜计2％，表面活性剂2％；水：余量；
取0.5mol/L硫酸氢铜溶液50ml，加入1.0克PVP，剧烈搅拌0.5小时，加入1.0mol/L碳酸氢钠50ml，OP-101克，继续搅拌1-2小时。
铜化合物存在形式为碱式碳酸铜。
实施例2，铜化合物含量以氧化铜计1.0％，表面活性剂2％；水：余量；
取0.25mol/L硫酸铜溶液50ml，加入1.0克PVA，剧烈搅拌0.5小时，加入0.5mol/L碳酸氢钠50ml K-12 1克，继续搅拌1-2小时。
铜化合物存在形式为碱式碳酸铜。
实施例3，铜化合物含量以氧化铜含量计算为1.5％，表面活性剂2％；水：余量；
取0.375mol/L硫酸铜溶液50ml，加入1.0克PVP，剧烈搅拌0.5小时，加入1mol/L碳酸钠25ml和2mol/L，氢氧化钠25ml，K-12 0.5克，继续搅拌1-2小时。
铜化合物的存在形式为碱式碳酸铜和氢氧化铜。
以上实施例中，将沉淀剂碳酸钠、碳酸氢钠改为碳酸氢钠，可获得同样效果。将碳酸钠、碳酸氢钠改为氢氧化钠，可以制得含纳米级氢氧化铜的混合物。
以上实施例获得的产品，采用LS Particle Size Analyzer分析铜化合物的粒径，分析结果粒径范围为50-100nm。
以上实施例获得产品，可以应用于多个领域，加入季铵盐作为木材防腐剂。
以上实施例仅用于对本发明做出进一步说明，并不够成对权利要求范围的限制，本领域技术人员知晓的其他替代方式，均在本发明权利要求范围内。

Claims (2)

1.一种含有纳米级铜化合物的混合物，其特征在于，各组分名称及重量百分含量为：
铜化合物1.0-2.0％；
表面活性剂1-5％；
季铵盐；
溶剂：水
季铵盐与溶剂的总量：余量；
其中，所述的铜化合物粒径为50-100nm；所述的铜化合物选自碱式碳酸铜、氢氧化铜；所述的表面活性剂选自PVP，K-12，OP-10，PVA，其中PVP是聚乙烯基吡咯烷酮，k-12是十二烷基硫酸钠，OP-10是烷基酚聚氧乙烯醚；PVA是聚乙烯醇；所述的含有纳米级铜化合物的混合物pH值为8-10，所述季铵盐选自双烷基二甲基氯化铵，其中所述的双烷基二甲基氯化铵的双烷基碳链长度为C8-C14。
2.制备权利要求1所述的含有纳米级铜化合物的混合物的方法，其特征在于，包括步骤：A：在可溶性铜化合物中加入表面活性剂；B：在A步骤中得到的溶液中加入沉淀剂，搅拌1-2小时，搅拌过程中保持温度25-35℃，pH值8-10，加入季铵盐作为木材防腐剂；其中，所述的可溶性铜化合物选自硫酸铜、氯化铜、醋酸铜；所述的表面活性剂选自PVP，K-12，OP-10，PVA；所述季铵盐选自双烷基二甲基氯化铵，其中所述的双烷基二甲基氯化铵的双烷基碳链长度为C8-C14，所述的沉淀剂选自碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠或碳酸氢铵。
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