阅读说明：本技术 一种木制品防虫剂的制备方法 (Preparation method of wood product insect-resist agent ) 是由 王登位 于 2019-11-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种木制品防虫剂的制备方法,包括如下步骤：第一步、制备纳米微胶囊；第二步、准备原料；第三步、将十二烷基二甲基苄基四氟硼酸铵加入乙醇中,得到第一混合液：第四步、将纳米微胶囊和乙酸酐加入去离子水中,得第二混合液；第五步、将第一混合液和第二混合液混合,制得所述防虫剂。本发明采用的十二烷基二甲基苄基四氟硼酸铵属于环保的无机盐类防虫剂；采用复合精油制成的纳米微胶囊,能够有效抑制变色菌等细菌,且具有驱虫效果,还具有缓释能力；乙酸酐能够降低木材中-OH的含量,使木材的吸湿性、气体的渗透性降低,抑制微生物和有害昆虫的侵蚀；该防虫剂具有效防虫、防变色、防侵蚀的防护作用,能够有效提高木制品的储存质量。(The invention discloses a preparation method of a wood product insect-resist agent, which comprises the following steps: firstly, preparing nano microcapsules; step two, preparing raw materials; step three, adding dodecyl dimethyl benzyl ammonium tetrafluoroborate into ethanol to obtain a first mixed solution: fourthly, adding the nano microcapsule and acetic anhydride into deionized water to obtain a second mixed solution; and step five, mixing the first mixed solution and the second mixed solution to prepare the insect-resist agent. The dodecyl dimethyl benzyl ammonium tetrafluoroborate adopted by the invention belongs to an environment-friendly inorganic salt insect-resist agent; the nanometer microcapsule prepared by the compound essential oil can effectively inhibit bacteria such as chromobacterium and the like, has an insect expelling effect and also has a slow release capacity; the acetic anhydride can reduce the content of-OH in the wood, reduce the moisture absorption and gas permeability of the wood, and inhibit the corrosion of microorganisms and harmful insects; the insect-proof agent has the protection effects of effectively preventing insects, preventing discoloration and preventing corrosion, and can effectively improve the storage quality of wood products.)

一种木制品防虫剂的制备方法

技术领域

本发明属于防虫剂制备技术领域，具体是涉及一种木制品防虫剂的制备方法。

背景技术

木材是天然高分子材料，具有明显的生物特性，易被菌、虫、海生钻孔动物等生物侵袭。目前市场常用的防霉防虫剂中，大多数在使用的防霉剂都有生物毒性，如百菌清、邻苯基苯酚等。百菌清是种低毒杀菌剂，对动物低毒，但对鱼类的毒性较大，生态毒性为中毒。邻苯基苯酚对实验动物油明显的致膀胱癌作用，对人有中等毒性，对皮肤有刺激作用。同时，有些防霉防虫剂的溶解性不高，或者为了提高溶解度导致对于常规金属的腐蚀性很大，在实际应用中具有很多缺陷。在人们对生态环境要求更高的今天，对于环保型木材防护剂的需求也随之增加，故防霉防虫剂也需要符合这一时代特征。

专利号为CN201710460846.7的中国发明专利公开了一种果树防虫剂的制作方法，包括以下内容：(1)称取使君子10-15份、南瓜子8-10份、巴豆20-25份，洗净晒干后，混合磨粉，过100-150目筛，备用；(2)称取新鲜白花蛇舌草6-8份、鹤草芽3-5份、羊蹄2-5份，洗净后加入适量的水熬制2-4小时，然后冷却、过滤熬制液、浓缩至80-100ml，备用；(3)将上述步骤(1)混合粉加入步骤(2)浓缩液中，进行混合拌制得到果树防虫剂。防虫剂中的其中使君子、南瓜子、巴豆等中草药有驱虫防虫以及杀虫的效果，杀虫剂的使用效果好，对人体无害。但是该申请中使君子、南瓜子、巴豆等为中草药成分，温度或者环境变化易导致其失效，因此防虫的失效性上仍有所欠缺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种木制品防虫剂的制备方法，采用十二烷基二甲基苄基四氟硼酸铵为主要驱虫有效物，十二烷基二甲基苄基四氟硼酸铵为硼化合物，属于环保的无机盐类防虫剂，对有害昆虫有较好的驱避作用；采用复合精油制成的纳米微胶囊，复合精油中含有的肉桂精油能够有效抑制变色菌等细菌，七里香精油具有良好的驱虫效果，并且经过胶囊化后，复合精油具有缓释能力，能够持续、稳定发挥作用，协助硼化合物提高驱虫性能，而且还能够有效防止木材变色，提高木材的储存质量；另外，本发明的防虫剂中还含有乙酸酐，乙酸酐能够降低木材中-OH的含量，使木材的吸湿性、气体的渗透性降低，阻湿性提高，因而，能够抑制微生物和有害昆虫的侵蚀；本发明的防虫剂能够对木材进行有效防虫、防变色、防侵蚀的防护作用，能够有效提高木制品的储存质量。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种木制品防虫剂的制备方法，包括如下步骤：

第一步、制备纳米微胶囊；

第二步、按照如下重量份称取各原料：十二烷基二甲基苄基四氟硼酸铵2-3份、乙醇10-15份、纳米微胶囊1-2份、乙酸酐3-4份、去离子水50-60份；

第三步、将十二烷基二甲基苄基四氟硼酸铵加入乙醇中，混合溶解后，得到第一混合液：

第四步、将纳米微胶囊和乙酸酐加入去离子水中，混合均匀后，得到第二混合液；

第五步、将第一混合液和第二混合液混合均匀，制得所述木制品防虫剂。

进一步地，所述纳米微胶囊的具体制备步骤如下：

(1)取体积分数为5％的海藻酸钠溶液于烧杯中，加入肉桂精油、七里香精油和乳化剂，搅拌均匀后进行超声处理，得到乳液；

(2)在10000r/min高速分散条件下，向乳液中加入质量分数为15％的明胶溶液，并加入醋酸调节溶液pH值至3.8，40℃恒温条件下进行磁力搅拌，待反应完全后降温至6-8℃；

(3)保持磁力搅拌，向烧杯中缓慢加入质量分数为10％的CaCl₂溶液，固化后，10000r/min离心15min，取沉淀进行冷冻干燥，得纳米微胶囊。

进一步地，步骤(1)中超声处理时间为9-10min，超声振幅10％。

进一步地，步骤(1)中肉桂精油、七里香精油的质量比为1:2，且肉桂精油和七里香精油的加入总量为海藻酸钠质量的2倍；乳化剂的加入量为海藻酸钠质量的8-10％。

进一步地，步骤(2)中明胶溶液的加入量与海藻酸钠溶液的体积比为1:1，醋酸为体积分数为1％的醋酸水溶液。

进一步地，步骤(3)中CaCl₂溶液的加入量与海藻酸钠溶液的体积比为1:3。

本发明的有益效果：

本发明的防虫剂中加入了复合精油制成的纳米微胶囊，采用超声辅助制备纳米微胶囊，并通过控制制备过程中的各个参数，制备得到平均粒径为210-220nm，包埋率为67-69％的纳米微胶囊；在各参数中，随着复合精油与海藻酸钠接触时间的延长，在超声作用下，复合精油进入海藻酸钠形成空腔，复合精油被包埋，由于包埋反应为放热反应，随着超声处理时间的增加，超声波的热效应引起溶液温度的升高，一定程度上促使包埋反应向反方向进行，因此，合适的超声时间比较重要，采用9-10min的超声处理时间，能够促进包埋；随着超声振幅的增大，乳化作用加剧、纳米微胶囊的粒径变小，但是超声振幅较高时，机械振动太强会破坏精油微乳体系的形成，因此，选择10％的超声振幅；随着CaCl₂添加量的增多，氯化钙与海藻酸钠的质量比不断增大，两者之间的离子交联作用不断增强，微胶囊结构变得紧凑，继续增大CaCl₂添加量会导致体系变得不稳定，阳离子浓度增大，颗粒容易聚集，粒径增大，因此CaCl₂的加入量为海藻酸钠质量的2/3时形成的体系最稳定；将复合精油形成微胶囊结构，使得复合精油具有缓释性能，能够有效延缓纳米微胶囊中复合的释放速率，经测试，在90℃时，240min后仍然有80％以上的保留率,在25℃、90％相对湿度时，一个月时间，纳米微胶囊内的复合精油保留率为78％以上；

复合微胶囊中的复合精油包括肉桂精油和七里香精油，引起木材变色的两类菌种：可可球二孢和串珠镰刀菌(变色菌)；肉桂精油对这两种变色菌表现出较优的抑菌特性，其在体积分数0.05％条件下的抑菌效力达到99.5％以上，能够防止木材变色；七里香精油具有良好的驱虫效果，因此，二者加入防虫剂中，不仅能够协助硼化合物提高驱虫性能，而且还能够有效防止木材变色，提高木材的储存质量；

本发明的防虫剂中加入了乙酸酐，木材中的纤维素、半纤维素分子中含有大量的活性基团-羟基(-OH)，易吸收或增发水分，给微生物和昆虫提供良好的生存环境，在防虫剂中加入乙酸酐，乙酸酐上的羧基(-COOH)能够与-OH发生反应，生成乙酰基，疏水的乙酰基代替亲水的羟基，并且乙酰基形成的酯类化合物使木材增重、增容；羟基的减少和乙酰基的充胀作用使木材的吸湿性降低、气体的渗透性降低，阻湿性提高，因而，能够抑制微生物和有害昆虫的侵蚀；

本发明采用十二烷基二甲基苄基四氟硼酸铵为主要驱虫有效物，十二烷基二甲基苄基四氟硼酸铵为硼化合物，属于环保的无机盐类防虫剂，对有害昆虫有较好的驱避作用；采用复合精油制成的纳米微胶囊，复合精油中含有的肉桂精油能够有效抑制变色菌等细菌，七里香精油具有良好的驱虫效果，并且经过胶囊化后，复合精油具有缓释能力，能够持续、稳定发挥作用，协助硼化合物提高驱虫性能，而且还能够有效防止木材变色，提高木材的储存质量；另外，本发明的防虫剂中还含有乙酸酐，乙酸酐能够降低木材中-OH的含量，使木材的吸湿性、气体的渗透性降低，阻湿性提高，因而，能够抑制微生物和有害昆虫的侵蚀；本发明的防虫剂能够对木材进行有效防虫、防变色、防侵蚀的防护作用，能够有效提高木制品的储存质量。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种木制品防虫剂的制备方法，包括如下步骤：

第一步、纳米微胶囊的制备：

(1)取体积分数为5％的海藻酸钠溶液于烧杯中，加入肉桂精油、七里香精油和乳化剂，搅拌均匀后超声处理9-10min(超声振幅10％)，得到乳液；

肉桂精油、七里香精油的质量比为1:2，且肉桂精油和七里香精油的加入总量为海藻酸钠质量的2倍；乳化剂的加入量为海藻酸钠质量的8-10％；

(2)在10000r/min高速分散条件下，向乳液中加入质量分数为15％的明胶溶液，明胶溶液的加入量与海藻酸钠溶液的体积比为1:1，并加入醋酸(醋酸水溶液，体积分数为1％)调节溶液pH值至3.8，40℃恒温条件下进行磁力搅拌，待反应完全后降温至6-8℃；

(3)保持磁力搅拌，向烧杯中缓慢加入质量分数为10％的CaCl₂溶液，CaCl₂溶液的加入量与海藻酸钠溶液的体积比为1:3，固化后，10000r/min离心15min，取沉淀进行冷冻干燥，得纳米微胶囊；

随着复合精油与海藻酸钠接触时间的延长，在超声作用下，复合精油进入海藻酸钠形成空腔，复合精油被包埋，由于包埋反应为放热反应，随着超声处理时间的增加，超声波的热效应引起溶液温度的升高，一定程度上促使包埋反应向反方向进行，因此，合适的超声时间比较重要，采用9-10min的超声处理时间，能够促进包埋；随着超声振幅的增大，乳化作用加剧、纳米微胶囊的粒径变小，但是超声振幅较高时，机械振动太强会破坏精油微乳体系的形成，因此，选择10％的超声振幅；随着CaCl₂添加量的增多，氯化钙与海藻酸钠的质量比不断增大，两者之间的离子交联作用不断增强，微胶囊结构变得紧凑，继续增大CaCl₂添加量会导致体系变得不稳定，阳离子浓度增大，颗粒容易聚集，粒径增大，因此CaCl₂的加入量为海藻酸钠质量的2/3时形成的体系最稳定，经测试，制得的纳米微胶囊的平均粒径为210-220nm，包埋率为67-69％；将复合精油形成微胶囊结构，使得复合精油具有缓释性能，能够有效延缓纳米微胶囊中复合的释放速率，经测试，在90℃时，240min后纳米微胶囊内的精油仍然有80％以上的保留率，在25℃、90％相对湿度时，一个月时间，纳米微胶囊内的复合精油保留率为78％以上，不论在高温还是高湿条件下均具有良好的缓释性能；

引起木材变色的两类菌种：可可球二孢和串珠镰刀菌(变色菌)；肉桂精油对这两种变色菌表现出较优的抑菌特性，其在体积分数0.05％条件下的抑菌效力达到99.5％以上，能够防止木材变色；七里香精油具有良好的驱虫效果，因此，二者加入防虫剂中，不仅能够协助硼化合物提高驱虫性能，而且还能够有效防止木材变色，提高木材的储存质量；

第二步、按照如下重量份称取各原料：十二烷基二甲基苄基四氟硼酸铵2-3份、乙醇10-15份、纳米微胶囊1-2份、乙酸酐3-4份、去离子水50-60份；

十二烷基二甲基苄基四氟硼酸铵为硼化合物，硼化合物属于环保的无机盐类防虫剂，对有害昆虫有较好的驱避作用；

木材中的纤维素、半纤维素分子中含有大量的活性基团-羟基(-OH)，易吸收或增发水分，给微生物和昆虫提供良好的生存环境，在防虫剂中加入乙酸酐，乙酸酐上的羧基(-COOH)能够与-OH发生反应，生成乙酰基，疏水的乙酰基代替亲水的羟基，并且乙酰基形成的酯类化合物使木材增重、增容；羟基的减少和乙酰基的充胀作用使木材的吸湿性降低、气体的渗透性降低，阻湿性提高，因而，能够抑制微生物和有害昆虫的侵蚀；

第三步、将十二烷基二甲基苄基四氟硼酸铵加入乙醇中，混合溶解后，得到第一混合液：

第四步、将纳米微胶囊和乙酸酐加入去离子水中，混合均匀后，得到第二混合液；

第五步、将第一混合液和第二混合液混合均匀，制得所述木制品防虫剂。

实施例1

一种木制品防虫剂的制备方法，包括如下步骤：

第一步、纳米微胶囊的制备：

第二步、按照如下重量份称取各原料：十二烷基二甲基苄基四氟硼酸铵2份、乙醇10份、纳米微胶囊1份、乙酸酐3份、去离子水50份；

第三步、将十二烷基二甲基苄基四氟硼酸铵加入乙醇中，混合溶解后，得到第一混合液：

第四步、将纳米微胶囊和乙酸酐加入去离子水中，混合均匀后，得到第二混合液；

第五步、将第一混合液和第二混合液混合均匀，制得所述木制品防虫剂。

实施例2

一种木制品防虫剂的制备方法，包括如下步骤：

第一步、纳米微胶囊的制备：

第二步、按照如下重量份称取各原料：十二烷基二甲基苄基四氟硼酸铵2.5份、乙醇12.5份、纳米微胶囊1.5份、乙酸酐3.5份、去离子水55份；

第三步、将十二烷基二甲基苄基四氟硼酸铵加入乙醇中，混合溶解后，得到第一混合液：

第四步、将纳米微胶囊和乙酸酐加入去离子水中，混合均匀后，得到第二混合液；

第五步、将第一混合液和第二混合液混合均匀，制得所述木制品防虫剂。

实施例3

一种木制品防虫剂的制备方法，包括如下步骤：

第一步、纳米微胶囊的制备：

第二步、按照如下重量份称取各原料：十二烷基二甲基苄基四氟硼酸铵3份、乙醇15份、纳米微胶囊2份、乙酸酐4份、去离子水60份；

第三步、将十二烷基二甲基苄基四氟硼酸铵加入乙醇中，混合溶解后，得到第一混合液：

第四步、将纳米微胶囊和乙酸酐加入去离子水中，混合均匀后，得到第二混合液；

第五步、将第一混合液和第二混合液混合均匀，制得所述木制品防虫剂。

对比例1

将实施例1防虫剂原料中的乙酸酐原料去除掉，其余原料及制备过程不变。

对比例2

将实施例1防虫剂原料中的纳米微胶囊换成复合精油，其余原料及制备过程不变。

对实施例1-3和对比例1-2制得的防虫剂，做如下性能测试：将防虫剂等量喷涂于马尾松边材上；

1)测试防虫剂对木材变色菌(可可球二孢和串珠镰刀菌)的抑菌率；

2)室内抗白蚁实验方法，参照美国木材保护者协会标准AWPA E1-09进行。实验用白蚁：家白蚁(Coptotermes formosanus Shiraki.)；试材：马尾松边材，尺寸为20mm×20mm×10mm(L×R×T)，实验持续时间分别为10个月，结果见下表，10级为试样完好无损，4级为严重蛀蚀，0级为实验失败；

可知，实施例1-3制得的防虫剂对可可球二孢、串珠镰刀菌的抑菌率分别为99.8％及以上、99.7及以上，说明本发明的防虫剂对木材变色菌具有良好的抑菌性能；1个月后、10个月后的蚁蛀等级均达为10级，具有良好的防虫效果，且随着时间的延长，防虫效果并没有减弱，并且结合对比例2，说明纳米微胶囊具有良好的缓释性能，能够稳定发挥作用；结合对比例1，说明乙酸酐的加入也能一定程度上提高木材的防微生物、有害昆虫的侵蚀。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所述本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。