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1、木材防腐剂，防腐技术及防腐产品资料 一木材防腐剂介绍 1 什么是木材防腐剂 2 木材防腐剂的基本要求 3 影响木材防腐效果的因素 4 防腐处理对木材使用性能的影响 二木材防腐处理工艺简介 1 加压处理法 1.满细胞法 2.空细胞法 3.半空细胞法 2 常压处理法 4.浸泡法 5.扩散法 6.热冷槽法 7.熏蒸法 三木材防腐剂发展过程 1 木材防腐使用初期 2 CCA 防腐剂限制使用 3 新型防腐剂的出现和使用 四ACQ 产品的产品特征 1 ACQ 产品配方 2 ACQ 的技术原理 3 ACQ 产品与 CCA 产品的配方区别 4 ACQ 产品与 CCA 产品的户外使用中的不同要求 五中国林业标准
2、关于国内主要防腐剂类型及使用要求 1 防腐剂使用环境分类 2 主要木材防腐剂类型 1.CCA 2.ACQ 3.ACC 4.CC 5.CA 6.硼化物 3 防腐木的载药量和透入度要求 六欧洲标准关于木材防腐剂类型及使用要求 1 防腐剂使用环境分类 2 主要木材防腐剂类型 1.CCA(K33)2.ACQ(AC800)3.CX（CX-8）3 防腐木的载药量和透入度要求 七北美（美国 AWPA）标准关于木材防腐剂类型及使用要求 八国内标准，欧洲标准及北美标准在防腐剂使用要求的对比说明 九防腐木使用的注意事项 一.木材防腐剂介绍 1)什么是木材防腐剂 木材防腐剂是一种化学药剂，在采用某种办法将它注入木材
3、中后，可以增强木材抵抗菌腐、虫害、海生钻孔动物侵蚀等的作用。木材防腐剂的分类具体如下：木材防腐剂的分类有多种方法：(1)按防腐剂载体的性质可分为水载型(水溶性)防腐剂、有机溶剂（油载型、油溶性）防腐剂、油类防腐剂；(2)按防腐剂的组成可分为单一物质防腐剂与复合防腐剂，如防腐油属前者，而混合油属于后者，氟化钠属于前者，CCA 属于后者；(3)按防腐剂的形态可分为固体防腐剂、液体防腐剂与气体防腐剂 本文按最常用的第一种方法分类。木材防腐剂的分类见图 1-1 所示。油类防腐剂（防腐油、煤焦油、蒽油等）木材防腐剂 有机溶剂（油载型、油溶性）防腐剂（包括五氯酚、环烷酸铜、8-羟基喹啉铜、百菌清等）含砷或
4、铬的水载型防腐剂 水载（水溶性）（如 CCA、ACZA、ACC 等）型防腐剂 不含砷或铬的水载型防腐剂 （如 ACQ、CBA-A、CA-B、CC 等）不含金属成分的 无机硼类（如 SBX）水载型防腐剂 有机类（如 AAC、CDDC等）图 1-1 木材防腐剂分类图 2)木材防腐剂的基本要求 一种好的木材防腐剂应当具备以下一些基本条件：(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，就是说这种防腐剂必须对危害木材的各种昆虫、细菌或海洋钻孔类动物是有毒的，毒性越大，其防腐的效果就越强。(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，在相当长的一段时间里，不
5、易挥发，不易流失，持久地保持应有的毒性。(3)渗透性强：木材防腐剂必须是容易浸透入木材内部，并且有一定的透入深度。(4)安全性高：木材防腐剂对危害木材的各种菌虫要有较高的毒性，但同时它应当对人畜是低毒或无毒的，对环境不会造成污染或破坏。随着人类对环境与可持续发展的关心，一些曾经广泛使用但被证明会造成环境污染的防腐剂逐步为人们所淘汰，如汞、铅、砷类防腐剂。(5)腐蚀性低：由于在防腐处理过程中要使用各种金属容器作为设备，因此防腐剂对金属的腐蚀性是一个必须引起重视的问题。在各种防腐剂中有的是偏酸性，有的是偏碱性。酸性防腐剂对钢、铁具有较强的腐蚀性，碱性防腐剂对铝、铜等有色金属具有腐蚀性。因此防腐剂对
6、各种金属的腐蚀性要小，偏于中性的比较理想。(6)对木材材性损害小：木材具有适当的力学强度，有良好的纹理和悦人的色泽。经防腐处理后，对木材的材性多少会造成一定的影响，但是以不影响其使用为度。如水载型防腐剂应当不影响木材的油漆性能，对木材的胀缩性影响小，建筑结构材不会影响其强度。(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。完全符合上述各项条件，十全十美的木材防腐剂是很难做到的，人们只能根据木材的使用环境及使用要求，选择综合性能较好的防腐剂。3)影响木材防腐效果的因素 木材防腐效果或功效的好坏，防腐木材的使用寿命的长短，与很多因素相关，
7、主要包括1）木材、2）防腐剂、3）防腐处理、4）防腐木材的加工、安装与使用。（1）木材 树种 不同树种的木材，具有不同的处理性能，有些容易处理，有些不容易处理。木材的可处理性，是决定其是否适合作为防腐木材的一个因素。选择容易处理的木材树种，比较容易达到好的防腐效果。因此，防腐工业通常将木材分为易处理树种和难处理树种，虽然易处理树种和难处理树种都可以进行防腐处理，但它们的用途不同，防腐处理的要求也有差异。心材与边材 前面已经谈过，木材心材和边材的可处理性，通常相差很大。比如南方松，边材容易处理，心材则难于处理。同样，欧洲赤松、樟子松的边材容易处理，心材则难于处理。而辐射松，边材容易处理，心材则较
8、易处理。因此，心材与边材的比例多少，是决定其是否适合作为防腐木材的一个因素。为此，防腐工业通常将木材分为边材树种和心材树种，宽边材的木材称为边材树种，宽心材、窄边材的木材称为心材树种。如南方松、马尾松的边材较宽，属边材树种，欧洲赤松、樟子松、落叶松的边材较窄，属心材树种。虽然叫法不准确，但一些人习惯于将边材树种称为易处理树种，将心材树种称为难处理树种。纹理方向 液体在木材纵向（即顺纹理方向）和横向（即横纹理方向）的渗透性相差很大，木材纵向的渗透性比横向要好很多。通常，针叶材的纵向的渗透性比横向大 15-20 倍，阔叶材的纵向的渗透性比横向大 20-100 倍。因此，在检验防腐木材中防腐剂的保持
9、量和透入度时，应在木材长度方向的中部取样。如果不能在中部取样，则需在距木材端头一定距离处取样，有些国家规定此距离为 45cm，有些国家规定为 50cm，我国行业标准也规定此距离为 50cm。如果在距离木材端头太近（小于 50cm）的地方取样，则防腐剂的保持量和透入度检测结果，一般比其他位置高，不能真正反映整体木材中的防腐剂含量和分布。与标准指标比较时，容易产生差异。对于难处理树种木材，防腐处理前，经常进行刻痕，以增加防腐剂在木材中的渗透性。其原理，就是将防腐剂在木材中的横向渗透，改为纵向渗透，使木材的渗透性大大增加。(2)防腐剂 木材防腐剂，大多为复式配方，即含有 2 种或多种有效成分，为的是
10、使其具备抑制、抵抗、毒杀各种木材有害生物（包括腐朽菌、软腐菌、蛀虫、白蚁、海虫/海生钻孔虫等）的功能。木材防腐剂，一般由主剂和助剂组成。主剂是抵抗木材有害生物的有效成分，助剂的功能是增强主剂的溶解性、渗透性、抑制或减少主剂的腐蚀性、降低主剂对木材强度的负面影响等。每一个生产厂商的木材防腐剂产品，除在各个国家或地区的标准中，标明有效成分的组成和比例之外，还需在各国的有关部门（通常是环境保护部门或农药管理部门）注册登记，列明主剂和助剂的组成和比例，并经过认可的权威评价机构（非盈利机构，且不能是防腐剂的开发、生产、制造单位）的检验与评估，防腐功效及对木材强度的影响等指标合格后，方能上市销售。这也就是
11、为什么同一类产品，如果有多个厂商生产，每一个生产厂商都需注册登记的原因之一。对于木材防腐剂产品来说，首先，每一种木材防腐剂产品，需满足相应的木材防腐剂标准要求，这是最基本的要求，也是达到相应的防腐效果必须具备的条件之一。任何改变防腐剂配方、改变防腐剂组分和比例的做法，都是不符合标准的。其次，每一种木材防腐剂产品，应符合其注册时提出的各种其他指标，如助剂组成与配比、pH 值等等。这些指标，不同的生产厂商是不一样的。但这些指标，对防腐木材的防腐效果是有影响的，尤其是防腐剂在木材中的渗透性、对木材强度的降低程度等等。(3)防腐处理 防腐处理的目的是采用适当的方法，将防腐剂均匀、深入地分布到木材之中，
12、而且要达到一定的保持量，以使木材具有相当的防腐效果或功效。同时，防腐处理还要尽可能地避免或减少对木材机械强度/力学性质的影响。即使是一种高效防腐剂，但如果防腐处理不能使木材中防腐剂的透入度和保持量达到所需要的指标，防腐效果也会受到影响。因此，适宜的防腐处理工艺是达到木材防腐效果的重要保证之一。至于防腐处理的程度，则与使用用途相关，例如用于户外而且处于地面以上的木材，使用 CCA 防腐剂处理，有效成分（氧化铜、三氧化铬、五氧化二砷）的保持量需达到 m3；使用ACQ 防腐剂处理，有效成分（氧化铜、DDAC）的保持量也需达到 m3；而使用 CA（铜唑）防腐剂处理，则有效成分（铜、有机唑）的保持量需达
13、到 m3。但木材用于户外而且与地或水接触的场合，使用 CCA 或 ACQ 防腐剂处理，有效成分的保持量均要达到 m3；使用 CA（铜唑）防腐剂处理，则有效成分的保持量要达到 m3。(4)加工、安装与使用 防腐木材尽量不要进行机械加工，最好直接使用。换句话说，木材应尽量在防腐处理前进行锯、切、钻、刨等机械加工，然后再进行防腐处理。处理后，经过防腐剂固化、木材干燥后，直接使用。其目的，是防止机械加工造成木材内部未被防腐剂渗透的部分暴露出来。而未被防腐剂浸到的木材，是不具备防腐效果的，即使是耐腐性好的心材，也不具备抗白蚁和抗海虫性能。而且，即使木材内部已被防腐剂渗透，但由于木材内部的防腐剂保持量比木
14、材外部低，防腐效果也会打折扣。因此，正确使用防腐木材，也是保证防腐木材功效的一个方面。更多详情参见“如何选择防腐木材”一章。4)防腐处理对木材使用性能的影响 木材防腐处理有其优点，也有其缺点。如果防腐处理做的不好或不恰当，或防腐木材使用的场合不正确，则有些传统防腐剂及其防腐处理的木材会产生一些轻微危害。(1)木材强度 防腐处理或多或少都会对木材的力学性质（木材强度）产生一些影响导致木材强度损失，但影响的大小，与一系列因素有关，包括木材质量、尺寸、防腐前的预处理（尤其是木材含水率）、防腐处理工艺（压力高低、温度高低、时间长短等）、后处理、木材的二次干燥、防腐木材是否再加工以及使用环境等。通常，防
15、腐木材作为承载结构材料使用时，需对原木材强度值进行调整，降低 0-10%。当防腐木材作为非承载结构材料使用时，则防腐处理对木材强度，可忽略不计。但是，如果防腐剂、防腐处理工艺、木材加工等适当，则防腐处理导致的强度降低就很有限。一些木材防腐先进或发达国家，都对防腐处理工艺有具体要求，以防止或减少防腐剂（尤其是水载型防腐剂）处理导致的木材强度损失。如果使用普通不防腐的木材，在湿环境中使用，腐朽虫蛀导致的木材强度损失会更大。例如，当腐朽导致木材重量损失达到 5-10%时，木材强度一般会降低 20-80%。木材腐朽的危害，还在于初期腐朽很难察觉和检测出来，当观察到腐朽时，木材强度的损失往往已经超过10
16、%。因此，从结构安全性的角度来说，使用防腐木材比使用普通（不防腐）木材的安全性更高。(2)油漆/涂饰 防腐木材的油漆/涂饰性与所用木材防腐剂的种类相关。油溶性防腐剂克里苏油或防腐油处理的木材，油漆性很差，一般不能进行涂饰加工。如果非要油漆，也需将防腐油处理的木材风化 1-2 年后，再涂饰、油漆，而且一般只能使用油溶性、半透明的着色剂/染色剂。但另一方面，防腐油处理的木材，一般只用作铁路枕木和电杆等工业用途，不在人们生活的景观、视野之内，更不与人接触，因此也没有必要进行油漆、涂饰。对于水载型防腐剂处理的木材，只要防腐剂和防腐处理应用得当，则油漆、涂饰性不受影响。水载型防腐剂处理的木材，在很多情况
17、下需要进行表面涂饰。其原因，一是水载型防腐剂处理木材多用于民用场合，或应用在人们生活的景观、视野之内，进行表面涂饰，可使木材更美观；二是表面涂饰可减轻木材的风化，使木材的美感保持更长时间。(3)腐蚀性 木材对金属（连接件、紧固件等）的腐蚀性与木材含水率、温度、pH 值、木材内含物（浸提物）以及使用环境（如盐分、污染物）等因素相关。木材本身对金属就有一定的腐蚀性，但由于普通（不防腐）木材多用于室内、干燥的环境条件下，因而不明显。与普通木材相比，防腐木材中的化学物质含量增加了，特别是防腐木材多用在环境条件恶劣的室外、潮湿的场合，因此其对金属的腐蚀性增加。木材对金属腐蚀性的大小，一般用腐蚀速度来衡量
18、。防腐木材的腐蚀性，也常常用来比较不同防腐剂的腐蚀性。但应注意，它比较的是防腐木材与（同一种）普通木材对金属腐蚀性的差别，而不是木材防腐剂本身的腐蚀性。作为通用指引，用于防腐木材的金属连接件、金属紧固件等，需使用热镀锌或不锈钢的制品。二 木材防腐处理工艺简介 1)加压处理法 1.满细胞法 该法也称完全浸注法(Full-cell Process，Bethell Process)、全吸收法，由英国工程师 John Bethell 于 1838 年发明，至今已有 160 余年的使用历史。尽管处理设备和工艺有了很大的改进，尤其是自动化程度有了极大提高，但是工作原理无变化。其工艺过程如下：木材入罐前真空
19、注药加压卸压、排液后真空出罐养护(木材干燥，防腐剂固着)。主要工艺说明如下：()前真空 将木材置于密闭的罐内，施加真空，令罐内的绝对压力值为 6580 kPa,时间持续 1560 min(一般 30 min 以上)。其目的是抽出木材内的空气，减小液体浸注的阻力，同时减轻卸压时防腐剂液体的反弹。()注药液并加压 在保持前真空的前提下，向罐内注入防腐剂药液，待药液达到一定的液位高度后，立即加压(气压和液压均可)，直到一定的压力值(罐内压力与大气的压力差，其数值为压力表的读数，一般为 MPa)，保持压力，并持续到规定时间或木材达到规定的吸收量或拒受点为止。在卸压的同时，排泄罐内残剩的药液。()后真空
20、 排尽罐内残剩的药液后，尽快施加一定程度的真空，令罐内的绝对压力值为 80 kPa 以下，使木材细胞内多余的药液排泄。保持真空，并持续时间 1030 min。（4）卸真空 通大气，排泄罐内残剩的药液。然后，卸出木材。该法适宜于油类药剂和水载型药剂处理野外露天用木材，药液吸收量可达到 200400 kg/m3。有时，为了提高药液吸收量和药液透入深度及其均匀度，在前真空前可对木材进行喷蒸预热；有时为了避免处理材排液不尽(油类药剂)，材面浮液过多，可在后真空前施加热浴(或喷蒸)，提高药液温度，尽可能使木材细胞内多余的药液排泄，然后施加后真空。顾名思义，此法使防腐剂或防腐液充满木材细胞，木材中的防腐剂
21、含量达到最大。因此，一般适用于水载性防腐液（常温）处理气干后的木材。当用防腐油处理海港用材时，也可采用此法，并将防腐油加热至 65100，以便降低粘度和提高渗透性。该法特点：生产效率高，防腐剂含量高和透入度大，应用广泛 2.空细胞法 该法也称定量法和吕宾法(Rueping Process)，由德国工程师 Max Reping 于 1902 年发明，至今已有 100 余年的使用历史。其工艺过程如下：木材入罐前空压注入药液加压卸压后真空出罐养护(木材干燥，防腐剂固着)。主要工艺说明如下：()前期较低的空压 将木材置于密闭的罐内，施加一定程度的气压，令罐内的压力高出大气 MPa(视药剂类型、所需药剂
22、保持量及其透入度和处理树种而定，易浸注树种可稍高，难浸注树种可稍低。),气压持续时间为 1060 min，其目的是使木材细胞内的空气压缩到一定程度，以便在药液排泄时能将木材细胞腔内的残余液体反弹出去。()注入药液 在保持前期低的空压的前提下，向罐内注入药液。注入方式有种：第一种是有机动罐的前提下，机动罐在处理罐的上方，利用药液的落差药液自动流入处理罐，并将处理罐内的空气排向机动罐。第二种是借助于液压泵，在维持原有的前空压的前提下，将药液泵入处理罐内。(3)加压 向处理罐内施加压力(气压和液压均可)，直到一定的压力值(一般为 MPa)，保持压力，并持续到规定时间或木材达到规定的吸收量或拒受点为止
23、。压力的大小和持续时间视处理木材树种、规格和用途等而定。一般地说，易浸注树种压力为 MPa，持续时间 24 h；难浸注树种压力为 MPa，持续时间 46 h，个别为 78 h。(4)卸压 保持压力，并持续一定的时间后，释放罐内压力。当木材细胞内的压力高于大气时，木材细胞腔内的空气膨胀，将细胞腔内的残余液体反弹出去。反弹的程度与压力差(细胞腔内的气压与大气压之差)成比例。有时，为加大反弹量，可进行热浴(或喷蒸)处理，升高药液的温度，以便防止处理木材的“溢油”。(5)后真空 为了尽可能将木材细胞腔内残剩的药液排除，需要尽快施加一定程度的真空，令罐内的绝对压力值为 80 kPa 以下，并持续时间 3
24、060 min。(6)卸真空 通大气，排泄罐内残剩的药液。该法施加前空压，卸压后有反冲，将木材细胞内过量的防腐剂反弹出来，可节约药剂，即以最小的防腐剂吸收量，达到最大的防腐剂透入度。与完全浸注法相比，防腐剂使用量较低，降低成本；或者说，在防腐剂吸收量相同的前提下，防腐剂透入度高于完全浸注法。定量浸注法适用于防腐油和有机溶剂防腐剂处理枕木、电杆和室外用材等。3.半空细胞法 该法也称半定量浸注法或劳莱空细胞法(Lowry Process)，由美国科学家 Cuthbert 于 1906年发明的，当时使用较少。但是，到第二次世界大战期间，因该法无须空气压缩机和李宾机动罐，使木材防腐厂可以用相同的设备进
25、行完全浸注法和半定量浸注法处理，所以得到较多的应用。其工艺过程基本上同空细胞法。该法特点：在注入药液前既不施加真空也不施加压力，而是在大气压力下，向处理罐内注入药液，再施加压力，木材内的空气受到压缩，当卸压时，木材内受压缩的空气将细胞腔内残余药液反弹出去（其数量相当于定量浸注法的 40%50%），一定程度上能避免木材“溢油”现象。但与定量浸注法相比，木材内空气受压缩的程度较小，残余药液反弹量也较小。半定量浸注法适用于防腐油和有机溶剂防腐剂处理处理枕木、电杆和室外用材等。2)常压处理法 1.浸泡法 在常温常压下，将木材浸泡在盛防腐剂溶液的糟或池中，木材始终处于液面以下部位。浸泡时间视树种、木材规
26、格、含水率和药剂类型而定，具体以达到规定的药剂保持量和透入度为准。为了改善处理效果，在浸泡液中可设置超声波、加热装置，以及添加表面活性剂，改进木材的渗透性。视浸泡时间的长短，浸泡法可分瞬间浸渍(时间数秒至数分钟)、短期浸泡(时间数分钟至数小时)和长期浸泡(时间数小时至个月)。适用于单板和补救性防腐处理,以及临时性的木材保管用的处理。2.扩散法 根据分子扩散原理，借助于木材中的水分作为药剂扩散的载体，药剂由高浓度向低浓度扩散，从而药剂被扩散到木材的深层。因此，扩散法防腐处理木材须具备如下条件：1)木材含水率足够高，通常为 35%40%以上，生材最好；2)水载性药剂(扩散型),溶解度高，且固化慢；
27、3)环境温度和湿度较高。按作业过程，扩散法可分浆膏扩散法、浸渍或喷淋扩散法、绑带扩散法、钻孔扩散法(或点滴扩散法)和双剂扩散法。扩散法处理设备投资少，生产工艺简单，易在广大的农村应用和推广。与此法类似的还有树液置换法。3.热冷槽法 利用热胀冷缩的原理，使木材内的气体热胀冷缩，产生压力差，以便克服液体的渗透阻力，即将木材在热的液体中加热，令木材中的空气膨胀，部分水分也蒸发，木材内部压力高于大气压，空气和水蒸气向外部溢出，此时，迅速将木材置于较冷的液体中，木材骤冷，木材内的空气因收缩产生负压，冷的液体渗入木材内。按处理方法及冷槽的配置，可分双槽交替法、单槽热冷液交替法和单槽置冷法。由于处理效率较低
28、（与加压法比），单位产品的能耗大，适用于小批量的木材防腐处理。4.熏蒸法 对于已经遭虫害，且蛀孔较深，数量教多时，用一般的喷雾或表面涂刷很难奏效，则可以选择熏蒸法处理。熏蒸法多在储木场内的露天堆垛进行，先用塑料薄膜或防水布覆盖，四周密闭严实，下面用土夯实，薄膜开缝处用胶布封住，然后用盛有熏蒸剂的钢瓶用软管通入材剁的内部，按照用量缓慢放入药剂，熏蒸期间要注意密封，划出隔离范围，熏蒸结束后揭开覆盖物，通风排毒。三 木材防腐剂发展过程 1)木材防腐剂的发展概述 概括地讲，我国以前仅枕木、电杆两种制品和橡胶木一种树种进行防腐处理。五氯酚在我国用于木材保护已有几十年的历史，主要是添加到煤焦油中，用于枕木
29、和电杆防腐；五氯酚钠主要是与硼酸、硼砂混合，用于橡胶木的防腐。橡胶木防腐采用的五氯酚钠的危害，已在国际社会引起广泛关注，也正在引起国内的广泛注意。我国近期曾禁止从欧盟进口奶制品，就是因为怀疑其中含有二恶英。而五氯酚和五氯酚钠中恰恰含有二恶英这种高毒性物质。二恶英造成的危害包括致癌、损害中枢神经、导致血液系统紊乱、损害肝和肾、引起胃疼、呕吐、恶心、发烧、刺激眼睛、皮肤、呼吸系统等。自从发现氯代酚类化合物中含有致癌的二恶英类化合物后，氯代酚类化合物（如四氯酚、五氯酚、五氯酚钠）就逐步被越来越多的国家禁止使用了。目前已有很多国家禁止使用五氯酚和五氯酚钠，例如瑞典,德国,西班牙,智利,丹麦,瑞士,意大
30、利,希腊,马来西亚，印度尼西亚,日本,新西兰,澳大利亚,美国(限制使用)，我国政府近来也采取了相应的措施。新型木材防腐剂的开发与应用，使防腐木材的安全性大大提高。防腐木材的应用范围也逐渐扩大，尤其是户外应用，如儿童游乐设施、景观作品、园林木结构、木屋、水景步道、桥梁、隔噪（音）墙、栅栏、地板、花园家具等等。世界上应用最多的是 CCA 防腐处理，其关键一点是抗流失，其中的铜、铬、砷要与木材组分发生化学反应，而“固定”在木材中，使其能够在各种环境条件下使用，且具有长期防腐效果。可防止幼虫、白蚁、白腐菌、褐腐菌、软腐菌以及海生钻孔虫的侵害，而且处理后，CCA 固定在木材中，具有抗流失性，不会析出，保
31、证了处理后的木材具有长久的使用寿命。有些 CCA 处理的木材，使用寿命可达 50 年以上 到 2005 年为止，我国有木材防腐处理厂或车间（以防腐处理生产线为准）近 200 家，其中不到 5%的防腐处理生产规模超过每年 1 万立方米，约 5%的生产规模为每年防腐处理 5千-1 万立方米，而 90%的生产规模为每年防腐处理 5 千立方米以下，每年防腐处理总量不到100 万立方米（包括枕木、电杆、橡胶木、集装箱地板、户外园林景观木材）。2)CCA 防腐剂限制使用 木材防腐剂在多数国家被列为杀菌剂，因此受到很多法规的限制，其中包括不同使用目的和最终用途，特别是在安全和环境方面。与防腐木材相关的主要潜
32、在安全与环境风险包括：活性成分流失到土壤和水中（地表水、地下水）活性成分向空气中的释放 当暴露于刚刚处理过的防腐木材时，可能会出现皮肤或者其他相关问题（过敏反应、湿疹等）焚烧防腐木材可能会向空气中释放有毒气体，或者通过灰份渗出有毒物质。对于木匠和其他从事防腐木材加工的专业人员而言，粉尘是潜在的安全隐患。任何物质包括防腐剂都有其适用的范围，换句话说，任何化合物的使用都有限制。任何材料在使用时，都有其适用的用途。近年来，世界上最广泛使用的木材防腐剂CCA 在一些国家受到了限制，这些国家包括日本、欧盟（EU）、新西兰、澳大利亚、美国和加拿大。对 CCA 所关注的主要问题在于其含砷砷被认为是一种致癌物
33、。欧盟的限制条款从 2004 年 6 月 30 日起生效，其中规定：经过 CCA 处理的木材可以被用于工业装置，并且可以作为专业和工业产品上市销售，但前提条件是：木材的结构完整性必须满足人或者牲畜的安全要求，并且在使用过程中一般不会出现皮肤接触。获得欧盟认可，仍然可以使用 CCA 处理木材的最终用途的例子包括：公共和农业建筑、写字楼和工业厂房中的结构木材 桥梁和架桥工程中 在淡水和微咸水地区，如防波堤和栈桥的建筑用材 噪音屏障 用于雪崩控制 高速公路的安全护拦 去皮的圆针叶类原木用于饲养圈的围栏桩柱 挡土墙 用于电源输送和电信线杆 用于铁道枕木 美国和加拿大的木材防腐剂制造商已经与美国环保局署
34、（EPA）达成协议，从 2003 年 12月 31 日起，逐步取消 CCA 在处理非工业用途市场方面的使用。作为该协议的一个组成部分，将逐渐在非工业用途的木材处理方面停止使用 CCA，这些用途包括娱乐设施、户外平台、野餐桌、园林美化木材、家居篱笆、天井、人行步道等。现在已经建成的、包含有 CCA 防腐木材的结构将不受其影响，另外，CCA 还将继续用于工业用途，如高速公路建设、电线杆或者桩木等。澳大利亚将从 2006 年 3 月开始执行对 CCA 的限制措施。将来，用于以下用途的木材将不允许用 CCA 进行处理：园林家具、野餐桌、户外座椅、儿童游乐设施、天井和室内装饰 以及扶手栏杆等。对于不会与
35、人体发生经常紧密接触的场合，将仍然被允许使用。这些场合包括电线杆和电话线杆、篱笆以及不常与人体发生接触的建筑物结构等。限制 CCA 防腐剂处理木材的使用，目的是进一步降低砷的暴露与流失水平，减少人类尤其是儿童患膀胱癌、肺癌的危险。事实上，没有证据表明使用 CCA 防腐处理木材对人体会造成伤害，经过严格质量控制的CCA 防腐处理木材，砷的流失量极低。美国佛罗里达和迈阿密大学研究小组的研究结果显示，在使用 CCA 处理的南方松平台下面土壤中砷含量为毫克/千克，与此对应的附近土壤中平均砷含量为毫克/千克，平台对土壤深度的影响最多 10-20 厘米。究竟流失到土壤中的砷是否会对周围的饮用水源造成影响呢
36、事实表明，土壤中毫克/千克的砷含量，与美国环保署（EPA）规定的饮用水标准 50ppb（10 亿分之 50）的浓度相当，实际上是无害的。问题在于使用 CCA 防腐处理木材的整个生命周期中（防腐剂的制备、防腐木材的生产、使用与废弃），增加了砷的暴露机会。由于竞争与其他原因，不是每个环节都能保证良好的质量控制；同时，对于废弃的 CCA 处理木材的处置，也存在环境、经济、立法方面的问题.用杂酚油（防腐油、克里苏油）防腐的木材，在美国、欧盟等国家同样受到限制。不能在建筑物内部、玩具和运动场、公园、花园以及其他户外休闲设施中使用，因为在这些场合下，木材有可能会与人体皮肤发生频繁接触。也不可以用于制造包括
37、野餐桌在内的园林家具、不可以用于制造、使用或者改造成作物生长用的容器、可能与人或者动物食品原料、中间或者最终产品发生接触的包装等。也不能用于农用建筑内部动物或牲畜会啃咬的场合，不能用于动物或牲畜的繁殖窝。但可以在专业和工业通途中使用，包括铁路、电力传输、通讯、篱笆、农业用途（例如树的支撑木）、港口以及水道的建设等。另外，五氯苯酚（PCP）类防腐剂（包括五氯酚钠）在大多数国家已将被禁止使用。虽然在一些国家未被禁止，但其使用范围也被严格限制。例如美国虽然仍允许使用，但 PCP处理木材的应用限制也很多，基本与杂酚油处理木材类似。比如，不能用于与皮肤经常接触或长时间接触的场合，如户外家具、桌椅等。不能
38、用于民用建筑内部。当用于工业建筑内部时，只能用于与地接触的建筑部件，而且须涂 2 遍密封材料。也不能用于农用建筑内部动物或牲畜会啃咬的场合，但可用于与地接触的建筑部件（但动物或牲畜不会啃咬到的部位），而且须涂 2 遍密封材料。不能用于动物或牲畜的繁殖窝。不能用于盛装食物、饲料的容器。防腐木材大量在民用设施中的使用，近年来才在我国迅速发展。在木材防腐标准规范的制定、防腐木材的使用与废弃的立法方面存在大量的基础工作有待开展。目前，国内有关部门已经对国外木材防腐剂的限制使用给予了关注。其实，根本问题在于建立一套木材防腐剂的风险分析与评审机制。3)新型防腐剂的出现和使用 目前在市场上作为环保型水载型防
39、腐剂推广的木材防腐剂中，都是不含砷和铬的防腐剂。其中应用最为广泛的是以铜化物为主要有效成分的水载型防腐剂。铜在木材防腐中扮演着重要的角色，从最初的硫酸铜到现在市场上使用的各类木材防腐剂，很多配方中都含有铜。这主要是因为铜对腐朽菌有很高的毒效，对变色菌和霉菌也有一定的抵制能力，另外价格低廉，对人畜毒性低也是原因之一。对于其它的金属如锌、铁等，虽然也有很多相关的专利，但是实际应用很少。铜化物在单独使用时由于容易流失，并且对那些耐铜性腐朽菌的抑制效果不好，因此通常将铜化物和有机杀菌剂联用，增强木材防腐剂的防腐效果和抗流失性。如目前工业上广泛使用的氨溶季铵铜 ACQ 和铜唑 CA 等就属于此类产品。请
40、参考以下章节。四 ACQ 产品的产品特征 1)ACQ 的技术原理和产品配方 氨溶季铵铜（Ammonical Copper Quat），简称 ACQ，是 20 世纪 70 年代瑞典一家小型木材防腐公司开发并申请专利的新型木材防腐剂，80 年代由美国化学工业公司（CSI）购买该专利，并进行了大量实验和改良，形成了商业化的 ACQ 木材防腐剂。在这种防腐剂中不含有铬类重金属及砷类剧毒物质，对人畜毒性小，同时还有卓越的防腐、防虫功能，在木材中固着性能良好，对环境影响小，综合性能可与 CCA 防腐剂媲美。因此，近年来该防腐剂发展较快，成为新一代水载木材防腐剂的代表。据报道，由于 CCA 在美国被限制使用
41、，ACQ 木材防腐剂发展迅速，2002 年美国木材防腐总量的 15%，大约 236 万 m3是用 ACQ 处理的，比上年猛增倍。根据 ACQ 中有效成分的不同，ACQ 防腐剂分为 A、B、C、D 四种型号，即 ACQ-A、ACQ-B、ACQ-C 和 ACQ-D，其中 ACQ-C 是 2002 年起重新启用的。其中 A、B 及 D 型 ACQ 的主要成分均为氧化铜（CuO）和 二癸基二甲基氯化铵（DDAC）,而 C 型则用十二烷基二甲基苄基氯化铵BAC(洁尔灭)取代 DDAC。在配制过程中，ACQ-B 是以氨水作为溶剂，氨水重量至少应为氧化铜重量的 1 倍，为助于溶解，在溶液中必须加入碳酸氢铵，
42、其重量(以二氧化碳计)至少应为氧化铜含量的倍。其他三种以乙醇胺为溶剂(ACQ-A 也可用氨水为溶剂)，配制 A 及 D 型防腐剂时,乙醇胺的重量为氧化铜的倍，而配制 C 型时,则为倍,碳酸氢铵的重量以二氧化碳计至少应为氧化铜的倍。配制 ACQ 防腐剂，应采用在无水状态下纯度超过 95%的二价铜和季铵盐。表 73 中给出了各种类型的 ACQ 的有效成分及公差。ACQ 有效成分含量及公差 序号 有效成分 ACQ-A ACQ-B ACQ-C ACQ-D 含量%（公差%）含量%（公差%）含量%（公差%）含量%(公差%)1 铜，以氧化铜(CuO)计 50（）2 季铵盐，以 DDAC50 计（）3 季铵盐
43、，以 BAC计 2)ACQ 产品与 CCA 产品的配方区别及户外使用中的不同要求 ACQ 防腐剂是一种新型环保型防腐剂，是作为 CCA 防腐剂众多替代产品中的一种，这两种防腐剂最大的区别是 ACQ 产品中不含铬和砷等元素，从而也就减低和消除了上述 2 种元素对人类，牲畜以及环境的潜在危害，尽管我们在前面已经说明，CCA 产品虽然在过去使用的几十年中没有任何事例可以证明对人和牲畜造成伤害，尽管中国国内林业标准关于木材防腐剂分类中仍然允许使用 CCA 产品，但是毕竟按照国外的环保观念和标准，CCA 产品中所含有的铬和砷等元素，在废弃物处理过程中，存在着可能影响环境的因素。因此，越来越多的生产商开始
44、选择 ACQ 等新型防腐剂来处理木材以达到环保的目的。关于 ACQ 防腐剂和 CCA 防腐剂产品配方的区别和户外使用中的不同要求，如图所示：防腐剂 季铵铜（ACQ）铜铬砷 ACQ-B ACQ-C ACQ-D（CCA-C）有效 氧化铜 氧化铜 氧化铜 氧化铜 成分 DDACb BACc DDACb 三氧化铬 五氧化二砷 C1 类 不建议使用 C2 类 不建议使用 C3 类 C4A 类 C4B 类 C5 类 不建议使用 不建议使用 不建议使用 注：a:硼化合物：包括硼酸、四硼酸钠、八硼酸钠等及其混合物。b:DDAC:二癸基二甲基氯化铵 c:BAC:十二烷基苄基二甲基氯化铵 附：中国林业标准关于防腐
45、木材使用分类及要求 防腐等级 使用条件 防腐木材的典型用途 C1 户内，且不接触土壤 建筑内部及装饰、家具 C2 户内，且不接触土壤 建筑内部及装饰、家具、地下室、卫生间 C3 户外，但不接触土壤（平台、步道、栈道）的甲板、户外家具、（建筑）外门窗 C4A 户外，且接触土壤或浸在淡水中 围栏支柱、支架、冷却水塔 C4B 户外，且接触土壤或浸在淡水中 木屋基础、（淡水）码头护木、桩木、电杆、矿柱（坑木）C5 浸在海水（咸水）中 海水（咸水）码头护木、桩木、木质船舶 五 中国林业标准关于国内主要防腐剂类型及使用要求 1)防腐剂使用环境分类 防腐等级是指防腐（处理的）木材可以（或应该）在什么环境条件
46、下使用的级别。比如：（防腐）户内干燥级，是指在室内干燥、不接触土壤、空气干燥的环境条件下使用，即 C1级；（防腐）户内潮湿级，是指在室内干燥、不接触土壤、空气潮湿的环境条件下使用，即C2 级；（防腐）户外地上级，是指在室外、地面以上（允许雨淋）的环境条件下使用，即 C3级；（防腐）户外触地或触水级，是指在室外、与土壤或与淡水长期接触的环境条件下使用，即 C4 级；（防腐）海水级，是指在接触海水的环境条件下使用，即 C5 级。根据木材及其制品的最终使用环境和暴露条件以及不同环境条件下生物败坏因子对木材及其制品的危害程度，防腐木材及其制品的防腐等级分为 5 级（见表 10-1）。防腐木材及其制品的
47、防腐等级 防腐等级 使用条件 防腐木材的典型用途 C1 户内，且不接触土壤 建筑内部及装饰、家具 C2 户内，且不接触土壤 建筑内部及装饰、家具、地下室、卫生间 C3 户外，但不接触土壤（平台、步道、栈道）的甲板、户外家具、（建筑）外门窗 C4A 户外，且接触土壤或浸在淡水中 围栏支柱、支架、冷却水塔 C4B 户外，且接触土壤或浸在淡水中 木屋基础、（淡水）码头护木、桩木、电杆、矿柱（坑木）C5 浸在海水（咸水）中 海水（咸水）码头护木、桩木、木质船舶 生物危害程度越高，需要的防腐等级也就越高。低等级防腐木材不能代替高等级防腐木材使用；但高等级防腐木材可代替低等级防腐木材使用。例如：C4 级防
48、腐木材可在 C3 级场合下使用；但 C3 级防腐木材不能在 C4 级场合使用。但是，防腐等级越高，需要的防腐剂也越多，因而防腐成本也越高。对于某些防腐剂处理木材的质量要求，C1-C3 的防腐处理质量要求是一样的，因此可将 C1-C3 合并，统称为“户内和户外地面以上”等级。2)主要木材防腐剂类型 1.CCA 加铬砷酸铜(CCA)加铬砷酸铜（Chromated Copper Arsenate），英文简称 CCA，其主要成分为铜(Cu)、铬(Cr)、砷(As)的化合物。CCA 是一种很好的木材防腐剂，自 1930 年面世以来，由于其高效、广谱、不易流失等优点获得广泛应用，是目前为止使用量最大的一种
49、水载型防腐剂。CCA 防腐剂具有以下特点：（1）能有效杀菌、防虫、防白蚁和防海生钻孔动物；（2）有效成分能固定在木材中不易流失；（3）对处理材的表面质量影响小，对木材的油漆和胶合影响小；（4）对木材的力学性能影响小。基于以上特点，CCA 可以广泛应用于不同用途木材的防腐处理，如可用于处理铁道枕木、煤矿坑木、通讯电杆、海港桩木、园林景观木材等。根据 CCA 配方中的各种氧化物含量的不同，CCA 防腐剂分为 A、B、C 三个类型，分别称为 CCA-A、CCA-B、CCA-C，其中氧化铜的（CuO）含量基本相同，主要区别在于三氧化铬（CrO3）和五氧化二砷（As2O5）的含量。A 型的 CrO3含量
50、最高，B 型最小，而 C 型居中；B 型 As2O5含量最高，C 型次之，A 型最小。具体如表 7-1 所示。不同类型的 CCA 防腐剂有效成分含量及公差范围（AWPA-P5 标准）序号 分 类 有效成分含量，%公 差，%CuO CrO3 As2O5 CuO CrO3 As2O5 1 CCA-A 2 CCA-B 3 CCA-C CCA-A 型的抗流失性最强，CCA-B 型的防虫和抗白蚁效果最好，而 CCA-C 型则介于两者之间。但世界各地几十年的应用实践表明，C 型 CCA 用作木材防腐的综合效果比 A 型和 B 型更好，因此在绝大多数国家都已淘汰 A 型和 B 型 CCA，我国木材防腐剂的行