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关于南方松防腐材之防腐剂(2)ACQ和CA

  •  写作缘由: 

  剧毒致癌的CCA铬酸铜砷酸盐防腐既被大规模禁用之后,ACQ (Alkaline Copper Quatermary)碱性铜烷基四元铵混合物和CA (Copper Azole)铜硼唑混合物,以上两者皆是以氧化铜的水溶液溶解物,分别搭配不同的杀虫剂杀菌剂,杀真菌剂混合而成,达到全方位保护木材的木料防腐剂之用。

  其中,ACQ是搭配烷基四元铵( ​​Quatermary)这样的农药|环境用药,而CA则是搭配唑化合物(Azole)这样的农药|环境用药。 。

  因为发明上述两种木料防腐剂配方,其设计发想与制作过程十分近似,在此就将这两种目前,在CCA被全球许多国家禁止使用在人类经常接触场所的木料建材防腐剂之后,被广泛推广的木材防腐剂。

  是否,从此以后天下太平,王子和公主就过着幸福快乐的日子呢?

  以下是我的研究资料汇整,欢迎阅读参考,敬请指教。感恩!

  ACQ业者一般推广的方式是说明:

  『这样的配方,氧化铜溶液,杀真菌剂和烷基四元铵制成的防腐剂,一种杀虫剂,也可增强杀真菌处理。在CCA受到限制后,ACQ已在美国,欧洲,日本和澳大利亚广泛使用。 [7] 其使用受国家和国际标准的约束,该标准确定特定木材最终用途所需的防腐剂吸收量。

  例如,美国木材保护协会(AWPA)的ACQ使用标准要求地面以上防腐材用量上限0.15 lb / ft3(PCF),与地面接触防腐材用量上限0.40 lb / ft3。

  由于含有高含量的铜,ACQ处理的木材对普通钢的腐蚀性是其五倍。必须使用符合或超过ASTM A 153 D类要求的紧固件,例如陶瓷涂层,如果仅仅表面镀锌甚至普通等级的不锈钢(例如SUS304),一旦与ACQ防腐过的木材接触,还是会被腐蚀的。

  Chemical Specialties,Inc(CSI,现重组改名为Viance)于2002年获得美国环境保护署颁发的总统绿色化学挑战奖,以表彰其广泛使用消除了以前CCA中含有的大量剧毒的五价砷和六价铬,该奖项此后被广泛用于ACQ的商业介绍与推广。 』

  其缺点部分的只着墨氧化铜腐蚀性对锌,铁,乃至于一般等级的不锈钢都有腐蚀性的问题,但轻轻带过,不谈及其相关昂贵的螺丝配件成本,以及颜色外观带奇怪绿色或褐绿色的缺点。

行銷真是一門學問

  CA业者一般推广的方式是说明:

  『CA,铜硼唑混合物防腐剂(根据美国木材保护协会/ AWPA标准表示为CA-B和CA-C)是一种主要的铜基木材防腐剂,在CCA限制后已在加拿大,美国,欧洲,日本和澳大利亚广泛使用。其使用受国家和国际标准的约束,该标准确定特定木材最终用途所需的防腐剂吸收量。

  铜唑类似于ACQ,区别在于溶解的铜防腐剂通过唑类共杀生物剂如有机三唑如戊唑醇或丙环唑增强,其也用于保护粮食作物,而不是ACQ中使用的烷基四元铵杀生物剂。 [8] 唑类共杀生物剂产生铜唑产物,其在较低的防腐剂施用量就可以达到对等于ACQ性能所需的防腐效能。

  例如,,CA-B的美国木材保护协会(AWPA)对于地面上防腐材使用ACQ上限标准要求为0.10 lb / ft3,对于地面接触应用,为0.21 lb / ft3。而C型铜唑(表示为CA-C)已在Wolmanized和Preserve品牌下引入, 对于地上防腐材使用CA-C,美国木材保护协会的使用标准上限就降为0.06 lb / ft3,对于与地面接触的防腐材使用准上限也降为0.15 lb / ft3。

  缺点是用铜唑类防腐剂处理的木材的一般外观类似于具有绿色着色的CCA。

  目前,经过铜唑处理的木材以Preserve CA和Wolmanized品牌在北美,并以Tanalith品牌在欧洲和其他国际市场上广泛销售。 』

  其缺点部分的著墨只说明外观颜色的部分,却全然不谈及氧化铜腐蚀性对锌,铁,乃至于一般等级的不锈钢都有腐蚀性的问题。

  上述所谓的氧化铜溶液,一般可经由铜与过氧化氢进行化学氧化反应,形成可溶解于水的氧化铜(CuO2)水溶液,一般为顾及其稳定性,有些公司会将其混合阿摩尼亚溶液。

  氧化铜溶液的颜色呈现墨绿色,稀释过程中接近橄榄绿,有些因带有杂质,或是其中有些铜的带电价数不一致,而带有或深或浅的褐色。

  因此上述的防腐才一般皆呈现偏绿的外观,因此,与先前 关于南方松防腐材之防腐剂(1)CCA乙文中提到被广泛(还不是全面)禁用的剧毒致癌铬酸铜砷酸盐防腐材,很难从外观加以辨别。

值得深思的是.............

  这不禁令人想到,台湾诈骗集团横行全球,许多人对诚信,看得比什么都还不如的社会里……

  万一整个南方松防腐材,从生产制造、运输、贸易、大盘、中盘、小盘、设计师与施工师傅,这么多环节中,只要有人利欲薰心,或是专业程度不足,会不会~安装施工在您家的,刚好就是恶名昭彰,被大规模禁用,但并非全面禁止生产销售的ACC防腐材呢?

  实不相瞒,连我这位专业室内设计师,也不算是有十足的把握的!

  即使,您买对了~

  关于上述的氧化铜强腐蚀性的缺点,不知您的设计师,或施工师傅是否真的一如本如所提醒的,规规矩矩使用陶瓷镀层,或是高档的不锈钢(例如SUS316)螺丝,与金属结构固件呢?这些特殊螺丝与零配件,您真的在台湾买得到吗?

  凡此种种,似乎,也不无疑虑。

  万一很不幸,将来因为螺丝与金属固件腐蚀了,导致结构强度不足而倒塌了,坍塌了,您与家人的性命安危就这样长期冒险着,难道是应该或活该的吗?

  再者,若您将这么多农药|杀虫剂带进家里,被保存在大量木材里慢慢释出,费时数年乃至数十年(看防腐的效能能支撑多久,就知道了。)试问:您对得起自己的身体吗?对得起家人的健康吗?这是我的百般好奇。

  最后,再提醒您,氧化铜溶液的高腐蚀性,代表它的化学反应活性很强,连一般的不锈钢都能腐蚀!

  况且,木材内部的氧化铜并不是被完整密封得坚如铜墙铁壁,根本不是滴水不漏的。试问,氧化铜难道不会慢慢释出,长期与您常相左右,比最真心的情人还要缠绵良久,甚至和您合为一体,进入体内,成为您身体的一部份吗?

吓坏宝宝了我~~~

  以上这些,都是我们逻辑上必须考虑的。

  而此刻的我,基于完全不知道您的设计师或相关业者,是否真的能够将心比心,以专业能力和道德良知为您与家人的健康把关的好奇,所以特别将本人十余年来的工作笔记统整之后,与您分享,希望对您与家人的健康,多少有些帮助。

  值此一年一度的父亲节,特别祝福您与最挚爱的家人!

家庭的健康与幸福,才是我们每天戮力以赴最想追寻的平凡而伟大的梦想!

   因为建材与使用者往往相伴少则数年,多则数十年,甚至上百年的朝夕相处。身为消费者专业健康把关者的室内设计师的我们,对于不够熟悉的建材,务必钻研透彻,秉持职业道德与专业良心,才能不负所托,不辜负消费者对我们的仰赖。

   在台湾俗称南方松的防腐材,关于铬​​酸铜砷酸盐防腐剂的不当使用,毫无疑问,可以说是一部血淋淋的建材专业人员沦陷史(无论国内外)!

   即使ACC木材防腐剂已经大规模禁用,继之而起的代用品,例如ACQ与CA,专业人士如何使用才算是对得起客户?对得起良心?实在应该慎自警惕,念兹在兹!

  希望业界先进能够看到这个长达七十年,ACC剧毒又致癌建材的惨痛教训,千万不要随随便便又重蹈另一个,因为无知,或是贪婪厚利,而让消费者的健康,甚至生命,再度蒙尘的案例。感恩!

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关于南方松防腐材之防腐剂(3)MCQ与MCA

  •  写作缘由:

      CCAChromated Copper Arsenate铬酸铜砷酸盐 ,此为1933年所发明的木材防腐技术,一直到2003年12月31日美国首先由EPA(Environmental Protection Agency美国国家环境保护局)颁布禁令禁止使用(仍允许用在铁道枕木,码头建筑,农业建筑与工业仓储等非人类居住常驻建筑),接下来,欧洲,日本,澳洲,乃至我国先后跟进此项禁令。

  禁用之后,由ACQ和CA粉墨登场,再由2006年的极微细奈米级铜粉末相关木材防腐剂MCQ和ACA联手崛起,迅即雄踞防腐材市场超过半壁江山</ span> 。这又是怎么一回事呢?咱们不妨一起看下去!

  随着时序的推移,奈米材料制备技术的完善与成本的下降,为了解决关于南方松防腐材之防腐剂(2)ACQ和CA乙文中所述,外观上偏绿的缺点,木材防腐剂业者又相继推出,将奈米级微细铜粒子粉末分别混合烷基四元铵与唑类的两种MCQ木料防腐剂。

  市场一般为这两类新的防腐剂命名如下:MCQ(Micronized Copper Quaternary)微细铜粒子烷基四元铵盐混合物与MCA(Micronized Copper Azole)微细铜粒子唑类混合物。

  关于烷基四元铵与唑类这两种习用的环境用药|农药,其注意事项在南方松防腐材之防腐剂(2)ACQ和CA乙文中已讨论过,恕不在此赘述。本文将着重讨论奈米级微细铜粒子,在物理化学方面的特性,借此深入了解此类南方松防腐材的优缺点。

  因为粒子的微细化,会让单位重量的铜原子,其总表面积极大幅度地增加,因而也会大幅降低其引发化学反应的能阶障碍,也就是极大幅度地提升化学反应活性。

  例如,一块煤炭不会爆炸,但是如果将其研磨成极细的粉末,就是最早期的炸药,黑火的重要成份,就是基于这个道理。

  而当铜粒子被制备成一颗颗奈米级,几棵到几百颗铜原子的微细粒子,其物理化学特性,其实是与我们习知的铜元素的物理化学特性,大相径庭的。

  截至2006年5月极微细铜粉末的制备技术,已经可以达到1nm至700nm范围,平均尺寸190nm的极微细铜粉末的技术能力,深信十多年后的今天,极微细奈米级铜粉末的制备技术应该可以做到更均匀更微细化的程度。

  因此,铜的化学活性将因铜粒子大幅缩小而活性大增,所以具备了杀菌杀虫的能力。

  而这类防腐材外观颜色偏浅金黄色,颗粒又细的铜原子(而非铜离子),对于原本氧化铜溶液防腐剂,因为铜离子带有明显的诡异橄榄绿的防腐材外观缺点,也一起克服了,真可以说是摸蛤兼洗裤,一兼二顾,何乐而不为呢?

  基于上述缘故,南方松防腐材的市场,短短几年时间,MCQ|MCA防腐剂横扫千军,迅速占据防腐材市场绝大部分的江山。

  虽然,有些业者与学者认为,因为铜粒子仍大于完全能够解离于溶剂的氧化铜防腐制剂,渗入木材纤维内部的能力仍稍逊一筹,导致其防腐除虫能力也明显逊色。

  由于这些不同意见,因此极微细奈米级铜粉末相关防腐材,一直以来迟迟未能提交给美国木材保护协会(AWPA)进行评估,因而,依法,在美国此类防腐材是无法使用于需要符合AWPA标准的应用范畴。这也是很有趣的现象。

  如果,MCQ|MCA能够完成防腐又能够保有实木原本外观色泽,不是极为两全其美吗?

  然而,世间事往往一体两面,不尽然如此单纯的。不是吗?

世界如果都像童话世界一样完美就好了!

  想要真实探索这类新颖的奈米级除虫杀菌技术的隐忧与缺点,以人性的观点,最好不是从业者身上打探,而是寻求奈米科技相关的奈米毒理学,这项很新但仍算是很冷僻领域的专家研究里寻得相关资讯。

  奈米毒理学(Nanotoxicology)是针对纳米材料毒性的研究,一般研究的尺度范围是100奈米以下。[1]

  由于量子尺寸效应和超大表面积/体积比,纳米材料与其化学活性增强所引起的毒性变化,与同样物质但非奈米尺寸状态相比,往往具有独特的性质。

  在可能的危害中,奈米材料的吸入暴露似乎是最受关注的,动物研究显示某些纳米材料对于动物肺部的影响,例如炎症,纤维化和致癌性。

  另外,皮肤接触和摄入暴露也是一个需要关注的问题。

  以奈米级的氧化铜为例,其与DNA接触时,就具有破坏DNA生化键结,造成细胞损伤与基因突变。

  值得提醒的是,癌细胞病变的途径之一,正是这样的DNA伤害能力。

  所以,当有一派支持ACQ|AC的业者与学者,沾沾自喜于氧化铜溶液,因其铜离子尺寸更微细因而更能具体保护防腐材的同时,从奈米毒理学的角度来看,不也是该类防腐材现场施作者与消费者使用者应该担心的事吗?

  另一方面,即使是极微细铜粉末,一旦来到所谓奈米(100nm)等级尺度时,依据美国加州大学2017年环境研究中心的研究论文指出:

  越来越多地使用极微细奈米级铜粉末(Cu NP),特别是在它们的应用中直接释放到环境中,如防污涂料和杀虫剂,会导致有机物暴露增加。

  鉴于吸入Cu NP可能导致肺部炎症和强烈的免疫系统反应,即使在低浓度,职业接触含有Cu NPs的油漆和农药必须尽可能使用适当的个人防护设备,尤其是处理Cu NPs的干粉时(例如在配方中)或雾化农药制剂。

  一般来说,各种尺寸等级的铜化合物,其毒性排名为:
Cu2 +[二价铜离子]> nCu[奈米级铜粉末]>nCuO[奈米级氧化铜粉末]≈nCu(OH)2[奈米级]氢氧化铜粉末>μCu[微米级铜粉末]≈μCuO[微米级氧化铜粉末]

  尽管有在某些情况下,nCuO毒性大于nCu。测定一致表明活性氧自由基的产生是一种重要的毒性机制,虽然对某些生物体,仍发现尚有其他毒性机制出现,诸如:膜损伤,电子传递活动减少,质粒DNA降解,总抗氧化能力下降,和发育异常。

吓坏宝宝了我~~~

  总结来说,如果生命力远比人类强韧许多的昆虫,菌类,真菌类都能被这些防腐剂所长期剿灭,绝对不要有任何侥幸的遐想,认为上天一定会眷顾着您和最亲爱的家人,这样心存侥幸的想法,总是太过阿Q的,不是吗?

值得深思的是.............

综上所述:

  之所以会将自己多年来对于建材(目前轮到防腐材)的研究笔记重新整理,与您无私分享,绝对不是要打击任​​何行业。

  反而是好意提醒所有从业人员与专业人士,对于任何材料,皆要清楚认知其优缺点与特性。所谓知己知彼,百战百胜,此之谓也!

  任何建材产品,如果光有缺点,一定无法在激烈竞争的建材市场存活下来。

  但光知道上游业者提供给您光鲜亮丽的行销资料之后,也要自己静下心思好好琢磨这些建材的缺点,而加以避免并适度防范,以免害人害己,贻害无穷。

  接下来,相关的文章也将会与您分享,如何避免防腐剂的毒害,让相关现场工作人员与消费者使用者了解,已经既成事实让有毒物质进入家庭的情况之下,如还将伤害禁可能降到最低程度。

然而,往者已矣,来者可追,让我们深刻记取教训吧!

  因为建材与使用者往往相伴少则数年,多则数十年,甚至上百年的朝夕相处。身为消费者专业健康把关者的室内设计师的我们,对于不够熟悉的建材,务必钻研透彻,秉持职业道德与专业良心,才能不负所托,不辜负消费者对我们的仰赖。

  在台湾俗称南方松的防腐材,关于铬酸铜砷酸盐防腐剂的不当使用,毫无疑问,可以说是一部血淋淋的建材专业人员沦陷史(无论国内外)!

  希望业界先进能够看到这个教训,也不要随随便便又重蹈另一个,因为无知,或是贪婪厚利,而让消费者的健康,甚至生命,再度蒙尘的案例。感恩!

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