[發(fā)明專利]木材處理用方法和組合物

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180071336.1
• 申請(qǐng)日: 2011-07-11
• 公開（公告）號(hào): CN103561875A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李光烈;K·安德森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英派爾科技開發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): B05D3/12
• 分類號(hào): B05D3/12
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 龐東成;解延雷

背景技術(shù)

木材防腐劑可延長(zhǎng)木材壽命并提高耐用性以及對(duì)害蟲和疾病的抵抗性。例如，木材防腐劑用于阻止細(xì)菌滲入木材結(jié)構(gòu)，木材結(jié)構(gòu)含有大量的孔和通道，它們充當(dāng)了細(xì)菌和真菌孢子容易進(jìn)出的路徑。傳統(tǒng)上已經(jīng)采用含砷防腐劑來(lái)處理木材，但這種含砷防腐劑因愈發(fā)增高的健康和環(huán)境關(guān)注而正退出市場(chǎng)。因此，已經(jīng)開發(fā)出如石化、熱處理和聚合物復(fù)合成型等替代性木材處理。新技術(shù)的效益劣于砷類防腐劑。因此，需要開發(fā)更好的木材防腐用技術(shù)。

為獲得有效的木材防腐，一種方案包括使用環(huán)境無(wú)害但高效的木材防腐劑浸漬木材細(xì)胞壁。在單一防腐劑中開發(fā)這種通常沖突的性質(zhì)耗時(shí)而困難。其他方案可以包括生成石化木(其中將二氧化硅浸入木材孔中)和聚合物浸漬的木材復(fù)合材料。例如，硅酸鈉(Na₂SiO₃)可以用作對(duì)抗害蟲入侵的制止劑(deterrent)并具有微弱的阻燃性。但是，其容易被水分從木材中洗出，在木材頂部形成片狀層。

采用以上方案處理的木材會(huì)比原始木材重得多，并且機(jī)械性質(zhì)可能與原始木材大不相同，包括例如變得更硬和更磨蝕工具。因此，通過(guò)這些方法處理的木材制品的使用會(huì)受到嚴(yán)重限制。此外，一旦通過(guò)這些方法處理，木材通常不能容易地改作他用或重復(fù)利用。因此，本領(lǐng)域存在對(duì)于木材用保護(hù)涂層的需求，所述涂層使木材可用于各種用途，并保護(hù)原始木材的物理性質(zhì)。

木材防腐劑可用于提供耐水性、抗真菌活性、白蟻防治等。但是，這種木材防腐劑因環(huán)境浸出(leaching)而無(wú)法高水平地松散裝載至木材中。因此，本領(lǐng)域存在對(duì)于下述木材涂層的需求，其中只需少量木材防腐功能劑涂在木材上并緊密連接，便可有效地覆蓋需要防止浸出的特定試劑的區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)文件中所述的一些實(shí)施方式提供了一種木材處理方法，所述方法包括修飾(modify)木材的細(xì)胞壁以帶正電，從而形成陽(yáng)離子木材細(xì)胞壁，和使帶負(fù)電的硅層與陽(yáng)離子木材細(xì)胞壁接觸以形成屏障(barrier)，其中，帶負(fù)電的硅層包含硅酸酯基團(tuán)、硅烷醇基團(tuán)、氧化硅基團(tuán)或其組合。

本申請(qǐng)文件中所述的一些實(shí)施方式提供了一種通過(guò)下述方法獲得的經(jīng)處理的木材組合物，所述方法包括修飾木材的細(xì)胞壁以帶正電，從而形成陽(yáng)離子木材細(xì)胞壁，和使帶負(fù)電的硅層與陽(yáng)離子木材細(xì)胞壁接觸以形成屏障，其中，帶負(fù)電的硅層包含硅酸酯基團(tuán)、硅烷醇基團(tuán)、氧化硅基團(tuán)或其組合。

一些實(shí)施方式描述了一種經(jīng)處理的木材組合物，所述組合物包含一種木材結(jié)構(gòu)體，所述木材結(jié)構(gòu)體的外層包含細(xì)胞壁附著于帶負(fù)電的硅層的木材細(xì)胞，其中所述帶負(fù)電的硅層包含硅酸酯基團(tuán)、硅烷醇基團(tuán)、氧化硅基團(tuán)或其組合。在一些實(shí)施方式中，提供了一種木材處理用試劑盒，所述試劑盒包括木材細(xì)胞壁修飾劑和硅化合物，所述硅化合物包含硅酸酯基團(tuán)、硅烷醇基團(tuán)、氧化硅基團(tuán)或其組合。

以上發(fā)明內(nèi)容只是說(shuō)明性的，并且不意在以任何方式進(jìn)行限制。除上述說(shuō)明性方面、實(shí)施方式和特征之外，其他方面、實(shí)施方式和特征通過(guò)參照附圖和以下具體實(shí)施方式也將顯而易見。

附圖說(shuō)明

圖1說(shuō)明的是在本申請(qǐng)文件所述的一些實(shí)施方式的木材處理方法中處于不同階段的木材。

圖2是本申請(qǐng)文件所述的一些實(shí)施方式的示例性經(jīng)處理的木材組合物的概念性圖解。

圖3說(shuō)明的是本申請(qǐng)文件所述的一些實(shí)施方式的示例性木材處理方法。

圖4說(shuō)明的是(A)本申請(qǐng)文件所述的一些實(shí)施方式的示例性反應(yīng)，其中木材防腐劑通過(guò)縮合反應(yīng)附著于屏障；和(B)本申請(qǐng)文件所述的一些實(shí)施方式的示例性反應(yīng)，其中木材防腐劑通過(guò)加成反應(yīng)附著于屏障。

圖5說(shuō)明的是本申請(qǐng)文件所述的一個(gè)實(shí)施方式中通過(guò)縮合反應(yīng)使用己基使粘土片官能化的過(guò)程。

圖6說(shuō)明的是本申請(qǐng)文件所述的一個(gè)實(shí)施方式中通過(guò)縮合反應(yīng)使用聚二甲基硅氧烷CH₃-(OSi(CH₃)₂)_x-Si(OEt)₃基團(tuán)使粘土片官能化的過(guò)程。

圖7說(shuō)明的是本申請(qǐng)文件所述的一個(gè)實(shí)施方式中通過(guò)縮合反應(yīng)使用三胺螯合基團(tuán)使粘土片官能化的過(guò)程。

圖8說(shuō)明的是本申請(qǐng)文件所述的一個(gè)實(shí)施方式中通過(guò)加成反應(yīng)使用C14烷基使粘土片官能化的過(guò)程。

圖9說(shuō)明的是本申請(qǐng)文件所述的一個(gè)實(shí)施方式中通過(guò)縮合反應(yīng)使用季銨基團(tuán)使粘土片官能化的過(guò)程。

圖10說(shuō)明的是本申請(qǐng)文件所述的一個(gè)實(shí)施方式中通過(guò)縮合反應(yīng)使用季銨基團(tuán)使粘土片官能化的過(guò)程。