[發(fā)明專利]用于處理纖維素纖維的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480022986.0
• 申請(qǐng)日: 2014-03-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105143144A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B·德洛紐克斯;R·波爾丁;D·維爾里恩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 力多科股份有限公司
• 主分類號(hào): C04B28/02
• 分類號(hào): C04B28/02;C04B18/24;C04B18/28;C04B20/10
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陳哲鋒;郭輝

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明提供用于處理纖維素纖維的方法。本發(fā)明的其它目的是根據(jù)所述方法處理的纖維素纖維和包含根據(jù)所述方法處理的纖維素纖維的纖維水泥(cement)產(chǎn)品。

發(fā)明背景

使用纖維素纖維來(lái)強(qiáng)化各種復(fù)合材料例如纖維水泥的應(yīng)用是眾所周知的。

人們已嘗試改善纖維水泥產(chǎn)品中纖維素纖維的性能，特別是它們?cè)趬A性環(huán)境中的化學(xué)穩(wěn)定性和它們的尺寸穩(wěn)定性。

EP1330420-A1描述使用選自烷氧基硅烷、烷基烷氧基硅烷或它們的混合物的施膠劑的水性乳液來(lái)處理適用于制造纖維水泥產(chǎn)品的纖維素纖維。

EP0331666-A1批露在聚電解質(zhì)存在下，用無(wú)定形氧化硅顆粒處理適用于纖維水泥產(chǎn)品的纖維素纖維。

這些處理通常具有不足，例如低耐久的或不耐久的效率，因?yàn)樘幚碓噭┡c纖維的結(jié)合不足和/或纖維強(qiáng)度因處理?xiàng)l件而降低。

我們已發(fā)現(xiàn)一種用于處理纖維素纖維的方法，其克服了現(xiàn)有技術(shù)方法的不足。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供用于處理纖維素纖維的方法，所述方法包括下述步驟：

-使用溶液浸漬纖維素纖維，該溶液包含四烷氧基硅烷和/或四烷氧基硅烷的低聚物,和選自單官能醇R⁴OH的溶劑；

-從所述纖維素纖維壁之間擠壓出溶液；

其中，在擠壓步驟之后，所述溶液和所述纖維素纖維干重的重量比例低于2。

根據(jù)本發(fā)明的方法包括下述步驟：使用包含四烷氧基硅烷的溶液浸漬所述纖維素纖維。

浸漬步驟優(yōu)選地通過(guò)將纖維素纖維浸沒(méi)在浴中來(lái)實(shí)施，該浴包含溶液，所述溶液包含溶劑和四烷氧基硅烷。當(dāng)纖維作為纖維素纖維的片材或卷材來(lái)提供時(shí),可使用例如浸泡(dip)浴來(lái)進(jìn)行浸漬，其中使用所述溶液滲透(soak)片材或卷材。

或者，纖維素纖維在所述溶液中變成紙漿,這樣使用溶液滲透纖維。可例如通過(guò)滴出、過(guò)濾和/或吸出過(guò)量溶液來(lái)排干過(guò)量溶液。浸漬步驟還可通過(guò)噴涂溶液或通過(guò)使用刮涂機(jī)或輥(roller)涂機(jī)來(lái)實(shí)施，該溶液包含四烷氧基硅烷和/或四烷氧基硅烷的低聚物。

四烷氧基硅烷可由通式(R¹O)₄Si來(lái)表示，其中各R¹是烷基。四烷氧基硅烷的低聚物可由通式(R¹O)₂[(R¹O)₂Si]_n來(lái)表示，其中各R¹是烷基。

四烷氧基硅烷和/或四烷氧基硅烷的低聚物優(yōu)選地選自下述：其中各R¹獨(dú)立地選自包括1-10個(gè)碳原子、更優(yōu)選地2-5個(gè)碳原子的烷基。特別優(yōu)選地具有2個(gè)碳原子的烷基。烷基可以是直鏈或支鏈的。直鏈烷基是優(yōu)選的。所述溶液可包含四烷氧基硅烷的共混物。官能化烷氧基硅烷是比較不合適的，因?yàn)樗鼈兂杀靖撸以谒鈺r(shí)可能釋放有害物質(zhì)。

具有包括1-10個(gè)碳原子的烷基的四烷氧基硅烷和/或四烷氧基硅烷的低聚物可比具有包括大于10個(gè)碳原子的烷基的四烷氧基硅烷更快水解和更好地溶于溶劑(例如乙醇)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式,四烷氧基硅烷和/或四烷氧基硅烷的低聚物優(yōu)選地是四乙氧基硅烷,和/或四乙氧基硅烷的低聚物。四乙氧基硅烷也稱為硅酸四乙基酯。

纖維素纖維選自但不限于植物纖維如黃麻、亞麻、棉、稻草、大麻、甘蔗渣、苧麻(ramie)、馬尼拉麻(abaca),廢棄木材紙漿和造紙過(guò)程的木材紙漿。

根據(jù)本發(fā)明的方法處理的纖維素纖維優(yōu)選地從木材紙漿獲得，更優(yōu)選地從化學(xué)木材紙漿獲得。硫酸鹽紙漿(Kraftpulp)是特別優(yōu)選的。纖維素纖維可為漂白的或未漂白的。優(yōu)選的紙漿由軟木例如輻射松(PinusRadiata)或由硬木加工而來(lái)。使用來(lái)自未漂白的軟木硫酸鹽紙漿的纖維素纖維，可獲得良好的結(jié)果。如使用TAPPI方法T236cm-85所測(cè)定，纖維素纖維特征在于卡帕值(Kappanumber)為20-40，具體來(lái)說(shuō)，20-30是特別優(yōu)選的。纖維素纖維可為精制的或未精制的，且如根據(jù)ISO5267/1所測(cè)量，其肖伯而-力格度(Schopper-Rieglerdegree)優(yōu)選地是12-80。根據(jù)TAPPI方法T271測(cè)定的長(zhǎng)度在0.8-4mm的纖維素纖維是優(yōu)選的。如根據(jù)TAPPI方法T212所測(cè)量，堿性可溶含量低于3.5重量％的纖維素纖維是優(yōu)選的。

纖維素纖維中存在的水以及任選的溶液中的額外的水將開(kāi)始水解四烷氧基硅烷和/或四烷氧基硅烷的低聚物,這進(jìn)而導(dǎo)致四烷氧基硅烷和/或四烷氧基硅烷的低聚物的聚合。