[发明专利]化学改性的木材和非木材产品及用于其生产的方法

说明书

发明领域

本发明涉及改性的木材和非木材产品及用于其生产的工艺。特别地，本发明涉及化学地改性木材或非木材产品例如硬材(软材)的方法以及来源于这样的方法的非木材产品例如竹子、改性的木材产品/非木材产品，并且涉及待被用作木材和非木材改性剂的新颖的试剂。

发明背景

最有价值的雨林硬材资源中的许多由于广泛的伐木处于灭绝的危险中。尝试替换缓慢生长的硬材树物种并且保持充满生气的伐木工业是不可行的。因此，许多国家已经禁止伐木和出口这样的物种，并且已经依靠快速生长的种植园软材物种和某些非木材物种如竹子以便保持其木料工业。尽管有这样的禁令，肆无忌惮的伐木工和出口商继续收割物种例如乌木(Ebony)(来自柿树科(Ebenaceace)家族、柿属(genus Diospyros)的物种的非常密实的黑木)和红木(Rosewood)(豆科家族(family Leguminosae))。受到威胁的乌木物种包括柿属本黑檀(Diospyros ebenum)(印度和斯里兰卡)、厚瓣乌木(Diospyros crassiflora)(非洲)、西里伯斯柿(Diospyros celebica)(印度尼西亚)和细梗乌木(Diospyros gracilipes)(马达加斯加)。这种持续贸易的一个原因是种植园软材木料在性能例如结构特性和工程特性(例如，抗水性、抗冲击性、密度、尺寸稳定性等等)方面与硬材物种是不可比较的。

在一方面，本发明涉及种植园生长的木材和非木材(例如，种植园生长的软材和边材，以及甚至竹子)的化学处理，且目的是生产共享天然硬材木料的许多品质的改性的木材或非木材产品，从而降低对天然硬材的需求。

发明概述

在一方面，本发明提供用于化学地改性木材或非木材的工艺，所述工艺包括：

(a)用包含酸性聚合催化剂的含水组合物浸渍所述木材或所述非木材；

(b)用3-糠基硼酸酯(‘3-FB’)浸渍来自步骤(a)的木材产品或非木材产品；以及

(c)使来自步骤(b)的木材产品或非木材产品经受持续一段时间并且在影响3-FB的聚合的条件下。

在实施方案中，改性工艺被应用至木材以及优选地软材。

在实施方案中，改性工艺被应用至非木材以及优选地牛皮纸(Kraft paper)。

在另外的方面，本发明提供化学改性的木材产品，所述化学改性的木材产品来源于已经通过软材内的3-糠基硼酸酯的聚合产生的所述软材。

在另外的方面，本发明提供化学改性的非木材产品，所述化学改性的非木材产品来源于已经通过牛皮纸内的3-糠基硼酸酯的聚合产生的所述牛皮纸。

在另外的方面，本发明提供已经被3-糠基硼酸酯浸渍的化学改性的木材产品。

在另外的方面，本发明提供用作木材改性剂的3-糠基硼酸酯。

在另外的方面，本发明提供制备3-糠基硼酸酯(‘3-FB’)的方法，所述方法包括以下步骤：

(i)使糠基醇(‘2-FM’)或3-糠基甲醇(‘3-FM’)与硼酸反应；以及

(ii)除去在(i)的反应期间产生的水。

附图简述

图1-根据本方法的工艺的工艺流程图。

图2-描绘根据本方法的工艺的用于产生例如台面、桌面、楼梯踏板等(呈30mm和45mm)的短原木回收布局的图。

图3-根据本发明的由牛皮纸产生的化学改性的非木材产品的摄影图。

图4-根据本发明的由牛皮纸产生的化学改性的非木材产品的摄影图。

图5-根据本发明的由牛皮纸产生的化学改性的非木材产品的摄影图。

发明优选实施方案的详细描述

在工艺的第一步骤中，木材或非木材用包含酸性聚合催化剂的含水组合物来浸渍。然而，在此步骤之前，将理解的是，例如，软材可以经受一个或更多个预处理步骤。例如，在优选的预处理步骤中，软材被干燥以减少水分含量(MC)。优选地，在经受第一步骤之前，软材的MC小于20％，并且更优选地小于15％。最优选地，软材的MC是约12％或更小。

在包括牛皮纸的使用的实施方案中，优选地，MC小于5％，例如是约4％、约3％、约2％、或约1％。

在包括牛皮纸的使用的另外的实施方案中，MC是大体上0％。相应地，在实施方案中，预处理步骤包括在浸渍步骤之前除去或大体上除去水。

此预处理干燥步骤可以使用本领域已知的干燥装置来进行，包括使用商业的干燥窑和在相对不潮湿的环境中在一定时间段内通过空气干燥。

相应地，在另一方面，本发明提供用于化学地改性软材的工艺，所述工艺包括：