[发明专利]经处理的多孔材料

说明书

背景技术

多孔材料(如纤维素材料)需要加保护以防止霉变、昆虫袭击、腐烂以及浸水，从而有助于保持纤维素材料的物理特性。此类纤维素材料的一个实例是木材。已知多种处理剂以及保藏方法可保藏纤维素材料。

现代保藏方法通常涉及用处理剂压力处理纤维素材料。压力处理典型地使得处理剂穿过纤维素材料的整个多孔结构。处理剂典型地是一种为了赋予纤维素材料所要物理特性而选择的化学化合物。举例来说，增添水抗性并改善纤维素材料的尺寸稳定性的处理剂受到关注。木材在水中能够吸收多达其重量的100％，从而引起木材膨胀，在经由蒸发而损失水之后，引起木材收缩。这个水吸收/蒸发过程是不均匀的并且在木材中产生内应力，从而导致裂开、翘曲、弓曲、弯曲、扭曲、干缩翘曲等。另外，水能够充当使纤维素材料降解的生物体(如昆虫或真菌)的路径。

白蚁是造成木材破坏的最显著昆虫类群中的一种。为了减轻白蚁破坏，已采用使用自然耐久的木材品种、防腐处理和经工程改造的木制品。但是，由于耐久木材的有限可获得性、防腐剂提供功效所需的高百分比重量增加和经工程改造的木材的“非天然”外观，所以对改善的抗蚁性技术的需求为合乎需要的。非常需要向木材提供抗蚁性和尺寸稳定性的技术。

驱赶昆虫或使真菌/霉菌形成减到最少或改善纤维素材料整体耐久性的处理剂受到关注。另外，处理剂能够改善抗风性、紫外辐射抗性、高温和低温下的稳定性、抗害虫性、抗霉性、防火性以及可能影响纤维素材料物理特性的其它问题。

需要纤维素材料的经改善处理剂。

发明内容

本公开描述一种经处理的纤维素材料，其包含具有界定多个孔隙的多孔结构的纤维素材料，所述孔隙的至少一部分含有处理剂，所述处理剂包含有包含固化的环氧树脂的热固性材料。

本公开进一步描述一种制备经处理的纤维素材料的方法，其包含(a)提供纤维素材料；以及(b)包含用水性分散液浸渍纤维素材料的第一处理方案，所述水性分散液包含环氧树脂和乳化剂。

具体实施方式

如本文所用，术语“多孔材料”指一种如下材料，所述材料可渗透以使得流体可借助于孔隙或其它通道而可移动穿过其。多孔材料的实例包括纤维素材料、石材、混凝土、陶瓷以及其衍生物。如本文所用，术语“纤维素材料”指一种包括纤维素作为结构组分的材料。纤维素材料的实例包括木材、纸张、纺织物、绳索、颗粒板以及其它生物和合成材料。如本文所用，术语「木材」包括实木和所有木材复合材料(例如，硬纸板、经工程改造的木制品等)。纤维素材料一般具有界定多个孔隙的多孔结构。

“经处理的纤维素材料”是一种如下纤维素材料，其已经用处理剂处理以改变纤维素材料的特性。被处理剂改变的特性可以包括(但不限于)增强的疏水性、尺寸稳定性、抗真菌性、抗霉性、抗昆虫性、硬度、表面外观、UV稳定性、耐火性以及可涂布性。增加纤维素材料的疏水性能够通过降低水吸附和蒸发的速率，因此降低膨胀和收缩的内应力来提供其它辅助益处。

“处理剂”是当与纤维素材料组合时使纤维素材料的特性改变的物质。在一种情况下，处理剂包含热固性材料。将分散液施用到如本文所述的纤维素材料中，其中分散液含有处理剂的前体。如本文更详细地描述，在一种情况下，分散液含有环氧树脂，该环氧树脂是热固性材料的前体。将分散液施用到纤维素材料中。一种将处理剂施用到纤维素材料中的方法是通过使用压力处理来浸渍。已知施用分散液的其它方法，如刷涂、涂布、喷涂、浸涂、浸泡以及挤压。施用后，分散液将穿过纤维素材料的至少一部分孔隙。

如本文所用，“热固性材料”指浸渍在纤维素材料中的处理剂。热固性材料优选地是固化或硬化的环氧树脂。如本文所用，“固化”和“硬化”可互换地用于指至少部分反应形成热固性材料的环氧树脂。如本文中更详细地论述，环氧树脂是分散液的组分部分。因此，本文中提及“热固性材料”指在纤维素材料中浸渍之后至少部分聚合的环氧树脂。类似地，本文中提及“环氧”或“环氧树脂”是指用于制备热固性材料的材料。

在一种情况下，环氧树脂包含芳香族或脂肪族缩水甘油醚、环脂肪族环氧树脂、双酚F环氧树脂、酚醛清漆环氧树脂、基于缩水甘油基胺的环氧树脂、脂环族环氧树脂、线性脂肪族环氧树脂、四溴双酚A环氧树脂、多元醇的聚缩水甘油醚、多羟基酚的聚缩水甘油醚、聚缩水甘油酰胺、聚缩水甘油酰亚胺、聚缩水甘油乙内酰脲、聚缩水甘油硫醚、环氧化脂肪酸、环氧化干燥油、环氧化聚烯烃、环氧化二不饱和酸酯、环氧化不饱和聚酯、双酚A二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、对氨基酚的三缩水甘油醚、表氯醇与邻甲酚的反应产物、苯酚酚醛清漆或其混合物。