[发明专利]用于改善金属杀生物剂在浸渍的基材中的分布的后浸渍处理

说明书

优先权

本非临时专利申请要求Hayson等在2008年7月17日提交的序列号61/135,121的美国临时专利申请的权益，该美国临时专利申请的名称为用于改善金属杀生物剂在浸渍的基材中的分布的后浸渍处理(POST-IMPREGNATION TREATMENTS TO IMPROVE DISTRIBUTIONOF METAL BIOCIDES IN AN IMPREGNATED SUBSTRATE)，其中所述临时专利申请的全部内容为了各个目的而通过引用结合在此。

发明领域

本发明涉及可用于改进一种或多种金属杀生物剂在可生物降解基材中的分布的后处理组合物和方法，所述基材为例如容易由于昆虫、真菌、微生物等而腐烂的木材、其它纤维素产品、淀粉基产品等。组合物包含能够促进一种或多种金属杀生物剂在基材中的移动和再分布而没有不适当的沥滤的中等强度的配位剂。

发明背景

在室内或室外用途中使用的基材比如木材、淀粉基和其它可生物降解产品可以容易被昆虫、真菌、微生物等侵蚀。为了防止易于由这些侵蚀引起的腐烂，这些基材可以用防腐剂处理以防止腐烂并且延长寿命。过去，一种广泛使用的防腐剂组合物的名称已知为CCA。该名称表示铬酸盐化的砷酸铜。CCA组合物广泛用于处理木材产品，如用于覆盖物、栅栏、园艺木材等的Southern Yellow松木。

CCA组合物提供优异的防腐烂性。但是，最近，这些组合物的砷和铬内含物已经引起了健康和安全问题。因此，规章制度在2004年1月1日禁止CCA用于住宅用途。结果，工业界开发并且继续开发新的防腐剂作为CCA组合物的替代品。未覆盖(uncovering)的不含铬和砷的有效替代品具有挑战性。

一类更新的铜基防腐剂使用水溶性的配位铜的形式。所得的溶液被认为是均相的，在某种意义上该溶液当涂敷至基材上时是单一的液相。在许多实施方案中，铜与配位剂比如烷醇胺配位。含有铜配合物的防腐剂的实例包括铜聚天门冬氨酸、碱性铜季铵盐(工业上的专门术语也称为比如“碱性铜铵(alkaline copper quat)”或“ACQ”)、铜唑类(azole)、铜硼唑类、氨柠檬酸铜、铜双(二甲基二硫代氨基甲酸盐)和乙醇胺碳酸铜。通常，所有这些都具有将铜和碳酸根离子配位以稳定所得的配合物的氮碱。结合与烷醇胺配位的铜的防腐剂组合物被称为名称铜-胺。铜-胺组合物目前控制了用于住宅木材用途的防腐剂市场。

作为一个好的方面，均相的防腐剂溶液趋向于均一和充分地渗透基材。不幸的是，与用CCA材料处理的可生物降解产品相比，在该领域中使用这些更新的铜配合物基材料处理的可生物降解产品遭受更高的铜损失。由于配合物的水溶解性，当暴露于雨水或其它水中时，铜趋向于更容易从已处理的可生物降解产品中沥滤出。铜损失由于沥滤而发生的预期导致使用更大量的铜来进行处理以适应这些所预期的损失。这是昂贵的和浪费的。此外，铜溶液趋向于对pH变化较敏感，因为如果pH太低，可溶性的配合物可能沉淀。这限制了仅仅使用例如碱性配位剂的配方灵活性。

近来还开发了非均相的防腐剂组合物。在这些中，金属杀生物剂以分散在液体载体中的不溶粒子形式存在。然后使用这种分散体、乳液等处理可生物降解基材。含有微粉化铜的粒子的分散体的形式的非均相的防腐剂组合物的实例描述于例如美国专利公布2004/0258767；2005/0118280；2005/0249812；2005/0265893；2006/0086284；2006/0112850；和2006/0147632。

作为一个好的方面，与可溶性的配位铜相比，在非均相的处理组合物中的含铜粒子表现出优异的保留性并且具有高的抗沥滤性。不幸的是，不溶的粒子趋向于仅留在基材的孔或其它孔隙中，并且往细胞等中的渗透很差。这被认为导致比与通过更充分和均匀的基材渗透可以得到的生物效力更低的生物效力。非均相的方法还遭受到粒子尺寸的限制，因为如果粒子太大或太小，均可能损害处理的有效性。

因此，非均相的或均相处理方法整体上都令人不满意。均相方法具有良好的生物效力，至少最初具有良好的生物效力，但是趋向于沥滤过多。在该领域中沥滤趋向于最快速地从基材的表面区域开始。这样的沥滤使得这些表面区域的金属杀生物剂变得被消耗，因此，更容易生物降解。这限制了使用常规的均相处理方法保护的基材的使用寿命。适宜的是，防止这种消耗，和/或能够以实用且经济的方式对消耗的区域进行补充。