[发明专利]用于处理木质纤维素材料的官能化的聚有机硅氧烷或硅烷

说明书

本发明涉及用于处理木质纤维素材料的官能化的聚有机硅氧烷或硅烷，它们适合保藏木材和基于纤维素和/或木质素的其它材料，并且特别适合保护这些材料对抗天气条件、微生物、昆虫和真菌。另外，通过使用根据本发明的聚有机硅氧烷或硅烷，木质纤维素材料、特别是木材的吸水率降低，木质纤维素材料、特别是木材的收缩行为得以改善。另外，通过使用本发明的聚有机硅氧烷或硅烷可以实现杀虫配置（Ausstatung），这样使得不必使用常规的杀虫剂。

已知通过涂敷漆料（Lacken）和彩色油漆（Farben）增加木材对天气条件的抵抗性。然而由外部湿度变化造成的木材的尺寸变化，例如由于吸水或释放水而溶胀和收缩造成的变化会导致这些漆料剥离。

另外还知道，通过用砷、离子铜和铬VI的混合物浸渍以保护木材的光学外观和对有害微生物例如蓝变霉菌(blueing fungi)或白腐菌、 褐腐菌和软腐菌的抵抗性。

这类木材防腐剂的不利之处在于，至少铬和珅对于健康和环境是有害的。即使铜络合物和硼化合物现在在这方面也被看做是危险的。

另外，已知水溶性的木材防腐剂，其包括季铵化合物例如氯苄烷铵。这类木材防腐剂的不利之处在于，由于它们直接键合在木材上所以它们仅沉积在木材上层。

另外的生物杀灭性活性物质是氨基甲酸3-碘-2-丙炔基丁基酯(IPBC)或三唑(丙环唑、戊唑醇)。

已知的有机木材防腐剂用于根据DIN EN 351的应用分类1、2和3中并且不会导致木材疏水化，从而木材吸水的趋势和随之的尺寸稳定性保持不变。

为了降低木材的吸水率，主要使用基于油、脂肪和蜡(石蜡和硅酮)的化合物。

用于疏水化和含有硅化合物的已知的木材防腐剂也是已知的。因此，JP 2002-348567 A描述了木材防腐剂，其由不同的烷氧基硅烷的混合物组成，其中包括含氨基的烷氧基硅烷和硼酸。

US 6294608公开了用具有烷基和烷氧基或氨基烷基的硅烷的混合物处理矿物建筑材料和木材的水性乳液。并没有公开聚硅氧烷化合物。

EP 0716127公开了聚有机硅氧烷及其水性混合物，它们特别用于例如在用天然和/或人工材料制成的皮革和织物的浸渍中和在有机和矿物建筑材料以及建筑保护领域中使表面疏水化。

EP 0716128公开了氨基烷基烷氧基硅烷，其特别可以用于使纤维素产品疏水化或作为添加剂用于油漆和漆料。其中并没有公开聚有机硅氧烷。

US 2002/0026881描述了用于使特别是含有硅酮的表面疏水化的组合物。

US 4757106公开了碱性氮含量>0.5 %的氨基有机硅氧烷与分子量>620 g/mol的硅氧烷在基本无溶剂的配制剂中结合对矿物质基体进行整理。

DE 3447636公开了碱性氮含量>0.5 %的氨基有机硅氧烷与碱性氮含量为0-0.5 %的第二氨基硅氧烷和任选地摩尔质量<600 g/mol的硅氧烷在溶剂存在下结合。

EP 0621115和DE 4241727公开了碱性氮含量>0.5 %的氨基有机硅氧烷与防水剂例如硅氧烷任选地在碱性氮含量为0-0.5 %的第二化合物存在下结合用于木材处理。DE 10 2004 036918建议在木材防腐剂中使用氨基有机硅氧烷。该硅氧烷应当具有500-500,000g/mol的分子量和硅氧烷单元用氨基取代的程度应达50%。

DE 4202320 描述了通过使用超临界的二氧化碳作为载体介质用非官能化的聚二甲基硅氧烷浸渍木材。此提议的缺点在于非官能化的聚二甲基硅氧烷会从木材中浸出。

EP 680810描述了通过在升高的温度下用乙酸酐进行乙酰化将木材改性。此方法的缺点在于改性的木材洗水性减少不足。

上述所有建议的缺点在于实际上木材的长久保护到目前为止仅可以通过对木材的两步处理来完成。在所谓的Royal法中在第一步中首先用有机铜盐(Cu-HDO)或无机铜盐浸渍木材，随后在第二步中用油进行浸渍，以防止生物杀灭性铜的浸出。

含有可水解基团的硅氧烷与水和酸或碱接触后易于缩合，这样溶解度、乳化能力和降低了木材的渗透能力。用如DE 10 2004 036918中描述的硅氧烷浸渍不持久，因为这些硅氧烷在长期暴露于水之后会再被释放出来。