[发明专利]经过处理的多孔材料

说明书

背景技术

如纤维素材料等多孔材料需加以保护以防止霉变、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。这类纤维素材料的一个实例是木材。已知多种处理剂和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。压力处理通常使得处理剂渗入纤维素材料的整个多孔结构中。处理剂通常是一种为了赋予纤维素材料所要物理特性而选择的化合物。举例来说，增加抗水性并且提高纤维素材料的尺寸稳定性的处理剂是令人感兴趣的。木材在水中能够吸收高达其重量的100％，从而引起木材膨胀，这使得在通过蒸发失去水之后，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形成内应力，导致裂开、翘曲、弯成弓形、弯曲、扭曲、卷曲等。另外，水可以充当降解纤维素材料的生物体(如昆虫或真菌)的路径。

白蚁是造成木材受损的最显著的几组昆虫中的一种。为了减少白蚁破坏，已采用使用自然耐久的木材品种、防腐处理和经过工程改造的木制品。然而，由于耐久木材的可获得性有限、防腐剂提供功效所需的重量增加百分比高以及经过工程改造的木材的“非天然”外观，所以对改良的抗白蚁技术的需求为合乎需要的。非常期望一种对木材提供抗白蚁性和尺寸稳定性的技术。

驱赶昆虫或使真菌/霉菌的形成降到最低或改良纤维素材料的整体耐久性的处理剂是令人感兴趣的。此外，处理剂可以改良抗风性、抗紫外辐射性、在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的物理特性的其它问题。

期望一种改良的纤维素材料处理剂。

发明内容

本发明描述了一种经过处理的纤维素材料，包含具有界定多个孔的多孔结构的纤维素材料，所述孔中的至少一部分含有处理剂，处理剂包含聚合物和改性剂，聚合物包含改性纤维素聚合物，改性剂包含疏水性胺、金属离子或季铵化合物(quat)。

本发明进一步描述了一种用于制备经过处理的纤维素材料的方法，所述方法包含(a)提供纤维素材料；(b)第一处理方案，包含用包含聚合物的分散液浸渍纤维素材料，所述聚合物包含改性纤维素聚合物；以及(c)第二处理方案，包含用改性剂浸渍纤维素材料，所述改性剂包含疏水性胺、金属离子或季铵化合物。

具体实施方式

如本文所用，术语“多孔材料”是指流体可借助于孔或其它通道而流经其中的可渗透材料。多孔材料的实例包括纤维素材料、石头、混凝土、陶瓷以及其衍生物。如本文所用，术语“纤维素材料”是指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、纺织品、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”包括实木和所有的木质复合材料，例如刨花板、经过工程改造的木制品等。纤维素材料一般具有界定多个孔的多孔结构。

“经过处理的纤维素材料”是已经用处理剂处理来修改纤维素材料的特性的纤维素材料。经过处理剂修改的特性可以包括(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。提高纤维素材料的疏水性可以通过降低水的吸收和蒸发率，从而减小膨胀和收缩的内应力，由此提供其它辅助性益处。

“处理剂”是当与纤维素材料组合时修改纤维素材料的特性的物质。在一种情况下，处理剂包含聚合物和改性剂。在一种情况下，处理剂包含聚合物和乳化剂。在一种情况下，处理剂包含聚合物、乳化剂和改性剂。

向纤维素材料施加处理剂。向纤维素材料施加处理剂的一种方法是通过使用压力处理进行浸渍。在一种情况下，聚合物作为分散液的一部分施加到纤维素材料。已知处理剂的其它施加方法，如刷涂、涂布、喷涂、浸涂、浸泡以及挤压。在施加之后，处理剂将渗入纤维素材料的至少一部分孔中。

如本文所用，术语“聚合物”是指由一种或多种类型的单体形成的分子。聚合物可以是共聚物或共聚物与聚合物的混合物。如本文所用，聚合物是改性纤维素聚合物或纤维素的接枝共聚物。接枝共聚是常用的聚合物改性方法并且被用于修改聚合物的物理或化学特性。接枝形成共价键结到主要聚合物主链或基材的侧链，形成具有支化结构的共聚物。