BR112018012677B1 - Sistema de composição de revestimento e método para tratar artigos celulósicos, uso de um kit, e, artigo celulósico - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO E MÉTODO PARA TRATAR ARTIGOS CELULÓSICOS, USO DE UM KIT, E, ARTIGO CELULÓSICO. A presente invenção refere-se a um sistema de composição de revestimento aquoso para o tratamento de artigos celulósicos, que inclui uma primeira composição aquosa tendo um pH de, pelo menos, 10 e compreende silicato de potássio e um agente auxiliar de penetração, em que o silicato de potássio está presente em uma faixa de 1,5 a 32% em peso, a razão molar de silício (Si) para potássio (K) de dito silicato de potássio é 1,2-2,1; e uma segunda composição aquosa, compreendendo uma emulsão de, pelo menos, um composto alcóxissilano e/ou siloxano. A presente invenção refere-se adicionalmente a um método para tratar artigos celulósicos e usos do mesmo.

Description

Campo da Invenção

[001] A presente invenção refere-se a composições de revestimento e método para tratamento de materiais celulósicos.

Fundamentos

[002] A conservação de artigos de madeira é muito importante, por exemplo, quando usando artigos de madeira como um material de construção.

[003] É importante que a madeira seja protegida contra crescimento de mofo, ataques de insetos, etc., bem como é desejável evitar o apodrecimento da madeira. Além disso, é desejável tornar os artigos de madeira mais resistentes ao fogo.

[004] É conhecido na técnica tratar artigos celulósicos em geral, como a madeira, com silicatos de metal alcalino. O objetivo de tal tratamento é conferir aos artigos tratados uma estrutura semelhante à da madeira petrificada, já que a madeira petrificada, como se sabe, permanece muito estável durante longos períodos de tempo.

[005] No entanto, com métodos convencionais de tratamento da madeira com silicatos de sódio, o tratamento com silicato é facilmente lixiviado pela água. Isto é, por exemplo, especialmente desvantajoso quando os artigos de madeira são usados em um ambiente úmido, como, por exemplo, quando os artigos de madeira são usados em ambientes marinhos.

[006] Além disso, alguns métodos convencionais de tratamento da madeira com silicatos formam um revestimento na superfície da madeira. Isto é desvantajoso quando tratando artigos de madeira, como uma penetração no artigo tratado seria desejável e proporcionaria melhores propriedades aos artigos de madeira tratados.

[007] Assim, seria desejável prever um tratamento com silicato para artigos celulósicos que não seja facilmente lixiviado pela água, tenha propriedades repelentes de água e melhor penetração no artigo tratado.

Sumário da Invenção

[008] A presente invenção refere-se à provisão de um sistema de composição de revestimento e de um método para tratamento de artigos celulósicos com um silicato, que oferece um tratamento com silicato resistente à água, assim como um produto repelente à água com penetração melhorada.

[009] Verificou-se, de modo surpreendente, que tratamento com uma combinação de (i) silicato de potássio, (ii) um composto alcóxissilano e/ou siloxano e (iii) um agente auxiliar de penetração, é muito eficiente para obter o tratamento desejado da madeira.

[0010] Um objeto da presente invenção consiste em fornecer um sistema de composição de revestimento compreendendo uma primeira e uma segunda composição aquosa.

[0011] A presente invenção fornece uma primeira composição aquosa para tratar artigos celulósicos, tendo um pH de, pelo menos, 10 e compreendendo potássio, em que o silicato de potássio está presente em uma faixa de 1,5 a 32% em peso, a razão molar de silício (Si) para potássio (K) de dito silicato de potássio é 1,2-2,1.

[0012] De acordo com uma modalidade, a razão molar de Si para K de dito silicato de potássio da primeira composição aquosa é de 1,2-1,8 e, mais preferivelmente, de 1,3-1,8.

[0013] De acordo com uma modalidade, o pH da primeira composição aquosa é de, pelo menos, 10, como pelo menos 10,5 ou pelo menos 10,8.

[0014] De acordo com uma modalidade, o silicato de potássio da primeira composição aquosa está presente em uma faixa de 4-30% em peso.

[0015] De acordo com uma modalidade, a primeira composição aquosa compreende um agente auxiliar de penetração, selecionado dentre álcool/álcoois, éster(es), éter(es) e amina(s) e qualquer combinação dos mesmos.

[0016] De acordo com uma modalidade, quando o agente auxiliar de penetração é um poliol, ele é preferivelmente selecionado a partir do grupo diol, triol, tetrol e álcool de açúcar e qualquer combinação dos mesmos.

[0017] De acordo com uma modalidade, o poliol é selecionado dentre alcoóis acetilênicos, alquil alcoóis e aril alcoóis e qualquer combinação dos mesmos.

[0018] De acordo com uma modalidade, quando o agente auxiliar de penetração é um éter, preferivelmente um poliéter, preferivelmente selecionado a partir do grupo polietileno glicol (PEG), polipropileno glicol (PPG), politetrametileno glicol (PTMG), éter glicol de politetrametileno (PTMEG), éter de polifenila (PPE) e poli(óxido de p-fenileno) (PPO), e qualquer combinação dos mesmos.

[0019] De acordo com uma modalidade, a primeira composição aquosa compreende adicionalmente um agente tensoativo selecionado dentre tensoativos não iônicos, ácido de rosina e ácido abeítico, e seus sais, e qualquer combinação dos mesmos, preferivelmente os tensoativos não iônicos são selecionados de etoxilatos de álcool, etoxilatos de alquilfenol, etoxilatos de fenol, etoxilatos de amida, etoxilatos de glicerídeos (etoxilatos de óleo de soja e de óleo de rícino), etoxilatos de ácidos graxos, e etoxilatos de aminas graxas e qualquer combinação dos mesmos.

[0020] De acordo com uma modalidade, dependendo da aplicação, a primeira composição aquosa compreende adicionalmente um antiespumante selecionado dentre antiespumantes isentos de silício ou contendo silício.

[0021] De acordo com uma modalidade, os artigos celulósicos são selecionados dentre o grupo de madeira, papel cartão, placa de fibras, papel, plantas vivas, algodão, viscose, tecido parasol, e qualquer combinação dos mesmos. A madeira pode ser selecionada de madeira dura ou madeira macia. Madeira macia pode ser selecionada de pinheiro, freixo, nogueira, faia, bétula, pau-brasil, árvore de cicuta, pinho, abeto, cedro e espruce.

[0022] De acordo com uma modalidade, os artigos celulósicos são selecionados do grupo de madeira tratada com calor e madeira dura; preferivelmente a madeira dura compreende um grau elevado de ácido tânico, preferivelmente selecionada do grupo das madeiras carvalho, castanheiro, mogno, teca, bordo, nogueira e lariço.

[0023] De acordo com uma modalidade, a primeira composição aquosa compreende adicionalmente silicato de sódio, preferivelmente em uma razão de concentração molar do sódio para potássio de até 9, mais preferivelmente até 5 e o mais preferivelmente até 3.

[0024] De acordo com uma modalidade, a primeira composição aquosa compreende adicionalmente um corante e/ou um pigmento; preferivelmente escolhidos do grupo de pigmentos vegetais, óxido de titânio e óxido de ferro, preferivelmente selecionados de dióxido de titânio, óxidos férrico e ferroso.

[0025] De acordo com uma modalidade, dita primeira composição aquosa compreende adicionalmente pelo menos um aditivo selecionado a partir do grupo que consiste em óleo vegetal, lignina e celulose e qualquer combinação dos mesmos; contido na dita primeira composição em uma concentração de 0 a 10% em peso.

[0026] Um objeto da presente invenção é fornecer um sistema de composição de revestimento para tratar artigos celulósicos compreendendo: pelo menos uma primeira composição aquosa, como aqui descrita, e pelo menos uma segunda composição aquosa, compreendendo uma emulsão de: um composto alcóxissilano de fórmula geral I:

em que R1 é selecionado a partir do grupo que consiste em alquilas e arilas lineares e ramificadas, saturadas e insaturadas, cujo grupo é opcionalmente substituído com funcionalidades aromáticas, halogênio e/ou heteroátomo e grupos organofuncionais; R2 e R3 são, independentemente, um grupo alcóxi linear ou ramificado; e R4 é um grupo alcóxi linear ou ramificado ou é selecionado a partir do grupo que consiste em alquilas e arilas lineares e ramificadas, saturadas e insaturadas, cujo grupo é opcionalmente substituído com funcionalidades aromáticas, halogênio e/ou heteroátomo e grupos organofuncionais; e/ou um composto siloxano da fórmula geral II:

em que R11, R12, R13, R14, R15 e R16, são, independentemente, selecionados a partir do grupo que consiste em alquilas e arilas lineares e ramificadas, saturadas e insaturadas, cujo grupo é opcionalmente substituído com funcionalidades aromáticas, halogênio e/ou heteroátomo e grupos organofuncionais; e R17 e R18 são grupos funcionais independentemente selecionados a partir do grupo que consiste em hidroxila ou amino; e n é 0-20 e/ou um composto siloxano da fórmula geral III

em que R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27 e R28 são, independentemente, selecionados a partir do grupo que consiste em alquilas e arilas lineares e ramificadas, saturadas e insaturadas, cujo grupo é opcionalmente substituído com funcionalidades aromáticas, halogênio e/ou heteroátomo e grupos organofuncionais.

[0027] De acordo com uma modalidade, R1 é um grupo alquila C1-18 ramificado ou linear, saturado ou insaturado, preferivelmente grupo alquila C4-12.

[0028] De acordo com uma modalidade, R2, R3 e R4 são, independentemente, grupo alcóxi C1-6 linear ou ramificado.

[0029] De acordo com uma modalidade, R11, R12, R13, R14, R15, e R16 são, independentemente, grupo alquila Ci-6 ramificado ou linear, saturado ou insaturado, preferivelmente grupo alquila C1-3.

[0030] De acordo com uma modalidade, R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27 e R28 são, independentemente, grupo alquila C1-6 ramificado ou linear, saturado ou insaturado, preferivelmente grupo alquila C1-3.

[0031] De acordo com uma modalidade, o pH da dita segunda composição é pelo menos 5, preferivelmente pelo menos 7, mais preferivelmente 7-10, como 7-8.

[0032] De acordo com uma modalidade, o pH da dita segunda composição é 4-11, preferível 5-10 e o mais preferível 6-9,5.

[0033] De acordo com uma modalidade, dita segunda composição compreende o dito composto alcóxissilano e/ou composto(s) siloxano em uma quantidade de 0,1 a 60% em peso, preferivelmente 0,3 a 20% em peso, preferivelmente 0,3 a 18% em peso, preferivelmente 0,4 a 15% em peso, preferivelmente 1 a 13% em peso, preferivelmente 2 a 12% em peso, e preferivelmente 2,5 a 12% em peso, da segunda composição.

[0034] De acordo com uma modalidade, o dito composto alcóxissilano e/ou composto(s) siloxano são selecionados a partir do grupo que consiste em (tri)alcóxissilano e alquilsiloxanos; preferivelmente selecionados de trietóxioctilsilano, dimetil siloxano, e octametilciclotetrassiloxano, e qualquer combinação dos mesmos.

[0035] De acordo com uma modalidade, a segunda composição aquosa compreende adicionalmente um composto vinila; preferivelmente um acrilato de vinila.

[0036] De acordo com uma modalidade, o composto vinila é fornecido para a segunda composição aquosa em uma quantidade de, no máximo, 20% em peso da segunda composição aquosa, preferivelmente, no máximo, 10% em peso, e mais preferivelmente, no máximo, 7% em peso da segunda composição aquosa.

[0037] De acordo com uma modalidade, a segunda composição aquosa pode compreender adicionalmente agentes de acoplamento que são capazes de permitir que os silanos, que não são reativos e outros componentes, se fixem na superfície do artigo de celulose. Agentes de acoplamento têm ou podem obter pelo menos dois sítios reativos.

[0038] Um objeto da presente invenção consiste em fornecer método para tratamento de artigos celulósicos, compreendendo as etapas de: prover um artigo celulósico; prover o sistema de composição de revestimento, de acordo com a presente invenção, incluindo uma primeira e uma segunda composição aquosa; e aplicar sequencialmente, sobre dito artigo celulósico, a primeira composição aquosa e a segunda composição aquosa do dito sistema de composição de revestimento.

[0039] De acordo com uma modalidade, o primeiro revestimento aquoso do sistema de composição de revestimento é aplicado usando um método selecionado a partir de impregnação sob pressão, tratamento com pincel, embebimento, imersão, injeção e revestimento com roletes.

[0040] Um objeto da presente invenção consiste em prover o uso de um kit de peças para o tratamento de artigos celulósicos, dito kit de peças compreendendo o sistema de composição de revestimento de acordo com a presente invenção.

[0041] Um objeto da presente invenção é fornecer um artigo celulósico compreendendo o sistema de composição de revestimento de acordo com a presente invenção ou tratado pelo método da presente invenção. Descrição Detalhada

[0042] A presente invenção fornece composições de revestimento que melhoram as propriedades dos revestimentos em materiais celulósicos. O presente sistema de composição de revestimento é um kit de composições que pode ser usado para tratar artigos celulósicos.

[0043] Um artigo celulósico, tal como, mas não limitado a, madeira, placa de fibras, papel, papel-cartão e materiais celulósicos similares são apropriados para tratamento com as composições da presente invenção. Também plantas vivas, como plântulas vegetais, podem ser tratadas com as composições da presente invenção.

[0044] Quando tratando, por exemplo, um artigo de madeira com a primeira composição, a estrutura interna da madeira é mudada e o silicato de potássio cristaliza em o sobre as paredes de das células. O silicato de potássio confere proteção à madeira contra podridão, crescimento de mofo e ataques de insetos, e torna a madeira mais resistente ao fogo, produzindo uma petrificação artificial da madeira. Os cristais de silicato de potássio, assim formados, são, no entanto, solúveis em água em uma certa extensão, e podem ser lixiviados por extensiva lavagem com água. No entanto, além da silificação do artigo celulósico, o tratamento com silicato de potássio também abre a estrutura do artigo celulósico, como a madeira.

[0045] A primeira composição é capaz de melhor penetrar no material celulósico em que ela é aplicada. A presente composição é capaz de dar um revestimento com melhor adesão, efeito em longo prazo e aparência comparada com composições de revestimento convencionais. Também deve ser notado que materiais celulósicos, que normalmente são muito difíceis de revestir de um modo suficiente e satisfatório, são capazes de serem revestidos com a composição de acordo com a presente invenção com um resultado final muito bom, por exemplo, em termos de penetração e adesão a longo prazo.

[0046] Além disso, a composição ainda reduz ou elimina interação entre ou a polimerização de monômeros contendo silício da composição. A primeira composição inclui produtos químicos com aspectos de ligação de hidrogênio. Monômeros do silicato são ligados por hidrogênio a agentes auxiliares de penetração e, assim, reduzem a quantidade de íons de silicato reagindo juntos. O complexo ligado por hidrogênio formado penetra na madeira sendo, depois, ligado por hidrogênio com a celulose.

[0047] Se agentes tensoativos estiverem presentes na primeira composição, eles podem ser capazes de abaixar a tensão superficial e/ou auxiliar na emulsificação das fases hidrofóbica e hidrofílica da primeira composição. Preferivelmente, tensoativos não iônicos são usados para este fim. Isso também pode dar uma taxa de sedimentação diminuída.

[0048] Antiespumantes podem ser usados na primeira composição, como uma quantidade elevada de espumação pode influenciar a aparência do produto final. O uso de antiespumantes pode ser especialmente interessante para aplicação de revestimento industrial.

[0049] Espessantes podem ser usados na primeira e/ou segunda composição de revestimento. Se forem usados na primeira composição de revestimento, a penetração no material celulósico se torna mais fraca, no entanto, a quantidade de revestimento aplicado ao material celulósico pode aumentar por aplicação e, assim, conferir uma boa proteção.

[0050] A razão de silício para potássio do silicato de potássio é preferivelmente muito baixa. Isto beneficia a penetração no artigo celulósico aplicado com a composição. A presente composição fornece uma quantidade aumentada de monômero acessível. Também, a quantidade de materiais básicos fornece uma estrutura de poros mais aberta do material celulósico e auxilia na penetração do material de silicato.

[0051] Pigmentos podem ser incluído na primeira composição aquosa. Tais pigmentos podem ser inorgânicos e/ou orgânicos. Exemplos de pigmentos são óxidos de titânio e óxidos de ferro. Exemplos são TiO2, FeOOH, Fe2O3, Fe3O4 e qualquer combinação dos mesmos. Em uma modalidade, dióxido de titânio de tamanho de partícula muito pequeno é preferível, como um tamanho de, no máximo, 400 nm, preferivelmente no máximo 350 nm, em diâmetro.

[0052] A composição da primeira composição visa reduzir ou eliminar a formação de bolhas nos poros do material celulósico.

[0053] Sóis de ácido de sílica podem estar presentes na primeira e/ou segunda composições aquosas de revestimento. Sóis de sílica são estáveis e contêm partículas substancialmente esféricas, discretas, não aglomeradas, densas de sílica amorfa (SiO2). Na primeira e/ou na segunda composição, sóis de sílica tendo um diâmetro de cerca de 2-200 nanômetros (nm), como 3-100 nm ou 4-40 nm, podem estar presentes. O uso de sóis nas composições de revestimento resulta em uma superfície mais dura e mais resistente do artigo celulósico. Um tipo específico de sóis de sílica, que pode ser usado, são os sóis de sílica com substância(s) orgânica(s) ligada(s) aos sóis de grupos hidróxi (-OH) na superfície dos sóis. Tais sóis podem ser encontrados na superfície do(s) revestimento(s). Preferivelmente, os sóis são ligados e travados no revestimento, por exemplo, por aplicação da segunda composição aquosa de revestimento.

[0054] Em uma modalidade, os sóis de sílica são baseados em silicatos polimerizados. Na superfície de tais sóis, os grupos hidróxi, sobre os mesmos, podem ter sido reagidos com, por exemplo, silanos ou outros materiais. No entanto, tais materiais podem ser sensíveis a pH e, em um pH muito elevado, os sóis são pelo menos parcialmente dissolvidos e/ou grupos fixados aos sóis por reação são destacados por uma reação invertida. Isso causa um aumento na viscosidade. Assim, sóis de sílica sensíveis a pH alto podem ser preferivelmente usados na segunda composição aquosa de revestimento. Introdução de sóis de sílica na segunda composição de revestimento proporciona uma proteção aumentada contra incrustação da superfície.

[0055] Como uma segunda etapa, a segunda composição aquosa, compreendendo a emulsão do alcóxissilano e/ou siloxano, é aplicada no artigo tratado com silicato de potássio. Como o tratamento com silicato de potássio abriu a estrutura, o composto alcóxissilano é capaz de difundir no artigo tratado em uma maior extensão do que teria sido obtido em um artigo não tratado. Quando em contato com os cristais de silicato, os alcóxi silanos podem polimerizar, formando grandes redes de polissilano com grupos alcóxi pendentes. Estes grupos alcóxi não polimerizados reagem, então, provavelmente via uma reação de condensação, em grupos hidroxila de moléculas (como grupos hidroxila de celulose e silicatos) no artigo de madeira. A rede formada de polissilano é fortemente repelente à água, produzindo, assim, uma impregnação de água pelo menos parcialmente ligada covalentemente à madeira. Adicionalmente, a rede formada de polissilanos formados a partir da segunda composição fisicamente (estereoquimicamente) bloqueia os silicatos da primeira composição na estrutura de madeira evitando que o tratamento com silicato seja lixiviado. Assim, a opção de usar as duas composições aquosas (isto é, a primeira composição contendo silicato de potássio e a segunda composição contendo silano) proporciona um efeito sinérgico em que (i) o composto de silano penetra profundamente na madeira devido ao fato de que o tratamento com silicato tinha aberto a estrutura de madeira, dando uma impermeabilização à água completa da madeira; (ii) a rede formada de silano trava o tratamento com silicato dentro da estrutura da madeira, de modo que este tratamento com silicato não pode ser facilmente lixiviado da madeira; e (iii) o silicato fornece uma estrutura dura sobre a superfície que trava a rede de silano sobre a superfície. Os silanos são ativados pelo álcali e reagem com ligações nas partículas de sílica e na superfície da celulose. O resultado é um artigo de celulose sendo estabilizado e resistente à água para água líquida pelo tratamento com silicato. Vapor, que contém água em forma gasosa, que pode estar presente no ar, é capaz de passar livremente através de qualquer um dos revestimentos da presente invenção. A razão molar Si:K é importante e determina se o silicato existe predominantemente na forma monômero, forma dímero, forma trímero ou formas maiores, em que uma razão baixa indica mais da forma monômero, e uma razão alta indica mais das formas maiores. A forma de monômero do silicato é a forma fisicamente menor de silicato possível.

[0056] Na presente invenção, é preferível ter uma porcentagem elevada de silicatos na forma monômero, que aqui demonstraram exibir melhor penetração na estrutura de madeira, e melhores capacidade para formar cristais de silicato em ou próximo das paredes de celulares de estruturas de madeira, dando um melhor tratamento com silicato.

[0057] Na segunda composição, se tem uma estrutura de ligante à base de silício. Polímeros e monômeros à base de silício estão interagindo na formação de uma rede. A segunda composição pode compreender componentes adicionais para ainda reforçar as propriedades da segunda composição e/ou acrescentar propriedades adicionais à mesma.

[0058] A segunda composição compreende silanos e/ou siloxanos que podem ser polimerizáveis. Estes compostos são capazes de fornecer um revestimento de superfície que é, em alguns aspectos, considerado poroso e capaz de permitir que certos componentes migrem através do revestimento.

[0059] A segunda composição de revestimento é capaz de proporcionar um efeito repelente à água, mesmo imediatamente após aplicação. A estrutura da segunda composição fornece um revestimento com caudas orgânicas hidrofóbicas na superfície. O revestimento se destina a ser penetrável para água gasosa, mas não para água líquida. Assim, o revestimento permite que o material celulósico respire ou regule o teor de umidade e, ao mesmo tempo, impede que outros componentes maiores, como água líquida, penetrem na camada de revestimento.

[0060] A segunda composição pode conter um ligante adicional de polímero, que pode ajudar a ligar de um modo melhor a superfície do revestimento. Tal ligante adicional pode ser um composto vinílico. O composto vinílico torna o segundo revestimento um pouco menos penetrável ao vapor, isto é, água gasosa. Assim, é importante não adicionar muito composto vinílico, como o revestimento se tornaria muito denso/ não penetrante para água gasosa. No entanto, o uso de composto vinílico aumenta a ligação do revestimento e fornece uma superfície que é mais durável e mais fácil de limpar.

[0061] A segunda composição de revestimento pode compreender biocidas de modo a aumentar a vida útil na prateleira e o tempo de vida da composição e do revestimento aplicado.

[0062] O segundo revestimento de composição também é capaz de fixar celulose e outras partículas, se elas estiverem presentes na segunda composição ou em contato com o segundo revestimento de composição.

[0063] Na segunda composição, pigmentos, como os mencionados para a primeira composição, também podem ser incluídos. Aplicação de pigmentos na segunda composição usa preferivelmente dióxido de titânio de tamanho de partícula muito pequeno, como tal também reforça a superfície e fornece proteção UV. Um tamanho de partícula pequeno apropriado é de, no máximo, 400 nm, como no máximo 350 nm, ou no máximo 300 nm, de diâmetro.

[0064] Pigmentos aplicados para a segunda composição de revestimento podem fornecer uma melhor cobertura.

[0065] Um objeto da presente invenção é fornecer uma primeira composição aquosa para tratar artigos celulósicos, tendo um pH de, pelo menos, 10 e compreendendo silicato de potássio, em que o silicato de potássio está presente em uma faixa de 1,5 a 32% em peso, a razão molar de silício (Si) para potássio (K) de dito silicato de potássio é 1,2-2,1.

[0066] A razão molar de Si:K pode ser, no máximo, 2,1, como no máximo 1,8, no máximo 1,65, ou no máximo 1,6.

[0067] Em uma modalidade, a razão molar de Si para K de dito silicato de potássio da primeira composição aquosa é pelo menos 1,2, como pelo menos 1,3. Assim, as razões de Si para K no silicato de potássio podem ser 1,2-2,1, como 1 1,2-2,0, 1,2-1,9, 1,2-1,8, 1,3-1,8, 1,2-1,65, 1,3-1,65, 1,21,6 ou 1,3-1,6.

[0068] Em razões menores, abaixo de 1,2, a penetração do revestimento no material celulósico é elevada, mas foi verificado que isto tem um grande impacto negativo na madeira. Lignina parece então ser oxidada por reação com oxigênio do ar do mesmo modo que no branqueamento por oxigênio, por exemplo, como na indústria de celulose. A alcalinidade do produto de revestimento auxilia a dissolução da lignina oxidada. Alguma parte dessa lignina estava mantendo juntas as fibras do material celulósico e, assim, haveria perda de fibras da superfície. A segunda composição de revestimento auxilia na proteção do material celulósico da água sobre a superfície, repelência à água, mas este efeito é também perdido ou diminuído uma vez que o revestimento deve ser aplicado sobre as fibras afetadas. Uma perda de fibras influencia a ação do sistema de revestimento completo. Assim, de acordo com a presente invenção, uma razão abaixo de 1,2 não é desejável.

[0069] Estas razões são baseadas no silicato de potássio sozinho. A primeira composição aquosa pode conter uma razão molar diferente de silício para potássio no total, por exemplo, devido à adição de outros compostos contendo Si ou K. Em uma modalidade da presente invenção, a razão molar de Si:K da primeira composição aquosa, em total, pode ser no máximo 3, como no máximo 2,5, no máximo 2,1, no máximo 1,65, ou no máximo 1,6.

[0070] O silicato de potássio pode estar presente na primeira composição aquosa como uma solução, como é conhecido pelos versados na técnica, um valor de, no máximo, 2 da razão Si: K, fornece uma solução. A forma pode também depender, em certa extensão, da concentração de silicato de potássio na composição. Silicato de potássio em solução existe na forma de monômeros, dímeros, trímeros ou formas maiores (em que o monômero é uma unidade de SiO2 por uma unidade de K2O e um trímero é três unidades de SiO2 por uma unidade de K2O). A razão molar Si:K afeta as proporções relativas dessas formas e uma menor razão corresponde que a um maior grau de monômeros.

[0071] O pH da primeira composição aquosa é pelo menos 10, por exemplo, pelo menos 10,3, pelo menos 10,5, ou pelo menos 10,8. O pH da primeira composição aquosa pode ter um limite superior do pH de, no máximo, 13, como no máximo 12,9 ou 12,8. Assim, as faixas de pH podem ser de cerca de 10-13, 10,5-12,9 ou 10,5-12,8. Tais valores elevados de pH evitam que a primeira composição forme gel e ajudam a manter a composição como uma solução estável durante armazenamento e evita gelificação. Adicionalmente, nos valores de pH desejados, certos componentes adicionais, opcionais, na composição, como lignina e resinas, são facilmente dissolvidos, promovendo a penetração de tais componentes no artigo tratado. O pH elevado desejado fornece condições reacionais apropriadas e promove reação de outros componentes, como a reação e possível polimerização de silanos e/ou siloxanos que estão presentes na segunda composição aquosa.

[0072] A primeira composição aquosa compreende silicato de potássio em uma faixa de 1,5-32% em peso, como 1,5-30% em peso, 4-30% em peso, 10-30% em peso 2-20% em peso, ou 2-18% em peso, da primeira composição aquosa. Para concentrações abaixo desta faixa, penetração adequada do silano da segunda composição pode não ser obtida. Para concentrações acima desta faixa, penetração adequada do silicato de potássio pode não ser obtida. Deve ser notado que, para algumas aplicações, a primeira composição aquosa compreende silicato de potássio em uma faixa de cerca de 2-7% em peso, da primeira composição aquosa; e para algumas aplicações, a primeira composição aquosa compreende silicato de potássio em uma faixa de cerca de 8-20% em peso, da primeira composição aquosa.

[0073] A primeira composição aquosa pode compreender um agente auxiliar de penetração selecionado dentre álcool/álcoois, éster(es), éter(es) e amina(s) e qualquer combinação dos mesmos.

[0074] O agente auxiliar de penetração da primeira composição aquosa é preferivelmente um composto que é capaz de ligação de hidrogênio à sílica. Através da ligação de hidrogênio à sílica, a quantidade de monômeros de sílica presentes na composição é melhorada à medida que a polimerização e a reticulação dos monômeros de sílica são reduzidas em certa extensão, o que, por sua vez, leva a uma melhor penetração do material no artigo celulósico.

[0075] De acordo com uma modalidade, quando o agente auxiliar de penetração da primeira composição aquosa é um álcool, ele é preferivelmente um poliol. Polióis apropriados podem ser selecionados do grupo diol, triol, tetrol e álcool de açúcar, e qualquer combinação dos mesmos. Os alcoóis específicos mencionados abaixo podem ser usados sozinhos ou usados em qualquer combinação.

[0076] Em uma modalidade, o poliol pode ser selecionado dentre alcoóis acetilênicos, alquil alcoóis e aril alcoóis, e qualquer combinação dos mesmos.

[0077] Dióis podem ser selecionados do grupo de dióis acetilênicos, alquil alcoóis, e aril alcoóis, e qualquer combinação dos mesmos. Exemplos de dióis que podem ser apropriados podem ser selecionados do grupo bisfenol A, etanodiol, propanodiol, butanodiol, e pentanodiol e qualquer combinação dos mesmos. Os dióis específicos dos mesmos podem ser selecionados de 2- metil-2-propil-1,3-propanodiol, 3-oxa-1,5-pentanodiol, 2,4,7,9-tetrametil-5- decindiol (TMDD), 1,2-etanodiol, 1,3-propanodiol, 1,2-propanodiol, 2,2- propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol.

[0078] Trióis podem ser selecionados dentre glicerol, tri-hidróxido de butano e benzenotriol.

[0079] Alcoóis de açúcar podem ser selecionados do grupo glicerol, eritritol, treitol, arabitol, xilitol, bibitol, manitol, sorbitol, galactitol, fucitol, iditol, inositol, volemitol e hidrolisatos de amido hidrogenado (HSHs) e qualquer combinação dos mesmos.

[0080] De acordo com uma modalidade, quando o agente auxiliar de penetração da primeira composição aquosa é um éter, o éter é preferivelmente um poliéter. O poliéter pode ser selecionado a partir do grupo polietileno glicol (PEG), polipropileno glicol (PPG), politetrametileno glicol (PTMG), politetrametileno éter glicol (PTMEG), polifenil éter (PPE) e poli(óxido de p- fenileno) (PPO) e qualquer combinação dos mesmos.

[0081] A primeira composição aquosa pode compreender o agente auxiliar de penetração em quantidades equimolares em relação à quantidade de sílica de baixo peso molecular, isto é, monômeros de sílica.

[0082] A primeira composição aquosa pode compreender o agente auxiliar de penetração em uma quantidade de, pelo menos, 0,01% em peso, como 0,05-30% em peso, 0,1 a 25% em peso, 0,1 a 15% em peso, 0,01 a 5% em peso, 0,02-5% em peso, 0,01 a 1% em peso, 0,025-1% em peso ou 0,01 a 0.025% em peso da primeira composição aquosa.

[0083] O agente auxiliar de penetração promove a difusão da composição no artigo.

[0084] De acordo com uma modalidade, a primeira composição aquosa compreende adicionalmente um tensoativo selecionado dentre tensoativos não iônicos, ácido de rosina e ácido abeítico, e os sais do ácido de ácido de rosina ou ácido abeítico, e qualquer combinação dos mesmos. Tensoativos não iônicos apropriados são selecionados dentre etoxilatos de álcool, etoxilatos de alquilfenol, etoxilatos de fenol, etoxilatos de amida, etoxilatos de glicerídeo (etoxilatos de óleo de soja e de óleo de rícino), etoxilatos de ácidos graxos, e etoxilatos de aminas graxas e qualquer combinação dos mesmos. Alcoóis etoxilados específicos podem ser selecionados dentre alquil álcool etoxilado tendo um comprimento de carbono de, pelo menos, 6 carbonos (C6), como C6-C20, C8-C18, C10-C18 ou C12-C16. Preferivelmente a parte óxido de etileno (EO) do alquil álcool etoxilado tem 2-12 EO, tal como 3-10 EO, 4-10 EO. Etoxilatos de álcool podem ser selecionados dentre C6-C20 com 2-12 EO. Preferivelmente, tensoativos não tóxicos e ambientalmente amigáveis são usados.

[0085] De acordo com uma modalidade, aditivos adicionais, como agentes emulsionantes, podem ser adicionados, como sulfatos (por exemplo, 2-hexildecilsulfato) e sulfonatos.

[0086] De acordo com uma modalidade, a primeira composição aquosa pode ainda compreender um antiespumante selecionado entre antiespumantes livres de silício ou contendo silício.

[0087] De acordo com uma modalidade, os artigos celulósicos podem ser selecionados do grupo de madeira, papel-cartão, placa de fibras, papel, plantas vivas e qualquer combinação dos mesmos. Os artigos celulósicos podem ser selecionados do grupo de madeira tratada com calor e madeira dura, preferivelmente madeira dura compreendendo um grau elevado de ácido tânico, preferivelmente selecionada dentre o grupo de madeiras carvalho, castanheiro, mogno, teca, nogueira e lariço.

[0088] A madeira tratada com calor pode ter sido submetida a calor por diferentes razões. Tratamento térmico pode ser realizado para uma pasteurização parcial, a fim de reduzir ou eliminar a quantidade de organismos vivos na madeira ou reduzir o teor de umidade da madeira em um ambiente controlado, por exemplo, para reduzir empenamento.

[0089] De acordo com uma modalidade, a primeira composição aquosa compreende adicionalmente outros silicatos como silicato de sódio. Se outros silicatos, diferentes de silicato de potássio, estiverem presentes na composição, eles são encontrados em quantidades diferentes.

[0090] De acordo com uma modalidade, pelo menos 70% em peso, como pelo menos 80% em peso, pelo menos 90% em peso, ou pelo menos 95% em peso por cento do teor de silicato alcalino é constituído por silicato de potássio.

[0091] De acordo com uma modalidade, a primeira composição aquosa pode compreender silicato de sódio além do silicato de potássio, preferivelmente em uma razão de concentração molar do sódio para potássio de 0 a 9, mais preferivelmente 0 a 5 e preferivelmente no máximo 0 a 3. Por exemplo, a razão de sódio para potássio pode ser de, pelo menos, 0,001, como 0,02 ou 0,04. Assim, a razão pode ser 0,001 a 9, 0,002-5, 0,004-3, 0,001 a 0,5, 0,002-0,1, ou 0,002-0,006.

[0092] De acordo com uma modalidade, a primeira composição aquosa pode ainda compreender um corante e/ou um pigmento. Tais podem ser selecionados do grupo de óxido de titânio e óxido de ferro, preferivelmente selecionados dentre dióxido de titânio, óxidos férrico e ferroso. Pigmentos vegetais podem ser usados. Corantes ou pigmentos podem estar presentes na dita primeira composição em uma concentração de 0 a 10% em peso.

[0093] De acordo com uma modalidade, a dita primeira composição aquosa compreende adicionalmente pelo menos um aditivo selecionado a partir do grupo que consiste em óleo vegetal, lignina e celulose. Estes podem estar presentes, na dita primeira composição, em uma concentração de 0 a 10% em peso. Tais aditivos intensificam o efeito do tratamento com silicato pela primeira composição sobre os artigos celulósicos. Lignina proporciona, em combinação com o silicato de potássio, a petrificação das estruturas de madeira. Celulose finamente triturada e/ou pigmentos (plantas) aumentam a área ativa dentro do artigo de celulose revestida.

[0094] Um objeto da presente invenção consiste em fornecer um sistema de composição de revestimento para tratar artigos celulósicos compreendendo: pelo menos uma primeira composição aquosa de acordo com a presente invenção descrita acima, e pelo menos uma segunda composição aquosa, compreendendo uma emulsão de: um composto alcóxissilano de fórmula geral I:

em que R1 é selecionado a partir do grupo que consiste em alquilas e arilas lineares e ramificadas, saturadas e insaturadas, cujo grupo é opcionalmente substituído com funcionalidades aromáticas, halogênio e/ou heteroátomo e grupos organofuncionais; R2 e R3 são, independentemente, um grupo alcóxi linear ou ramificado; e R4 é um grupo alcóxi linear ou ramificado ou é selecionado a partir do grupo que consiste em alquilas e arilas lineares e ramificadas, saturadas e insaturadas, cujo grupo é opcionalmente substituído com funcionalidades aromáticas, halogênio e/ou heteroátomo e grupos organofuncionais e/ou um composto siloxano da fórmula geral II:

em que R11, R12, R13, R14, R15 e R16, são, independentemente, selecionados a partir do grupo que consiste em alquilas e arilas lineares e ramificadas, saturadas e insaturadas, cujo grupo é opcionalmente substituído com funcionalidades aromáticas, halogênio e/ou heteroátomo e grupos organofuncionais; e R17 e R18 são grupos funcionais independentemente selecionados a partir do grupo que consiste em hidroxila ou amino; e n é 0-20 e/ou um composto siloxano da fórmula geral III

em que R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27 e R28 são, independentemente, selecionados a partir do grupo que consiste em alquilas e arilas lineares e ramificadas, saturadas e insaturadas, cujo grupo é opcionalmente substituído com funcionalidades aromáticas, halogênio e/ou heteroátomo e grupos organofuncionais.

[0095] De acordo com uma modalidade, R1 é um grupo alquila Ci-is ramificado ou linear, saturado ou insaturado, preferivelmente grupo alquila C4-12. O grupo R1 desempenha um papel principal no grau de hidrofobicidade da rede resultante de polissilano. Assim, é preferido que R1 seja um grupo hidrofóbico, como, por exemplo, um grupo alquila C4-12, como Cs. Tais alquilas podem opcionalmente ser substituídas por grupos aromáticos, por exemplo fenila; átomos de halogênio, como F, Cl, Br, I; heteroátomos, como O, N, S, P; e outras funcionalidades conhecidas dos versados na técnica.

[0096] Tipicamente, R1 é um grupo não hidrolisável, isto é, um grupo que não pode ser clivado do átomo de Si por hidrólise. Bons resultados foram mostrados para R1 sendo n-octila. O grupo R1 também pode, em uma etapa subsequente, ser usado para acoplamento de outros compostos químicos silanos, por exemplo para acoplamento de tinta e verniz laca ao artigo. Para promover essa ligação, o grupo R1 pode ainda ser substituído por um grupo organofuncional, por exemplo amino, benzilamino, metacrilato, vinilbenzilamino, epóxi, cloropropila, melamina, vinila, ureido, mercapto, grupo dissulfido e tetrassulfido. Preferivelmente, tal funcionalidade está localizada perto ou na extremidade do grupo R1 distante do átomo de Si. Por exemplo, uma tinta ou verniz laca à base de acrilato seria apropriada para uso em tal silano tendo um grupo R1 sendo substituído com uma funcionalidade amino, metacrilato ou epóxi. Outras combinações de tintas/lacas e funcionalidades R1 são conhecidas dos versados na técnica.

[0097] De acordo com uma modalidade, R2, R3 e R4 são, independentemente, grupo alcóxi C1-6 linear ou ramificado. Exemplos de grupos denotados R2, R3 ou R4 incluem grupos alcóxi de cadeia linear ou ramificada, isto é, um grupo alquila ligado ao átomo de Si via um átomo de oxigênio (Si-O-Alquil). Os grupos R2, R3 e R4 podem ser selecionados independentemente uns dos outros, isto é, R2 pode ser diferente de R3 e ou R4. Exemplos de grupos R2-4 apropriados na presente invenção incluem, por exemplo, alquilas C1-6 lineares e ramificadas, como alquilas C1-4, variantes insaturadas das mesmas, e tais alquilas opcionalmente substituídas com grupos aromáticos, por exemplo fenila; átomos de halogênio, como F, Cl, Br, I; heteroátomos, como O, N, S, P; e outras funcionalidades conhecidas dos versados na técnica. Bons resultados foram mostrados para R2-4 sendo etila. Quando um processo de polimerização é realizado, os grupos alcóxi são liberados como alcoóis. Como o ambiente de reação é uma solução aquosa, é portanto vantajoso que os alcoóis liberados sejam prontamente solúveis em água. Assim, é preferível que R2, R3 e R4 sejam, por exemplo, metóxi (formando metanol), etóxi (formando etanol) ou propóxi (formando propanol). Além disso, R4 também pode ser selecionado dos grupos descritos para R1 acima. Dois ou mais compostos silano diferentes da fórmula geral (I) podem ser constituídos da mesma composição. Em um exemplo, um primeiro silano de fórmula (I), em que R2, R3 e R4 são, independentemente, grupos alcóxi, podem ser misturados com um segundo silano de fórmula (I) em que R1 e R4 é um selecionado dos grupos descritos também para R2, e R3 é selecionado a partir do grupo que consiste alquilas lineares e ramificadas, saturadas e insaturadas, opcionalmente substituídas com funcionalidades aromáticas, halogênio e/ou heteroátomo. Em tal mistura de silanos, o primeiro silano predominantemente proporciona a forte ligação aos grupos hidroxila do artigo celulósico, a fim de ligar o silano ao artigo, enquanto o segundo silano fornece um efeito mais forte, como fornecido por R1 e R4, por exemplo, efeito repelente de água. A razão entre o primeiro e o segundo silano é selecionada com base na propriedade desejada para o artigo celulósico tratado.

[0098] Como um exemplo, um artigo tratado com um silano compreendendo um grupo R1 amino-funcional é bem apropriado para ser pintado com uma tinta à base de acrílico. Os polímeros acrílicos na tinta formarão ligações covalentes com as aminofunções nos silanos. Como os silanos, por sua vez, irão se ligar covalentemente ao silicato de potássio e à celulose, o revestimento à base de acrílico será fortemente ligado ao artigo. Outras dessas combinações entre componentes de revestimento e grupos organofuncionais serão evidentes para os versados na técnica.

[0099] De acordo com uma modalidade, R11, R12, R13, R14, R15, e R16 de dito siloxano, de acordo com Fórmula II, pode independentemente ser grupo alquila C1-6 ramificado ou linear, saturado ou insaturado, preferivelmente grupo alquila C1-3. Exemplos podem ser metila, etila, etenila, etinila, propila, propenila, propinila.

[00100] De acordo com uma modalidade, n pode ser 0-15, como 0-10, 0-8, 0-5, 1 a 8, ou 1 a 5.

[00101] De acordo com uma modalidade, R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27 e R28 são, independentemente, grupo alquila C1-6 ramificado ou linear, saturado ou insaturado, preferivelmente grupo alquila C1-3. Exemplos podem ser metila, etila, etenila, etinila, propila, propenila, propinila.

[00102] De acordo com uma modalidade, o pH de dita segunda composição é pelo menos 5, como pelo menos 7 ou pelo menos 9.

[00103] De acordo com uma modalidade, dita segunda composição compreende, pelo menos, um dos ditos compostos de alcóxissilano de acordo com Fórmula I, o composto siloxano de acordo com a Fórmula II e o composto siloxano de acordo com a Fórmula III, e qualquer combinação dos mesmos, em uma faixa de 0,1 a 60% em peso, como 0,3-20%, 0,3-18%, 0,415%, 1 a 13%, 2-12%, ou 2,5-12% em peso da segunda composição.

[00104] De acordo com uma modalidade, a dita segunda composição aquosa compreende, pelo menos, um dos ditos compostos de alcóxissilano de acordo com Fórmula I, o composto siloxano de acordo com a Fórmula II e o composto siloxano de acordo com a Fórmula III, que podem ser selecionados do grupo (tri)alcóxissilano e alquilsiloxanos, como trietóxioctilsilano, dimetil siloxano, octametilciclotetrassiloxano.

[00105] Os alcóxi silanos e siloxanos de acordo com a presente invenção podem ser selecionados dentre compostos polimerizados, polimerizáveis e não polimerizáveis.

[00106] Uso de silanos ou siloxanos não polimerizáveis pode aumentar o efeito de impermeabilização à água da segunda composição. Quando adicionados sobre o artigo celulósico, os alcóxi silanos e/ou siloxanos não polimerizáveis formam uma camada superficial protetora, que impermeabiliza imediatamente o artigo. Como a reação dentro do artigo (isto é, a polimerização da rede de silano e/ou siloxano e a condensação para ligar covalentemente a rede de silano e/ou siloxano à celulose) é uma reação lenta em temperatura ambiente, é importante obter uma impermeabilização à água imediata, permitindo a formação de estruturas silano-celulose-silicato.

[00107] O composto n-octiltrietóxissilano pode ser usado para aumentar adicionalmente as propriedades de repelência à água, sendo preferivelmente usado em uma quantidade de 0,5-15% em peso, como 0,512% em peso, 5-15% em peso, 2-12% em peso, 3-11% em peso, ou 7-12% em peso, da segunda composição aquosa.

[00108] Exemplos dos siloxanos que podem ser usados na segunda composição podem ser selecionados do grupo n-octil silsesquioxano terminado em etóxi e hidroxi; e dimetil siloxano com aminoetilaminopropil silsesquioxano, terminado em hidróxi.

[00109] Exemplos dos silanos que podem ser usados na segunda composição podem ser selecionados do grupo trietóxioctilsilano e metóxioctil silano.

[00110] De acordo com uma modalidade, a segunda composição aquosa compreende adicionalmente um composto vinila, preferivelmente um acrilato de vinila. Esses componentes adicionais aumentam o efeito de impermeabilização à água alcançado pela segunda composição.

[00111] De acordo com uma modalidade, o composto de vinila é provido para a segunda composição aquosa em uma quantidade que é menor do que a quantidade do composto alcóxissilano da fórmula geral I e/ou os siloxanos, de acordo com Fórmulas II e III, da segunda composição aquosa.

[00112] De acordo com uma modalidade, o composto vinila é provido para a segunda composição aquosa em uma quantidade de, no máximo, 20% em peso da segunda composição aquosa, como no máximo 10% ou no máximo 7% em peso da segunda composição aquosa.

[00113] De acordo com uma modalidade, a porção principal (isto é, maior do que 50%, como maior do que 70% ou maior do que 90%) de um solvente nas composições de trabalho (a primeira ou segunda composição aquosa) é água.

[00114] De acordo com uma modalidade, um solvente, que pode ser principalmente água, está presente nas composições de trabalho (a primeira e/ou segunda composições aquosas) em uma quantidade de cerca de 50-94% em peso de composição aquosa, que pode ser a primeira ou a segunda composição. Ambas as composições podem ter um teor similar de solvente.

[00115] De acordo com uma modalidade, a segunda composição aquosa pode incluir cera. A cera pode estar presente em uma quantidade de cerca de 0-10%, como 0,5-7%, em peso da segunda composição.

[00116] Deve ser notado que a segunda composição aquosa, em uma modalidade, não contém qualquer silicato. A segunda composição aquosa é relativamente estável na forma emulsionada e em condições normais de armazenamento.

[00117] Existem várias vantagens em fornecer o silano em forma de emulsão em água. Por exemplo, a emulsão em água previne, essencialmente, o uso de solventes orgânicos, tornando assim a composição da invenção mais ambientalmente amigável, uma vez que a água pode ser usada como carreador da emulsão. Adicionalmente, água é um solvente que pode ser obtido a baixo custo. Quando a segunda composição, contendo silano e/ou siloxano, é aplicada no artigo celulósico tratado como mencionado acima, ela entra em contato com o silicato de potássio cristalizado provido. Estas superfícies cristalizadas atuam como um catalisador para uma reação de polimerização a fim de formar uma rede de polissilano e/ou rede de polissiloxano no interior do artigo. De modo a não estar vinculado a nenhuma teoria específica, um trajeto de reação concebível é dado abaixo. Por hidrólise, os grupos alcóxi R2- R4 são clivados do átomo de Si como alcoóis dos grupos alcóxi, deixando um silanotriol reativo, R3-Si(OH)3. Via uma reação de condensação, o silanotriol polimeriza. As superfícies (interna e externa) do artigo celulósico exibem uma pluralidade de grupos hidroxila pendentes, principalmente se originando da celulose e hemicelulose. Esses grupos hidroxila de celulose formam ligações hidrogênio com grupos hidroxila não reagidos nos silanotrióis polimerizados. Via aplicação de calor, estas ligações de hidrogênio hidroxil-hidroxil são, via condensação, convertidas em ligações covalentes entre a celulose e o polímero de silano. Sem aplicação de calor, esta condensação é um processo bastante lento. A formação da rede de silano no artigo tratado com silicato leva ao silicato ser fisicamente impedido de ser lixiviado do artigo. Como será percebido, quando a primeira composição compreende tais aditivos como celulose finamente triturada, o alcóxissilano também se ligará a esta celulose, que é maior, o que proporciona um reforço do artigo. O trajeto de reação descrito acima também é válido para a reação entre o silicato de potássio cristalizado e o alcóxi silano. Também, este silicato de potássio tem grupos hidroxila (-OH) pendentes aos quais o silano se liga covalentemente. Assim, o silicato é tanto covalentemente ligado à rede de silano, como estereoquimicamente retido dentro do artigo.

[00118] A combinação do tratamento com silicato e o tratamento com silano dos artigos celulósicos realmente confere efeitos de sinergia. Primeiro, o próprio composto de silano não tem a capacidade de difundir de modo muito profundo nas estruturas (tipicamente apenas cerca de 1 a 1,5 mm em madeira). No entanto, o tratamento com silicato “abre” a estrutura e, assim, o composto silano tem a capacidade de conferir uma impermeabilização à água mais profunda e eficaz (tipicamente 2 a 3 mm ou mais). Assim, a profundidade da impermeabilização à água é aumentada em até 100% ou mais. Isto é, por exemplo, vantajoso em aplicação de alto desgaste, em que o artigo está sujeito a desgastes e rupturas substanciais. Em tais aplicações, é desejável ter uma proteção eficaz em profundidade, pois um tratamento muito superficial exige novo tratamento em uma frequência indesejada. Em segundo lugar, as redes de silano travam os cristais de silicato de potássio, de outro modo solúveis em água, no interior do artigo tratado, de modo que a proteção conferida pelo tratamento com silicato de potássio seja estabilizada. O tratamento com silano protege os cristais de silicato de potássio da água, para que eles não sejam lixiviados por água.

[00119] Um objeto da presente invenção consiste em fornecer um método para tratar artigos celulósicos compreendendo as etapas de: prover um artigo celulósico; prover o sistema de composição de revestimento, de acordo com a presente invenção, incluindo uma primeira e uma segunda composição aquosa; e aplicar sequencialmente, sobre dito artigo celulósico, a primeira composição aquosa e a segunda composição aquosa do dito sistema de composição de revestimento.

[00120] A presente invenção refere-se a um método para tratar artigos de celulose, em que o artigo celulósico é primeiro aplicado com o primeiro revestimento aquoso, seguido de aplicação da segunda composição aquosa. Tipicamente, após a primeira composição ser aplicada no artigo celulósico, o artigo é deixado a secar em uma extensão razoável antes da segunda composição ser aplicada sobre a superfície.

[00121] De acordo com uma modalidade, o primeiro revestimento aquoso do sistema de composição de revestimento é aplicado usando um método selecionado a partir de impregnação sob pressão, tratamento com pincel, embebimento, imersão, pulverização, injeção e revestimento com roletes. Se a aplicação com pincel ou pulverização for usada, é preferível usar uma razão Si:K de 1,2-1,4, por exemplo, 1,3-1,4, para facilitar a penetração na estrutura celulósica do material aplicado. Se a primeira composição de revestimento for aplicada múltiplas vezes, a razão Si:K das primeiras composições de revestimento subsequentes pode ter uma razão levemente maior, como Si:K cerca de 1,4-2,0, por exemplo, 1,5-1,9. Se a impregnação sob pressão for usada, baixas razões Si: K são preferíveis, como 1,2-1,4, por exemplo, 1,3-1,4. Qualquer revestimento subsequente de uma superfície impregnada sob pressão pode usar uma composição tendo a mesma razão ou levemente mais elevada, como 1,4-2,0, por exemplo, 1,5-1,9.

[00122] Um objeto da presente invenção é usar um kit de peças para o tratamento de artigos celulósicos, dito kit de peças compreendendo o sistema de composição de revestimento de acordo com a presente invenção.

[00123] Um objeto da presente invenção é fornecer um artigo celulósico compreendendo o sistema de composição de revestimento de acordo com a presente invenção.

[00124] Um objeto da presente invenção é fornecer um artigo celulósico tratado pelo método de acordo com a presente invenção.

[00125] Tipicamente, a presente invenção oferece soluções para tornar dito artigo celulósico mais resistente aos elementos, tais como água, vento e temperatura. O tratamento do artigo com silicato de potássio fornece várias propriedades para o artigo, como resistência ao fogo, resistência ao crescimento de mofo, prevenção de ataques de insetos, proteção UV, como os cristais absorvem e refletem luz de comprimentos de onda UV. Também, os cristais de silicato de potássio formam um meio de bloqueio contra compostos orgânicos voláteis. Exemplos

[00126] Testes mostraram que a diminuição da razão proporciona um aperfeiçoamento na quantidade de revestimento impregnado no material celulósico, ver Tabela 1 abaixo. Nos testes, tábuas para convés impregnadas sob pressão foram aplicadas com a primeira composição de revestimento de acordo com a invenção. Tabela 1. Quantidade relativa impregnada no artigo celulósico

[00127] Artigos celulósicos que foram submetidos a uma impregnação sob pressão com uma composição compreendendo cobre e outros produtos químicos podem ser protegidos com um tratamento de acordo com a presente invenção. Por tratamento, de acordo com a invenção, no modo de duas etapas apresentado, tempo de vida útil aumentado da madeira, por redução da perda de cobre e de outros produtos químicos, é obtenível. O cobre é, com frequência, fornecido como um hidróxido de carbonato e é alcalino. Surpreendentemente, em combinação com a primeira composição aquosa alcalina e a segunda composição, há uma redução na perda de cobre com o presente tratamento.

[00128] Testes adicionais mostraram que, reduzindo a razão, é obtido um aperfeiçoamento na quantidade de revestimento impregnado no material celulósico, ver Tabela 2 abaixo. Nos testes, madeira de pinheiro não tratada foi usada e a primeira composição de revestimento, de acordo com a invenção, foi aplicada à mesma usando impregnação sob pressão. Tabela 2. Aumento percentual em peso de artigos de pinheiro impregnados em razões molares diferentes.

[00129] Testes também foram realizados usando agente auxiliar de penetração na primeira composição de revestimento. Tabela 3 abaixo descreve os resultados do espruce sendo tratado com a primeira composição de revestimento com e sem agente auxiliar de penetração. A quantidade de revestimento absorvida pelo espruce aumenta com o agente auxiliar de penetração. A primeira composição de revestimento tinha uma razão molar do silicato de potássio de 1,4. A composição de revestimento foi misturada com água antes da aplicação. 3 partes de água foram misturadas com 1 parte da primeira composição de revestimento. A quantidade de agente de penetração usado foi de 0,7% em peso de um diol, (2,4,7,9-tetrametil-5-decindiol (TMDD)). Tabela 3. Aumento de peso do espruce impregnado com e sem agente auxiliar de penetração Aumento de peso da madeira de espruce impregnada (g/m2)

[00130] O agente auxiliar de penetração melhora ainda o efeito da primeira composição de revestimento aplicada aos artigos celulósicos.

Claims (18)

1. Sistema de composição de revestimento para tratar artigos celulósicos compreendendo: pelo menos uma primeira composição aquosa tendo um pH de, pelo menos, 10 e compreendendo silicato de potássio, em que o silicato de potássio está presente em uma faixa de 1,5 a 32% em peso, caracterizado pelo fato de que a razão molar de silício (Si) para potássio (K) de dito silicato de potássio é 1,2-2,1, e pelo menos uma segunda composição aquosa, compreendendo uma emulsão de: um composto alcóxissilano de fórmula geral I:

em que R1 é selecionado a partir do grupo que consiste em alquilas e arilas lineares e ramificadas, saturadas e insaturadas, cujo grupo é opcionalmente substituído com funcionalidades aromáticas, halogênio e/ou heteroátomo e grupos organofuncionais; R2 e R3 são, independentemente, um grupo alcóxi linear ou ramificado; e R4 é um grupo alcóxi linear ou ramificado ou é selecionado a partir do grupo que consiste em alquilas e arilas lineares e ramificadas, saturadas e insaturadas, cujo grupo é opcionalmente substituído com funcionalidades aromáticas, halogênio e/ou heteroátomo e grupos organofuncionais; e/ou um composto siloxano da fórmula geral II:

em que R11, R12, R13, R14, R15 e R16 são, independentemente, selecionados a partir do grupo que consiste em alquilas e arilas lineares e ramificadas, saturadas e insaturadas, cujo grupo é opcionalmente substituído com funcionalidades aromáticas, halogênio e/ou heteroátomo e grupos organofuncionais; R17 e R18 são grupos funcionais independentemente selecionados a partir do grupo que consiste em hidroxila ou amino; e n é 0 a 20; e/ou um composto siloxano da fórmula geral III

em que R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27 e R28 são, independentemente, selecionados a partir do grupo que consiste em alquilas e arilas lineares e ramificadas, saturadas e insaturadas, cujo grupo é opcionalmente substituído com funcionalidades aromáticas, halogênio e/ou heteroátomo e grupos organofuncionais.

2. Sistema de composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão molar de Si para K de dito silicato de potássio da primeira composição aquosa está entre 1,2 e 1,8, preferivelmente 1,2-1,65 e, mais preferivelmente, 1,3-1,65.

3. Sistema de composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o silicato de potássio da primeira composição aquosa está presente em uma faixa de 4-30% em peso.

4. Sistema de composição de revestimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um agente auxiliar de penetração selecionado a partir de álcool/álcoois, éster(es), éter(es), e amina(s), e qualquer combinação dos mesmos; preferivelmente um poliol selecionado a partir do grupo diol, triol, tetrol e álcool de açúcar, e qualquer combinação dos mesmos.

5. Sistema de composição de revestimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a primeira composição aquosa compreende adicionalmente um tensoativo selecionado dentre tensoativos não iônicos, ácido de rosina e ácido abeítico, e seus sais, e qualquer combinação dos mesmos; preferivelmente os tensoativos não iônicos são selecionados dentre etoxilatos de álcool, etoxilatos de alquilfenol, etoxilatos de fenol, etoxilatos de amida, etoxilatos de glicerídeos (etoxilatos de óleo de soja e de óleo de rícino), etoxilatos de ácidos graxos, e etoxilatos de aminas graxas e qualquer combinação dos mesmos.

6. Sistema de composição de revestimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a primeira composição aquosa compreende adicionalmente silicato de sódio, preferivelmente em uma razão de concentração molar do sódio para potássio de até 9, mais preferivelmente até 5 e o mais preferivelmente até 3.

7. Sistema de composição de revestimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que Ri é um grupo alquila Ci-i8 ramificado ou linear, saturado ou insaturado, preferivelmente grupo alquila C4-12.

8. Sistema de composição de revestimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que R2, R3 e R4 são, independentemente, grupo alcóxi Ci—6 linear ou ramificado.

9. Sistema de composição de revestimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que R11, R12, R13, R14, R15 e R16 são, independentemente, grupo alquila C1-6 ramificado ou linear, saturado ou insaturado, preferivelmente grupo alquila C1-3.

10. Sistema de composição de revestimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27 e R28 são, independentemente, grupo alquila C1-6 ramificado ou linear, saturado ou insaturado, preferivelmente grupo alquila C1-3.

11. Sistema de composição de revestimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que dita segunda composição compreende dito composto alcóxissilano e/ou composto(s) siloxano em uma quantidade de 0,1 a 60% em peso, preferivelmente 0,3 a 20% em peso, preferivelmente 0,3 a 18% em peso, preferivelmente 0,4 a 15% em peso, preferivelmente 1 a 13% em peso, preferivelmente 2 a 12% em peso e preferivelmente 2,5 a 12% em peso, da segunda composição.

12. Sistema de composição de revestimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o dito composto alcóxissilano e/ou composto(s) siloxano são selecionados a partir do grupo que consiste em (tri)alcóxissilano e alquilsiloxanos; preferivelmente selecionados de trietóxioctilsilano, dimetil siloxano, e octametilciclotetrassiloxano, e qualquer combinação dos mesmos.

13. Sistema de composição de revestimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a segunda composição aquosa compreende adicionalmente um composto de vinila; preferivelmente um acrilato de vinila.

14. Método para tratar artigos celulósicos, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: prover um artigo celulósico; prover o sistema de composição de revestimento como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13, incluindo uma primeira e uma segunda composição aquosa; e aplicar sequencialmente, sobre dito artigo celulósico, a primeira composição aquosa e a segunda composição aquosa do dito sistema de composição de revestimento.

15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o primeiro revestimento aquoso do sistema de composição de revestimento é aplicado usando um método selecionado a partir de impregnação sob pressão, tratamento com pincel, embebimento, pulverização, imersão, injeção e revestimento com roletes.

16. Uso de um kit de peças compreendendo o sistema de composição de revestimento como definido em com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de ser para o tratamento de artigos celulósicos.

17. Artigo celulósico, caracterizado pelo fato de que compreende o sistema de composição de revestimento como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13,

18. Artigo celulósico, caracterizado pelo fato de ser tratado pelo método como definido na reivindicação 14 ou 15.