CN101267921A - 改性木质材料在生产制品中的用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及改性木质材料在生产包含至少一种木质材料的制品中的用途。
Description
本发明涉及改性木质材料在生产包含至少一种木质材料的制品中的用途。
木材的天然持久性受木材在改变的湿度下的行为的影响。与木材吸收水分和再次释放水分的能力相关的木材膨胀和收缩在部分或完全由木质材料生产的制品中产生问题，尤其是在两个或更多个部件通过摩擦连接或联锁连接而相互连接时会产生问题，因为木质部件之间的这类连接点的强度当然由于木材的膨胀/收缩行为而降低至特定程度。在极端情况下，膨胀/收缩行为导致摩擦连接被破坏。
尺寸变化也经常导致材料的木材表面和施加在其上的涂层被破坏，从而使材料在较大程度上遭受微生物分解。
为了改进持久性，通常使木材和类似的木素纤维素基材料拒水，例如通过用含蜡的浸渍剂处理。这使水渗入材料的孔中受到阻碍。
有人建议通过借助酸酐如乙酸酐将木材颗粒乙酰化而改进木材和木基材料如碎料板和纤维板的尺寸稳定性以及它们对木材破坏性生物体的稳定性(参见EP-A 213252和其中引用的文献以及Rowell等，Wood and FiberScience，21(1)，第67-79页)。该处理的高成本以及如此处理的材料所具有的令人不爽的固有气味是不利的，因而这些措施尚未确立市场。
由出现在Wood Science and Technology 1993，第347-355页中的出版物″Treatment of timber with water soluble dimethylol resins to improvethe dimensional stability and durability″，已知木材的收缩和膨胀性能以及对真菌和昆虫的耐受性可通过用浸渍剂处理而改进，所述浸渍剂由二羟甲基二羟基亚乙基脲(DMDHEU和1，3-二(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑烷-2-酮)水溶液和催化剂组成。在升高温度下，DMDHEU与其自身和木材发生反应。如此研究了尺寸为20mm×20mm×10mm木质体。所述方法仅可在小尺寸木质体的情况下使用，因为它们在较大尺寸的情况下倾向于开裂。
WO 2004/033170描述了一种改进木材表面硬度的方法，其中用可交联氮化合物的水溶液浸渍未处理的木质体，所述可交联氮化合物选自1，3-二(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑烷-2-酮，用C1-5醇、多元醇或其混合物改性的1，3-二(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑烷-2-酮，1，3-二甲基-4，5-二羟基咪唑烷-2-酮、二羟甲基脲、二(甲氧基甲基)脲、四羟甲基乙炔二脲、1，3-二(羟甲基)咪唑烷-2-酮和羟甲基甲基脲，所述溶液包含对这些化合物交联起作用的催化剂，然后使所述木质体在升高温度下固化同时保持湿度条件。WO 2004/033171公开了一种类似方法，其中浸渍剂溶液包含用链烷醇或多元醇改性的二(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑烷酮、1，3-二(羟甲基)脲、1，3-二(甲氧基甲基)脲、1-羟甲基-3-甲基脲、1，3-二(羟甲基)咪唑烷-2-酮、1，3-二甲基-4，5-二羟基咪唑烷-2-酮或四(羟甲基)乙炔二脲。
PCT/EP2006/004020(在先德国专利申请102005020387.6)描述了改性木材或改性木质材料或包含改性木素纤维素材料的其它材料的模制品的表面处理，其中类似于WO 2004/033170和WO 2004/033171，预先用可交联氮化合物处理改性木质材料或包含木素纤维素材料的改性材料并预先交联。
PCT/EP2006/004019(在先德国专利申请102005020386.8)公开了用基于可交联氮化合物的反应性组合物浸渍并交联的改性木质材料，该组合物除至少一种可交联氮化合物之外，还以溶解或分散形式包含至少一种作用物质。
PCT/EP2006/004016和PCT/EP2006/004014(在先德国专利申请102005020390.6和102005020389.2)公开了用反应性组合物浸渍并交联的改性木质材料，该组合物除至少一种可交联氮化合物之外，还包含分散的疏水组分。
在先德国专利申请PCT/EP2006/001979(DE 102005010042.2)公开了包含细碎木质材料的改性木质材料，其中用基于可交联氮化合物的反应性组合物浸渍所述细碎木质材料并使其经受成型加工，其中同时进行交联。交联也可在成型加工之前进行。
在先德国专利申请PCT/EP2006/001980(DE 1020050100041.4)公开了具有至少一层与基材或其它薄板层紧密粘结的薄板层的改性木质材料，其中将薄板层用基于可交联氮化合物的反应性组合物浸渍、涂胶并粘合得到薄板。
在先德国专利申请PCT/EP2006/001980(DE 102005020388.4)公开了用反应性组合物浸渍并交联的改性木质材料，该组合物包含：
a)至少一种低分子量化合物V，其具有至少两个N-键合的式CH2OH的基团和/或桥接两个氮原子的1，2-二羟基乙烷-1，2-二基，和
b)至少一种低聚或聚合亚烷基醚多元醇P，其每分子平均具有至少2个OH基团，尤其是2-6个OH基团，其具有至少一个具有至少3个碳原子，尤其是3-10个碳原子的两价或多价脂族或脂环族基团，和/或
c)低分子量化合物V与聚亚烷基醚多元醇的反应产物。
本发明的目的是提供这类改性木质材料的新用途。
惊人地发现由现有技术已知的木质材料特别适合生产包含至少一种木质材料的制品。
因此，本发明涉及包含至少一种以交联形式分布在木材中的可交联氮化合物的改性木质材料(木基材料)在生产包含至少一种木质材料的制品中的用途。
以这种方式使用木质材料允许生产具有如下性能的制品：改进的机械强度和改进的对天候老化的稳定性，尤其是降低了由木质材料生产的区域中的开裂，并降低了这些区域对木材破坏性微生物如木材破坏性真菌侵袭的敏感性。
改性的木质材料尤其适合生产由多个部件相互连接生产的制品，其中至少一个部件由改性木质材料生产，这是因为由于改性木材的降低的膨胀/收缩性能，各种部件之间的连接更稳定且在受天候老化的影响下遭受的机械损害较小并且能更好地维持它们的功能。这在至少部分通过摩擦连接或联锁连接，尤其是通过具有摩擦组件的摩擦连接或联锁连接而将由改性木质材料生产的部件相互连接或将其与包含其它材料的部件连接时，尤其如此。
根据本发明，原则上所有由现有技术已知且包含至少一种以交联形式分布在木材中的可交联氮化合物的改性木质材料是合适的。
在本发明上下文中，改性木质材料应理解为指木材，即实木和包括薄板材料在内的木基材料和由细碎木质颗粒生产的木基材料，其中木材成分包含至少一种以交联形式分布在木材中的可交联氮化合物。细碎木质颗粒包括纤维、裂片、股线、碎屑、碎片等。在本发明上下文中，薄板材料为具有至少一层薄板层的木基材料。薄板应理解为指厚度≤5mm，尤其是≤2mm的薄层状木质材料。
木质材料尤其为实木，即具有在厘米至米范围内的尺寸的大尺寸的实木，如板、原木、圆木、梁等。
交联是指氮化合物的可萃取成分的比例基于存在于木材中的氮化合物的总量不超过50重量％。可萃取部分经由用热水萃取之前和之后的改性木质材料的氮含量而确定。为此，将改性木质材料磨成木粉并干燥直至绝对干燥，并借助元素分析测定木材的氮含量。然后，用热水在80℃下将木粉样品萃取16小时，过滤并再干燥直至绝对干燥，并借助元素分析测定如此得到的样品的氮含量。因为未改性木材本身包含不可检测量的氮，以基于萃取前的样品氮值的百分数表示的可萃取部分直接由萃取前后的氮含量之差得到。
分布在木材中是指交联的氮化合物或多或少地均匀分布在木材的横截面上而不是仅存在于木材表面或空穴中。
木材中交联的氮化合物的量以氮计算且基于木质材料(木基材料)重量通常为至少0.5重量％，尤其是至少1重量％，常常至少2重量％，典型的是1-20重量％，常常为2-15重量％。氮含量可借助元素分析测定。
适合改性木材的可交联氮化合物为：
α)具有至少两个式CH2OR的N-键合基团的低分子量化合物V，其中R为氢或C1-C4烷基和/或桥接两个氮原子的1，2-二羟基乙烷-1，2-二基，
β)化合物V的预缩合物，和
γ)化合物V与至少一种选自C1-C6链烷醇、C2-C6多元醇和低聚亚烷基二醇的醇的反应产物或混合物。
用于改性木质材料的可交联氮化合物，即化合物V，及其预缩合物和反应产物是低分子量化合物或具有低分子量的低聚物，它们通常以完全溶解的形式存在于含水组合物中。可交联化合物的分子量通常低于400道尔顿。推测由于这些性能，可交联氮化合物可以渗入木材的孔壁中并在固化时改进孔壁的机械稳定性并降低由水引起的膨胀。
可交联氮化合物的实例是但不限于：
-1，3-二(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑烷-2-酮(DMDHEU)，
-用C1-C6链烷醇、C2-C6多元醇或低聚亚烷基二醇改性的1，3-二(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑烷-2-酮(改性的DMDHEU或mDMDHEU)，
-1，3-二(羟甲基)脲，
-1，3-二(甲氧基甲基)脲，
-1，3-二(羟甲基)咪唑烷-2-酮(二羟甲基亚乙基脲)，
-1，3-二(羟甲基)-1，3-六氢嘧啶-2-酮(二羟甲基亚丙基脲)，
-1，3-二(甲氧基甲基)-4，5-二羟基咪唑烷-2-酮(DMeDHEU)，
-四(羟甲基)乙炔二脲，
-低分子量蜜胺-甲醛树脂(MF树脂)如具有至少2个如2、3、4、5或6个N-羟甲基的聚(羟甲基)蜜胺，例如三羟甲基化蜜胺(＝2，4，6-三(N-羟甲基氨基)-1，3，5-三嗪，和
-用C1-C6链烷醇、C2-C6多元醇或低聚亚烷基二醇改性的低分子量蜜胺-甲醛树脂(MF树脂)如具有至少2个如2、3、4、5或6个N-羟甲基的聚(羟甲基)蜜胺(改性MF树脂)。
化合物V、其预缩合物及其反应产物的含水组合物例如由如下文献已知：WO2004/033170，WO 2004/033171，K.Fisher等，“Textile Auxiliaries-Finishing Agents”，第7.2.2节，Ullmann′s Encyclopedia of IndustrialChemistry，第5版，CD-ROM，Wiley-VCH，Weinheim 1997及其中所引用的文献，US 2,731,364，US 2,930,715，H.Diem等″Amino-Resins″第7.2.1和7.2.2节，Ullmann′s Encyclopedia of Industrial Chemistry，第5版，CD-ROM，Wiley-VCH，Weinheim 1997及其中所引文献，Houben-WeylE20/3，第1811-1890页，且通常用作织物整理用交联剂。N-羟甲基化改性的脲化合物与醇的反应产物，例如改性的1，3-二(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑烷-2-酮(mDMDHEU)例如公开于US 4,396,391和WO 98/29393中。此外，化合物V及其反应产物和预缩合物可例如以BASF Aktiengesellschaft的商品名
CP和
ECO，BASF的
和
牌市购。
在本发明的优选实施方案中，可交联氮化合物选自在每种情况下在各氮原子上具有式CH2OR的N-键合基团的脲化合物，其中R为氢或C1-C4烷基和/或桥接两个氮原子的1，2-二羟基乙烷-1，2-二基，这些脲化合物与C1-C6链烷醇、C2-C6多元醇和/或聚亚烷基二醇的反应产物。这些化合物优选包括1，3-二(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑烷-2-酮和用C1-C6链烷醇、C2-C6多元醇和/或聚亚烷基二醇改性的1，3-二(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑烷-2-酮。聚亚烷基二醇的实例尤其为下述低聚和聚合C2-C4亚烷基二醇。
mDMDHEU为1，3-二(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑烷-2-酮与C1-C6链烷醇、C2-C6多元醇、低聚乙二醇或这些醇的混合物的反应产物。合适的C1-6链烷醇例如为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇和正戊醇，优选甲醇。合适的多元醇是乙二醇，二甘醇，1，2-和1，3-丙二醇，1，2-、1，3-和1，4-丁二醇以及甘油。合适的聚亚烷基二醇的实例尤其为下述低聚和聚合C2-C4亚烷基二醇。为了制备mDMDHEU，将DMDHEU与链烷醇、多元醇或聚亚烷基二醇混合。这里一元醇、多元醇或低聚或聚亚烷基二醇通常基于DMDHEU各自以0.1-2.0，尤其是0.2-2的摩尔当量比使用。DMDHEU和多元醇或聚亚烷基二醇的混合物通常在水中于优选20-70℃的温度和优选1-2.5的pH下反应，其中在反应之后通常将pH调节为4-8。
在本发明的另一优选实施方案中，可交联氮化合物选自至少二羟甲基化、如二羟甲基化、三羟甲基化、四羟甲基化、五羟甲基化或六羟甲基化，尤其是三羟甲基化至五羟甲基化，尤其是三羟甲基化或四羟甲基化的蜜胺(聚(羟甲基)蜜胺)或其混合物。同样合适的是这些羟甲基化蜜胺的部分或完全醚化衍生物，例如用C1-C6链烷醇，尤其是甲醇，C2-C6多元醇和/或聚亚烷基二醇改性的那些，及其与未改性蜜胺化合物的混合物。聚亚烷基二醇的实例尤其为下述低聚和聚C2-C4亚烷基二醇。
常用于改性的含水组合物还可以包含上述醇、C1-C6链烷醇、C2-C6多元醇、低聚和聚亚烷基二醇中的一种或多种或这些醇的混合物。合适的C1-6链烷醇例如为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇和正戊醇，优选甲醇。合适的多元醇为乙二醇，二甘醇，1，2-和1，3-丙二醇，1，2-、1，3-和1，4-丁二醇以及甘油。合适的低聚和聚亚烷基二醇尤其为低聚和聚C2-C4亚烷基二醇，尤其是氧化乙烯和/或氧化丙烯的均聚和共聚低聚物，其可例如合适的话在如下低分子量起始剂存在下而得到：如具有至少2个OH基团的脂族或脂环族多元醇如1，3-丙二醇、1，3-和1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、赤藓醇和季戊四醇，以及戊糖醇和己糖醇如核糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、半乳糖醇、甘露糖醇和山梨糖醇，以及肌醇或具有至少2个NH2基团的脂族或脂环族多胺如二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、亚丙基-1，3-二胺、二亚丙基三胺、1，4，8-三氮杂辛烷、1，5，8，12-四氮杂十二烷、六亚甲基二胺、二(六亚甲基三胺)、1，6-二(3-氨基丙基氨基)己烷、N-甲基二亚丙基三胺或聚乙烯亚胺，其中优选二甘醇，三甘醇，二-、三-和四丙二醇，以及BASF的低分子量
牌(如
PE 3100、PE 4300、PE 4400、RPE 1720、RPE 1740)。
如果存在的话，可交联氮化合物在含水组合物中的浓度基于组合物的总重量通常为1-60重量％，常常为10-60重量％，尤其是15-50重量％。如果含水组合物包含一种上述醇，则其浓度优选为1-50重量％，尤其是5-40重量％。可交联化合物和醇的总量通常占含水组合物总重量的10-60重量％，尤其是20-50重量％。
用于改性的含水组合物通常包含至少一种催化剂K，其引起氮化合物的交联。通常而言，选自金属卤化物、金属硫酸盐、金属硝酸盐、金属磷酸盐和金属四氟硼酸盐的金属盐；三氟化硼；选自卤化铵、硫酸铵、草酸铵和磷酸二铵的铵盐；以及有机羧酸，有机磺酸，无机布朗斯台德酸如硼酸、磷酸、硫酸和盐酸适合作为催化剂K。
适合作为催化剂K的金属盐的实例尤其是氯化镁、硫酸镁、氯化锌、氯化锂、溴化锂、氯化铝、硫酸铝、硝酸锌和四氟硼酸钠。
适合作为催化剂K的铵盐的实例尤其是氯化铵、硫酸铵、草酸铵和磷酸二铵。
水溶性有机羧酸，如马来酸、甲酸、柠檬酸、酒石酸和草酸，此外还有苯磺酸，如对甲苯磺酸，还有无机布朗斯台德酸如盐酸、磷酸、硫酸、硼酸或其混合物特别适合作为催化剂K。
催化剂K优选选自氯化镁、氯化锌、硫酸镁、硫酸铝或其混合物，特别优选氯化镁。
催化剂K通常仅在紧临改性方法之前加入含水组合物中。其用量基于含水组合物中所存在的可固化组分的总重量通常为1-20重量％，尤其是2-10重量％。该催化剂的浓度基于水分散体总重量通常为0.1-10重量％，尤其是0.5-5重量％。
此外，用于改性木材的组合物可包含一种或多种作用物质，例如着色剂如染料或颜料，UV稳定剂，抗氧化剂，杀真菌剂和/或杀虫剂等，例如如PCT/EP2006/004019(在先德国专利申请102005020386.8)所述，此处将其完全引入作为参考。取决于作用物质，该作用物质的浓度基于组合物的重量为0.01-60重量％，尤其是0.1-25重量％。
此外，用于改性木材的组合物可以乳化或悬浮形式包含一种或多种疏水成分，例如蜡或油，例如如PCT/EP2006/004014和PCT/EP2006/004016(在先德国专利申请DE102005020389.2和DE 102005020390.6)所述，此处将其引入作为参考。疏水成分的浓度基于组合物的重量通常为0.01-60重量％，尤其是0.1-25重量％。
改性木质材料和由其生产的制品可具有常规涂层如罩面漆、釉或着色，例如如PCT/EP2006/004020(DE 102005020387.6)所述，此处将其引入作为参考。
改性木质材料的生产可通过描述于开头引用的现有技术(此处同样将其引入作为参考)中的方法进行。
通常而言，在实木的情况下，改性木质材料的生产包括：
a)用包含至少一种可交联氮化合物和至少一种引起交联的催化剂的含水组合物浸渍实木，和
b)在升高温度下处理在步骤a)中得到的浸渍的实木并除去水。
通常而言，改性木基材料的生产包括PCT/EP2006/001979(DE102005010042.2)中所述的步骤：
a)用包含至少一种可交联氮化合物和至少一种引起交联的催化剂的含水组合物浸渍细碎木质材料，和
b)在升高温度下处理在步骤a)中得到的浸渍的木质材料并除去水，
c)向步骤b)中得到的细碎木质材料施胶并使其成型
或
b’)合适的话在干燥之后，向步骤a)中得到的浸渍的木质材料施胶，和
c’)使木质材料在升高温度下成型并除去水，其中得到木基材料。
改性薄板材料的生产通常包括PCT/EP2006/001980(DE102005010041.4)中所述的步骤：
a)用包含至少一种可交联氮化合物和至少一种引起交联的催化剂的含水组合物浸渍薄板，和
b)向浸渍的薄板施加胶组合物，和
c)在升高的温度下加工施胶的薄板以得到薄板材料，同时使可交联氮化合物固化。
浸渍可以常规方式进行，例如通过浸泡，通过施加减压以及合适的话与加压结合，或者通过常规施加方法，如刷涂、喷雾等。在每种情况下所用浸渍方法当然取决于待浸渍材料的尺寸。具有小尺寸的木质材料如裂片或股线，以及薄板，即表面与体积之比大的材料可花费小的力气，如通过浸没或喷雾而浸渍，而具有较大尺寸的木质材料，尤其是最小尺寸超过5mm的材料如实木，实木或木质材料的成型制品在施加压力或减压下，尤其是通过将施加压力和减压结合而进行浸渍。有利的是，浸渍在低于50℃，如15-50℃的温度下进行。
通常选择浸渍条件，以使所吸收的含水组合物的可固化组分量基于未处理材料的干物质为至少1重量％。所吸收的可固化组分量可基于未处理材料的干物质为至多100重量％，且通常基于所用未处理材料的干物质为1-60重量％，优选5-50重量％，尤其是10-30重量％。用于浸渍的未处理材料的水分含量并不关键且例如可为至多100％。在下文中，术语“水分含量”与根据DIN 52183的术语残留水分含量同义。其通常为1-80％，尤其是5-50％。
为了进行浸泡，将木质材料合适的话在预干燥之后浸入存在该含水组合物的容器中。浸泡优选进行几秒至24小时，尤其是1分钟至6小时。温度通常为15-50℃。木质材料由此吸收含水组合物，其中可以通过该含水组合物中的非水性成分(即可固化组分)的浓度、温度和处理的持续时间控制该木质材料所吸收的这些组分的量。实际吸收的可固化组分的量可以由本领域熟练技术人员以简单方式由浸渍材料的重量增加和该含水组合物的浓度确定并控制。
有利的是浸渍还可以通过将施加减压和超计大气压结合而进行。为此，使水分含量通常为1-100％的木质材料在减压下与含水组合物接触，例如通过浸泡在该可固化的含水组合物中进行接触，所述减压通常为10-500毫巴，尤其是40-100毫巴。持续时间通常为1分钟至5小时。其后的是超计大气压段，例如2-20巴，尤其是4-15巴，特别是5-12巴。该段的持续时间通常为1分钟至12小时。温度通常为15-50℃。这里木质材料吸收含水组合物，其中可以通过含水组合物中非水性组分(即可固化组分)的浓度、压力、温度和处理的持续时间控制木质材料所吸收的可固化组分的量。这里还可以由木质材料的重量增加计算实际吸收的量。
此外，浸渍可以通过将液体施用于表面上的常规方法进行，例如通过喷雾或辊涂或刷涂进行。为此有利的是使用水分含量不超过50％，尤其不超过30％，例如12-30％的材料。施用通常在15-50℃的温度下进行。喷雾可以常规方式在所有适于喷雾片状体或细碎体的设备中进行，例如借助喷嘴设置等。在刷涂或辊涂的情况下，借助辊或刷将所需量的含水组合物施用于片状材料上。
随后，在步骤b)中固化含水组合物的可交联组分。固化可类似于描述于现有技术的方法，如通过描述于WO 2004/033170和WO 2004/033171中的方法进行。
固化通常通过在高于80℃，尤其是高于90℃，例如90-220℃，尤其是100-200℃的温度下处理浸渍材料而进行。所需固化时间通常为10分钟至72小时。在薄板和细碎木质材料的情况下，可优选使用更高温度和更短的时间。
合适的话，可在固化之前进行在下文中也称作预干燥步骤的干燥步骤。此处，部分或完全除去含水组合物的挥发性组分，尤其是水和在脲化合物的固化/交联中不发生反应的过量有机溶剂。预干燥指将木质体干燥至低于纤维饱和点，该纤维饱和点取决于木材类型且例如为约30重量％。预干燥抵消了开裂的风险。在木质体具有小尺寸如薄板的情况下，可省略预干燥。然而，在木质体具有较大尺寸的情况下，预干燥是有利的。如果单独进行预干燥，则有利的是在20-80℃的温度下进行。取决于所选干燥温度，存在于组合物中的可固化组分可部分或完全固化/交联。浸渍材料合并的预干燥/固化通常通过施加范围可为50-220℃，尤其是80-200℃的温度曲线而进行。
固化/干燥可在常规新鲜空气/贫含空气系统如转鼓干燥器中进行。预干燥的进行优选应使预干燥之后细碎木素纤维素材料的水分含量基于干物质不超过30％，尤其不超过20％。可能有利的是将干燥/固化进行到基于干物质的水分含量＜10％，尤其＜5％。水分含量可以简单方式通过预干燥中选择的温度、持续时间和压力进行控制。
合适的话，在干燥/固化之前通过机械方法除去粘附液体。
在大尺寸材料的情况下，已证明有用的是在干燥/固化过程中将其例如固定在热压机中。
对于细碎材料或薄板层，可将步骤a)中浸渍的木质材料以本身已知的方式进一步加工，在细碎材料的情况下例如加工成模制品如OSB板(定向结构板)，碎料板，薄片板、OSL板和OSL成型制品(定向束状材)、PSL板和PSL成型制品(平行束状材)，结构束状材的板或成型制品，SCL成型制品或板(结构复合材料)，LSL成型制品或板(层状束状材)，绝缘板和中密度纤维板(MDF)和高密度纤维板(HDF)等，在薄板的情况下，得到薄板材料，如薄纤维板，薄木芯板，包括OSB、SCL、OSL和PSL薄板在内的薄碎料板，胶合板，胶合层压木板，层压木板，薄层压木板(例如Kerto层压木板)，多层板，层压胶合材(LVL)，还有非片状三维成型组件，如成型的层压木制品、成型的胶合板制品和其他与至少一层薄板层层压的任意成型制品。进一步加工可在步骤a)中浸渍之后立即进行或在步骤b)的固化过程中或之后进行。在薄板和木基材料的情况下，进一步加工除固化和粘结或成型之外还包括上胶步骤。就此而言，细节可参考PCT/EP2006/001980(102005010041.4薄板材料)的内容和PCT/EP2006/001979(102005010042.2木基材料)的内容。在浸渍薄板的情况下，有利的是在固化步骤之前或与固化步骤一起进行进一步加工。在包含细碎材料的木基材料的情况下，成型步骤和固化步骤经常同时进行。
原则上所有木材品种合适生产改性木质材料，优选可以吸收其干重的至少30％，尤其是至少50％的水的那些，特别优选根据DIN EN 350-2归属于第1和2级浸渍性的那些。这些例如包括针叶树木材，如松(松属(Pinusspp.))，云杉，美松，落叶松，石杉，冷杉，大冷杉，红松和瑞士五针松，以及阔叶树木材，例如枫木，硬枫木，金合欢，ayons，桦木，梨木，榉木，橡树，赤扬，白杨，白蜡树，唐棣，榛，铁树，樱桃木，栗木，椴树，美国胡桃木，杨木，橄榄木，刺槐，榆木，胡桃木，橡胶树，斑马木，柳树，土耳其橡木等。因为，否则的话仅被热带木材拥有的性能如极低的膨胀/收缩性能、高强度和对天候老化的良好稳定性，通过浸渍甚至在经济木材的情况下得以实现，本发明特定的实施方案涉及改性木材或其木质成分选自榉木，云杉，松，桦木，杨木，白蜡树和枫木的改性木质材料的用途。
如上所述，根据本发明改性的木质材料尤其适合用于生产包含多个相互连接的部件的制品，其中至少一个部件由改性木质材料(木基材料)生产。
它们尤其适合生产其中制品的至少两个部件通过摩擦连接相互连接的制品，其中通过摩擦连接相互连接的部件中的至少一个部件由改性木质材料(木基材料)生产。它们也特别适合生产其中制品的至少两个部件通过联锁连接，尤其是具有摩擦组件的联锁连接相互连接的制品，其中通过摩擦连接相互连接的部件中的至少一个部件由改性木质材料(木基材料)生产。
联锁或摩擦连接当然还可由结合手段如胶来支持。
具有摩擦组件的联锁或摩擦连接的实例为螺丝连接和钉连接，栓连接和舌槽连接，还有齿合连接，其包括套筒连接，半互搭齿合，开口齿合(燕尾连接)，斜楔榫和指形连接，三角槽连接，镶嵌连接，梳形连接，销钉增强连接和其它常用于木材结构的非粘合连接。
由于它们对水分影响的不敏感性，本发明尤其涉及改性木质材料在生产暴露于水分或天候老化条件下的制品的用途。例如如果制品存在于潮湿室如浴室中以及在池或洗衣房中，船的内部等，或如果它们暴露于高大气湿度的户外，水分影响可为与较高大气湿度接触。与水分接触也可为例如受雨的作用而与液体水接触或与停滞的水分接触，在水利建筑物或船的情况下与河水或海水接触。
制品的生产可以本身已知的方式类似于由木质材料生产制品而生产。其包括典型的木材加工手段如锯、切割、刨削、铣磨、研磨、钻、车螺纹、钉钉、粘结、层压等。通常而言，将改性木质材料用作生产制品的原料。然而，制品也可首先由未改性的木质材料生产，然后使木质成分经受上述改性。
在本发明的第一实施方案中，将改性木质材料用于生产地板覆盖物。经常将薄板材料用于该目的，其中暴露于天候老化或机械负荷的装饰表面由根据本发明改性的薄板层压层形成。其实例为拼花地板，其包括条形地板，实木拼花地板，镶嵌拼花地板，工业拼花地板，准备好铺放的拼花地板如2层或3层准备好铺放的拼花地板，薄地板和运动地板如2维弹性运动地板和点弹性运动地板，以及弹跳拼花地板(sprung parquet floor)。根据本发明改性的木质材料也适合生产条形拼花地板，阶梯覆盖物等。本发明木质材料也适合生产层状材料，其中根据本发明改性的木质材料通常形成层状材料的模压层。本发明的具体实施方案涉及用于户外和潮湿区域的地板覆盖材料。常用于户外和潮湿区域的地板覆盖材料通常为由硬木生产但经常提供表面结构的地板、铺板或板。这些地板覆盖物通常由于硬木的高价而非常昂贵。耐候或耐湿性能并不总是令人满意。现在本发明木质材料也允许由经济木材如松、云杉、榉木、白杨等生产具有高耐久性的地板覆盖物。本发明木质材料尤其允许生产具有包含第一本发明木质材料的基底层和与该基底层连接，尤其是胶接或粘结的且包含第二木质材料的顶层或效果层的地板覆盖材料。基底层材料通常为本发明木质材料，其包含经济木材品种，尤其是经济实木，如根据本发明处理的松木。优选效果层的木质材料同样为本发明木质材料，优选具有装饰外观的本发明木质材料，例如根据本发明处理的榉木。然而，效果层也可由未处理硬木或根据本发明处理的硬木组成，所述硬木例如为具有耐久性级别1或1的硬木如安吉利木(angelim)、重黄娑罗双(bangkirai)、非洲羚羊木(bongossi)、巴蒂(bilinga)、二翅豆(cumaru)、花旗松(Douglas fir)、按木、瓦泰豆(fava)、铁苏木(garapa)、南美蚁木(ipe)、绿柄桑(iroko)、亚马孙热美樟(itauba)、孪叶苏木(jatoba)、红桉(karri)、大崖苏木(limbali)、铁线子(massaranduba)、木库轮古(mukulungu)、奥坎(okan)、油桃木(piquia)、洋槐木、塔利(tali)、乳桑木(tatajuba)、torrado或柚木。效果层的厚度通常为至少1mm，如1-10mm，尤其是2-8mm。效果层可具有剖面，如槽纹剖面。当然，基底层的厚度取决于所需用途和为此所需的厚度。其通常为5-100mm，尤其是10-50mm。地板覆盖物可具有片、板、地板、铺板或格栅的形式。地板覆盖物可具有用于连接地板覆盖物各元件的装置如舌榫连接、插锁连接(clickjoint)等。这种地板覆盖物通常通过类似于胶合木材层的已知方法将基底层与效果层胶结或粘结而生产，该方法例如类似于生产层压木材或生产用于室内区域的具有基底层和其上配有效果层的地板覆盖物的方法。该生产可尤其类似于描述于PCT/EP2006/001980中的方法进行，其中与描述于该文献中的方法相反，将根据本发明处理的木质材料相互粘合或胶合。
在本发明的另一实施方案中，将改性木质材料用于生产门和门框，如室内门以及前门。改性木质材料可用于门扇本身，用于门扇部件，例如以实木或木基材料板的形式用于门扇的内装饰或以薄板形式用于门扇上的装饰层。
在本发明的另一实施方案中，将改性木质材料用于生产窗如窗框和/或窗扉。窗框和窗扉可由相同的木材生产，但也可由不同类型的木材生产。窗框由木材之外的材料生产且仅窗扉由根据本发明改性的木质材料生产也是可以的。根据本发明改性的木质材料也可用于生产窗台。
在本发明的另一实施方案中，将改性木质材料用于生产家具零件，尤其是通常由木材或木质材料生产的那些家具零件或家具部件。它们包括柜或柜部件如骨架，门或基底，架子，床框，板条框(slatted flame)，沙发框，椅，桌，或这些家具的部件或零件，如桌支架，桌面，操作台，尤其是厨房操作台，浴室家具等。根据本发明改性的木质材料尤其适合于高度暴露于水分或天候老化的家具零件，例如用于生产厨房家具或浴室家具或用于生产庭院家具，公园长椅，体育馆座椅等。
在本发明的另一实施方案中，将改性木质材料用于生产水利用制品，如堤防，水利结构体如闸，尤其是闸门，水轮，平台，浮桥，人行站桥和其它水中或水上的结构体。
在本发明的另一实施方案中，将改性木质材料用于构建建筑物或建筑物部件。除了上述窗结构体外，它们包括尤其将改性木质材料以建筑原木的形式用于构建木屋，框架结构体，构建屋顶结构体，通过柱和梁的方法构建建筑物，用于构建桥梁或观察平台和车棚，以及建筑部件如阶梯、阳台、阳台栏杆、屋顶天窗等。这进一步包括将改性木质材料用于构建阶梯，包括台阶，如金属阶梯结构体中的木台阶，以及用于完全由木质材料生产的阶梯和栏杆。
在本发明的另一实施方案中，将改性木质材料用于外观建筑。改性木质材料可形成外观下部结构的组件和外观的可视部件，如以改性木质材料外观面板，改性木材外观板，改性木材墙板等形式。
在本发明的另一实施方案中，将改性木质材料用于生产墙壁元件和天花板元件，如板，舌榫板和箱式天花板，以及天花板悬架，移动墙或通过柱和梁方法构建的墙壁元件，以及天花板和墙壁覆盖层。以板形式如OSB板、碎料板、OSL板、PSL板、绝缘板和中密度纤维板(MDF)和高密度纤维板(HDF)等形式的基于细碎材料的木基材料，以及薄板材料如薄纤维板，薄木芯板，包括OSL和PSL板在内的薄碎料板，胶合板，胶合层压板，层压木板，胶合的层压木板(例如Kerto层压木板)特别适合该目的。
在本发明的另一实施方案中，将改性木质材料用于庭院结构体，如用于生产篱笆、栅栏、遮蔽元件、凉亭、凉棚、鸟屋等。
在本发明的另一实施方案中，将改性木质材料用于生产户外游戏器械，如攀登架，秋千，尤其是秋千架和秋千椅和板，具有用于攀援、摆动和/或滑行的装置的运动地形，缆道框等。
在本发明的另一实施方案中，将改性木质材料用于生产家用物品如刀架，面包箱，木质盘，浴室附件如浴缸，刷等，以及案板，烹饪器皿如烹饪调羹，刮铲，擀面棍，装色拉的托盘，面叉等。
在本发明的另一实施方案中，将改性木质材料用于艇结构体，用于构建船体，例如铺板，框和龙骨，用于电动装置，用于竖直材料如桅杆和梁，以及用于甲板上层建筑和甲板，以及其它外部装置如开口交错栅格(gratings across opening)，挡板，舵轮，仪表板等，以及用于船的内部装饰如嵌入式柜装置，嵌入式床铺装置，舱壁和门，发动机盖，舱室升降梯，阶梯等。
在本发明的另一实施方案中，将改性木质材料用于桑拿结构体，例如用于墙壁，门，长椅，炉盖等。
在本发明的另一实施方案中，将改性木质材料用于车辆结构体，如用于车厢和管的外部装饰，以及发动机箱衬里，还有绝热，如发动机箱和管的绝热，还有仪表板，木质装饰等。
在本发明的另一实施方案中，将改性木质材料用于生产玩具如积木，弹珠轨道(marble run)，玩具屋和玩具装置如玩偶屋，玩偶厨房等，玩具车，玩具飞机和玩具船，用于模型建筑物如车辆模型，飞机模型和船模型，比赛装置如球拍，球拍框等。
在本发明的另一实施方案中，将改性木质材料用于生产乐器，尤其用于构建弦乐器如吉他，琵琶，竖琴，小提琴，中提琴，大提琴，低音大提琴及其部件，如桥、主体、卷和琴栓，还有用于构建木质管乐器如单簧管、双簧管、低音管、录音机等
在本发明的另一实施方案中，将改性木质材料用于生产运动器材，尤其是通常由木材或木质材料生产的运动器材，以及由于木材的强度和硬度差现在不使用木材的运动器材。作为实例可提及棍如曲棍球棍和冰球棍，用于投掷的器材如标枪和铁饼，桨和短桨，用于构建运动划艇如短桨，皮艇，单人双桨艇，加拿大式划艇，轻快小艇等。
在本发明的另一实施方案中，将改性木质材料用于生产房屋，包括用于机器、电器装置等的房屋部件。
由于本发明改性木质材料增加的强度，在许多情况下可由于较低的材料要求而减轻重量。此外，制品很不易受到天候老化影响以及水分影响。由于的低膨胀和收缩产生的高尺寸稳定性以及由此获得的加工耐受性，改性木质材料还可用于生产目前还不可使用木材生产的制品。
浸渍木质材料
生产实施例1：
用水将由二甘醇和甲醇改性的DMDHEU(mDMDHEU)稀释至30重量％并与1.5重量％MgCl2·6H2O混合。将木材水分干燥至约12％且尺寸为150×10×2.5cm的松木板引入浸渍装置中。在该浸渍装置中，施加40毫巴的减压(绝对)约30分钟。然后用浸渍剂充满浸渍装置。保持50毫巴的恒定减压(绝对)。然后施加10巴的压力2小时。结束加压段并除去残留液体。然后将木板储存在可经由温度和大气湿度控制的干燥室中并将其固定使其不能变形。将该室调至120℃和约95％的相对湿度。维持这些潮湿条件直至木质体内部达到至少120℃的温度并保持48小时。
随后对完全通风的木堆进行木质体干燥。
如此得到的板可进一步加工成任何所需制品如加工成舌榫地板。
生产实施例2：
类似于生产实施例1进行浸渍松木板的生产，其中使用如下浸渍剂代替实施例1中使用的浸渍剂：可通过用水将市售的1，3-二(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑烷-2-酮(DMDHEU)的含水制剂稀释至浓度为30重量％而得到的混合物并将MgCl2·6H2O以15g/kg溶解在该混合物中。
生产实施例3：
类似于生产实施例1进行浸渍松木板的生产，其中使用如下浸渍剂代替实施例1中使用的浸渍剂：将2.5kg 1，3-二(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑烷-2-酮(浓度为75重量％)的市售含水制剂与2kg浓度为70重量％的蜜胺与甲醛和甲醇(摩尔比1∶4∶4)的反应产物的水溶液与200g MgCl2·6H2O混合，并用5.2kg水稀释所得混合物。
生产实施例4：
以类似于生产实施例1的方式处理榉木条和榉木板。
将如此得到的榉木进一步加工成庭院家具零件，即加工成庭院桌、庭园椅子和庭院长椅，在每种情况下其具有多个钉钉连接和/或齿合连接。
甚至在开放空气中天候老化数月之后，庭院家具零件没有显示显著的视觉变化，也没有显示对原木连接的损害。
生产实施例5：
以类似于生产实施例1的方式处理松木梁和松木板。
将如此得到的松木进一步加工成Euro板。甚至在开放空气中天候老化数月之后，Euro板没有显示显著的视觉变化。
生产实施例6：
以类似于生产实施例1的方式处理松木梁和包含松木的波纹地板(松木板，其一个表面具有纵向波纹)。
将如此得到的松木梁用螺丝连接在波纹地板上，得到台阶覆盖物。该台阶覆盖物甚至在开放空气中天候老化数月之后没有显示显著的视觉变化。
Claims (29)
1.包含至少一种以交联形式分布在木材中的可交联氮化合物的改性木质材料(木基材料)在生产包含至少一种木质材料的制品中的用途。
2.根据权利要求1的用途，其中所述改性木质材料(木基材料)以氮计算且基于该改性木质材料(木基材料)的重量以至少1重量％的量包含所述氮化合物。
3.根据前述权利要求中任一项的用途，其中所述可交联氮化合物选自：
-1，3-二(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑烷-2-酮，
-用C1-C6链烷醇、C2-C6多元醇或低聚亚烷基二醇改性的1，3-二(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑烷-2-酮，
-1，3-二(羟甲基)脲，
-1，3-二(甲氧基甲基)脲，
-1-羟甲基-3-甲基脲，
-1，3-二(羟甲基)咪唑烷-2-酮(二羟甲基亚乙基脲)，
-1，3-二(羟甲基)-1，3-六氢嘧啶-2-酮(二羟甲基亚丙基脲)，
-1，3-二(甲氧基甲基)-4，5-二羟基咪唑烷-2-酮(DMeDHEU)，
-四(羟甲基)乙炔二脲，
-低分子量蜜胺-甲醛树脂，和
-用C1-C6链烷醇、C2-C6多元醇或低聚亚烷基二醇改性的低分子量蜜胺-甲醛树脂(改性MF树脂)。
4.根据前述权利要求中任一项的用途，其中所述改性木质材料(木基材料)为改性实木。
5.根据前述权利要求中任一项的用途，其中所述改性木质材料(木基材料)为改性木基材料。
6.根据前述权利要求中任一项的用途，其中所述制品包含多个相互连接的部件，其中至少一个部件由所述改性木质材料(木基材料)生产。
7.根据权利要求中6的用途，其中所述制品的至少两个部件通过摩擦连接相互连接且通过摩擦连接相互连接的部件中的至少一个部件由所述改性木质材料(木基材料)生产。
8.根据前述权利要求中任一项的用途，其中所述改性木质材料(木基材料)的木质成分为根据DIN EN 350-2归属于第1和2级浸渍性的木材。
9.根据前述权利要求中任一项的用途，其中用于生产暴露于水分和天候老化条件下的制品。
10.根据前述权利要求中任一项的用途，其中用于生产地板覆盖物。
11.根据权利要求1-9中任一项的用途，其中用于生产门和门框。
12.根据权利要求1-9中任一项的用途，其中用于生产窗。
13.根据权利要求1-9中任一项的用途，其中用于生产家具零件。
14.根据权利要求1-9中任一项的用途，其中用于生产水利用制品。
15.根据权利要求1-9中任一项的用途，其中用于构建建筑物或建筑物部件。
16.根据权利要求15的用途，其中所述改性木质材料为结构木材。
17.根据权利要求15的用途，其中用于构建阶梯和栏杆。
18.根据权利要求15的用途，其中用于外观结构体。
19.根据权利要求1-9中任一项的用途，其中用于生产墙壁元件和天花板元件。
20.根据权利要求1-9中任一项的用途，其中用于庭院结构体。
21.根据权利要求1-9中任一项的用途，其中用于生产户外游戏器械。
22.根据权利要求1-9中任一项的用途，其中用于生产室内制品。
23.根据权利要求1-9中任一项的用途，其中用于艇结构体。
24.根据权利要求1-9中任一项的用途，其中用于桑拿结构体。
25.根据权利要求1-9中任一项的用途，其中用于车辆结构体。
26.根据权利要求1-9中任一项的用途，其中用于生产玩具。
27.根据权利要求1-9中任一项的用途，其中用于生产乐器。
28.根据权利要求1-9中任一项的用途，其中用于生产运动器械。
29.根据权利要求1-9中任一项的用途，其中用于生产房屋。
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