CN102802892A - 用于在木质纤维素材料中使用的处理剂 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个目的是提供展示极优的尺寸稳定性并且具有减小的吸水性质的木质纤维素材料，以及提供具有极优的尺寸稳定性和减小的吸水性质的木质纤维素杂化材料、纸产品或木质产品。在本发明中，木质纤维素材料被用于在木质纤维素材料使用中的含有(A)多元羧酸或其的衍生物和(B)含有结合于硅原子的官能团的硅化合物的处理剂处理，并且由此，获得木质纤维素杂化材料。此外，纸产品或木质产品通过使用上文提到的木质纤维素杂化材料获得。

Description

用于在木质纤维素材料中使用的处理剂
技术领域
本发明涉及用于在木质纤维素材料中使用的处理剂。此外，本发明还涉及用于使用上文提到的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂处理木质纤维素材料的方法，以及用于使用上文提到的木质纤维素材料生产纸产品或木质产品的方法。
要求于2010年3月26日提交的日本专利申请第2010-71750号的优先权，其内容通过引用并入本文。
背景技术
迄今，为了防止木头由于使木头干燥或潮湿导致的变形，例如翘曲、开裂、弯曲、膨胀和收缩或类似的，已知聚乙二醇(PEG)处理、酚醛树脂浸渍处理、不饱和聚酯树脂浸渍处理(见日本已审查专利申请第二公开第S53-5722号)、乙酰化处理和类似的。然而，在上文提到的处理中，不能充分地防止木头由湿气导致的变形。
在另一个方面，日本已审查专利申请第二公开第H05-6481号提出，多元羧酸或其的衍生物已经被浸渍在其中的木质纤维素材料经受热处理，并且由此，在木质纤维素材料的结构组分之间形成三维网络结构，以改进由上文提到的木质纤维素材料形成的木板或类似物的尺寸稳定性。
日本未审查专利申请第一公开第H07-150131号描述了使用含有含碱性氮基团的有机聚硅氧烷和有机酸盐或无机酸盐的组合物、液体拒水性物质和水处理木头的方法。
日本未审查专利申请第一公开第2002-241744描述了用于处理基础材料的水性拒水剂，其含有通过使含有烷氧基基团的有机硅化合物和含有氨基基团的烷氧基硅烷或其的部分地水解的产物在有机酸或无机酸的存在下经受共水解-缩合所生成的产物。
发明的公开内容
技术问题
本发明的发明人发现，在日本已审查专利申请第二公开第H05-6481号中描述的方法中，木板或类似物中被湿气导致的变形可以被改善，但是湿气本身的吸收不能够被控制。问题是存在的，因为在厨房、浴室或类似地方中难以使用吸收大量的湿气的木板或类似物，霉菌容易地生长，并且由冬季中的冻结导致的木板的尺寸稳定性被劣化。
此外，在日本未审查专利申请第一公开第H07-150131号或日本未审查专利申请第一公开第2002-241744号中描述的方法中，可以看到，即使多元羧酸被用作有机酸，多元羧酸和氨基基团或碱性氮基团形成盐，并且由于该原因，木板或类似物中由湿气导致的变形不能够被改善，并且此外，也不能够充分展示拒水性。
因此，本发明的一个目的是提供展示极优的尺寸稳定性并且具有减小的吸水性质的木质纤维素材料，以及提供由上文提到的木质纤维素材料形成的纸产品或木质产品。
技术解决方案
本发明的目的可以通过用于在木质纤维素材料中使用的处理剂实现，该处理剂包含：(A)多元羧酸或其的衍生物；以及(B)含有结合于硅原子的官能团的硅化合物。
上文提到的多元羧酸的衍生物可以是羧酸酐或多元醇和多元羧酸之间的反应产物。
上文提到的结合于硅原子的官能团优选地具有选自由环氧基团、甲醇基团和羧基基团组成的组的至少一个基团。
上文提到的硅化合物优选地是有机硅烷或有机聚硅氧烷。
本发明的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂可以还含有多元醇。
本发明的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂可以还含有酯化催化剂。
本发明的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂可以为溶液或乳液的形式。
本发明还涉及包含木质纤维素材料和上文提到的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂的木质纤维素杂化材料，以及包含上文提到的木质纤维素杂化材料的纸产品或木质产品。
上文提到的木质纤维素杂化材料可以还含有有机树脂粘合剂。
具体地，为本发明的目的产品木质纤维素杂化材料以及纸产品或木质产品，可以通过以下获得：
(1)用于处理木质纤维素材料的方法，包括将上文提到的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂浸渍到或施用于木质纤维素材料的步骤；
(2)用于生产木质纤维素杂化材料的方法，包括将上文提到的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂浸渍到或施用于木质纤维素材料的步骤；以及
(3)用于生产纸产品或木质产品的方法，包括以下步骤：将上文提到的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂浸渍到或施用于木质纤维素材料以生产木质纤维素杂化材料，以及加热上文提到的木质纤维素杂化材料。
发明的有益效果
在本发明的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂中，酯键在木质纤维素材料的纤维素链的羟基基团和多元羧酸或其的衍生物的羧基基团之间形成，并且由此，使上文提到的纤维素链交联以形成在木质纤维素材料的结构组分之间的三维网络结构。由此，在木质纤维素材料的变形被防止并且尺寸稳定性可以被增强的同时，木质纤维素材料的湿气吸收性质可以借助于含有结合于硅原子的官能团的硅化合物而被减小。
因此，通过使用本发明的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂处理木质纤维素材料，可以提供展示极优的尺寸稳定性和减小的湿气吸收性质的木质纤维素杂化材料。
此外，根据本发明，可以生产其中展示极优的尺寸稳定性并且控制湿气吸收性质的纸产品或木质产品。
用于实施本发明的最优的模式
组分(A)的多元羧酸或其的衍生物是在分子中具有两个或更多个羧基基团并且在上文提到的羧基基团之外还可以含有羟基基团的化合物。组分(A)的多元羧酸或其的衍生物可以是其两个或更多个类型的混合物。更具体地，作为其的实例，可以提及二元羧酸，例如草酸、丙二酸、马来酸、富马酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、邻苯二甲酸、苹果酸、酒石酸或类似的二元羧酸；三元羧酸，例如偏苯三酸、柠檬酸或类似的三元羧酸；四元羧酸，例如苯均四酸、1，2，3，4-丁烷四羧酸或类似的四元羧酸；以及多元羧酸例如丙烯酸聚合物，丙烯酸共聚物例如丙烯酸和丙烯酸甲酯的共聚物或类似的，甲基丙烯酸聚合物，甲基丙烯酸共聚物例如甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的共聚物或类似的。马来酸、琥珀酸、柠檬酸或1，2，3，4-丁烷四羧酸是优选的。
作为多元羧酸的衍生物的实例，可以提及酐、(C1至C10烷基)酯、硅烷基酯、上文提到的多元羧酸的酰胺、或类似的衍生物。多元羧酸的酐是优选的，并且特别地，马来酸酐是优选的。
多元羧酸的衍生物可以是上文提到的多元羧酸和多元醇之间的反应产物。作为多元醇的实例，可以提及二元醇，例如乙二醇、二乙二醇、丙二醇或类似的二元醇；三元醇，例如甘油(1，2，3-丙三醇)、1，1，1-三(羟甲基)乙烷、1，1，1-三(羟甲基)丙烷或类似的三元醇；糖或糖醇，例如蔗糖、葡萄糖、海藻糖、季戊四醇、二季戊四醇、甘露醇或类似的糖或糖醇；和多元醇，例如聚乙烯醇或类似的多元醇。考虑到可用性的容易性，甘油是优选的。
多元羧酸和多元醇之间的反应产物优选地是通过使多元羧酸和多元醇以范围在相对于一摩尔多元醇中的羟基基团的1.2至3.0的多元羧酸中的羧酸的量的比率经受脱水缩合反应获得的化合物。例如，在马来酸酐和甘油之间的反应产物的情况下，马来酸酐和甘油的混合物可以在不低于马来酸酐的熔点(52.6℃)的温度下被加热和搅拌。
组分(B)的含有结合于硅原子的官能团的硅化合物不被具体地限制，只要硅化合物具有至少一个结合于硅原子的官能团。上文提到的组分(B)的含有结合于硅原子的官能团的硅化合物可以是其两个或更多个类型的混合物。作为上文提到的硅化合物，硅烷或聚硅氧烷是优选的，并且有机硅烷或有机聚硅氧烷是更优选的。
有机硅烷优选地是被以下的通式代表的有机硅烷：
R1 a(Si)R2 4-a
其中R1代表结合于硅原子的官能团；R2代表一价烃基团；并且a代表范围在1至4的整数。
作为一价烃基团的实例，可以提及例如具有1至30个碳原子的线型的或支链的烷基基团，例如甲基基团、乙基基团、丙基基团、丁基基团、戊基基团、己基基团、庚基基团、辛基基团、癸基基团、十二基基团或类似的基团；具有3至30个碳原子的环烷基基团，例如环戊基基团、环己基基团或类似的基团；具有2至30个碳原子的烯基基团，例如乙烯基基团、烯丙基基团、丁烯基基团、己烯基基团、辛烯基基团或类似的基团；具有6至30个碳原子的芳基基团，例如苯基基团、甲苯基基团、二甲苯基基团、萘基基团或类似的基团；具有7至30个碳原子的芳烷基基团，例如苄基基团、苯乙基基团或类似的基团；以及其的其中结合于上文提到的基团的碳原子的氢原子至少部分地被卤素原子例如氟原子或类似的卤素原子取代的被取代的基团，例如3，3，3-三氟丙基基团、3-氯丙基基团或类似的基团。一价烃基团优选地是具有1至30个碳原子、更优选地1至6个碳原子的未被取代的一价烃基团。甲基基团、乙基基团或苯基基团是特别地优选的。
有机聚硅氧烷的分子结构不被具体地限制。作为其的实例，可以提及线型结构、支链结构、部分地具有支链的线型结构、网络结构、树枝状大分子结构和类似的结构。具有线型结构或部分地具有支链的线型结构的有机聚硅氧烷是优选的。有机聚硅氧烷可以是均聚物或共聚物，并且此外，可以是两个或更多个类型的聚合物的混合物。
有机聚硅氧烷的在25℃的粘度不被具体地限制，并且有机聚硅氧烷可以在25℃下为液体至半固体生橡胶的形式。考虑到处理性能，有机聚硅氧烷优选地在25℃为液体的形式，并且其在25℃的动力粘度优选的范围在1至1,000,000mm2/s，更优选的范围在5至20,000mm2/s，并且特别地更优选的范围在5至10,000mm2/s。有机聚硅氧烷优选地在分子中含有一个硅氧烷单元至10,000个硅氧烷单元，更优选地含有一个硅氧烷单元至1,000个硅氧烷单元，并且最优选地含有两个硅氧烷单元至100个硅氧烷单元。
结合于硅原子的官能团意指被结合于硅原子的官能团，并且其的类型不被具体地限制。在本发明中，结合于硅原子的官能团不是烷氧基基团。本发明的有机硅化合物不含有作为结合于硅原子的官能团的烷氧基基团，但是可以含有作为另一个基团的烷氧基基团。然而，本发明的有机硅化合物优选地完全不含有任何烷氧基基团。特别地，烷氧基硅烷或其的部分地水解的产物例如聚硅酸盐或类似的展示了强的亲水性质。由于该原因，被含有上文提到的烷氧基硅烷或其的部分地水解的产物的处理剂处理过的木质纤维素材料可以在某些情况下展示差的拒水性。
结合于硅原子的官能团是除了含有碱性氮的基团之外的反应性官能团，并且优选地是含有结合于碳原子的氧原子的反应性官能团，其在多元羧酸的存在或不存在下与木质纤维素材料中的纤维素的羟基基团反应。此外，结合于硅原子的官能团优选地在储存期间在室温下不与组分(A)的羰基基团反应。作为上文提到的结合于硅原子的官能团，优选选自由羧基基团、环氧基团、甲醇基团、丙烯酰基基团、酰胺基团、巯基基团和苯酚基团组成的组的基团。在这些中，羧基基团、环氧基团和甲醇基团是优选的。上文提到的基团可以直接地结合于硅原子，或可以通过另一个基团，例如二价烃基团、亚烷基氧亚烷基基团和类似的基团，间接地与其结合。
作为二价烃基团的实例，可以提及例如具有1至30个碳原子的直链的或支链的亚烷基基团，例如亚甲基基团、二亚甲基基团、三亚甲基基团、四亚甲基基团、五亚甲基基团、六亚甲基基团、七亚甲基基团、八亚甲基基团或类似的基团；具有6至30个碳原子的亚芳基基团，例如亚苯基基团、二亚苯基基团或类似的基团；具有7至30个碳原子的亚烷基亚芳基基团，例如二亚甲基亚苯基基团或类似的基团；以及其的其中结合于上文提到的基团的碳原子的氢原子至少部分地被卤素原子例如氟基团或类似的或含有氧化亚烷基基团的有机基团取代的被取代的基团，或类似的基团。二价烃基团优选地是具有1至30个碳原子的未被取代的二价烃基团，更优选地具有1至6个碳原子的线型的或支链的亚烷基基团，并且特别地优选地具有1至6个碳原子的线型的亚烷基基团。
作为有机聚硅氧烷拥有的结合于硅原子的官能团之外的基团，如上文描述的一价烃基团是优选的。
作为上文提到的有机聚硅氧烷的实例，可以提及其中分子链的两端都被羧基癸基基团封端的二甲基聚硅氧烷、其中分子链的两端都被羟基乙氧丙基基团封端的二甲基聚硅氧烷、其中分子链的两端都被缩水甘油氧基丙基基团封端的二甲基聚硅氧烷、二甲基硅氧烷和甲基环氧环己基乙基硅氧烷的共聚物、和类似的基团。
相对于100重量份的多元羧酸或其的衍生物(A)，含有结合于硅原子的官能团的硅化合物(B)的量的范围在1重量份至10,000重量份，优选的范围在5至1,000重量份，更优选的范围在5至300重量份，并且最优选的范围在10至100重量份。如果相对于100重量份的多元羧酸或其的衍生物(A)，含有结合于硅原子的官能团的硅化合物(B)的量低于一重量份，那么可能不能展示出减少湿气吸收性质的效果。在另一个方面，如果相对于100重量份的多元羧酸或其的衍生物(A)，含有结合于硅原子的官能团的硅化合物(B)的量超出10,000重量份，那么可能具有在成本方面的缺点。
本发明的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂可以还含有多元醇。作为多元醇，上文提到的多元醇可以被使用。可以含有两个或更多个类型的多元醇。多元醇的共混量不被具体地限制。相对于一摩尔多元醇中的羟基基团的多元羧酸或其的衍生物中的羧酸基团的量的优选的范围在1.2至3.0。
本发明的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂可以还含有酯化催化剂。酯化催化剂的类型不被具体地限制。优选路易斯酸，例如氯化铁(III)、硫酸铁(III)、硫酸铝、明矾或类似的催化剂。可以含有两个或更多个类型的酯化催化剂。相对于100重量份的上文提到的多元羧酸或其的衍生物(A)，酯化催化剂的共混量优选的范围在0.1至10,000重量份，更优选的范围在1至1,000重量份，并且进一步优选的范围在1至300重量份。
本发明的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂可以通过混合上文提到的多元羧酸或其的衍生物(A)、上文提到的含有结合于硅原子的官能团的硅化合物(B)，以及，如果必要的话进一步混合可选择的组分来制备。在其中上文提到的混合物为液体的形式的情况下，混合物可以按其原有状态使用。特别地，在其中混合物为固体的形式的情况下，固体被溶解在指定的液体中以形成溶液或被分散在指定的液体中以形成乳液，然后可以使用该溶液或乳液。作为上文提到的液体，优选拥有强极性的液体，例如水；醇，例如甲醇、乙醇或类似的醇；酮，例如丙酮或类似的酮；醚，例如二氧六环、四氢呋喃或类似的醚；二甲基甲酰胺；或类似的液体。水或醇是特别地优选的。可以使用两个或更多个类型的液体的混合物。本发明的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂的乳化可以根据常规的方法进行。在其中本发明的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂被用作水乳液的情况下，含有结合于硅原子的官能团的硅化合物(B)的水包油乳液被预先地制备，然后多元羧酸或其的衍生物(A)和可选择的组分优选地被共混在其中。
本发明的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂中的上文提到的多元羧酸或其的衍生物(A)和上文提到的含有结合于硅原子的官能团的硅化合物(B)的浓度不被具体地限制，并且可以是以重量计100％。浓度优选的范围在以重量计1至90％、更优选的范围在以重量计3至80％并且进一步优选的范围在以重量计5至70％。
作为可以被加入本发明的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂中的可选择的组分的实例，可以提及例如香料、除臭剂、抗腐蚀剂、阻燃剂、抗微生物剂、杀菌剂、杀真菌剂、驱虫剂、杀虫剂、抗病毒剂、遮光剂/光吸收剂、染料、颜料和类似的组分。
在本发明中，通过使用上文提到的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂处理木质纤维素材料，可以获得展示极优的尺寸稳定性和受控的湿气吸收的木质纤维素杂化材料。本发明中的木质纤维素材料是来源于植物的基于木质纤维素的材料，例如原木；木头；木屑；木纤维；纤维素纤维或类似的，并且包括纸。
在本发明中，纸产品或木质产品可以通过使用上文提到的木质纤维素杂化材料生产。上文提到的纸产品是其中纸被以至少一部分使用的产品，并且其的类型不被具体地限制。例如，纸产品包括多种类型的试纸、纸板纸、滤纸和类似的。上文提到的木质产品是其中木头被以至少一部分使用的产品，并且其的类型不被具体地限制。例如，木质产品包括木板。木板意指在建筑材料中使用的由木头制造的板，例如层压板；胶合板；OSB(定向刨花板，Oriented Strand Board)；颗粒板；纤维板例如隔热板(insulationboard)、MDF(中密度纤维板，Medium Density Fiberboard)或类似的；或类似的。特别地，本发明可以被合适地应用于纸的改性或木板的制备。
处理木质纤维素材料的方法和用于生产本发明的木质纤维素杂化材料的方法含有将上文提到的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂浸渍到或施用于木质纤维素材料的步骤。
将上文提到的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂浸渍到或施用于木质纤维素材料的方法不被具体地限制。作为其的实例，可以提及其中木质纤维素材料在大气压力下或在减压下被浸没在上文提到的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂中或其的溶液或乳液中的方法；其中上文提到的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂或其的溶液或乳液借助于喷涂、刷涂、刮涂或类似的方式被施用于木质纤维素材料的表面的方法；其中木质纤维素材料和上文提到的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂被放置在混合器中并且混合物可选择地与上文提到的液体共同地搅拌的方法；和类似的方法。为了有效地实施将上文提到的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂浸渍到木质纤维素材料中，上文提到的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂和/或木质纤维素材料优选地在上文提到的浸渍或施用步骤中被加热，因为加热可以在某些情况下加速用于在木质纤维素材料中使用的处理剂向木质纤维素材料的渗透。此时的加热温度优选地是30℃或更高，但是小于100℃，并且更优选地是60℃或更多，但是小于100℃。
作为上文提到的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂的使用量，相对于木质纤维素材料的量的上文提到的多元羧酸或其的衍生物(A)和上文提到的含有结合于硅原子的官能团的硅化合物(B)的总量优选的范围在以重量计0.05至100％并且优选的范围在以重量计0.1至20％。
为了使上文提到的多元羧酸或衍生物(A)的酯化反应有效地进行，上文提到的木质纤维素杂化材料可以被加热至优选地100℃或更高、更优选的范围在100至300℃并且进一步更优选的范围在100至250℃的温度。如果进行上文提到的加热步骤，那么可以获得展示更优的尺寸稳定性并且展示被进一步减小的湿气吸收性质的木质纤维素杂化材料。
此外，本发明还涉及用于生产纸产品或木质产品的方法，包括以下步骤：将上文提到的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂浸渍到或施用于木质纤维素材料以获得木质纤维素杂化材料，并且加热上文提到的木质纤维素杂化材料。
在本发明的用于生产纸产品或木质产品的方法中的浸渍步骤或施用步骤可以以与上文在用于处理木质纤维素材料的方法和在用于生产展示减小的湿气吸收性质的木质纤维素杂化材料的方法中的浸渍步骤或施用步骤中所描述的相同的方式进行。优选地加入上文提到的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂和有机树脂粘合剂，同时搅拌木质纤维素材料例如木屑、木纤维或类似的材料。在加入这些时，可以进行加热。
有机树脂粘合剂是用于将木质纤维素材料附着于彼此以形成期望的形状和尺寸的组分。因此可以使用常规的有机树脂粘合剂。更具体地，作为其的实例，可以提及尿素树脂、脲三聚氰胺树脂、酚醛树脂、基于异氰酸酯的树脂和类似的树脂。特别地，基于异氰酸酯的树脂是优选的，因为其展示极优的拒水性，具有增加的结合力和宽范围的固化温度，并且其可以甚至在具有高水分含量的木头中使用。此外，没有对福尔马林扩散的担心，该树脂可以被与水混合，并且该树脂以液体的形式，并且因此，其展示极优的操作性质。作为基于异氰酸酯的树脂的实例，可以提及例如pMDI(聚合二苯基甲烷二异氰酸酯)。
在本发明的用于生产纸产品或木质产品的方法中的加热步骤中，为了使上文提到的多元羧酸或其的衍生物(A)的酯化反应有效地进行，加热温度优选地是100℃或更高，更优选的范围在100至300℃，并且进一步更优选的范围在100至250℃。优选地，搅拌上文提到的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂，使得处理剂均一地到达木质纤维素材料例如木屑、木纤维或类似的材料的表面，然后处理剂优选地被加热。
此外，在其中木质纤维素材料以木屑、纤维、粉末或类似的材料的形式的情况下，上文提到的加热步骤优选地在压力下进行。即，优选地进行热模塑。作为用于热模塑的方法，可以采用常规的方法。
在本发明的用于处理木质纤维素材料的方法、用于生产木质纤维素杂化材料的方法和用于生产纸产品或木质产品的方法中，上文提到的多元羧酸或其的衍生物(A)和上文提到的含有结合于硅原子的官能团的硅化合物(B)可以被独立地浸渍到或施用于木质纤维素材料。例如，上文提到的多元羧酸或其的衍生物(A)可以被浸渍在或施用于木质纤维素材料，并且然后，上文提到的含有结合于硅原子的官能团的硅化合物(B)可以被浸渍在或施用于木质纤维素材料。可选择地，上文提到的含有结合于硅原子的官能团的硅化合物(B)可以被浸渍在或施用于木质纤维素材料，并且然后，上文提到的多元羧酸或其的衍生物(A)可以被浸渍在或施用于木质纤维素材料。
实施例
在下文，参照实施例和比较实施例详细地描述本发明。应当理解，本发明不被限于实施例。
根据JIS A5905的方法测量滤纸的厚度的膨胀系数和重量的增加率。此外，根据ASTM D1037-06a的方法测量木板的厚度的膨胀系数和重量的增加率。动力粘度是在25℃测量的值，并且％意指以重量计％。
实施例1
将0.012g的马来酸酐、0.003g的甘油和0.015g的其分子链的两端都被羧基癸基基团封端的聚二甲基硅氧烷(动力粘度＝150mm2/s)溶解在7.5g的丙酮中。将滤纸(424号，厚度＝1mm，
Figure BDA00002152764500121
由Advantec ToyoKaisha Ltd.制造)与1g的1％的氯化铁(III)水溶液共同地浸没在所获得的溶液中，随后是通过空气干燥以及在150℃的烘箱中经受热处理10分钟。将上文提到的滤纸在室温浸没在水中18个小时。通过比较在滤纸被浸没在水中之前和之后的厚度获得的上文提到的滤纸的厚度的膨胀系数和重量的增加率分别是21.3％和94％。
实施例2
将0.012g的马来酸酐、0.003g的甘油和0.015g的其分子链的两端都被羟基乙氧丙基基团封端的聚二甲基硅氧烷(动力粘度＝60mm2/s)溶解在7.5g的丙酮中。将滤纸(424号，厚度＝1mm，
Figure BDA00002152764500122
由AdvantecToyo Kaisha Ltd.制造)与1g的1％的氯化铁(III)水溶液共同地浸没在所获得的溶液中，随后是通过空气干燥以及在150℃的烘箱中经受热处理10分钟。将上文提到的滤纸在室温浸没在水中18个小时。通过比较在滤纸被浸没在水中之前和之后的厚度获得的上文提到的滤纸的厚度的膨胀系数和重量的增加率分别是18.3％和82％。
实施例3
将0.012g的马来酸酐、0.003g的甘油和0.015g的其分子链的两端都被缩水甘油氧基丙基基团封端的聚二甲基硅氧烷(动力粘度＝10mm2/s)溶解在7.5g的丙酮中。将滤纸(424号，厚度＝1mm，
Figure BDA00002152764500123
由Advantec Toyo Kaisha Ltd.制造)与1g的1％的氯化铁(III)水溶液共同地浸没在所获得的溶液中，随后是通过空气干燥以及在150℃的烘箱中经受热处理10分钟。将上文提到的滤纸在室温浸没在水中18个小时。通过比较在滤纸被浸没在水中之前和之后的厚度获得的上文提到的滤纸的厚度的膨胀系数和重量的增加率分别是21.0％和71％。
实施例4
将0.0105g的1，2，3，4-丁烷四羧酸、0.0045g的甘油和0.015g的其分子链的两端都被羧基癸基基团封端的聚二甲基硅氧烷(动力粘度＝150mm2/s)溶解在7.5g的丙酮中。将滤纸(424号，厚度＝1mm，
Figure BDA00002152764500131
由Advantec Toyo Kaisha Ltd.制造)与1g的1％的氯化铁(III)水溶液共同地浸没在所获得的溶液中，随后是通过空气干燥以及在150℃的烘箱中经受热处理10分钟。将上文提到的滤纸在室温浸没在水中18个小时。通过比较在滤纸被浸没在水中之前和之后的厚度获得的上文提到的滤纸的厚度的膨胀系数和重量的增加率分别是16.8％和75％。
实施例5
将0.0105g的1，2，3，4-丁烷四羧酸和0.015g的其分子链的两端都被羧基癸基基团封端的聚二甲基硅氧烷(动力粘度＝150mm2/s)溶解在7.5g的丙酮中。将滤纸(424号，厚度＝1mm，
Figure BDA00002152764500132
由Advantec Toyo KaishaLtd.制造)与1g的1％的氯化铁(III)水溶液共同地浸没在所获得的溶液中，随后是通过空气干燥以及在150℃的烘箱中经受热处理10分钟。将上文提到的滤纸在室温浸没在水中18个小时。通过比较在滤纸被浸没在水中之前和之后的厚度获得的上文提到的滤纸的厚度的膨胀系数和重量的增加率分别是18.2％和94％。
实施例6
将0.0105g的1，2，3，4-丁烷四羧酸和0.015g的其分子链的两端都被羟基乙氧丙基基团封端的聚二甲基硅氧烷(动力粘度＝60mm2/s)溶解在7.5g的丙酮中。将滤纸(424号，厚度＝1mm，
Figure BDA00002152764500133
由Advantec ToyoKaisha Ltd.制造)与1g的1％的氯化铁(III)水溶液共同地浸没在所获得的溶液中，随后是通过空气干燥以及在150℃的烘箱中经受热处理10分钟。将上文提到的滤纸在室温浸没在水中18个小时。通过比较在滤纸被浸没在水中之前和之后的厚度获得的上文提到的滤纸的厚度的膨胀系数和重量的增加率分别是19.1％和87％。
实施例7
将0.0150g的1，2，3，4-丁烷四羧酸和0.015g的其分子链的两端都被羧基癸基基团封端的聚二甲基硅氧烷(动力粘度＝150mm2/s)溶解在7.5g的丙酮中。将滤纸(424号，厚度＝1mm，
Figure BDA00002152764500141
由Advantec Toyo KaishaLtd.制造)与1g的1％的氯化铁(III)水溶液共同地浸没在所获得的溶液中，随后是通过空气干燥以及在150℃的烘箱中经受热处理10分钟。将上文提到的滤纸在室温浸没在水中18个小时。通过比较在滤纸被浸没在水中之前和之后的厚度获得的上文提到的滤纸的厚度的膨胀系数和重量的增加率分别是18.1％和95％。
比较实施例1
将滤纸(424号，厚度＝1mm，
Figure BDA00002152764500142
由Advantec Toyo KaishaLtd.制造)在室温浸没在水中18个小时。通过比较在滤纸被浸没在水中之前和之后的厚度获得的上文提到的滤纸的厚度的膨胀系数和重量的增加率分别是32.4％和314％。
比较实施例2
将32.0g的马来酸酐和8.0g的甘油在65℃或更高下加热和搅拌。在获得反应混合物的均一的液体之后，将反应混合物的液体进一步加热和搅拌一个小时。由此，获得以39.8g的量的无色的透明产物(其在室温以固体的形式，而在制备的时间以液体的形式)。将所获得的反应产物以0.015g的量溶解在7.5g的丙酮中。将滤纸(424号，厚度＝1mm，由Advantec Toyo Kaisha Ltd.制造)与1g的1％的氯化铁(III)水溶液共同地浸没在所获得的溶液中，随后是通过空气干燥以及在150℃的烘箱中经受热处理10分钟。将上文提到的滤纸在室温浸没在水中18个小时。通过比较在滤纸被浸没在水中之前和之后的厚度获得的上文提到的滤纸的厚度的膨胀系数和重量的增加率分别是21.0％和266％。
比较实施例3
将0.012g的马来酸酐和0.003g的甘油溶解在7.5g的丙酮中。将滤纸(424号，厚度＝1mm，
Figure BDA00002152764500151
由Advantec Toyo Kaisha Ltd.制造)与1g的1％的氯化铁(III)水溶液共同地浸没在所获得的溶液中，随后是通过空气干燥以及在150℃的烘箱中经受热处理10分钟。将上文提到的滤纸在室温浸没在水中18个小时。通过比较在滤纸被浸没在水中之前和之后的厚度获得的上文提到的滤纸的厚度的膨胀系数和重量的增加率分别是22.2％和261％。
比较实施例4
将0.012g的马来酸和0.003g的甘油溶解在7.5g的丙酮中。将滤纸(424号，厚度＝1mm，
Figure BDA00002152764500152
由Advantec Toyo Kaisha Ltd.制造)与1g的1％的氯化铁(III)水溶液共同地浸没在所获得的溶液中，随后是通过空气干燥以及在150℃的烘箱中经受热处理10分钟。将上文提到的滤纸在室温浸没在水中18个小时。通过比较在滤纸被浸没在水中之前和之后的厚度获得的上文提到的滤纸的厚度的膨胀系数和重量的增加率分别是22.0％和264％。
比较实施例5
将0.012g的马来酸酐、0.003g的甘油和0.015g的其分子链的两端都被三甲基甲硅烷氧基基团封端的聚二甲基硅氧烷(动力粘度＝10mm2/s)溶解在7.5g的丙酮中。将滤纸(424号，厚度＝1mm，
Figure BDA00002152764500153
由Advantec Toyo Kaisha Ltd.制造)与1g的1％的氯化铁(III)水溶液共同地浸没在所获得的溶液中，随后是通过空气干燥以及在150℃的烘箱中经受热处理10分钟。将上文提到的滤纸在室温浸没在水中18个小时。通过比较在滤纸被浸没在水中之前和之后的厚度获得的上文提到的滤纸的厚度的膨胀系数和重量的增加率分别是22.8％和245％。
比较实施例6
将0.012g的马来酸酐、0.003g的甘油和0.015g的硅酸甲酯(由TamaChemicals Co.，Ltd.制造)溶解在7.5g的丙酮中。将滤纸(424号，厚度＝1mm，
Figure BDA00002152764500154
由Advantec Toyo Kaisha Ltd.制造)与1g的1％的氯化铁(III)水溶液共同地浸没在所获得的溶液中，随后是通过空气干燥以及在150℃的烘箱中经受热处理10分钟。将上文提到的滤纸在室温浸没在水中18个小时。通过比较在滤纸被浸没在水中之前和之后的厚度获得的上文提到的滤纸的厚度的膨胀系数和重量的增加率分别是22.5％和242％。
比较实施例7
将0.012g的马来酸酐、0.003g的甘油和0.015g的硅酸盐40(由TamaChemicals Co.，Ltd.制造)溶解在7.5g的丙酮中。将滤纸(424号，厚度＝1mm，
Figure BDA00002152764500161
由Advantec Toyo Kaisha Ltd.制造)与1g的1％的氯化铁(III)水溶液共同地浸没在所获得的溶液中，随后是通过空气干燥以及在150℃的烘箱中经受热处理10分钟。将上文提到的滤纸在室温浸没在水中18个小时。通过比较在滤纸被浸没在水中之前和之后的厚度获得的上文提到的滤纸的厚度的膨胀系数和重量的增加率分别是22.5％和212％。
与其中滤纸未被处理的比较实施例1，其中进行使用多元羧酸的或使用多元羧酸和多元醇的或使用其的反应产物的处理的比较实施例2至4，和其中进行使用不含有结合于硅原子的官能团的二甲基聚硅氧烷的或使用烷氧基硅烷的部分地水解的缩合物(condensate)的处理的比较实施例5至7相比，在实施例1至8中，滤纸不容易吸收水。由于该原因，在实施例1至8中，滤纸的膨胀和滤纸的重量的增加被控制。
实施例8
将1.22g的马来酸和0.26g的甘油溶解在7.08g的水中。将3.21g的含有40％的二甲基硅氧烷和甲基环氧环己基乙基硅氧烷的共聚物的水包油乳液(环氧基团的含量＝1.2％，并且动力粘度＝6,000mm2/s)与其混合。通过喷雾到300g的木屑添加所获得的溶液，并且向其添加15g的pMDI(Mondur541，由Bayer Ltd.制造)，随后混合它们。将被充分混合的处理过的木屑在200℃在3.4MPa的压力下压制5分钟。由此，获得木板。将所获得的木板在室温浸没在水中24小时。通过比较在木板被浸没在水中之前和之后的厚度获得的上文提到的木板的厚度的膨胀系数和重量的增加率分别是15.7％和31.6％。
实施例9
将1.22g的马来酸和0.26g的甘油溶解在6.03g的水中。将1.91g的氯化铁(III)的以重量计45％的水溶液(含有0.86g的氯化铁(III)和1.05g的水)，和3.21g的含有40％的二甲基硅氧烷和甲基环氧环己基乙基硅氧烷的共聚物的水包油乳液(环氧基团的含量＝1.2％，并且动力粘度＝6,000mm2/s)与其混合。将所获得的溶液加入300g的木屑中，并且将15g的pMDI(Mondur541，由Bayer Ltd.制造)加入其中，随后混合它们。将被充分混合的处理过的木屑在200℃在3.4MPa的压力下压制5分钟。由此，获得木板。将所获得的木板在室温浸没在水中24小时。通过比较在木板被浸没在水中之前和之后的厚度获得的上文提到的木板的厚度的膨胀系数和重量的增加率分别是15.8％和38.6％。
实施例10
将1.22g的马来酸和0.26g的甘油溶解在6.03g的水中。将1.91g的氯化铁(III)的以重量计45％的水溶液(含有0.86g的氯化铁(III)和1.05g的水)，和3.21g的含有40％的二甲基硅氧烷和甲基环氧环己基乙基硅氧烷的共聚物的水包油乳液(环氧基团的含量＝1.2％，并且动力粘度＝6,000mm2/s)与其混合。将所获得的溶液加入300g的木屑中，并且将15g的pMDI(Mondur541，由Bayer Ltd.制造)加入其中，随后混合它们。将被充分混合的处理过的木屑在150℃在3.4MPa的压力下压制10分钟。由此，获得木板。将所获得的木板在室温浸没在水中24小时。通过比较在木板被浸没在水中之前和之后的厚度获得的上文提到的木板的厚度的膨胀系数和重量的增加率分别是17.7％和46.4％。
实施例11
将1.22g的马来酸和0.26g的甘油溶解在7.95g的水中。将1.91g的氯化铁(III)的以重量计45％的水溶液(含有0.86g的氯化铁(III)和1.05g的水)加入其中。将所获得的溶液加入300g的木屑中，并且将15g的pMDI(Mondur 541，由Bayer Ltd.制造)和1.29g的其分子链的两端都被缩水甘油氧基丙基基团封端的聚二甲基硅氧烷(动力粘度＝10mm2/s)的混合液体加入其中，并且将混合物混合。将被充分混合的处理过的木屑在200℃在3.4MPa的压力下压制5分钟。由此，获得木板。将所获得的木板在室温浸没在水中24小时。通过比较在木板被浸没在水中之前和之后的厚度获得的上文提到的木板的厚度的膨胀系数和重量的增加率分别是14.9％和58.6％。
实施例12
将1.22g的马来酸和0.26g的甘油溶解在7.95g的水中。将1.91g的氯化铁(III)的以重量计45％的水溶液(含有0.86g的氯化铁(III)和1.05g的水)加入其中。将所获得的溶液加入300g的木屑中，并且将15g的pMDI(Mondur 541，由Bayer Ltd.制造)和1.29g的其分子链的两端都被羟基乙氧丙基基团封端的聚二甲基硅氧烷(动力粘度＝45mm2/s)的混合液体加入其中，并且将混合物混合。将被充分混合的处理过的木屑在200℃在3.4MPa的压力下压制5分钟。由此，获得木板。将所获得的木板在室温浸没在水中24小时。通过比较在木板被浸没在水中之前和之后的厚度获得的上文提到的木板的厚度的膨胀系数和重量的增加率分别是15.6％和36.8％。
比较实施例8
将15g的pMDI(Mondur 541，由Bayer Ltd.制造)加入300g的木屑中。将被充分混合的处理过的木屑在150℃在3.4MPa的压力下压制10分钟。由此，获得木板。将所获得的木板在室温浸没在水中24小时。通过比较在木板被浸没在水中之前和之后的厚度获得的上文提到的木板的厚度的膨胀系数和重量的增加率分别是20.5％和95.0％。
与是未被处理的木板的比较实施例8比较，在实施例8至12中，木板不容易吸收水，并且由于该原因，木板的膨胀和重量的增加可以被控制。

Claims (13)

1.一种用于在木质纤维素材料中使用的处理剂，包含：
(A)多元羧酸或其的衍生物；以及
(B)硅化合物，所述硅化合物含有结合于硅原子的官能团。
2.根据权利要求1所述的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂，其中所述多元羧酸的所述衍生物是羧酸酐或多元羧酸和多元醇的反应产物。
3.根据权利要求1或2所述的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂，其中所述结合于硅原子的官能团具有选自由环氧基团、甲醇基团和羧基基团组成的组的至少一个基团。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂，其中所述硅化合物是有机硅烷或有机聚硅氧烷。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂，还包含多元醇。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂，还包含酯化催化剂。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂，其为溶液或乳液的形式。
8.一种木质纤维素杂化材料，包含根据权利要求1至7中任一项所述的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂以及木质纤维素材料。
9.根据权利要求8所述的木质纤维素杂化材料，还包含有机树脂粘合剂。
10.一种纸产品或木质产品，包含根据权利要求8或权利要求9所述的木质纤维素杂化材料。
11.一种用于处理木质纤维素材料的方法，包括将根据权利要求1至7中任一项所述的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂浸渍到或施用于所述木质纤维素材料的步骤。
12.一种用于生产木质纤维素杂化材料的方法，包括将根据权利要求1至7中任一项所述的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂浸渍到或施用于木质纤维素材料的步骤。
13.一种用于生产纸产品或木质产品的方法，包括以下步骤：
将根据权利要求1至7中任一项所述的用于在木质纤维素材料中使用的处理剂浸渍到或施用于木质纤维素材料；以及
加热所述木质纤维素材料。
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