CN107921656A - 经处理的多孔材料 - Google Patents

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Abstract

本发明描述一种经处理的纤维素材料，所述材料包含具有界定多个孔隙的多孔结构的纤维素材料，所述孔隙中的至少一部分含有处理剂，所述处理剂包含环氧树脂、丙烯酸乳胶与羧化固化剂和/或胺固化剂的反应产物。本发明进一步描述用于制备经处理的纤维素材料方法，所述方法包含提供纤维素材料；以及第一处理方案，所述第一处理方案包含用水性分散液浸渍所述纤维素材料，所述水性分散液包含环氧树脂和丙烯酸乳胶。

Description

经处理的多孔材料
背景技术
多孔材料(如纤维素材料)需加以保护以防止霉变、昆虫袭击、腐烂以及浸水，从而有助于保持纤维素材料的物理特性。这种纤维素材料的一个实例为木材。已知多种处理剂和保藏方法可保藏纤维素材料。
现代保藏方法典型地涉及用处理剂压力处理纤维素材料。压力处理通常使得处理剂渗入纤维素材料的整个多孔结构中。处理剂通常为一种为了赋予纤维素材料所要物理特性而选择的化合物。举例来说，所关注的是增加耐水性并且提高纤维素材料的尺寸稳定性的处理剂。木材在水中的吸收能力多达其重量的100％，从而引起木材胀大，在经由蒸发而发生水损失之后，引起木材收缩。这一水吸收/蒸发过程是非均一的并且在木材中产生内应力，导致裂开、翘曲、弓形、弯曲、扭曲、卷曲等。另外，水能够充当使纤维素材料降解的生物体(如昆虫或真菌)的路径。
白蚁是造成木材受损的最显著的几组昆虫中的一种。为了减少白蚁破坏，已采用使用自然耐久的木材品种、防腐处理和经工程改造的木制品。然而，由于耐久木材的有限可供使用性、防腐剂提供功效所需的高百分比重量增加和工程化木材的“非天然”外观，对改进的抗蚁性技术的需求为所期望的。非常需要一种对木材提供抗白蚁性和尺寸稳定性的技术。
驱赶昆虫或使真菌/霉菌形成减到最少或改善纤维素材料整体耐久性的处理剂是所关注的。此外，处理剂可改善抗风性、紫外辐射抗性、高温和低温下的稳定性、抗害虫性、抗霉性、防火性以及可影响纤维素材料的物理特性的其它问题。
需要经改善的纤维素材料处理剂。
发明内容
在一种情况下，本发明描述了一种经处理的纤维素材料，所述材料包含具有界定多个孔隙的多孔结构的纤维素材料，所述孔隙中的至少一部分含有处理剂，所述处理剂包含环氧树脂、丙烯酸乳胶与羧化固化剂和/或胺固化剂的反应产物。
在一种情况下，本发明进一步描述用于制备经处理的纤维素材料的方法，所述方法包含提供纤维素材料；以及第一处理方案，所述第一处理方案包含用水性分散液浸渍纤维素材料，所述水性分散液包含环氧树脂和丙烯酸乳胶。
具体实施方式
如本文所用，术语“多孔材料”是指一种可渗透的材料，以便流体可借助于孔隙或其它通道而流经其中。多孔材料的实例包括纤维素材料、石头、混凝土、陶瓷以及其衍生物。如本文所用，术语“纤维素材料”是指包含纤维素作为结构组分的材料。纤维素材料的实例包括木材、纸、纺织品、绳索、颗粒板以及其它生物以及合成材料。如本文所用，术语“木材”包括实木和所有的木质复合材料，例如刨花板、经工程改造的木制品等。纤维素材料通常具有界定多个孔隙的多孔结构。
“经处理的纤维素材料”是一种已经用处理剂处理以修改纤维素材料特性的纤维素材料。经过处理剂修改的特性可以包括(但不限于)增强的疏水性、尺寸稳定性、抗真菌性、抗霉性、抗昆虫性、硬度、表面外观、UV稳定性、耐火性以及可涂布性。提高纤维素材料的疏水性可以通过降低水的吸收和蒸发率从而减小膨胀和收缩的内应力，由此提供其它辅助性益处。
“处理剂”是当与纤维素材料合并时使纤维素材料的特性改性的物质。在一种情况下，处理剂包含环氧树脂、丙烯酸乳胶与羧化固化剂和/或胺固化剂的反应产物。环氧树脂、丙烯酸乳胶及羧化固化剂和/或胺固化剂统称为“处理剂的前驱物。”将处理剂的前驱物引入到纤维素材料中。在一种情况下，在一个或多个分散液中将处理剂的前驱物引入到纤维素材料中。一种将分散液施加到纤维素材料的方法是通过使用压力处理的浸渍。已知施加分散液的其它方法，如涂刷、涂布、喷涂、浸涂、浸泡以及挤压。一旦施加，则分散液将渗入纤维素材料的至少一部分孔隙中。
在一种情况下，环氧树脂包含双酚A的二缩水甘油醚、双酚F的二缩水甘油醚、1，4-丁二醇二缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、邻苯二甲酸的二缩水甘油酯、1，4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚、1，3-环己烷二甲醇二缩水甘油醚、六氢邻苯二甲酸的二缩水甘油酯、酚醛清漆树脂或其组合。在一种情况下，丙烯酸乳胶由(甲基)丙烯酸酯单体制备。如本文所用，短语“(甲基)丙烯酸酯”意味着丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和其混合物。在一种情况下，(甲基)丙烯酸酯单体包含丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸磷酸乙酯以及其组合。在一种情况下，丙烯酸乳胶包含其中单体中之一者为疏水性的共聚物。在一种情况下，丙烯酸乳胶包含其中单体中之一者为亲水性的共聚物。在一种情况下，丙烯酸乳胶包含含有一或多种疏水性单体和一或多种亲水性单体的共聚物。在一种情况下，疏水性单体是(甲基)丙烯酸酯单体，例如丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯或甲基丙烯酸丁酯。在一种情况下，疏水性单体是苯乙烯单体。在一种情况下，亲水性单体是(甲基)丙烯酸单体。在一种情况下，丙烯酸乳胶包含(甲基)丙烯酸/苯乙烯共聚物。在一种情况下，丙烯酸乳胶包含(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸酯共聚物。在一种情况下，丙烯酸乳胶包含(甲基)丙烯酸酯/苯乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物。在一种情况下，共聚物包含10重量％或超过10重量％丙烯酸。在一种情况下，丙烯酸乳胶由一或多种丙烯酸衍生物单体形成。在一种情况下，丙烯酸乳胶由一或多种苯乙烯衍生物单体形成。适合用于聚(甲基)丙烯酸酯/苯乙烯共聚物中的苯乙烯和苯乙烯衍生物单体的实例包括2-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、苯乙烯、4-叔丁氧基苯乙烯、4-硝基苯乙烯和4-乙烯基苯甲酸。在一种情况下，丙烯酸乳胶的另一个特征为含有抗凝聚官能团，其是指与环氧乙烷基团(和酯基，如果存在)充分无反应的亲水性基团以使得乳胶粒子在60℃下热老化稳定10天。本文中使用术语“在60℃下热老化稳定10天”是指在60℃下经受加热老化10天的乳胶的粒径不会增加超出此类热老化研究之前的粒径的超过30％。抗凝聚官能团可使用含抗凝聚官能团的单体(抗凝聚单体)结合到聚合物粒子中，不过也可能通过接枝来结合此类基团。认为抗凝聚基团为有效的，因为它们在热老化条件下为亲水性以及对环氧乙烷基团的非反应性。普通类的此类基团包括酰胺基团、乙酰乙酰氧基基团和强质子酸，调节pH以形成它们的共轭物碱。在一种情况下，抗凝聚官能团是以下的官能团：丙烯酰胺；甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯；甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯烯胺；对苯乙烯磺酸钠；2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸或其盐；或甲基丙烯酸磷酸乙酯或其盐，或其组合。
在一种情况下，环氧树脂和丙烯酸乳胶作为丙烯酸环氧树脂混合(acrylic epoxyhybrid，AEH)水性分散液提供。例如，可获自陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)的MaincoteTM AEH-10是苯乙烯丙烯酸乳胶与30％双酚A环氧树脂的混合水性分散液。在一种情况下，AEH是含有40-60％固体的分散液。在一种情况下，AEH的30到40％的固体包含环氧树脂。在一种情况下，AEH的60到70％的固体包含丙烯酸乳胶。
在一种情况下，羧化固化剂是中和烯烃-羧酸共聚物，其为烯烃-羧酸共聚物与氨、胺或碱的反应产物。在一种情况下，烯烃-羧酸共聚物包含单体，所述单体选自包含以下的群组：乙烯、丙烯、1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、丁二烯、苯乙烯、(甲基)丙烯酸、顺丁烯二酸、顺丁烯二酸酐或其混合物。在一种情况下，苯乙烯丙烯酸分散液是适合的，例如可购自陶氏化学公司(TheDow Chemical Company)的OrotanTM CA-2005。如本文所用，极性烯烃聚合物是含有一或多个极性基团的烯烃(共)聚合物。在例示性实施例中，聚合物可以例如包含一种或多种具有极性基团作为共聚单体或接枝单体的极性聚烯烃。极性基团的实例包括羧酸、羧酸酐、羧酸酯、羧酸盐以及羧酸酰胺。在某些实施例中，极性烯烃聚合物是烯烃-羧酸共聚物。示范性极性聚烯烃包括但不限于乙烯/丙烯酸(EAA)和乙烯/甲基丙烯酸(EMAA)共聚物，如可购自陶氏化学公司的在商标PRIMACORTM下可获得的那些聚烯烃；可购自杜邦公司(E.I.DuPont deNemours)的NUCRELTM；以及可购自埃克森美孚化学公司(ExxonMobil Chemical Company)的ESCORTM。示范性共聚物还包括乙烯/顺丁烯二酸酐共聚物，如可在商标AMPLIFYTM GR下获自陶氏化学公司的那些共聚物。示范性共聚物另外包括乙烯/顺丁烯二酸酐和丙烯/顺丁烯二酸酐共聚物，如可在LICOCENETM商标下获自科莱恩国际有限公司(Clariant InternationalLtd.)的那些共聚物。其它示范性烯烃-羧酸共聚物包括(但不限于)乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、乙烯/丙烯酸乙酯(EEA)共聚物、乙烯/甲基丙烯酸甲酯(EMMA)共聚物和乙烯丙烯酸丁酯(EBA)共聚物。还可使用其他烯烃-羧酸共聚物。具有酯或酐官能团的共聚物可转化为甲酸。所属领域的普通技术人员将认识到还可使用多种其他适用的烯烃-羧酸共聚物。在一个实施例中，极性烯烃聚合物可以例如包含选自由以下组成的群组的极性聚烯烃：乙烯/丙烯酸(EAA)共聚物、乙烯/甲基丙烯酸共聚物(EMAA)和其组合。在一种情况下，烯烃-羧酸共聚物包含单独的或在具有其他聚合物或共聚物之混合物中的乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物。聚合物的羧酸部分用中和剂至少部分地中和以形成稳定水性分散液。如本文所用，中和剂是其中与羧酸的反应可以潜在地引起盐形成的任何材料。在一种情况下，中和剂选自碱金属的氢氧化物、氨或其有机衍生物(包括胺)。在一种情况下，中和剂是强碱或弱碱。举例来说，中和剂可以是氢氧化钠、氢氧化钾或氨或胺，如单乙醇胺(MEA)、三乙醇胺(TEA)、二乙基乙醇胺(DEEA)或二甲氨基乙醇(DMEA)。获自BYK USA Inc.的AQUACERTM 8804是中和EAA分散液的一个实例。稳定分散液是适用于渗透纤维素材料的孔隙的分散液。中和剂中和聚合物的至少一部分羧酸基团。如本文所用，羧酸基团的中和是指使羧酸基团的氢转移的任何反应。在一种情况下，聚合物中5摩尔％到100摩尔％的羧酸基团通过中和剂中和。在另一情况下，10摩尔％到80摩尔％的羧酸基团通过中和剂中和。在又另一情况下，20到70摩尔％的羧酸基通过中和剂中和。
如上文所陈述，在一个或多个分散液中将处理剂的前驱物引入到纤维素材料中。分散液优选为水性分散液。在一种情况下，经处理的纤维素材料用第一处理方案处理，所述第一处理方案包含用水性分散液浸渍纤维素材料，所述水性分散液包含环氧树脂和丙烯酸乳胶。在一种情况下，所述经处理的纤维素材料用第二处理方案处理，所述第二处理方案包含用改性剂浸渍纤维素材料，所述改性剂包含如下文更详细描述的羧化固化剂和/或胺固化剂。水性分散液优选为稳定分散液。稳定分散液是在形成之后能抵抗其特性随时间推移发生变化，并且因此适合于渗入纤维素材料的孔中的分散液。在一种情况下，分散液基本上不含溶剂，例如，具有小于1体积％的溶剂。在一种情况下，水性分散液具有小于0.1体积％的溶剂。在一种情况下，分散液不含溶剂。
以分散液中悬浮颗粒的大小适合于渗入纤维素材料的孔隙从而遍布纤维素材料分布的方式来制备分散液。在一种情况下，分散液还包含一种或多种添加剂。在一种情况下，存在于水性分散液中的任何固体保持于稳定悬浮液中且可通过分散液进入纤维素材料孔隙中来输送。在一种情况下，分散液的固体含量为1到75重量％。
“改性剂”是当与环氧树脂合并时，使环氧树脂的至少一部分聚合和/或交联和/或固化的物质。如本文所用，改性剂是处理剂的前驱物的成分，但如本文所述，在一种情况下改性剂在除处理剂的前驱物的其余成分外的单独处理方案中引入到纤维素材料中。改性剂优选为已知用以固化和/或交联环氧树脂的剂。在一种情况下，改性剂为羧化固化剂。在一种情况下，改性剂是胺固化剂。在一种情况下，改性剂是固化硬化剂。在一种情况下，改性剂是中和烯烃-羧酸共聚物，其为烯烃-羧酸共聚物与氨、胺或碱的反应产物。中和烯烃-羧酸共聚物如本文所述。胺固化剂的实例包括包含以下的胺固化剂：二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、2，2，4-三甲基六亚甲基二胺、2，4，4-三甲基六亚甲基-二胺、1，6-己二胺、1-乙基-1，3-丙二胺、双(3-氨丙基)哌嗪、N-氨基乙基哌嗪、N，N-双(3-氨丙基)乙二胺、2，4甲苯二胺、2，6-甲苯-二胺、1，2环己二胺、1，4-二氨基-3，6-二乙基环己烷、1，2-二氨基-4-乙基-环己烷、1，4-二氨基-3，6-二乙基环己烷、1-环己基-3，4-环己二胺、异佛尔酮二胺、降冰片烷二胺、4，4′-二氨基二环己基甲烷、4，4′-二氨基-二环己基甲烷、4，4′二氨基二环己基-丙烷、2，2-双(4-氨基环己基)丙烷、3，3′-二甲基-4，4′-二氨基二环己基甲烷、3-氨基-1-环己烷-氨基-丙烷、1，3-和1，4-双(氨基甲基)环己烷、间二甲苯二胺、对二甲苯二胺、聚氧丙烯二胺、聚酰胺基胺和聚乙烯亚胺(PEI)。
将处理剂与纤维素材料结合。在一种情况下，通过如本文所述的压力处理将处理剂的前驱物引入到纤维素材料中。在另一情况下，处理剂的前驱物是通过所属领域中已知的其它技术引入纤维素材料中，例如刷涂、涂布、浸涂、浸泡、喷涂以及挤压。处理剂的前驱物变为浸入纤维素材料的至少一部分孔隙中，并且藉此增加纤维素材料的重量。在不受理论限制的情况下，预期在浸渍于纤维素材料中时处理剂的前驱物反应以形成处理剂。在一种情况下，处理剂使纤维素材料的重量增加1到80％(与纤维素材料的原始重量相比，并且如在处于或高于60℃下使干燥纤维素材料至少2小时之后计算)。在一种情况下，处理剂使纤维素材料的重量增加5％到超过100％(如在处于或高于60℃下使纤维素材料干燥至少2小时之后计算)。
在一种情况下，一或多种添加剂浸入纤维素材料中。添加剂可以作为分散液的一部分、作为改性剂的一部分引入，或可以与其分开引入。已知使经处理的纤维素材料添加特性的添加剂是适合的，如阻燃剂、分散剂和/或染料。添加剂还可包括已知与环氧树脂分散液相容的纳米填料。举例来说，添加剂可以是有机化合物、金属化合物或有机金属化合物。在一种情况下，添加剂是改良聚合物对木材的润湿或穿透的材料，例如在分散液中稳定的溶剂或表面活性剂(阴离子、阳离子或非离子)。添加剂的实例包括溶剂、填充剂、增稠剂、乳化剂、分散剂、缓冲剂、颜料、渗透剂、抗静电剂、气味物质、腐蚀抑制剂、防腐剂、渗硅剂、流变改性剂、抗沉降剂、抗氧化剂、其它交联剂(例如二元醇以及多元醇)、光学增亮剂、蜡、聚结剂、杀生物剂以及消泡剂。此类蜡可以包括石油蜡、石蜡、天然蜡，或合成蜡，如聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡、蜂蜡，或粗蜡。此外，添加剂可为含有例如铜-氨、铜-胺、铜-氨-胺错合物、季铵化合物或其他系统的木材防腐剂。举例来说，碱性铜-季铵(ACQ)防腐剂体系。添加剂可包括使用锌盐或含硼化合物的木材防腐剂技术。任选地，如杀昆虫剂、杀白蚁剂、杀真菌剂以及杀霉菌剂的其它添加剂可添加到纤维素材料。在一种情况下，添加剂作为分散液的一部分包括并且与其形成稳定悬浮液。在一种情况下，将一种或多种表面活性剂添加到分散液中。在一种情况下，选择使浸入纤维素材料中的分散液的量增加的表面活性剂。举例来说，合适的界面活性剂可为非离子或阴离子。非离子表面活性剂的实例包括：烷氧基化醇、烷氧基化烷基酚、脂肪酸酯、胺和酰胺衍生物、烷基聚葡糖苷、环氧乙烷/环氧丙烷共聚物、多元醇以及烷氧基化多元醇。举例而言来说，非离子型表面活性剂是可购自陶氏化学公司的TERGITOLTM L-62。阴离子型表面活性剂的实例包括：烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、硫酸化烷醇酰胺、α烯烃磺酸盐、木质素磺酸盐、磺基丁二酸盐、脂肪酸盐以及磷酸酯。举例来说，阴离子型表面活性剂是可购自陶氏化学公司的DOWFAXTM C10L。
在一种情况下，分散液组分具有足够小的粒径以渗透纤维素材料的孔隙。在一种情况下，分散液组分的粒径不超过50μm。在一种情况下，分散液组分的粒径不超过5μm。在一种情况下，分散液组分的粒径小于0.5μm。
在一种情况下，利用压力处理将纤维素材料制备为经处理的纤维素材料。用于压力处理纤维素材料的压力可或高于或低于大气压。在一种情况下，压力低于环境压力，例如0.0001到0.09MPa(0.75到675mmHg)。在另一种情况下，压力高于环境压力，例如0.1到1.7MPa(750到12750mmHg)。据设想所属领域中已知的压力处理方法适合于用处理剂浸渍纤维素材料。
如上文所述，在一种情况下，经处理的纤维素材料根据至少第一处理方案和第二处理方案来制备。在一种情况下，第一处理方案包含用分散液浸渍纤维素材料，所述分散液包含环氧树脂和丙烯酸乳胶。第一处理方案包含以下步骤中的一个或多个：(a)使纤维素材料在容器中沉积；(b)将容器维持在真空中5到60分钟；(c)将包含环氧树脂和丙烯酸乳胶的水性分散液引入容器中；(d)将所述容器加压到1.03MPa持续5到60分钟；(e)排出过量水性分散液；(f)任选地通过真空去除过量水性分散液；和(g)将纤维素材料在20到60℃下风干24到48小时。在一种情况下，第一处理方案的产物随后根据第二处理方案制备，所述第二处理方案用改性剂浸渍纤维素材料。第二处理方案包含以下步骤中的一个或多个：(a)使根据第一处理方案制备的纤维素材料在容器中沉积；(b)将改性剂引入容器中；(c)将容器维持在真空或增加的压力下5到60分钟；(d)任选地通过真空去除过量改性剂；和(e)将纤维素材料在60℃下风干24到48小时。
名称“第一处理方案”和“第二处理方案”不意图被理解为限定处理顺序。据设想纤维素材料可为首先用分散液处理并且其次用改性剂处理，由此在时间上第二处理在第一处理之后。还设想纤维素材料可首先用改性剂处理并且其次用分散液处理，由此在时间上第二处理方案在第一处理方案之前。还设想纤维素材料可同时用第一处理方案和第二处理方案处理(在此情况下应在使分散液和改性剂组合之后即时处理纤维素材料以最大限度地减少固化反应)。
若干个干燥步骤可以在一系列温度下进行，其中风干步骤的持续时间与温度成比例。合适的干燥温度在室温(约20℃)与180℃之间。干燥可以在空气中、在氮气中或其它合适的气氛中进行。
在一种情况下，第二处理方案包含加热方案，其中将第一处理方案的产物在空气中于80℃下加热1到7天。在不受理论限制的情况下，预期将高温与多孔材料的天然组分组合促进环氧树脂聚合和交联。
利用水浸测试，根据美国木材保护协会标准E4-11程序(经压缩处理的木材的拒水性标准测试方法)测定经处理的纤维素材料的拒水性。水浸测试涉及：第一，提供包含如本文所述制备的经过处理的纤维素材料的经过处理的薄片和包含未处理过的纤维素材料的对照薄片；第二，测量经过处理的薄片和对照薄片的切向尺寸，得到初始切向尺寸(T1)(其中切向尺寸垂直于纤维素材料的晶粒的方向)；第三，将经过处理的薄片和对照薄片放置在维持在65±3％相对湿度和21±3℃的调节室中，直到实现恒重；第四，将经过处理的薄片和对照薄片在24±3℃下在蒸馏水中浸没30分钟；以及第四，测量经过处理的薄片和对照薄片在从水中移出之后的切向尺寸，得到后切向尺寸(T2)。
各单独薄片(经处理薄片与对照薄片两者)的膨胀百分比(S)如下计算：
在本文的每个实例中，对照薄片的膨胀百分比为4.7％。
拒水效率(Water-repellency efficiency；WRE)用于确定处理剂向经处理的纤维素材料增添拒水特性的有效性。WRE如下计算：
S1是指未处理薄片的膨胀百分比；S2是指经处理薄片的膨胀百分比。根据E4-11，对于大部分户外应用来说，优选为75％的最小WRE。对照薄片的WRE是0％。
经处理的纤维素材料的硬度是根据肖氏(硬度计)测试，使用D型硬度计(30°锥体，1.40mm直径，2.54mm延长，44.48N弹簧力)测定。硬度是使用D型硬度计，通过将纤维素材料放置在硬平坦表面上来测定，且硬度计的压脚是利用针对纤维素材料的指定弹簧力按压。在与纤维素材料接触的一秒内，记录硬度计上的量表的硬度值。每个纤维素材料样品进行至少五次硬度测试。在本文中报告的硬度值是对给定纤维素材料进行的测试的平均值。未经处理的南方黄松对照薄片的硬度值是约40。
以下实例示出了本公开的某些方面，但本发明的范围不限于以下实例。
将五个松木薄片(标识为A、B、C、D和E)(南方黄树，4cm×2cm×0.5cm)各自通过重物(此处使用圆环)固定在Parr反应器的底部。将反应器压力设定成真空，维持30分钟。将用水稀释到30％固体浓度的80ml MaincoteTM AEH-10水性分散液(可获自陶氏化学公司)引入到各反应器中。随后将各反应器压力设定为1.03MPa，在氮气下维持60分钟。随后将各薄片放入烘箱中并且在80℃下风干在表1中列出的时间量。
表1
薄片 烘箱时间
A 6天
B 14天
C 3天
D 3天
E 3天
随后将薄片C、D和E传回到反应器并且通过重物固定于底部。将反应器压力设定成真空，维持30分钟。将80ml表2中列出的剂引入到对应的反应器中。随后将各反应器压力设定为1.03MPa，在氮气下维持60分钟。随后将各薄片放入烘箱中且在空气中于60℃下干燥2天。
表2
薄片 剂
C 5％PEI水溶液
D 由100％TEA中和的20％PrimacorTM 5980i分散液
E 由100％TEA中和的20％PrimacorTM 5980i分散液
随后将薄片E传回到反应器并且通过重物固定于底部。将反应器压力设定成真空，维持30分钟。将80ml于水中的5％PEI溶液引入到反应器中。随后将反应器压力设定为1.03MPa，在氮气下维持30分钟。随后将薄片放入烘箱中且在空气中于60℃下干燥2天。
各经处理薄片和对照组薄片根据E4-11程序加工，并且各薄片的膨胀百分比和WRE在表3中列出。各经处理薄片的硬度使用D型硬度计测量，其中值在表3中列出。
表3
实例 膨胀百分比 WRE 硬度
对照组 100％ 0％ 40
A 1.7％ 46.40 51
B 2.4％ 18.82 44
C 0.27％ 91.11 52
D 0.57％ 81.11 58
E 0.45％ 85.69 58
实例说明与对照组相比，含有处理剂的纤维素材料产生改进的WRE、硬度和膨胀。另外，与仅用丙烯酸环氧树脂混合(AEH)水性分散液处理相比，使用改性剂进一步改进WRE和硬度。

Claims (15)

1.一种经处理的纤维素材料，包含：
具有界定多个孔隙的多孔结构的纤维素材料，所述孔隙中的至少一部分含有处理剂，所述处理剂包含：
环氧树脂、丙烯酸乳胶与羧化固化剂和/或胺固化剂的反应产物。
2.根据权利要求1所述的经处理的纤维素材料，其中所述经处理的纤维素材料是通过以下步骤来制备：(1)用包含所述环氧树脂和所述丙烯酸乳胶的水性分散液浸渍所述纤维素材料，以及(2)用包含所述羧化固化剂和/或所述胺固化剂的改性剂浸渍所述纤维素材料。
3.根据权利要求1所述的经处理的纤维素材料，其中所述环氧树脂包含双酚A的二缩水甘油醚、双酚F的二缩水甘油醚、1，4-丁二醇二缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、邻苯二甲酸的二缩水甘油酯、1，4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚、1，3-环己烷二甲醇二缩水甘油醚、六氢邻苯二甲酸的二缩水甘油酯、酚醛清漆树脂或其组合。
4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的经处理的纤维素材料，其中所述丙烯酸乳胶由(甲基)丙烯酸酯单体或(甲基)丙烯酸酯共聚单体制备。
5.根据权利要求4所述的经处理的纤维素材料，其中所述(甲基)丙烯酸酯单体包含丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸磷酸乙酯以及其组合。
6.根据权利要求4所述的经处理的纤维素材料，其中所述(甲基)丙烯酸酯共聚单体包含苯乙烯单体、乙烯基加成单体或其组合。
7.根据权利要求2到6中任一权利要求所述的经处理的纤维素材料，其中所述改性剂能够固化所述环氧树脂。
8.根据权利要求1到7中任一权利要求所述的经处理的纤维素材料，其中所述羧化固化剂是经中和的烯烃-羧酸共聚物，其是烯烃-羧酸共聚物与氨、胺或碱的反应产物。
9.根据权利要求1到8中任一权利要求所述的经处理的纤维素材料，其中所述胺固化剂包含二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、2，2，4-三甲基己二胺、2，4，4-三甲基六亚甲基二胺、1，6-己二胺、1-乙基-1，3-丙二胺、双(3-氨丙基)哌嗪、N-氨基乙基哌嗪、N，N-双(3-氨丙基)乙二胺、2，4甲苯二胺、2，6-甲苯-二胺、1，2环己二胺、1，4-二氨基-3，6-二乙基环己烷、1，2-二氨基-4-乙基-环己烷、1，4-二氨基-3，6-二乙基环己烷、1-环己基-3，4-二氨基环己烷、异佛尔酮二胺、降冰片烷二胺、4，4′-二氨基二环己基甲烷、4，4′-二氨基-二环己基甲烷、4，4′二氨基二环己基-丙烷、2，2-双(4-氨基环己基)丙烷、3，3′-二甲基-4，4′-二氨基二环己基甲烷、3-氨基-1-环己烷-氨基-丙烷、1，3-和1，4-双(氨基甲基)环己烷、间二甲苯二胺、对二甲苯二胺、聚氧丙烯二胺、聚酰胺基胺或聚乙烯亚胺。
10.一种制备经处理的纤维素材料的方法，包含：
提供纤维素材料；和
第一处理方案，包含用水性分散液浸渍所述纤维素材料，所述水性分散液包含环氧树脂和丙烯酸乳胶。
11.根据权利要求10所述的用于制备经处理的纤维素材料的方法，进一步包含：
第二处理方案，包含用改性剂浸渍所述纤维素材料，所述改性剂包含羧化固化剂，或胺固化剂。
12.根据权利要求10到11中任一权利要求所述的方法，其中所述第一处理方案的所述浸渍是在超过环境或低于环境的压力下进行。
13.根据权利要求10到12中任一权利要求所述的方法，其中所述环氧树脂包含双酚A的二缩水甘油醚、双酚F的二缩水甘油醚、1，4-丁二醇二缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、邻苯二甲酸的二缩水甘油酯、1，4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚、1，3-环己烷二甲醇二缩水甘油醚、六氢邻苯二甲酸的二缩水甘油酯、酚醛清漆树脂或其组合。
14.根据权利要求10到13中任一权利要求所述的方法，其中所述羧化固化剂是烯烃-羧酸共聚物与氨、胺或碱的反应产物。
15.根据权利要求10到14中任一权利要求所述的方法，其中所述胺固化剂包含二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、2，2，4-三甲基己二胺、2，4，4-三甲基六亚甲基-二胺、1，6-己二胺、1-乙基-1，3-丙二胺、双(3-氨丙基)哌嗪、N-氨基乙基哌嗪、N，N-双(3-氨丙基)乙二胺、2，4甲苯二胺、2，6-甲苯-二胺、1，2环己二胺、1，4-二氨基-3，6-二乙基环己烷、1，2-二氨基-4-乙基-环己烷、1，4-二氨基-3，6-二乙基环己烷、1-环己基-3，4-二氨基环己烷、异佛尔酮二胺、降冰片烷二胺、4，4′-二氨基二环己基甲烷、4，4′-二氨基-二环己基甲烷、4，4′二氨基二环己基-丙烷、2，2-双(4-氨基环己基)丙烷、3，3′-二甲基-4，4′-二氨基二环己基甲烷、3-氨基-1-环己烷-氨基-丙烷、1，3-和1，4-双(氨基甲基)环己烷、间二甲苯二胺、对二甲苯二胺、聚氧丙烯二胺、聚酰胺基胺或聚乙烯亚胺。
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