CN109715355A - 经处理的多孔材料 - Google Patents

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Abstract

一种经处理的纤维素材料，其包含具有多孔结构的纤维素材料，所述多孔结构限定多个孔，所述纤维素材料包含木材，所述木材包括木材或木材复合材料，所述孔的至少一部分含有以下一种或多种的反应产物：水溶性多元醇、含环氧树脂、催化剂或固化剂，和所述纤维素材料。一种制备经处理的纤维素材料的方法，其包含提供纤维素材料；第一处理方案，其包含用水溶性多元醇浸渍纤维素材料；和第二处理方案，其包含用含环氧树脂浸渍所述纤维素材料。

Description

经处理的多孔材料
背景技术
多孔材料(如纤维素材料)需加保护以防止昆虫袭击、腐烂以及浸水，从而有助于保持纤维素材料的物理特性。这类纤维素材料的一个实例为木材。已知多种处理剂以及保藏方法可保藏纤维素材料。
现代保存方法通常涉及用处理剂压力处理纤维素材料。压力处理通常使处理剂渗透进纤维素材料的多孔结构中。处理剂通常为选择来赋予纤维素材料期望的物理特性的化学化合物。举例来说，提高纤维素材料硬度、增加纤维素材料耐水性以及改善纤维素材料尺寸稳定性的处理剂是令人感兴趣的。木材在水中能够吸收高达其重量的100％，从而引起木材膨胀，这使得在通过蒸发失去水之后，引起木材收缩。这个水吸收/蒸发过程是不均一的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(诸如昆虫或真菌)的路径。驱赶昆虫或使真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令人感兴趣的。此外，处理剂能够改进抗风性、紫外辐射抗性、高温和低温下的稳定性、抗害虫性、耐火性以及可能影响纤维素材料物理特性的其它问题。
希望有一种改良的纤维素材料处理剂。
发明内容
一种经处理的纤维素材料，其包含具有多孔结构的纤维素材料，所述多孔结构限定多个孔，所述纤维素材料包含木材，所述木材包括木材或木材复合材料，所述孔的至少一部分含有以下一种或多种的反应产物：水溶性多元醇、含环氧树脂、催化剂或固化剂，和所述纤维素材料。
一种制备经处理的纤维素材料的方法，其包含提供纤维素材料；第一处理方案，其包含用水溶性多元醇浸渍纤维素材料；和第二处理方案，其包含用含环氧树脂浸渍纤维素材料。
具体实施方式
如本文所使用，术语“多孔材料”是指可渗透的材料，使得流体可通过孔或其它通道在其中移动。多孔材料的实例为纤维素材料。多孔材料的实例包括纤维素材料、石材、混凝土、陶瓷以及其衍生物。如本文所使用，术语“纤维素材料”是指包括纤维素作为结构组分的材料。纤维素材料的实例包括木材、纸、纺织品、绳索、颗粒板以及其它生物材料和合成材料。如本文所使用，木材包括实木和所有木材复合材料(例如硬纸板，工程化木制品等)。纤维素材料通常具有界定多个孔的多孔结构。
如本文所使用，除非另外指明，否则短语“分子量”是指重量平均分子量。
“经处理的纤维素材料”是已经用处理剂处理来改性纤维素材料的特性的纤维素材料。经处理剂改性的特性包括(但不限于)增强的疏水性、尺寸稳定性、抗真菌性、抗昆虫性、硬度、表面外观、UV稳定性、防火性以及可涂布性。通过降低水吸收和蒸发速率来增强纤维素材料的疏水性可提供其它辅助益处，如尺寸稳定性，从而降低膨胀和收缩的内应力。
“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。在一个实例中，处理剂包含水溶性多元醇和含环氧树脂。将处理剂施加到纤维素材料中。将处理剂施加到纤维素材料的优选方法是通过使用压力处理的浸渍。在一个实例中，聚合物作为溶液的一部分施加到纤维素材料中。已知施加处理剂的其它方法，如刷涂、喷涂、浸涂、浸泡以及挤压。一旦施用，处理剂将渗透纤维素材料的表面。如本文所述，水溶性多元醇和含环氧树脂可以在单独的处理步骤中施加到纤维素材料上。
如本文所用，在如丙烯酸酯的另一术语之前使用术语“(甲基)”是指丙烯酸酯与甲基丙烯酸酯。举例来说，术语“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；术语“(甲基)丙烯酸类”是指丙烯酸类或甲基丙烯酸类；并且术语“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸或甲基丙烯酸。
如本文所用，“水溶性”是指溶液在水中具有至少10wt％的多元醇，没有相分离、沉淀或固体残余物。在一个实例中，水溶性多元醇为具有2个或更多个羟基的聚合物。水溶性多元醇的实例包括聚乙二醇、聚乙烯醇、环氧乙烷/环氧丙烷共聚物、乙氧基化甘油、乙氧基化三羟甲基丙烷或乙氧基化糖。在一个实例中，选择分子量小于10000的水溶性多元醇。在一个实例中，选择分子量小于2000的水溶性多元醇。在一个实例中，选择分子量小于1500的水溶性多元醇。在一个实例中，选择分子量至少为300的水溶性多元醇。在一个实例中，水溶性多元醇为分子量小于1000的聚乙二醇。CARBOWAXTM聚乙二醇1000(陶氏化学公司(The DowChemical Company))是市售聚乙二醇的一个实例。就共聚物而言，它可以为无规、嵌段或接枝共聚物。如本文所使用，共聚物是指通过合并两种或更多种单体而形成的聚合物。共聚物的实例包括二元共聚物、三元共聚物、四元共聚物和其它更高阶共聚物。
在一个实例中，水溶性多元醇为水溶液的组成部分。在一个实例中，溶液为包含水溶性多元醇、水以及任选地有机溶剂的介质。制备溶液使得溶液的粘度适于渗透纤维素材料的孔以通过纤维素材料分布。在一个实例中，溶液的粘度在环境温度下为10cP至5000cP。在一个实例中，溶液的粘度在环境温度下小于500cP。在一个实例中，溶液还包含一种或多种添加剂。在一个实例中，溶液的聚合物含量为1到75重量％。在一个实例中，溶液的聚合物含量为5到60重量％。在一个实例中，溶液的聚合物含量为10至55重量％。在一个实例中，溶液的聚合物含量为15至50重量％。在一个实例中，溶液的聚合物含量为25至45重量％。优选地，溶液的聚合物含量为30至40重量％。在一个实例中，溶液包括溶剂，例如有机溶剂，如氧化溶剂、烃溶剂、卤代溶剂或其组合。
在一个实例中，含环氧树脂为环氧树脂。在一个实例中，含环氧树脂为吸收环氧树脂的热塑性聚合物。市售的吸收环氧树脂的热塑性聚合物的实例为Maincote TM AEH-10(可购自陶氏化学公司)。在一个实例中，含环氧树脂的环氧部分包含单一环氧树脂。在一个实例中，含环氧树脂的环氧部分包含环氧树脂的混合物。在一个实例中，含环氧树脂的环氧树脂部分为双酚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或酚醛清漆树脂，或其组合。在一个实例中，含环氧树脂的热塑性部分包含(甲基)丙烯酸胶乳。适用于制备丙烯酸乳胶的单体包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，例如丙烯酸甲酯、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-乙基己酯和其组合。
在一个实例中，将含环氧树脂制备为通过乳化剂稳定的环氧分散液。分散液优选为水分散液。环氧树脂可以为固体环氧树脂或液体环氧树脂。在选择液体环氧树脂的情况下，形成水溶液。在一个实例中，分散液包括水、固体环氧树脂和一种或多种乳化剂。水分散液优选为稳定的分散液。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。在一个实例中，分散液基本上不含溶剂，例如具有小于1体积％的溶剂。在一个实例中，水性分散液具有小于0.1体积％的溶剂。在一个实例中，分散液不含溶剂。市售的分散液的实例包括购自陶氏化学公司的OUDRASperseTM，例如OUDRASperseTM WB 3001、OUDRASperseTM WB 4001和OUDRASperseTM WB 6001。在一个实例中，乳化剂为表面活性剂。在一个实例中，表面活性剂为非离子的或阴离子的。在一个实例中，表面活性剂为环氧官能表面活性剂环氧官能表面活性剂为一种表面活性剂，其含有与含环氧材料反应，从而成为固化基质的整体部分的官能团。在一个实施例中，表面活性剂用表卤代醇或多官能(二或更高)环氧化物处理，得到环氧官能表面活性剂。在一个优选的实施例中，用表卤代醇或多官能(二或更高)环氧化物处理的表面活性剂为非离子的。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、烷氧基化酯、烷氧基化酸酯、环氧乙烷/环氧丙烷共聚物(嵌段和无规)、胺烷氧基化物、烷氧基化多元醇和硫醇。在一个实例中，分散液包括环氧官能表面活性剂的组合。在另一实例中，分散液包括环氧官能表面活性剂和另一种表面活性剂的组合。
制备含有含环氧树脂的水分散液，使得分散液中的悬浮粒度适于渗透纤维素材料的孔以通过纤维素材料分布。在一个实例中，水分散液的固体具有小于50微米的平均粒度。在一个实例中，水性分散液的固体具有小于500nm的平均粒度。在一个实例中，水分散液的固体具有小于350nm的平均粒度。在一个实例中，水性分散液的固体具有小于250nm的平均粒度。在一个实例中，水性分散液的固体具有100至250nm的平均粒度。在一个实例中，分散液或溶液还包含一种或多种添加剂。在一个实例中，分散液中所存在的任何固体都保持在稳定悬浮液中并且可被分散液携带到纤维素材料的孔中。在一个实例中，分散液的固体含量为0.1到90重量％。在一个实例中，分散液的固体含量为1到80重量％。在一个实例中，分散液的固体含量为5到70重量％。在一个实例中，分散液的固体含量为10到60重量％。在一个实例中，分散液的固体含量为12到50重量％。在一个实例中，分散液的固体含量为15到40重量％。制备水性分散液，使得含环氧分散液的粘度适于渗透纤维素材料的孔以通过纤维素材料分布。在一个实例中，溶液或分散液的粘度在环境温度下为1cP至5000cP。在一个实例中，溶液或分散液的粘度在环境温度下小于1000cP。
在一个实例中，将含有水溶性多元醇的溶液与含有含环氧树脂的溶液或分散液组合，以允许在单个步骤中处理多孔材料。
在一个实例中，将催化剂或固化剂引入纤维素材料中。在一个实例中，在处理多孔材料之前，将催化剂或固化剂与含有含环氧树脂的分散液或溶液组合。在一个实例中，催化剂或固化剂在与含环氧树脂的不同处理步骤中加入。选择催化剂或固化剂，使得当与含环氧树脂组合时，它使含环氧树脂的至少一部分聚合、交联或固化。合适的催化剂的实例包括胺、膦、铵、鏻、砷、锍部分，以及其任何组合。固化剂的实例包括已知可用于固化基于环氧树脂的组合物的任何共反应性或催化固化材料。此类共反应性固化剂包括例如咪唑、多元胺、聚酰胺、聚氨基酰胺、双氰胺、多酚、聚合硫醇、聚羧酸和酸酐以及其任何组合等。共反应性固化剂的其它实例包括苯酚酚醛清漆、双酚-A酚醛清漆、二环戊二烯的苯酚酚醛清漆、甲酚酚醛清漆、二氨基二苯砜、苯乙烯-顺丁烯二酸酐(SMA)共聚物；及其任何组合。在共反应性固化剂之中，含有树脂和酚醛树脂的胺和氨基或酰胺基是优选的。合适的催化固化剂包括叔胺、季铵卤化物、路易斯酸(如三氟化硼)、布朗斯特酸(如硫酸和有机磺酸)，以及其任何组合等。在一个实例中，将催化剂或固化剂配制成适合于处理多孔材料的液体溶液的一部分。如所属领域所知，一些催化剂或固化剂与含环氧树脂共反应，这意味着催化剂或固化剂将与含环氧树脂反应形成一部分反应产物。在一个实例中，纤维素材料用于催化含环氧树脂的反应，并且不需要单独的催化剂或固化剂。优选地，将催化剂或固化剂引入纤维素材料中。
组合处理剂与纤维素材料。优选地，如本文所述，通过压力处理将处理剂引入纤维素材料中。在另一实例中，处理剂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、浸涂、浸泡、喷涂以及挤压。处理剂变得浸入纤维素材料的至少一部分孔隙中，且由此增加了纤维素材料的重量。在一个实例中，处理剂使纤维素材料的重量增加1到80％(如在干燥纤维素材料后计算)。在一个实例中，处理剂使纤维素材料的重量增加5到超过100％(如在干燥纤维素材料后计算)。在一个实例中，在与引入处理剂分开的处理步骤中将催化剂或固化剂引入纤维素材料中。在一个实例中，催化剂或固化剂作为处理剂的一部分或与处理剂同时引入纤维素材料中。
在一个实例中，处理剂包含一种或多种添加剂。添加剂可以作为含有水溶性多元醇的溶液的一部分，作为含有含环氧树脂的溶液或分散液的一部分，作为含有催化剂或固化剂的溶液的一部分包括，或者可以与其分开包括。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。举例来说，添加剂可以是有机化合物、金属化合物或金属有机化合物。在一个例子中，添加剂为改进处理剂对木材的润湿或穿透的材料，例如在溶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。这类填料可包括二氧化硅、Ca(OH)2或CaCO3。另外，处理剂可以与木材防腐剂结合使用，所述木材防腐剂含有例如铜-氨、铜-胺、铜-氨-胺复合物、季铵化合物或其它系统。举例来说，处理剂可以与碱性铜-季铵(Alkaline Copper-Quaternary ammonium；ACQ)防腐剂系统一起使用。处理剂还可以与使用锌盐或含硼化合物的木材防腐技术一起使用。任选地，可以向处理剂中添加其它添加剂，如杀昆虫剂、杀白蚁剂以及杀真菌剂。在一个实例中，包括添加剂作为分散液或溶液的一部分。在一个实例中，向分散液或溶液中添加一种或多种表面活性剂。在一个实例中，选择使聚合物在纤维素材料表面处胶凝减少的表面活性剂。在一个实例中，选择使浸入纤维素材料中的处理剂的量增加的表面活性剂。举例来说，合适的表面活性剂可以是非离子、阴离子或阳离子型。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、多元醇和烷氧基化多元醇。举例来说，非离子表面活性剂是可购自陶氏化学公司的TERGITOLTM L-62。阴离子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、磺基琥珀酸盐、脂肪酸盐和磷酸酯。举例来说，阴离子表面活性剂是可购自陶氏化学公司的DOWFAXTM C10L。阳离子表面活性剂的实例包括烷基三甲基铵盐。
优选地，通过压力处理将纤维素材料制备成经处理的纤维素材料。用于压力处理纤维素材料的压力可以高于或低于大气压力。在一个实例中，压力比环境压力低例如0.0001至0.09MPa(0.75至675mmHg)。在另一实例中，压力比环境压力大例如0.1至1.7MPa(750至12750mmHg)。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。压力处理的温度可以在一定温度范围(例如环境温度到150℃)内进行。
在一个实例中，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。在一个实例中，第一处理方案包含用水溶性多元醇浸渍纤维素材料。第一处理方案包含以下步骤中的一个或多个：(a)在容器中沉积纤维素材料；(b)将容器在真空中保持5至60分钟；(c)将水溶性多元醇引入到容器中；(d)将容器加压到1.03MPa，保持5至60分钟；(e)排出过量水溶性多元醇；(f)任选地通过真空去除过量水溶性多元醇；以及(g)将纤维素材料在20至60℃下风干24至48小时。在一个实例中，水溶性多元醇为溶液的一部分。在一个实例中，步骤(d)在环境压力下进行。
在一个实例中，随后根据第二处理方案处理第一处理方案的产物，所述第二处理方案用含环氧树脂浸渍纤维素材料。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)将含环氧树脂引入容器中；(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含环氧树脂；和(e)将纤维素材料在60℃下风干24到48小时。在一个实例中，组合第一处理方案和第二处理方案，由此修改第一处理方案的步骤(c)以另外包括含环氧树脂。在一个实例中，第二处理方案在第一处理方案之前进行。
在一个实例中，经处理的纤维素材料经历任选的固化方案。固化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)将催化剂或固化剂引入容器中；(c)将容器在真空或增加的压力下保持5到60分钟；(d)任选地通过真空去除过量的催化剂或固化剂；以及(e)将纤维素材料在60℃下风干24到48小时。在一个实例中，固化方案在第一处理方案之后执行。在一个实例中，固化方案在第二处理方案之后执行。在一个实例中，固化方案与第一处理方案同时进行。在一个实例中，固化方案与第二处理方案同时进行。
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。合适的风干温度在室温(约20℃)与180℃之间。干燥可以在空气、氮气或其它合适的气氛中进行。
第一处理方案和第二处理方案的结果是具有孔的纤维素材料，其中至少一部分孔含有包含以下一种或多种的反应产物：水溶性多元醇、含环氧树脂和催化剂或固化剂。反应产物可包括以下中的一种或多种：(1)含环氧树脂与含环氧树脂的反应产物，(2)含环氧树脂与催化剂或固化剂的反应产物，(3)含环氧树脂与水溶性多元醇的反应产物，(4)含环氧树脂与纤维素材料的反应产物，(5)含环氧树脂、水溶性多元醇和纤维素材料的反应产物，(6)含环氧树脂、催化剂或固化剂以及水溶性多元醇的反应产物，(7)含环氧树脂、催化剂或固化剂、水溶性多元醇和纤维素材料的反应产物。如非排他性列表所示，预期本文所述的浸渍方法将导致各种反应，其将水溶性多元醇、含环氧树脂、催化剂或固化剂以及纤维素材料组合成为各种反应产物，其组合为纤维素材料提供改进的特性。
实例
利用水浸测试，根据美国木材保护协会标准E4-11程序(《经压力处理的木材的拒水性标准测试方法(Standard Method of Testing Water Repellency of PressureTreated Wood)》)测定经处理的纤维素材料的拒水性。水浸测试涉及：首先，提供包含如本文所述制备的经处理的纤维素材料的经处理薄片，与包含根据本文所述第一处理方案处理(但其中溶液用蒸馏水替换)的纤维素材料的对照薄片；第二，测量经处理薄片和对照薄片两者的切向尺寸，以得到初始切向尺寸(T1)(其中切向尺寸垂直于纤维素材料的颗粒方向)；第三，将经处理薄片和对照薄片两者都放入维持在65±3％相对湿度和21±3℃的调节室中，直到实现恒重；第四，将经处理薄片和对照薄片两者都浸没于24±3℃的蒸馏水中30分钟；和第四，从水中移出后，测量经处理薄片和对照薄片两者的切向尺寸，以得到后切向尺寸(T2)。
DoN是指聚合物中羧酸官能团的中和度。
各单独薄片(经处理薄片和对照薄片两者)的膨胀百分比(S)计算如下：
在本文的每个实例中，对照薄片的膨胀百分比为3.0％。
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加拒水特性的有效性。WRE计算如下：
S1是指未经处理的薄片的膨胀百分比；S2是指经处理的薄片的膨胀百分比。根据E4-11，对于大多数户外应用，75％的最小WRE为优选的。
以下实施例说明本公开的某些方面，但是本公开的范围不限于以下实例。
材料
PEG 300、PEG 1000和PEG 1450为可以商标CARBOWAXTM从陶氏化学公司获得的市售聚乙二醇。将PEG 1000溶解在水中，得到30重量％的溶液。将PEG 1450和PEG 300以8:2的重量比溶解在水中，得到30重量％的溶液。
吸收环氧树脂的热塑性聚合物水分散液.MaincoteTM AEH-10是市售的苯乙烯丙烯酸乳胶与30％双酚A环氧树脂的混合水分散液(可购自陶氏化学公司)。MaincoteTM AEH-10的固体含量为53％，所提供的环氧当量(Epoxy Equivalent weight；EEW)为1180，最低成膜温度(minimum film formation temperature；MFFT)为约13℃，粘度小于400cPs。通过加入水将分散液稀释至30固体％。此分散液在下文称为“EITP”。
OUDRASperseTM WB 3001为来自陶氏化学公司的市售环氧分散液。所接收的分散液为64固体％。如表1所指定，通过加水将其稀释至30固体％或40固体％。
聚乙烯亚胺.使用具有50重量％水溶液和分子量为750,000的聚乙烯亚胺水溶液(可购自西格玛奥德里奇公司(Sigma Aldrich)，第181978号)。通过加水将聚乙烯亚胺稀释至5固体％。此分散液在下文称为“PEI”。将其添加到纤维素材料中作为第三处理步骤。
用于固化环氧树脂的其它催化剂可商购获得，并包括：二亚乙基三胺(DETA)、氨基乙基哌嗪(AEP)和咪唑。将其加入到环氧分散液中，得到表1中所示的相应百分比(重量)。
对小木块的木材处理.提供11个南方黄松块(4cm×2cm×0.5cm)，如表1中所标记，10个如本文所述进行处理，并且1个作为对照。在抽真空的Parr反应器中用环将10个木块单独下压半小时，然后吸入80ml表1中定义的第一处理剂。在氮气下将反应器加压至150psi并保持60分钟。然后将浸渍的木块置于60℃下的空气烘箱中持续48小时。
从此程序中扣除两个经处理的块并用作比较实例。剩余的八个经处理的木块在抽真空的Parr反应器中分别用环下压半小时，然后吸入80ml表1中定义的改性剂。在氮气下将反应器加压至150psi并保持60分钟。然后将浸渍的木块置于60℃下的空气烘箱中持续48小时。
将两个经处理的块分别在抽真空的Parr反应器中用环下压半小时，然后吸入80ml表1中定义的催化剂或固化剂。在氮气下将反应器加压至150psi并保持60分钟。然后将浸渍的木块置于60℃下的空气烘箱中持续48小时。
通过用去离子水在35℃下洗涤木块进行浸出试验，持续8小时，并且然后在60℃的烘箱中干燥过夜。然后按照AWPAS E4-11程序进行干燥木材的尺寸稳定性，结果列于表1中。
表1
如表所示，用PEG处理木材最初提供了良好的防水效率(WRE)，但是当用水浸出时，WRE不佳。另外，当添加催化剂或固化剂作为第三步骤时，初始WRE和浸出的WRE都是良好的。将催化剂或固化剂添加到改性剂中产生初始良好的WRE，但是在用水浸出时，结果不佳。在不受理论限制的情况下，这些结果表明PEG可以与EITP或OUDRASperse反应以防止其用水浸出，或者当用催化剂或固化剂处理以涂覆孔隙时，EITP或OUDRASperse可形成膜。木材可防止PEG浸出。
对大木块的木材处理：
对于大木材块，ASE％计算如下：
其中Su和Sm分别是未改性和经改性木材的膨胀系数。
膨胀系数计算如下：
其中V2是饱和样品的体积，V1是经烘箱干燥样品的体积。
提供七个南方黄松块(6.3cm×6.3cm×2.5cm)，如表2中所标记，六个如本文所述进行处理，并且一个为对照。在抽真空的Parr反应器中用环将六个木块分别下压半小时，然后吸入200ml表2中定义的第一处理剂。在氮气下将反应器加压至150psi并保持60分钟。然后将浸渍的木块置于60℃下的空气烘箱中持续48小时。
然后将六个经处理的木块分别在抽真空的Parr反应器中用环下压半小时，然后吸入200ml表2中定义的改性剂。在氮气下将反应器加压至150psi并保持60分钟。然后将浸渍的木块置于80℃下的空气烘箱中持续72小时。
然后用表2中列出的结果测量经干燥木材的尺寸稳定性。
表2
注意，由于测量技术，当膨胀百分比非常小时，它可能记录为负数，如上表所示。

Claims (14)

1.一种经处理的纤维素材料，其包含：
具有多孔结构的纤维素材料，所述多孔结构限定多个孔，所述纤维素材料包含木材，所述木材包括木材或木材复合材料，所述孔的至少一部分含有以下一种或多种的反应产物：
2.水溶性多元醇、含环氧树脂、催化剂或固化剂和纤维素材料。根据权利要求1所述的经处理的纤维素材料，其中所述水溶性多元醇选自以下的组：聚乙二醇、聚乙烯醇、环氧乙烷/环氧丙烷共聚物、乙氧基化甘油、乙氧基化三羟甲基丙烷或乙氧基化糖。
3.根据权利要求1所述的经处理的纤维素材料，其中所述含环氧树脂来源于包含环氧树脂或吸收环氧树脂的热塑性聚合物的水性分散液。
4.根据权利要求3所述的经处理的纤维素材料，其中所述含环氧树脂的环氧部分为双酚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或酚醛清漆树脂，或其组合。
5.根据权利要求3所述的经处理的纤维素材料，其中所述吸收环氧树脂的热塑性聚合物分散液的热塑性聚合物部分来源于丙烯酸胶乳。
6.一种用于制备经处理的纤维素材料的方法，其包含：
(a)提供纤维素材料；
(b)第一处理方案，其包含用水溶性多元醇浸渍所述纤维素材料。
(c)第二处理方案，其包含用含环氧树脂浸渍所述纤维素材料。
7.根据权利要求6所述的经处理的纤维素材料，其中所述水溶性多元醇选自由以下组成的组：聚乙二醇、聚乙烯醇、环氧乙烷/环氧丙烷共聚物、乙氧基化甘油、乙氧基化三羟甲基丙烷或乙氧基化糖。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述水溶性多元醇为聚乙二醇。
9.根据权利要求6所述的方法，其中所述含环氧树脂为环氧树脂或吸收环氧树脂的热塑性聚合物。
10.根据权利要求9所述的经处理的纤维素材料，其中所述吸收环氧树脂的热塑性聚合物分散液的环氧部分为双酚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或酚醛清漆树脂，或其组合。
11.根据权利要求9所述的经处理的纤维素材料，其中所述吸收环氧树脂的热塑性聚合物分散液的所述热塑性聚合物部分为丙烯酸胶乳。
12.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一处理方案和所述第二处理方案中的至少一种的所述浸渍在大于或低于环境的压力下进行。
13.根据权利要求6所述的经处理的纤维素材料，其中所述第一处理方案还包含环氧催化剂或固化剂。
14.根据权利要求6所述的方法，其还包含用添加剂浸渍所述纤维素材料。
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