CN114650901A

CN114650901A - 改性木材

Info

Publication number: CN114650901A
Application number: CN202080064679.4A
Authority: CN
Inventors: 霍尔格·米利茨; 卢卡斯·埃梅里希; 达米安·朱利安·科尔佩; 宝林·加图内斯
Original assignee: Archroma IP GmbH; Georg August Universitaet Goettingen
Current assignee: Archroma IP GmbH; Georg August Universitaet Goettingen
Priority date: 2019-09-18
Filing date: 2020-09-17
Publication date: 2022-06-21
Also published as: JP2022548891A; US20220379517A1; EP3795317A1; HUE062702T2; EP4031338C0; WO2021053059A1; AU2020351047A1; TW202126451A; KR20220061226A; EP4031338B1; AR119999A1; PL3795317T3; HRP20230961T1; ES2955070T3; CA3154311A1; EP4031338A1; EP3795317B1; BR112022004958A2; EP3795317C0

Abstract

本发明涉及用于木材或木料的处理组合物，其包括阻燃剂和交联剂或固定剂或交联剂和固定剂两者，其中组合物是无硼且无卤的。

Description

改性木材

本发明涉及改性木材(timber)领域，特别地是用阻燃剂处理的木材。

耐火性在木材和木料(wood)制品的使用中(例如在建筑领域，尤其地在建筑物和如火车站或机场等的公共场所中)起着关键作用。

尽管阻燃剂主要地是已知的，但是仍然不断需要新的和替代的组合物(特别地是避免硼酸盐和/或卤素，如果可能，避免使用其他催化剂，并且当暴露在户外时显示出高的耐浸出性的组合物)、它们的用途和应用方法。

该目的通过根据本发明权利要求1所述的组合物来解决。

因此，提供了一种用于木材和/或木料和/或木质复合材料的无硼且无卤的处理组合物，其包括：

a)阻燃剂，其包含-N-C(＝X)-N-部分，其中X是O、S和取代或未取代的氮；

和组分b)或c)中的至少一种：

b)交联剂

c)固定剂。

出乎意料地发现，通过使用这样的组合物对木材和/或木料进行改性，对于本发明内的大多数应用，可以实现以下一个或多个优点：

-该组合物可以容易地应用于木材和/或木料(其指实木和木质复合材料)，如后面将示出的。

-该组合物避免了使用污染物和有害物质。

-该组合物不仅增加了处理过的木材或木料的耐火性，通常还降低了吸湿性以及增加了生物耐久性、尺寸稳定性和表面硬度。

-该组合物可用于木材产品，例如实木、纤维板、颗粒板、胶合板、另外的单板基复合材料或薄板基复合材料和其他复合材料。

-该组合物是化学稳定的，且可以一步应用于木料。

本发明意义上的术语“无[X]”尤其指和/或包括当应用于木材或木料时，组合物中[X]的含量<0.1wt％(wt/总组合物的wt)，更优选<0.01wt％，最优选<0.001wt％。

根据本发明的组合物的优点在于，尽管根据本发明的组合物无卤素和/或无硼，但是为含木基材提供了阻燃性能。

卤素指含卤素的化合物或卤素或卤化物。卤素包括氟、氯、溴和/或碘。卤化物包括氟化物、氯化物、溴化物和/或碘化物。

本发明意义上的术语“处理组合物”尤其指和/或包括在应用后，组合物渗透至少部分木材，在最佳情况下完全地(completely)/完全地(fully)渗透待处理的木材和/或木料；这将在后面进行更详细的描述。

本发明意义上的术语“木材和/或木料”尤其指和/或包括实木和木质复合材料，木制复合材料可以是纤维基的、颗粒基的或单板基的或薄板基的。

在本申请的上下文中使用的术语“木材”应理解为尤其包括其中木料已经经过一些种类的物理或化学处理(例如干燥过程、锯割过程、压制过程等)的应用。

在本申请的上下文中使用的术语“木料”尤其包括(includes)和/或包括(encompasses)包含纤维素和半纤维素以及木质素或基本上由其组成的复合物。因此，术语“木料”包括新鲜木料、再循环木料等。

根据本发明的组合物具有增加木料和/或木材的耐久性、尺寸稳定性和表面硬度的优点。因此，木料和/或木材的优选来源选自欧洲赤松、辐射松、欧洲山毛榉(Europeanbeech L.)、杨属(Populus spp.L.)、桤木属(Alnus spp.L.)或其混合物的边材。

本发明意义上的术语“基本上由...组成”尤其是指(以wt/wt计，在任何适用情况下)>90％，优选>95％，更优选>97％，最优选>99％。

在以下中，将更详细地描述本发明复合物的组分，其中每种组合和优选的实施方案可以随意组合：

a)阻燃剂，其包含-N-C(＝X)-N-部分

本领域已知的术语“阻燃剂”尤其指和/或包括用于减缓或阻止木料着火、火的蔓延或降低其强度的物质。

优选地,阻燃剂基本上由包含-N-C(＝X)-N-部分(其中X是O、S和取代或未取代的氮)的化合物组成。

X可以包含取代的氮，优选地被氢、C₁至C₆的直链或支链或环烷基、或C₁至C₆的直链或支链或环芳基取代。

优选X表示O、NH或N(苯基)。

优选地，阻燃剂包括脲和/或胍部分。如果脲或胍不作为化合物存在于阻燃剂中，烷基或芳基取代的脲或胍是特别优选的。取代的脲和/或胍部分的取代基选自C₁至C₆的直链或支链或环烷基，或C₁至C₆的直链或支链或环芳基。特别优选C₆-环芳基(苯基)作为取代基。

阻燃剂可以作为盐存在于根据本发明的组合物中。如果阻燃剂设计作为盐，-N-C(＝X)-N-部分带有一个或多个正电荷，即-N-C(＝X)-N-部分形成阳离子。用于平衡–N-C(＝X)-N-部分的正电荷的合适的阴离子可以选自碳酸根和/或磷酸根，其中磷酸根是最优选的。如本申请上下文中使用的术语“碳酸根”是指化学式HCO₃ ^-和CO₃ ^2-的阴离子。如本申请上下文中使用的术语“磷酸根”是指化学式H₂PO₄ ^-、HPO₄ ^2-和PO₄ ^3-的阴离子，其中HPO₄ ^2-和H₂PO₄ ^3-是最优选的。设计作为盐的特别优选的阻燃剂是脲盐、胍盐和苯基胍盐，特别是由一种或多种胍阳离子和/或苯基胍阳离子和一种或多种选自碳酸根和磷酸根的阴离子组成的盐。

优选的阻燃剂是脲盐、胍盐和苯基胍盐，更优选胍和苯基胍的碳酸盐和磷酸盐。

特别优选的是根据以下化学式(a)至(c)或其混合物的阻燃剂：

根据本发明的优选的实施方案，阻燃剂可以另外地包含磷酸盐化合物。

术语“磷酸盐化合物”尤其指和/或包括其中存在与四个氧结合的磷(V)的任何化合物。因此，术语“磷酸盐化合物”尤其指和/或包括磷酸根阴离子、磷酸酯、聚磷酸盐和它们的酯以及磷酸。

对于许多应用，已经证明这进一步增加了本发明组合物的阻燃性能。

根据本发明的组合物的优点是，至少一种根据化学式(I)的交联剂和/或固定剂与至少一种阻燃剂的组合为用根据本发明的组合物处理的含木基材提供阻燃性能，其中即使在用根据本发明的组合物处理过的含木基材已经用水进行了处理后，也保持或最低程度地降低阻燃性能。

b)交联剂

本发明的组合物可以包含交联剂。术语“交联剂”尤其指和/或包括在高温下与待处理的木材和/或木料的纤维素和半纤维素的羟基反应和/或通过活性羟甲基的缩合反应导致木料中的聚合的化合物。

根据本发明的一个实施方案，交联剂包含2-咪唑烷酮部分，优选它基本上由其组成。特别优选以下结构(I)的化合物：

其中

R¹和R²彼此独立地是OH和OR⁵，其中R⁵(对于每个残基独立地)是C₁-C₅烷基、-CH₂O-C_nH_2n-OH和-CH₂O-C_nH_2n-O-C_mH_2mOH，其中C₁-C₅烷基特别优选甲基，n和m独立地是2或3，优选2；

R³和R⁴彼此独立地是氢、R⁵(对于每个残基独立地)、-CH₂OR⁵(对于每个残基独立地)和CH₂OH。

优选地，R¹、R²、R³或R⁴中的至少两个为或含有末端OH部分。

优选地R¹和R²是相同的，尤其优选R¹和R²为OH。

优选地R³和R⁴是相同的。

术语“烷基”包括直链烷基部分以及支链烷基部分。

优选R¹表示OH和/或R²表示OH和/或R³表示H、CH₃、CH₂OH、CH₂OMe、CH₂OC₂H₄OC₂H₄OH和/或R⁴表示H、CH₃、CH₂OH、CH₂OMe、CH₂OC₂H₄OC₂H₄OH，优选地其中R¹表示OH和/或R²表示OH和/或R³表示H、CH₃、CH₂OH、CH₂OMe和/或R⁴表示H、CH₃、CH₂OH、CH₂OMe。

特别优选的是根据以下化学式(II)至(IX)或其混合物的交联剂：

根据优选实施方案，阻燃剂和交联剂的比率(以wt/wt计)(当存在多于一种交联剂和/或阻燃剂时，这涉及总重量)为≥0.05:1至≤10:1，优选地≥0.2:1至≤2:1。这已被证明对于本发明中的许多应用是有利的。

根据化学式(II)的交联剂也称为DMeDHEU(1,3-双甲基-4,5-二羟基咪唑烷-2-酮)。根据化学式(III)的交联剂也称为DMDHEU(1,3-双(羟甲基)-4,5-二羟基咪唑烷-2-酮)。

特别优选的根据本发明的组合物包含根据化学式(II)的交联剂(DMDHEU)和作为阻燃剂的单胍磷酸盐，或根据化学式(III)的交联剂和作为阻燃剂的单胍磷酸盐，或根据化学式(IV)的交联剂(DMeDHEU)和作为阻燃剂的单胍磷酸盐，或化学式(V)的交联剂和作为阻燃剂的单胍磷酸盐，或根据化学式(II)的交联剂和化学式(c)的苯基胍阻燃剂，或由其组成。

根据本发明的组合物中，根据化学式(I)的阻燃剂:交联剂的合适重量比范围为至多1:20，或至多1:18，或至多1:16或至多1:14或至多1:12或至多1:10或至多1:8或至多1:6或至多1:5或至多1:4和/或至少1:0.1或至少1:0.2或至少1:0.4或至少1:0.5或至少1:0.7或至少1:0.8或至少1:0.9或至少1:1或至少1:1.2或至少1:1.4或至少1:1.6或至少1:1.8或至少1:2或至少1:2.2或至少1:2.4或至少1:2.6或至少1:2.8或至少1:3。根据本发明的组合物中，根据化学式(I)的阻燃剂:交联剂的优选重量比范围为1:20至1:0.1或1:15至1:0.5或1:10至1:1或1:5至1:1.5或1:4至1:2。

c)固定剂

本发明的组合物可以包含固定剂。

如本申请上下文中使用的术语“固定剂”尤其指/或包括能够有助于保护用根据本发明的组合物处理过的含木基材中的阻燃剂不浸出的化合物，优选通过形成更大的络合物和/或中和阻燃剂的正电荷或负电荷以降低阻燃剂的水溶性。

根据本发明的另一个实施方案，固定剂包括多胺(含有氰基胍-二乙烯三胺的聚合物、尤其地尤其优选氰基胍-二乙烯三胺-环氧氯丙烷聚合物)，优选基本上由其组成。不受任何理论的束缚，发明人认为，如果阻燃剂带负电，这些化合物的固定性能可以至少源自与Yu等人Modern Applied Science,2009,第10卷第3期，第9-16页所述的络合物类似的络合物形成。

固定剂优选以至少1重量％至至多10重量％，或至少3重量％至至多8重量％，或至少4重量％至至多7重量％的量(其中重量％是基于根据本发明的组合物的干重)使用。

根据本发明的特别优选的组合物包括作为固定剂的氰基胍-二乙烯三胺-环氧氯丙烷以及作为阻燃剂的磷酸二氢钾和脲(1:1比率)的混合物，或由其组成。

根据本发明的优选的实施方案，组合物包括所有化合物a)至c)。

根据一个实施方案，该组合物进一步包括能够催化交联反应的催化剂，因此能够催化交联剂与木材和/或木料的相互作用，以及交联剂本身的缩合反应。这尤其旨在提高交联剂的反应性，因此能够在降低的/中等的温度(优选低于130℃)下固化木料中的交联剂。

优选的催化剂选自包括金属盐的组，该金属盐来自由金属硫酸盐、金属硝酸盐、金属磷酸盐或其混合物组成的组。示例是硝酸镁、硫酸镁、硫酸铝、硝酸锌或硝酸铜或其混合物。

合适且目前优选的催化剂也是来自由硫酸铵、草酸铵、磷酸氢二铵或其混合物的组成的组的铵盐。

另外合适的且目前优选的催化剂是有机酸或无机酸。合适的示例是马来酸、甲酸、柠檬酸、酒石酸、草酸、对甲苯磺酸、硫酸、硝酸或其混合物。

特别优选的是硝酸镁。

至少一种催化剂以至少2重量％至至多10重量％，或至少2重量％至至多7重量％，或至少2重量％至至多5重量％的量(其中重量％是基于根据本发明的组合物的干重)存在于根据本发明的组合物中。

然而，根据本发明的另一个实施方案，该组合物是无催化剂的。

根据本发明的组合物可以进一步包括溶剂，其中该溶剂能够溶解根据本发明的组合物的组分，特别地溶解至少一种交联剂和/或至少一种阻燃剂。特别优选的溶剂是水。本申请的上下文中使用的术语“水”是指自来水和去离子水。

特别优选地，根据本发明的组合物被设计成水溶液，即至少一种交联剂和至少一种阻燃剂溶解在水中，从而形成根据本发明的组合物。

如果根据本发明的组合物被设计为溶液，则至少一种交联剂和至少一种阻燃剂的总量为每100mL溶剂，特别地每100mL水至少0.5g或至少5g或至少8g，或至少10g，或至少12g，或至少15g，或至少18g，或至少20g，或至少25g，和/或至多30g，或至多35g，或至多40g，或至多45g，或至多50g，或至多55g，或至多60g，或至多65g，或至多70g，或至多75g，或至多80g。特别优选的是至少一种交联剂和至少一种阻燃剂的总量为每100mL溶剂，特别地每100mL水0.5g至80g，或5g至70g，或10g至60g，或15g至45g，或20g至40g。

本发明进一步涉及本发明组合物作为木材和/或木料处理剂的用途。

本发明进一步涉及木材和/或木料复合材料，其中至少一部分木材和/或木料用本发明的组合物浸渍。优选地，木材和/或木料被完全地浸渍。

本发明进一步涉及将本发明的组合物应用到待处理的木材和/或木料上的应用方法，其包括以下步骤：

a)任选地预干燥待处理的木材和/或木料

b)在高压下用本发明组合物的水溶液浸渍待处理的木材和/或木料

c)干燥浸渍的木材和/或木料

将进一步更详细地描述该方法的步骤，其中工艺条件尤其是浸渍过程中的适用压力和干燥步骤过程中的温度强烈取决于原材料(实木、单板、颗粒、纤维)的形状和尺寸以及要处理的木料的种类。每个组合和优选的实施方案可以任意地组合：

a)任选的预干燥步骤

在步骤a)中，木材和/或木料任选地被预干燥以增加对本发明组合物的吸收能力。

优选地，在≥20毫巴至≤100毫巴压力下进行步骤a)，且优选地在室温或≥20℃至≤140℃的温度下进行步骤a)。

另外地，在大气压力下在≥20℃至≤140℃，优选地≥50℃至≤90℃的温度下进行步骤a)。这已被证明是有利的，尤其地对于较大的木材和/或木片。

优选地进行步骤a)直到木料水分含量在≥0％至≤25％的范围内。

b)浸渍步骤

如果进行步骤a)，则步骤b)优选地立即接着在步骤a)之后，其中“立即”尤其指和/或包括≤30min，优选≤10min的延迟。

如果木料和/或木材在已经经过预干燥步骤a)后具有高于环境温度的温度，则允许木料和/或木材在经过处理步骤b)前冷却至环境温度。

在步骤b)中，使用本发明组合物的水溶液。优选地，本发明组合物的含量(以添加前g/100ml水计)为≥0.5g至≤80g，优选地≥15g至≤45g，且最优选地≥20g至≤40g。

步骤b)优选地在≥6巴至≤20巴，优选地≥8巴至≤14，且最优选地≥10巴至≤12巴的压力下进行。

c)干燥步骤

步骤c)优选地接着在步骤b)之后，优选地立即在步骤b)之后。如果存在交联剂，在该步骤过程中，优选地还同时进行交联剂的固化。

优选地，步骤c)包括在不同温度下进行的至少两个干燥步骤，温度从每一个步骤到另一个步骤升高。

优选地，步骤c)包括第一干燥步骤c1)，其中首先在室温或≥20℃至≤140℃的温度下进行干燥≥12小时至≤504小时，优选地≥24小时至≤272小时，且最优选地≥72小时至≤168小时。该步骤优选地立即接着在步骤b)之后。

优选地，步骤c)包括第二干燥步骤c2)，其中在≥100℃至≤180℃，优选地≤140℃的温度下进行干燥≥24小时至≤216小时，优选地≥48小时至≤168小时。在本申请的许多应用中，已经证明，在该干燥步骤c2)中，交联剂和阻燃剂溶液中的反应部分的固化也同时发生。优选地，步骤c2)接着，优选地立即接着在步骤c1)之后。

优选地，干燥步骤c2)中的温度高于干燥步骤c1)中的温度。

根据本发明的一个实施方案，步骤c)可以包括一系列干燥步骤，其中每个干燥步骤可以独立地具有≥6小时至≤24小时的持续时间，且每个干燥步骤至下一个干燥步骤之间的温度增加独立地为≥10℃至≤30℃。

上述组件以及要求保护的组件和根据本发明用于所述实施方案的组件就它们的尺寸、形状、材料选择和技术概念而言不受任何特殊例外的影响，以便可以没有限制地应用相关领域已知的选择标准。

在从属权利要求和以下相应附图的描述中公开了本发明目的的附加细节、特征和优点，附图以示例性的方式示出了根据本发明的优选实施方案。然而，这样的实施方案不一定代表本发明的全部范围，因此参考权利要求和本文来解释本发明的范围。应当理解，前述一般描述和以下详细描述都只是示例性的和解释性的，且旨在提供要求保护的本发明的进一步解释。

图1示出了示出两个发明样品和两个对比样品的最大重量损失的图表；

图2示出了示出图1的样品的燃烧速率的图表；

图3示出了示出图1的样品的燃烧时间的图表；

图4示出了图1的样品的发光时间的图表；

图5示出了示出一个发明样品和四个对比样品的最大膨胀率的图表；

图6示出了示出图5的样品的抗膨胀效率(ASE)的图表；

图7示出了示出图5的样品的水蒸气吸收量(W24_100％RH)、水蒸气释放量(W24_0％RH)和液态水吸收量(W24_浸没)的图表；

图8示出了示出三个发明样品和一个对比样品的最大重量损失的图表；

图9示出了示出图8的样品的燃烧速率的图表；

图10示出了示出三个发明样品的燃烧时间的图表；

图11示出了示出图10的样品的发光时间的图表；

图12示出了示出一个发明样品和一个对比样品的WPG的图表；

图13示出了示出一个发明样品和两个对比样品的最大重量损失的图表；和

图14示出了示出一个发明样品和两个对比样品的燃烧速率的图表。

通过以下实施例来进一步解释本发明，这些实施例仅是说明性的而非约束性的：

实施例I：

在实施例I中，使用每100ml水中包含20g DMDHEU和10g单胍磷酸盐的浸渍溶液。在真空压力浸渍过程中，用浸渍溶液浸渍苏格兰松边材(欧洲赤松)的绝干的(0％MC)样品，该过程在50毫巴下真空1小时，接着在12巴下过压1小时。完全浸渍的样品首先在25℃下干燥110小时，然后在干燥箱中在120℃下干燥并固化48小时。

实施例II：

在实施例II中，使用包含9g的磷酸二氢钾和脲的1:1混合物和19g氰基胍-二乙烯三胺-环氧氯丙烷聚合物的浸渍溶液。在真空压力浸渍过程中，用浸渍溶液浸渍苏格兰松边材(欧洲赤松)的绝干的(0％MC)样品，该过程在50毫巴下真空1小时，接着在12巴下过压1小时。完全浸渍的样品在25℃下预干燥12小时。之后，通过以40℃、60℃、80℃和103℃的逐步升温(12小时间隔)干燥样品，然后在干燥箱中在130℃下固化5小时。

实施例III：

在实施例III中，使用每100ml水中包含20g DMDHEU和5g单胍磷酸盐的浸渍溶液。处理方法与实施例I相同。

实施例IV：

在实施例IV中，使用每100ml水中包含20g羟甲基化的DMDHEU和5g单胍磷酸盐的浸渍溶液。处理方法与实施例I相同。

实施例V：

在实施例V中，使用每100ml水中包含20g DMeDHEU和5g单胍磷酸盐的浸渍溶液。处理方法与实施例I相同。

对比实施例：

作为对比实施例，使用了

-未处理的木材

-用聚硼酸钠浸渍的木材

-用单胍磷酸盐浸渍的木材；和

-用DMDHEU交联剂浸渍的木材

-用每100ml水中包含20g DMDHEU和5g磷酸氢二铵(作为阻燃剂)的浸渍溶液浸渍的木材(对比实施例I)。

浸渍和干燥(如适用)以类似于实施例I的方式进行。

浸出试验

“浸出过的”属性标记了在测试各自材料特性之前，按照欧洲标准EN 84(1997)进行14天冷水浸出步骤的所有样品。

燃烧试验

所有样品经过“本生灯燃烧试验”。如前所述用浸渍溶液处理后，将干燥并固化的13×4×125(ax.)mm³的样品在测试前在20℃、65％RH下进行处理。样品一端固定在支架上形成45°角。以使样品悬挂在天平旁边的方式将样品和支架放置在天平上。在固定样品之前，对天平进行去皮，并测量处理过的样品的质量，精确到10^-3g。根据样品的起始重量，在处理前木料的原始干重的基础上计算水分含量。通过本生灯，在暴露于火焰中30s的过程中点燃样品的尖端。对于所有样品，本生灯的火焰强度和高度始终相同。以10s的间隔记录样品的重量，并同时评估样品是否燃烧或发光。样品的质量损失与处理前的原始绝干的重量有关(纯木基材，无化学品)。为了评估各自处理过的木料的耐火性而计算的参数为最大质量损失、每10秒间隔的最大质量损失(燃烧速率)、燃烧时间和发光时间。每个处理组有n＝10个样品进行测试。

膨胀和收缩试验(尺寸稳定性)

25x25x10(ax.)mm³的样品在用交联剂和/或阻燃剂处理后，在103℃下烘干直至质量恒定(0％MC)。测量烘干的重量和尺寸，随后通过施加100毫巴的真空30分钟，将样品用脱矿质水水饱和，接着在脱矿质水中储存24小时。之后，在最大膨胀状态下测量尺寸，并根据最大膨胀率，通过比较改性木和未处理的木料的膨胀率来计算抗膨胀效率[ASE,％]。将样品再次干燥至绝干状态，并将所述ASE循环重复四次，以观察各种处理对木料的膨胀和收缩的长期影响。随着循环次数的增加，降低的ASE值将表明由于少量固定的化学浸出的影响。

水蒸气吸收量和释放量

在24小时的时间段内使用5x10x100(ax.)mm³的样品进行短期水吸收量和水释放量测试。将各样品烘干并称重，精确到10^-3g，并在25℃下在100％RH下储存24小时。之后计算水蒸气吸收量(W24_100％RH[％])。将样品在100％RH下储存另外的14天，并在大约纤维饱和下再次称重。之后，将样品直接暴露在新鲜活性硅胶上，并在24小时后再次称重。计算在24小时暴露过程中的水蒸气释放量(W24_0％RH[％])。将样品在103℃下再次烘干直至质量恒定，称重精确到10^-3g，在25℃、65％的环境气候下浸没在脱矿质水中。24小时浸没后，再次称重样品，并计算液态水吸收量[W24_浸没]。

结果

图1示出了示出根据EN 84(1997)在浸出之前和之后测试的两个发明样品和两个对比样品的最大重量损失的图表。图2至4示出了图1样品的燃烧速率、燃烧时间和发光时间。可以看出，本发明的样品显示出增强的阻燃行为。

图5示出了示出一个本发明样品和四个对比样品的最大膨胀率的图表，在该图表基础上，根据图6示出的EN 87(1997)计算先前浸出的样品的抗膨胀效率(ASE)，其在图6中示出。图7是示出根据EN 84(1997)在未经浸出的情况下测试的图5的样品的水蒸气吸收量(W24_100％RH)、水蒸气释放量(W24_0％RH)和液态水吸收量(W24_浸没)的图表。可以清楚地观察到本发明样品的改善效果。

图8示出了根据EN 84(1997)在未经浸出的情况下测试的三个发明样品和一个对比样品的最大重量损失，图9示出了根据EN 84(1997)在未经浸出的情况下测试的三个发明样品和一个对比样品的燃烧速率。在三个发明样品未经浸出的情况下，图10示出了三个发明样品的燃烧时间，图11示出了三个发明样品的发光时间。在图8至11中，再次清晰地看到改善的耐火性。

图12至14示出了发明实施例III、对比实施例I和未处理的对照的WPG(重量百分比增加)、最大重量损失和燃烧速率。在图12至14中，再次清晰地看到改善的耐火性。

以上详细实施方案中的元素和特征的特定组合仅是示例性的；这些教导与本说明书和通过引用并入的专利/申请中的其他教导的互换和替代也是明确预期的。正如本领域技术人员将认识到的，本领域技术人员可以在不脱离所要求保护的本发明的精神和范围的情况下，对本文所述的内容进行变型、改进和其他实施。因此，前述描述仅作为示例，而不旨在作为限制。在权利要求中，术语“包含”不排除其他元素或步骤，且不定冠词“一(a)”或“一(an)”不排除复数。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。本发明的范围在以下的权利要求及其等效物中定义。此外，说明书和权利要求书中使用的附图标记不限制要求保护的本发明的范围。

Claims

1.一种用于木材和/或木料的无硼且无卤的处理组合物，其包括：

a)阻燃剂，所述阻燃剂包含-N-C(＝X)-N-部分，其中X是O、S和取代或未取代的氮；

和组分b)或c)中的至少一种：

b)交联剂

c)固定剂。

2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述交联剂包括2-咪唑烷酮部分。

3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述交联剂包括以下结构的化合物：

其中

4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述固定剂包括氰基胍-二乙烯三胺-环氧氯丙烷聚合物。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中所述阻燃剂包括脲和/或胍部分。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的组合物，其中所述阻燃剂选自以下物质中的一种：脲盐、胍盐和苯胍盐。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的组合物，其中所述阻燃剂包括磷酸盐。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的组合物，其中阻燃剂和交联剂的比率(以wt/wt计)(其中当存在多于一种交联剂和/或阻燃剂时，这涉及总重量)为≥0.05:1至≤10:1。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的组合物，其中所述组合物还包括催化剂。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的组合物，其中所述组合物是无催化剂的。

11.一种根据权利要求1至10中任一项所述的组合物作为木材和/或木料和/或木质产品的处理剂的用途。

12.一种木材和/或木料复合材料，其中木材和/或木料的至少一部分用根据权利要求1至10中任一项所述的组合物浸渍。

13.一种将根据权利要求1至10中任一项所述的组合物应用到待处理的木材和/或木料和/或木质产品上的应用方法，其包括以下步骤：

a)任选地预干燥待处理的木材和/或木料

b)在高压下用所述组合物的水溶液浸渍待处理的木材和/或木料

c)干燥浸渍的木材和/或木料。

14.根据权利要求13所述的方法，其中在步骤b)中，所述组合物的含量(以添加前g/100ml水计)为≥0.5g至≤80g。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其中步骤c)包括至少两个干燥步骤，所述干燥步骤在不同温度下进行，温度从每一个步骤到另一个步骤增加。