Способ пропитывания древесины эмульсией
Номер патента: 18791
Опубликовано: 30.10.2013
Авторы: Кейнянен Кари, Лехто Яакко, Сольямо Кари, Эронен Риитта, Коски Анна
Формула / Реферат
1. Способ уменьшения влажностной деформации древесины, в соответствии с которым эмульсия абсорбируется древесиной с помощью разности давлений, характеризующийся тем, что эмульсия содержит
продукт реакции жирной кислоты, полученной из натурального масла, представляющего собой талловое, льняное, соевое, хлопковое, сафлоровое, куминовое, рапсовое, кокосовое, касторовое, древесное, вернониевое и подсолнечное масла или рыбий жир или их смеси, и полиспирта, представляющего собой пентаэритритол, глицерин, триметилолпропан, дитриметилолпропан, дипентаэритритол, этиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,6-гександиол, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, дипропиленгликоль, 1,2-пропандиол, 1,2-бутандиол, 1,3-бутандиол, неопентилгликоль, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль, этоксилированный бисфенол А, имеющий от 2 до 12 этиленоксидных единиц, или пропоксилированный бисфенол А, имеющий от 2 до 12 пропиленоксидных единиц, или их смеси;
один или более эмульгаторов и
воду,
причем концентрация продукта реакции в эмульсии составляет от 5 до 50 мас.%.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что эмульсия содержит продукт реакции жирной кислоты, полученной из натурального масла, натуральной смолы и полиспирта, эмульгатор и воду.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что эмульсия дополнительно содержит консервант для древесины.
4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что эмульсия, по существу, состоит из продукта реакции жирной кислоты, полученной из натурального масла, возможно - дополнительно натуральной смолы и полиспирта, одного или нескольких эмульгаторов, воды, возможно дополнительно одного или нескольких регуляторов pH, возможно дополнительно одного или нескольких консервантов для эмульсии, возможно дополнительно одного или нескольких консервантов для древесины физического действия, возможно дополнительно одного или нескольких сиккативов и возможно дополнительно одного или нескольких красящих веществ.
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что сначала получают концентрат эмульсии, а затем разбавляют его водой для получения эмульсии, абсорбируемой древесиной.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что концентрат эмульсии содержит от 40 до 80 мас.% продукта реакции.
7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что медианный диаметр d50 частиц продукта реакции в эмульсии составляет менее 5 мкм.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что медианный диаметр d50 частиц продукта реакции в эмульсии составляет менее 950 нм.
9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что эмульсия абсорбируется древесиной с помощью способа пропитывания под давлением, способа вакуумного пропитывания или их сочетаний.
10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что эмульсия не содержит биоцидного консерванта для древесины.
11. Применение эмульсии, содержащей продукт реакции жирной кислоты, полученной из натурального масла, представляющего собой талловое, льняное, соевое, хлопковое, сафлоровое, куминовое, рапсовое, кокосовое, касторовое, древесное, вернониевое и подсолнечное масла или рыбий жир или их смеси, и полиспирта, представляющего собой пентаэритритол, глицерин, триметилолпропан, ди-триметилолпропан, ди-пентаэритритол, этиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,6-гександиол, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, дипропиленгликоль, 1,2-пропандиол, 1,2-бутандиол, 1,3-бутандиол, неопентилгликоль, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль, этоксилированный бисфенол A, имеющий от 2 до 12 этиленоксидных единиц, или пропоксилированный бисфенол A, имеющий от 2 до 12 пропиленоксидных единиц, или их смеси, один или более эмульгаторов и воду, причем концентрация продукта реакции в эмульсии составляет от 5 до 50 мас.%, для пропитывания древесины с помощью разности давлений.
Текст
СПОСОБ ПРОПИТЫВАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ ЭМУЛЬСИЕЙ Изобретение относится к способу пропитывания древесины, в соответствии с которым эмульсия абсорбируется древесиной с помощью разности давлений. Эмульсия содержит продукт реакции жирной кислоты, полученной из натурального масла, и полиспирта, эмульгатор и воду. Это позволяет физическим путем улучшить стабильность размеров и абсорбцию воды древесиной. Кроме того, можно получить хорошую биологическую стойкость. Область техники Настоящее изобретение относится к обработке древесины и, в частности, к пропитыванию древесины путем абсорбции эмульсии с помощью разности давлений. Изобретение в особенности позволяет уменьшить влажностную деформацию. Предшествующий уровень техники Известно, что влажность древесины оказывает существенное воздействие на ее размеры. Для достижения стабильности размеров древесину пропитывали, например, полигликолями и водорастворимыми фенольными, карбамидными, акриловыми или алкидными полимерами. Один из таких способов известен, например, из публикации US 4276329. В публикации US 2005/0136278 описан также способ, в соответствии с которым сосновую заболонь пропитывают смесью, содержащей натуральную смолу или ее производные и воду. Это позволяет получить сосновую заболонь, физическими свойствами и внешним видом больше похожую на ядровую древесину. Из публикации US 3100157 известен водный раствор, содержащий растворенную композицию, которая состоит, по существу, из эфира жирной кислоты, полиспирта и полиоксиэтиленполиола. Полиоксиэтиленполиол является здесь сырьем, этерифицированным на алкидную цепочку, позволяя получить гидрофильную алкидную цепочку. Дополнительно в качестве связывающего растворителя применяют гликольэфиры, повышающие растворимость алкидов в воде. Раствор обладает высокой гидрофильностью. Раствор применяют в качестве жидкой фазы в дисперсионных красках. Такие краски создают на поверхности пленку, подобную создаваемой масляными красками. Сущность изобретения Настоящее изобретение предусматривает способ, при котором эмульсия абсорбируется древесиной. В других пунктах формулы изобретения представлены некоторые предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения. В соответствии с настоящим изобретением эмульсия абсорбируется древесиной под действием разности давлений, причем эта эмульсия содержит продукт реакции жирной кислоты, полученной из натурального масла, и полиспирта, эмульгатор и воду. Предпочтительным является применение эмульсии,содержащей продукт реакции жирной кислоты, полученной из натурального масла, натуральной смолы и полиспирта, эмульгатор и воду. Эмульсия может содержать добавки. Такие добавки могут являться, например, регуляторами pH, консервантами для эмульсии, консервантами для древесины, сиккативами и красящими веществами. Предпочтительно эмульсия, по существу, состоит только из продукта указанной реакции, одного или нескольких эмульгаторов, воды и указанных добавок. Таким образом, эмульсия,помимо перечисленных, не содержит других активных веществ, влияющих на свойства обработанной древесины, или других активных веществ, влияющих на свойства эмульсии. Неожиданно было обнаружено, что пропитывание древесины такой эмульсией значительно уменьшает влажностную деформацию. Кроме того, она обеспечивает хорошую биологическую стойкость, несмотря на отсутствие биоцидного консерванта. Защитное действие эмульсии имеет исключительно физическую природу. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Продукт реакции, применяемый в эмульсии, получают в результате реакции жирной кислоты, полученной из натурального масла, и спирта. Осуществляется реакция конденсации, в результате которой из кислоты образуется эфир. Натуральные масла всегда содержат несколько жирных кислот, таким образом, на практике в реакцию вступает также смесь жирных кислот. Масло, из которого получена жирная кислота, может быть растительного или животного происхождения. Например, можно применять следующие вещества: талловое, льняное, соевое, хлопковое, сафлоровое, куминовое, рапсовое, кокосовое, касторовое, древесное, вернониевое и подсолнечное масла или рыбий жир или их смеси. Наиболее предпочтительным является применение воздушно-сухих жирных кислот, например жирной кислоты таллового масла, льняного масла, соевого масла или их смесей. Например, можно применять следующие спирты: пентаэритритол, глицерин, триметилолпропан,ди-триметилолпропан,ди-пентаэритритол,этиленгликоль,1,3-пропандиол,1,4-бутандиол,1,6-гександиол,диэтиленгликоль,триэтиленгликоль,дипропиленгликоль,1,2-пропандиол,1,2-бутандиол, 1,3-бутандиол, неопентилгликоль, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль, этоксилированный бисфенол A, имеющий от 2 до 12 этиленоксидных единиц, или пропоксилированный бисфенолA, имеющий от 2 до 12 пропиленоксидных единиц, или их смеси. Особенно предпочтительными являются пентаэритритол, глицерин и триметилолпропан. Получение продукта реакции жирной кислоты, полученной из натурального масла, и полиспирта обычно осуществляют путем добавления всех исходных веществ в реакционный сосуд, имеющий смеситель, и содержимое нейтрализуют с помощью газообразного азота. Добавляют смесь спирта и жирной кислоты, например пентаэритритола и жирной кислоты таллового масла, и начинают нагрев. Смесь нагревают приблизительно до 80C и начинают смешивание. Повышение температуры продолжают до по-1 018791 лучения необходимой температуры варки, обычно составляющей от 250 до 280C. Протекание процесса варки контролируют по изменению кислотного числа, которое в конце этапа обычно составляет от 5 до 20. Протекание процесса варки можно ускорить в конце этапа путем применения пониженного давления,которое ускоряет выделение воды из реакционной смеси. Кроме того, протекание реакции ускоряют соответствующие катализаторы, например кислоты, такие как п-толуолсульфокислота и фосфорная кислота, или органические соединения олова. Обычно при получении продукта реакции смеси жирных кислот и полиспирта применяют избыток полиспирта, рассчитанный на основе эквивалентного соотношения функциональных групп, участвующих в реакции этерификации, для минимизации количества свободной кислоты в конечном продукте. Характерный избыток составляет от 1 до 20%. Для получения продукта реакции можно дополнительно применять натуральную смолу. Смоляные кислоты смолы также вступают в реакцию со спиртом, образуя эфиры. Таким образом, можно повысить способность к высыханию, а также гидрофобность пропитанной древесины. В качестве смоляного компонента предпочтительно можно применять смолы хвойных деревьев, например живичную смолу, канифоль, смолу таллового масла или их смеси. Кроме того, можно применять производные натуральных смол, наиболее обычными из которых являются гидратированные, дегидратированные, димеризованные и полимеризованные смолы. При получении продукта реакции жирной кислоты, полученной из натурального масла, натуральной смолы и полиспирта, отношение жирных кислот к количеству кислотных компонентов обычно варьируется в диапазоне от 33 до 99 мас.%, а отношение натуральной смолы - в диапазоне от 1 до 70 мас.%. Медианный (средний) диаметр частиц d50 в продукте реакции в эмульсии может составлять, например, менее 5 мкм, предпочтительно менее 950 нм, более предпочтительно менее 600 нм и наиболее предпочтительно менее 400 нм. Мелкие частицы упрощают проникновение вещества в поры древесины. Распределение частиц по размеру можно определить, например, с помощью технологий рассеяния света,например с помощью устройства Malven Masterizer 2000. Эмульгатор может быть, например, неионным или анионным, в особенности неионным. Неионный эмульгатор может, например, являться эмульгатором, имеющим эфирные связи, изменением количества которых можно регулировать растворимость вещества. Таким эмульгатором является, например, продукт реакции жирной кислоты или спирта и этиленоксида (ЕО - от англ. "ethylene oxide") или пропиленоксида(РЕО - от англ. "propylene oxide"), в котором количество повторяющихся звеньев ЕО или РЕО составляет от 1 до 40, или ЕО или РЕО продукт С 8-С 18-оксоспирта или кислоты. Растворимость эмульгатора в воде определяется значением HLB (от англ. "hydrophilic-lipophilic balance", гидрофильно-липофильный баланс, ГЛБ), и эмульгаторы, у которых значение HLB составляет от 10 до 18, образуют светопроницаемый или прозрачный водный раствор. Также возможно применение двух неионных эмульгаторов, у одного из которых значение HLB выше, а у другого несколько ниже. При необходимости для улучшения стабильности можно также применять анионный эмульгатор. Эмульгаторы описаны, например, в работе Jan W.Gooch, "Emulsification and Polymerization of Alkyd Resins", Kluver Academic Publications, 2001, p. 51. Концентрация эмульгаторов в эмульсии составляет, например, от 1 до 12 мас.%, предпочтительно от 3 до 10 мас.%. При необходимости может быть добавлено вещество, нейтрализующее кислотные группы, например аммоний. Предпочтительно эмульсия не содержит биоцидных консервантов для древесины. Под биоцидными консервантами для древесины подразумеваются вещества, предназначенные для химического или биологического разрушения, регулирования или обезвреживания вредных для древесины организмов для предотвращения их воздействия или ограничения их распространения. Предпочтительно сначала получают концентрат эмульсии, который можно разбавить, не нарушая структуру эмульсии. Содержание продукта реакции в концентрате может составлять, например, от 40 до 80 мас.%. Затем концентрат разбавляют на месте до концентрации применения. Это позволяет снизить транспортные расходы и расходы на хранение. Содержание продукта реакции в пропиточной эмульсии,разведенной до концентрации применения, может составлять, например, от 5 до 50 мас.%, предпочтительно от 6 до 25 мас.%. Такая относительно разбавленная эмульсия позволяет предотвратить избыточную абсорбцию древесиной. Применение такой разбавляемой эмульсии дает возможность регулировать содержание сухого вещества, что позволяет оптимизировать процесс (т.е. можно получить древесину,содержащую необходимое точное количество сухого вещества на 1 м 3). Это существенно влияет на качество и стоимость готового продукта. Эмульсии, разбавляемые водой, также легко смыть с устройств после применения и повторно использовать в процессе, поскольку структура эмульсии сохраняется, и связующее не отделяется на поверхности. Необходимо иметь возможность разбавлять эмульсию менее чем на 5%, наиболее предпочтительно менее чем на 1%. Кроме того, эмульсия должна выдерживать давления, возникающие в процессе пропитывания, циклы изменения давления и возможные повышения температуры. Обычно эмульсию можно получить путем добавления водорастворимого эмульгатора в воду и смешивания полученной таким образом смеси с продуктом реакции до получения желаемой эмульсии. Способы и устройства, пригодные для получения такой эмульсии, описаны, например, в публикацияхWO 2004/082817 и ЕР 1707256. Эмульсию в соответствии с настоящим изобретением можно получить, например, с помощью устройства непрерывного действия, посредством которого воду и возможно растворенные в ней эмульгаторы получают в отдельной емкости, из которой смесь закачивают в нижнюю часть смесительного цилиндра через отдельную подводящую линию. Таким же образом продукт реакции в соответствии с изобретением и возможно добавленные к нему вещества, нейтрализующие кислотную группу, и возможно эмульгаторы смешивают в отдельной емкости, из которой их закачивают через отдельную подающую линию в нижнюю часть смесительного цилиндра. Подающие потоки подают в смесительный цилиндр в желаемом соотношении, которое для эмульсий типа масло-вода обычно составляет от 15:1 до 5:1 (продукт реакции - вода). В смесительном цилиндре имеется смеситель, смешивающий подающие потоки обычно со скоростью от 1000 до 4000 об/мин, в результате чего образуется эмульсия. Эмульсия выходит из смесительного цилиндра через линию, расположенную в его верхней части, обычно в другой смесительный цилиндр (в нижнюю часть), где в эмульсию могут быть добавлены вода и возможные добавки,причем скорость смешивания составляет, например, от 300 до 2000 об/мин, посредством чего эмульсию разбавляют до желаемого содержания сухого вещества. Из этого цилиндра разбавленную эмульсию обычно подают в сборный резервуар. В качестве добавок к эмульсиям можно применять, например, сиккативы (например, соли кобальта или циркония, в особенности карбоксилаты, например октоаты) и консерванты. Сиккативы содействуют высушиванию эмульсии. Соответствующее количество составляет, например, от 1 до 5% от массы эмульсии. Консерванты могут предохранять эмульсию в особенности от бактерий. В качестве консерванта можно применять, например, соответствующий бактерицид, например 1,2-бензизотиазол-3(2 Н)-он,N-бутилбензизотиазолон, 2-октил-2 Н-изотиазол-3-он, 2,2-дитио-бис-(N-метил)бензамид, метилизотиазолинон, цинк пиритион или йод пропинил бутил карбамат. Соответствующее количество составляет, например, от 100 до 500 ppm (частей на миллион), наиболее предпочтительно от 150 до 200 ppm по массе эмульсии. Консервант для эмульсии не оказывает никакого существенного химического или биологического защитного действия на сохранность древесины. В качестве добавок можно также применять консерванты (антисептики) для древесины физического действия, например соответствующие соли поливалентных металлов (например, соответствующие соли алюминия или железа, такие как водный сульфат железа или водный сульфат алюминия). Соответствующее количество составляет, например, от 0,5 до 5% от массы эмульсии. В качестве красящих веществ можно применять красящие вещества, пригодные для красок. Эмульсию можно также получить прерывистым способом, при котором воду и возможно водорастворимые эмульгаторы смешивают в отдельном сосуде. Смешивание осуществляют до получения прозрачной смеси. Связующее и, возможно, добавленные к нему нейтрализующие кислотную группу вещества и, возможно, маслорастворимые эмульгаторы смешивают в отдельном сосуде. Металлический смесительный сосуд и установленную в нем диспергирующую лопасть (отношение диаметра лопасти к диаметру сосуда составляет, например, от 1/3:1 до 2/3:1) помещают в диссольвер (например, Dispermat). Скорость смешивания диссольвера задают, например, в диапазоне от 300 до 500 об/мин и обе смеси добавляют в смесительный сосуд равномерными потоками. После добавления, например, в течение от 5 до 15 мин обороты повышают до диапазона, например, от 1300 до 2000 об/мин и смешивание осуществляют, например, от 10 до 20 мин. Затем скорость смешивания понижают до диапазона, составляющего, например, от 300 до 500 об/мин, и добавляют необходимое количество воды для регулирования содержания сухого вещества. Путем приготовления эмульсии с помощью объединения отдельных потоков воды и связующего можно получить эмульсии с высоким содержанием сухого вещества. Преимущество состоит в том, что для обеспечения стабильности не требуется сильнощелочная эмульсия, и она может быть кислотной,нейтральной или щелочной в зависимости от необходимости. Эмульсия абсорбируется древесиной с помощью разности давлений. Особенно предпочтительным является применение способов пропитывания под давлением, вакуумного пропитывания или их сочетаний. Среди таких способов можно назвать, например, способы антисептирования древесины под давлением, такие как метод Бетелля и модифицированный метод Бетелля, и способы антисептирования древесины под давлением с предварительным вакуумированием, такие как метод Рюпинга и метод Лоури. Одним из преимуществ такой эмульсии является также ее стабильность в широком pH диапазоне(pH составляет приблизительно от 2 до 11). Таким образом, эмульсию можно применять несколько раз,несмотря на то, что ее разбавляют кислые вытяжки из древесины. Путем обработки древесины эмульсией в соответствии с настоящим изобретением получают очень хорошую стабильность размеров и водоотдачу. Кроме того, даже без применения консервантов для древесины получают высокую биологическую стойкость. Отсутствие в эмульсии, например, биоцидов делает обработку древесины максимально безвредной. Таким образом, древесина может быть безопасно об-3 018791 работана без специальных способов защиты. Древесину также можно повторно использовать, разлагать или сжигать или уничтожать другими способами без применения специальных устройств. Если эмульсия не содержит органических растворителей, ее получение и обработка являются простыми в отношении гигиены труда. Помимо стабильности размеров и водоотдачи, улучшаются также некоторые другие свойства древесины. Древесина является более стабильной и жесткой, например уменьшается растрескивание, вследствие чего, помимо прочего, улучшается гвоздеудерживающая способность древесины. Кроме того, на поверхности древесины образуется слой сухой эмульсии, который, помимо прочего, улучшает способность к окрашиванию. Древесина до некоторой степени уже загрунтована. Благодаря улучшенным свойствам увеличивается срок службы применяемой древесины. Древесина, подлежащая обработке, может являться, например, сосновой, особенно сосновой заболонью, березовой, еловой или другой древесиной, которая может быть пропитана. Материал может быть массивной древесиной (в том числе кленой многослойной древесиной), шпоном или многослойной фанерой. При необходимости пропитываемость древесины может быть улучшена с помощью соответствующей предварительной обработки, например с помощью механического впрыска, паровой или микроволновой обработки. Обработанный материал особенно подходит для объектов, подвергаемых погодным воздействиям, например для наружных стен, террас, изгородей и других садовых конструкций. Ниже приведены примеры осуществления настоящего изобретения. Описание примеров осуществления изобретения Пример 1. Получение воздушно-сухого продукта реакции. В стеклянный плавильный сосуд, оборудованный смесителем, было отвешено 480 г жирной кислоты таллового масла (содержание смолы менее 3 мас.%, кислотное число приблизительно 200, йодное число мин. 150). Кроме того, было отвешено 130 г живичной канифоли и 120 г пентаэритритола. Смесь нагревали на электрическом парителе до 80C и запускали смешивание. Для нейтрализации внутри сосуда в реакции применяли азот. Повышение температуры продолжали до достижения от 180 до 190C,вследствие чего начиналась дистилляция воды. Затем температуру повышали на 10C в час до достижения 270C. Варку продолжали при этой температуре до получения кислотного числа менее 10. Пример 2. Эмульсия I. В сосуд было отвешено 100 г воздушно-сухого продукта реакции по примеру 1. В другой сосуд было отвешено 7 г эмульгатора Brij 35 Р и 0,3 г водного раствора аммония (28%) для регулирования pH. Этот эмульгатор является неионным эмульгатором и содержит лаурилполиэтиленгликолевый эфир. Все перемешивали до полного растворения. Смесительный сосуд объемом 250 мл помещали в диссольвер с диспергирующей лопастью диаметром 40 мм. Смешивание начинали со скоростью от 300 до 500 об/мин и обе смеси добавляли одновременно равномерным потоком. Добавление продолжалось приблизительно от 5 до 10 мин, после чего обороты повышали до диапазона, составляющего от 1300 до 1800 об/мин, и смешивание продолжали от 10 до 20 мин. Затем обороты снижали приблизительно до 300 об/мин и добавляли 30 г воды. Таким образом, была получена светлая эмульсия с содержанием сухого вещества относительно продукта реакции 50 мас.%. Значение pH составляло от 5 до 6, и вязкость от 30 до 60 мПас. Медианный диаметр d50 части был определен с помощью устройства Malvern Mastesizer 2000 и составил 0,9 мкм. Пример 3. Эмульсия II. Смесь А была приготовлена путем смешивания 75 г воды, 25 г Serdox NOL 59 (типа этоксилированного спирта) и 20 г эмульгатора Brij 35 P до получения прозрачного раствора. Смесь B была приготовлена путем смешивания 600 г воздушно-сухого продукта реакции в соответствии с примером 1 и 3 г водного раствора аммония (28%) до получения прозрачного раствора. Смеси A и B (в соотношении 1:5) подавали в первую смесительную камеру эмульгатора непрерывного действия со скоростью смешивания от 2000 до 3000 об/мин. Образовавшуюся эмульсию подавали в следующую смесительную камеру (скорость смешивания от 500 до 1000 об/мин), куда подавали эмульсию и разбавляющую воду в отношении 1,5:1, получая разбавленную эмульсию с содержанием сухого вещества приблизительно 55 мас.%, pH от 6 до 7 и вязкостью от 150 до 250 мПас. Медианный диаметр d50 частиц составил 350 нм. Пример 4. Испытания на пропитывание. Опытные образцы выпиливали из сосновой заболони, размеры образцов составляли 2550500 мм(высота, ширина, длина). Образцы взвешивали и измеряли их влажность перед пропитыванием. Опытные образцы помещали в пропиточную ванну длиной 2 м и вместимостью приблизительно 300 л. Для предотвращения всплытия с помощью кусков ткани был закреплен груз. Пропитывание осуществляли эмульсией в соответствии с примером 2, разбавленной водой до содержания сухого вещества 46%, причем пропитывание включало в себя следующие этапы: пониженное давление - абсорбция пропиточного раствора - избыточное давление - удаление пропиточного раствора - пониженное давление. Продолжительность этапов и величина давления: начальное пониженное давление приблизительно 15 мин, от 93 до 100 мбар; избыточное давление приблизительно 90 мин, 12 бар; конечное пониженное давление приблизительно 15 мин, от 93 до 100 мбар. По окончании обработки излишнюю жидкость удаляли с поверхно-4 018791 сти опытных образцов и помещали их на доски в холле для просушивания. Было выполнено два параллельных испытания. Пример 5. Влажностная деформация и абсорбция воды. Опытные образцы выпиливали из лесоматериала, пропитанного в соответствии с примером 4, размеры образцов составили 255050 мм, так что влажностную деформацию можно было измерять в радиальном, тангенциальном и продольном направлениях. Образцы погружали в воду на стойках вертикально по глубине. Изменение размеров (радиус, тангенс, длина) и массы контролировали в зависимости от времени. Влажностную деформацию и абсорбцию воды сравнивали с теми же показателями необработанных образцов. Результаты приведены в табл. 1-4. Таблица 1 Пример 6. Испытания на пропитку. Опытные образцы выпиливали из сосновой заболони, размеры образцов составляли 2550450 мм(высота, ширина, длина). Образцы приводили к стандартной массе при комнатной температуре и их концы несколько раз покрывали уретановым лаком. Перед пропитыванием путем двух параллельных измерений определяли плотность и сухую плотность десяти случайно выбранных образцов древесины. Опытные образцы помещали в пропиточную ванну длиной приблизительно 0,5 м и вместимостью приблизительно 8 л. Пропитывание осуществляли эмульсией в соответствии с примером 3, разбавленной водой до содержания сухого вещества 5,5, 8,25 и 16,5%, причем пропитывание включало в себя следующие этапы: пониженное давление - абсорбция пропиточного раствора - избыточное давление - удаление пропиточного раствора. Продолжительность этапов и величина давления: начальное пониженное давление приблизительно 30 мин, 0,15 бар; избыточное давление приблизительно 4 ч, 12 бар. По окончании обработки опытные образцы прополаскивали в небольшом количестве деионизированной воды и взвешивали. Их помещали на доски для просушивания на двое суток при комнатной температуре, после чего образцы перемещали на двое суток в камеру нагрева при температуре 50C и затем еще на двое суток температуру повышали до 103C. Затем образцы взвешивали. Пример 7. Влажностная деформация и абсорбция воды. Опытные образцы выпиливали из лесоматериала, пропитанного в соответствии с примером 6, размеры образцов составили 255050 мм, так что влажностную деформацию можно было измерять в радиальном, тангенциальном и продольном направлениях. Образцы погружали в воду на стойках вертикально по глубине. Изменение тангенциального размера и массы контролировали в зависимости от времени. Влажностную деформацию и абсорбцию воды сравнивали с теми же показателями необработанных образцов. Результаты приведены в табл. 5, 6. Таблица 5 Пример 8. Испытания на посинение. Испытания на посинение проводили на образцах древесины, пропитанных эмульсией в соответствии с примером 2. Испытания на посинение проводили в соответствии с Европейским стандартом EN 152, часть 1. Биоциды не добавляли. В качестве материала для сравнения применяли непропитанную сравнимую древесину. Пропитанные и непропитанные опытные образцы распиливали на куски размером 102595 мм,концы которых покрывали 2-компонентной эпоксидной краской, и куски помещали в шкаф для испытаний на погодоустойчивость в условиях QUV на две недели с циклом, описанным в стандарте EN 927-6. Было испытано шесть параллельных опытных элементов. После обработки в шкафу для испытаний на погодоустойчивость влажность образцов стандартизировали в стандартной атмосфере (20C, относительная влажность 65%). Суспензия спор грибовAureobasidium pullulans DSM 3497 и Sydowia polyspora DSM 3498, вызывающих посинение древесины,была получена в соответствии со стандартом EN 152. Перед подверганием воздействию грибов закрытые концы образцов обрезали, вследствие чего окончательная длина составляла 90 мм. Стерилизованную водо-вермикулитовую смесь помещали в сосуды для выдерживания. Образцы погружали в суспензию спор и помещали в сосуды на водовермикулитовую смесь в горизонтальном положении. Сосуды закрывали и инкубировали в течение 6 недель. Затем возможный рост грибов оценивали визуально с помощью следующей шкалы: 0 - отсутствие посинения; 1 - отсутствие значительного посинения; отдельные мелкие пятна; 2 - посинение имеется; не более 1/3 сплошного посинения или не более 1/2 частичного посинения; 3 - интенсивное посинение; более 1/3 сплошного посинения или более 1/2 частичного посинения. Оценивали также внутренние части образцов. Образцы разрезали на расстоянии 30 мм от концов. Измеряли глубину зоны без посинения. Зону подавления роста оценивали на расстоянии 10 мм от краев и от середины образца (6 точек на образец). Результаты приведены в табл. 7. Таблица 7 Испытания на посинение Пример 9. Испытания на поверхностное плесневение. Испытания на поверхностное плесневение проводили на образцах древесины, пропитанных эмульсией в соответствии с примером 1. Испытания проводили в соответствии с Европейским стандартом EN 152, часть 1 и плесени были выбраны в соответствии со стандартом EN 15457. Биоциды не добавляли. В качестве материала для сравнения применяли непропитанную сравнимую древесину. Пропитанные и непропитанные опытные образцы распиливали на куски размером 102595 мм,концы которых покрывали 2-компонентной эпоксидной краской, и куски помещали в шкаф для испытаний на погодоустойчивость в условиях QUV на две недели с циклом, описанным в стандарте EN 927-6. Было испытано шесть параллельных опытных элементов. После обработки в шкафу для испытаний на погодоустойчивость влажность образцов стандартизировали в стандартной атмосфере (20C, относительная влажность 65%). Суспензия спор плесенейAlternaria alternata DSM 62010, Aspergillus versicolor DSM 1943, Cladosporium cladosporium DSM 2121,Phoma violace IMI 049948ii, Penicillium purpurogenum DSM 62866 и Stachybotrys chartarum DSM 2144 была получена в соответствии со стандартом EN 15457. Перед подверганием воздействию плесеней закрытые концы образцов обрезали, вследствие чего окончательная длина составляла 90 мм. Стерилизованную водо-вермикулитовую смесь помещали в сосуды для выдерживания. Образцы погружали в суспензию спор и помещали в сосуды на водовермикулитовую смесь в горизонтальном положении. Сосуды закрывали и инкубировали в течение 12 недель. Затем возможный рост грибов оценивали визуально с помощью следующей шкалы: 0 - отсутствие волокон мицелия на поверхности опытного образца; 1 - 10% поверхности тестового образца покрыто волокнами мицелия; 2 - от 10 до 30% поверхности тестового образца покрыто волокнами мицелия; 3 - от 30 до 50% поверхности тестового образца покрыто волокнами мицелия; 4 - от 50 до 100% поверхности тестового образца покрыто волокнами мицелия. Поверхности непропитанных опытных образцов были полностью покрыты волокнами мицелия. Опытные образцы осматривали также под микроскопом, поскольку на поверхностях пропитанных опытных образцов было трудно определить рост. Результаты приведены в табл. 8. Таблица 8 Испытания на поверхностное плесневение ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ уменьшения влажностной деформации древесины, в соответствии с которым эмульсия абсорбируется древесиной с помощью разности давлений, характеризующийся тем, что эмульсия содержит продукт реакции жирной кислоты, полученной из натурального масла, представляющего собой талловое, льняное, соевое, хлопковое, сафлоровое, куминовое, рапсовое, кокосовое, касторовое, древесное,вернониевое и подсолнечное масла или рыбий жир или их смеси, и полиспирта, представляющего собой пентаэритритол, глицерин, триметилолпропан, ди-триметилолпропан, ди-пентаэритритол, этиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,6-гександиол, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, дипропиленгликоль, 1,2-пропандиол, 1,2-бутандиол, 1,3-бутандиол, неопентилгликоль, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль, этоксилированный бисфенол А, имеющий от 2 до 12 этиленоксидных единиц, или пропоксилированный бисфенол А, имеющий от 2 до 12 пропиленоксидных единиц, или их смеси; один или более эмульгаторов и воду,причем концентрация продукта реакции в эмульсии составляет от 5 до 50 мас.%. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что эмульсия содержит продукт реакции жирной кислоты, полученной из натурального масла, натуральной смолы и полиспирта, эмульгатор и воду. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что эмульсия дополнительно содержит консервант для древесины. 4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что эмульсия, по существу,состоит из продукта реакции жирной кислоты, полученной из натурального масла, возможно - дополнительно натуральной смолы и полиспирта, одного или нескольких эмульгаторов, воды, возможно дополнительно одного или нескольких регуляторов pH, возможно дополнительно одного или нескольких консервантов для эмульсии, возможно дополнительно одного или нескольких консервантов для древесины физического действия, возможно дополнительно одного или нескольких сиккативов и возможно дополнительно одного или нескольких красящих веществ. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что сначала получают концентрат эмульсии, а затем разбавляют его водой для получения эмульсии, абсорбируемой древесиной. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что концентрат эмульсии содержит от 40 до 80 мас.% продукта реакции. 7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что медианный диаметр d50 частиц продукта реакции в эмульсии составляет менее 5 мкм. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что медианный диаметр d50 частиц продукта реакции в эмульсии составляет менее 950 нм. 9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что эмульсия абсорбируется древесиной с помощью способа пропитывания под давлением, способа вакуумного пропитывания или их сочетаний. 10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что эмульсия не содержит биоцидного консерванта для древесины. 11. Применение эмульсии, содержащей продукт реакции жирной кислоты, полученной из натурального масла, представляющего собой талловое, льняное, соевое, хлопковое, сафлоровое, куминовое, рапсовое, кокосовое, касторовое, древесное, вернониевое и подсолнечное масла или рыбий жир или их смеси, и полиспирта, представляющего собой пентаэритритол, глицерин, триметилолпропан, ди-8 018791 триметилолпропан, ди-пентаэритритол, этиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,6-гександиол,диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, дипропиленгликоль, 1,2-пропандиол, 1,2-бутандиол, 1,3-бутандиол,неопентилгликоль, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль, этоксилированный бисфенол A, имеющий от 2 до 12 этиленоксидных единиц, или пропоксилированный бисфенол A, имеющий от 2 до 12 пропиленоксидных единиц, или их смеси, один или более эмульгаторов и воду, причем концентрация продукта реакции в эмульсии составляет от 5 до 50 мас.%, для пропитывания древесины с помощью разности давлений.
МПК / Метки
МПК: B27K 3/34, B27K 3/08, B27K 3/50, C08G 63/46, C09D 191/00
Метки: древесины, способ, эмульсией, пропитывания
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/10-18791-sposob-propityvaniya-drevesiny-emulsiejj.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ пропитывания древесины эмульсией</a>
Предыдущий патент: Способ измерения суммарного люфта рулевого управления автотранспортного средства
Следующий патент: Трубное соединение с самофиксирующимися резьбами для применения в нефтедобывающей промышленности
Случайный патент: Седло клапана