Новая композиция


 


Владельцы патента RU 2535949:

ТАРКЕТТ ГДЛ (LU)

Изобретение относится к композиции для улучшения водостойких и механических свойств древесины. Композиция включает по меньшей мере два компонента а) и b). Компонент а) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный тиол. Компонент b) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный -ен. Мольное соотношение между тиольными и -еновыми группами составляет от 1:0,9 до 1:10. Описываются также: элемент пропитанного дерева; способ пропитки элемента из дерева, включающий пропитку дерева указанной композицией с последующим отверждением. Изобретение обеспечивает повышение водостойкости и улучшение механических свойств древесины. 5 н. и 8 з.п. ф-лы, 10 табл., 10 пр.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к композиции, представляющей собой смесь, содержащую по меньшей мере два компонента а) и b), где компонент а) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный тиол и компонент b) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный -ен, к композиции, представляющей собой набор, содержащий по меньшей мере два компонента а) и b), где компонент а) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный тиол и компонент b) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный -ен, и к элементу из пропитанного дерева, полученному путем пропитки элемента из дерева композицией, и к способу пропитки.

Уровень техники

Химия свободных радикалов тиол-енов известна из ранних работ, датируемых концом 30-х годов XX века. Обзор "Thiol-enes: Chemistry of The Past with Promise for the Future", написанный Charles E. Hoyle, Tai Yeon Lee, Todd Roper, в J.Polym.Sci.Part A: Polym.Chem.: Vol.42 (2004). Тиол-ены применяются в следующих областях: прозрачные защитные покрытия, пигментированные покрытия, фотоинициируемые материалы с жидкокристаллической структурой и адгезивы.

Пропитка/модификация дерева описана во многих заявках и патентах. Главной задачей этих заявок является защитить дерево от разложения и грибков путем повышения его водостойкости. В последние годы особое внимание уделяется тому, чтобы заменить старые способы пропитки новыми, экологически безвредными технологиями. Несколько многообещающих технологий основаны на обработке дерева фурфурилом (WPT/Kebony), ацетилом (Accoya/Accsys/Titanwood), фенолом (Fibron, C-K composites, Permali и т.д.) или мочевино/меланино/формальдегидной смолой (BASF/Belmadur).

Технологии пропитки водой/пропитки на водной основе в значительной степени зависят от контролируемого набухания клеток древесины в течение энергоемкого технологического процесса, включающего длительное применение высокой температуры и давления. Некоторые из этих технологий демонстрируют хорошие результаты относительно улучшенной водостойкости, однако до настоящего времени ни одна из них не оказалась рентабельной. Кроме того, общеизвестными недостатками являются ограниченное проникновение пропитывающей жидкости, обесцвечивание и некоторая степень набухания изделий из пропитанного дерева.

Пропитка органическими маслами, такими как тунговое и льняное масло, исторически являлась предпочтительной технологией пропитки дерева. На отверждение масел должным образом влияет механизм медленного окисления воздухом. Проникновение является ограниченным, что часто приводит к недостаточной водостойкости.

Дерево является предпочтительным материалом для производства мебели. Однако массивные деревянные конструкции имеют ограниченную механическую прочность по сравнению с такими материалами, как металл и различные композиционные материалы. Поэтому в тех случаях, когда требуются тонкие конструкции, разработчики мебели вынуждены применять другие материалы.

Кроме того, быстрая вырубка тропического дождевого леса в сочетании с сильным изменением климата заставляет задуматься о том, как заменить темное тропическое дерево в таких областях применения, как напольные покрытия, мебель, палубы судов. В некоторых современных технологиях пропитки, упомянутых ранее, полученное дерево обычно является потемневшим и/или обесцвеченным. Этот побочный эффект может быть использован для получения копий некоторых видов тропических деревьев путем пропитки более светлого/мягкого дерева. Однако это окрашивание трудно поддается управлению для точного копирования внешнего вида тропического дерева.

Следовательно, требуется улучшение свойств изделий из дерева в нескольких направлениях. Примерами являются водостойкость, повышенная твердость, стабильность размеров, механическая прочность, жесткость и окрашивание. Окрашивание в сочетании с повышенной механической прочностью будет являться важным направлением будущих разработок. Задача состоит в замене древесины тропических лесов в большинстве областей применения для сохранения ее ограниченных и исчезающих ресурсов.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание элемента из пропитанного дерева для различных областей применения с улучшенными свойствами и характеристиками, такими как водостойкость, твердость, стабильность размеров, механическая прочность, жесткость, высокое значение коэффициента Е и окрашивание. Это достигается при помощи композиции, которую применяют для пропитки элементов из дерева.

Таким образом, настоящее изобретение относится к композиции, представляющей собой смесь, содержащую по меньшей мере два компонента а) и b), где компонент а) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный тиол и компонент b) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный -ен, где мольное соотношение между тиольными группами и -еновыми группами составляет от 1:0,1 до 1.100.

Кроме того, настоящее изобретение относится к композиции, представляющей собой набор из многих компонентов, содержащий по меньшей мере два компонента а) и b), где компонент а) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный тиол и компонент b) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный -ен, где мольное соотношение между тиольными группами и -еновыми группами составляет от 1:0,1 до 1:100, и компоненты а) и b) отделены друг от друга.

Дополнительно, в настоящее изобретение включены также элемент из пропитанного дерева, полученный путем пропитки дерева композицией, представляющей собой смесь, согласно настоящему изобретению, или смесью компонентов композиции, представляющей собой набор многих компонентов, согласно настоящему изобретению с последующим отверждением композиции или смеси.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу пропитки дерева, где элемент из дерева пропитывают композицией, представляющей собой смесь, согласно настоящему изобретению, или смесью компонентов композиции, представляющей собой набор из многих компонентов, согласно настоящему изобретению.

Кроме того, в настоящее изобретение также входит применение композиции, представляющей собой смесь или смеси компонентов композиции, представляющей собой набор из многих компонентов, согласно настоящему изобретению.

Под термином "тиол" подразумевают соединение, которое содержит функциональную группу, состоящую из атома серы и атома водорода, т.е. группу -SH. Данная функциональная группа называется здесь или тиольной группой, или сульфгидрильной группой. Тиолы также называются здесь меркаптанами.

Под термином "-ен" подразумевают соединение, которое содержит по меньшей мере одну функциональную группу, имеющую ненасыщенную связь, т.е. двойную связь или тройную связь между атомами углерода. Данная функциональная группа называется здесь -еновой группой.

Термин "монофункциональный" означает одну молекулу, имеющую одну функциональную группу. В отношении тиолов это означает молекулу тиола, имеющую одну тиольную группу. То же самое относится к -енам, т.е. молекула имеет одну ненасыщенную связь.

Термин "многофункциональный" означает одну молекулу, имеющую две или более функциональные группы. В отношении тиолов это означает молекулу тиола, имеющую две или более тиольные группы. То же самое относится к -енам, т.е. молекула имеет две или более ненасыщенные связи.

Термин "тиол-ены" представляет собой выражение, касающееся раствора, содержащего соединения, имеющие тиольные группы, и соединения, имеющие -еновые группы. Данное выражение может иногда применяться для композиции, содержащей два компонента а) и b). Однако оно может быть применено только в том случае, когда компоненты а) и b) находятся в смеси.

Выражение "композиция, представляющая собой набор из многих компонентов" означает, что, например, в композицию включены по меньшей мере два компонента, которые находятся отдельно друг от друга. Они могут быть разделены путем хранения в двух раздельных сосудах или в сосуде, имеющем разделительную перегородку, которая может быть удалена или разбита впоследствии, при применении композиции. Разделение может быть использовано для двух компонентов, которые могли бы вступать в реакцию, когда это нежелательно, например перед их применением в процессе пропитки. Это зависит от выбора компонентов и времени хранения.

Выражение "композиция, представляющая собой смесь" применяют тогда, когда по меньшей мере два компонента находятся в композиции в смеси.

Элемент из дерева может представлять собой любой кусок или деталь из дерева, прессованного или непрессованного, древесину твердой породы, мягкой породы или древесину любого типа.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение относится к композиции, представляющей собой смесь, содержащую по меньшей мере два компонента а) и b), где компонент а) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный тиол и компонент b) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный -ен, где мольное соотношение между тиольными группами и -еновыми группами составляет от 1:0,1 до 1:100. Разные мольные соотношения между тиолом и -еном позволяет оператору управлять процессом отверждения и регулировать свойства пропитанного элемента из дерева. Другое эффективное превращение реакционноспособных тиольных групп и -еновых групп достигается для мольных соотношений тиола и -ена в интервале от 1:0,9 до 1:10. При низких соотношениях тиол в большей степени действует как инициатор и агент передачи цепи, при более высоких соотношениях тиол в большей степени действует как сомономер. Композицию применяют для пропитки дерева. Очень хорошего проникновения достигают за счет применения обыкновенного автоклава для пропитки в вакууме под давлением. Отверждение осуществляют при 60-150°С при применении любого обычного источника тепла, такого как нагревательная печь, камера/сушильная камера для сушки дерева, высокочастотный/тепловой пресс и т.д. Полученный элемент из дерева будет обладать значительно повышенными механическими свойствами. Северные породы твердой древесины, такой как ольха, бук и береза, будут все после пропитки иметь твердость в интервале 8-15 по Бринелю в зависимости от исходной текстуры дерева (ориентации годовых колец, сучков, исходной твердости и т.д.). Испытания прочности на изгиб демонстрируют повышенные значения на величину до 70% для тех же видов. Например, прочность на изгиб для березы увеличилась с 115 МПа до 160 МПа, а для прессованной березы прочность на изгиб повысилась с 141 МПа до 239 МПа (см. таблицу 8, пример 9).

Кроме того, настоящее изобретение относится к композиции, представляющей собой набор, содержащий по меньшей мере два компонента а) и b), где компонент а) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный тиол и компонент b) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный -ен, где мольное соотношение между тиольными группами и -еновыми группами составляет от 1:0,1 до 1:100, и компоненты а) и b) отделены друг от друга. Как упоминалось выше, иногда необходимо разделять компоненты, поскольку тиольные группы и -еновые группы могут реагировать друг с другом до того, когда это требуется. Некоторые смеси компонентов а) и b) реагируют очень быстро, тогда как другие смеси двух компонентов а) и b) могут не реагировать с такой скоростью. Такая смесь или композиция имеет более длинный срок хранения. Понятно, что смесь двух компонентов а) и b) в композиции, представляющей собой набор, эквивалентна композиции в виде смеси, содержащей компоненты а) и b).

Как раскрыто выше, другое эффективное превращение реакционноспособных тиольных групп и -еновых групп достигается для мольных соотношений тиола и -ена в интервале 1:0,9 до 1:10. Регулярная и контролируемая полимерная сеть может быть получена в более узком интервале. Степень отверждения также может быть улучшена.

Далее, при использовании выражения "композиция", оно относится как к композиции, представляющей собой смесь, так и к композиции, представляющей собой набор, если не указано другое.

Как упоминалось, свойства элементов из дерева улучшены посредством пропитки композицией, согласно настоящему изобретению. Композиции с тиольными группами и - еновыми группами были известны ранее, и их часто называют "тиол-енами", как упоминалось выше. Область применения тиол-енов составляла прозрачные защитные покрытия, пигментированные покрытия, фотоинициируемые материалы с жидкокристаллической структурой и адгезивы. Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что композицию, согласно настоящему изобретению, содержащую по меньшей мере два компонента а) и b), где компонент а) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный тиол и компонент b) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный -ен, где мольное соотношение между тиольными группами и -еновыми группами составляет от 1:0,1 до 1:100, можно применять для элементов пропитки из дерева, и она дает элемент из дерева с очень хорошими свойствами. Кроме того, область применения дерева может быть расширена. Мольное соотношение между тиольными группами и -еновыми группами может также составлять от 1:0,9 до 1:10.

Композиция, представляющая собой смесь, содержащая компонент, содержащий по меньшей мере одну моно- и/или многофункциональную тиольную группу, и компонент, содержащий по меньшей мере одну моно- и/или многофункциональную -еновую группу, согласно настоящему изобретению, может быть отверждена по свободно-радикальному механизму (см. схему 1 ниже) при комнатной температуре.

Схема 1. Общий случай процесса тиол-еновой полимеризации.

Схема 1. Общий случай процесса тиол-еновой фотополимеризации.

Общая скорость превращения тиол-еновой реакции напрямую связана с электронной плотностью -ена, обогащенный электронами -ен расходуется более быстро, чем бедные электронами -ены. Основное исключение из данного правила заключается в том, что двойные связи с высокой степенью сопряжения сополимеризуются с тиолами очень медленно. Ряд реакционной способности различных -енов при реакции с тиолами представлен на схеме 2 ниже. Тиолы на основе меркаптопропионатных сложных эфиров сополимеризуются с данным -еном более быстро, чем меркаптоацетатные сложные эфиры, которые, в свою очередь, реагируют быстрее, чем простые алкиловые тиолы.

Схема 2. Реакционная способность различных -енов по отношению к тиолам. Норборнен > Виниловый простой эфир > Пропенил > Алкен ~ Виниловый сложный эфир > N-виниламид > Аллиловый простой эфир ~ Аллилтриазин > Аллилизоцианурат > Акрилат > Ненасыщенные сложные эфиры > N-замещенный малеинимид > Акрилонитрил ~ Метакрилат > Стирол > Сопряженные диены

Композицию, представляющую собой смесь, согласно настоящему изобретению, можно, таким образом, регулировать путем выбора различных комбинаций тиола и -ена, или при помощи применения ингибиторов, или свободно-радикальных инициаторов. Если реакция начинается слишком быстро, то необходимо применять композицию, представляющую собой набор из многих компонентов, и получать смесь при пропитке элементов из дерева. В виде набора можно использовать различные компоненты в разных сосудах или в сосуде, содержащем по меньшей мере два отделения. Когда композиция должна быть смешана, смешивают содержимое разных сосудов или содержимое разных отделений сосуда. Разделительная перегородка между разными отделениями может быть разрушена, или компоненты могут быть смешаны в отдельном сосуде. Если компоненты реагируют не очень быстро, то можно содержать компоненты в одном сосуде. Однако может быть необходимо добавить свободно-радикальный инициатор, если реакция нуждается в запуске, когда, например, она протекает слишком медленно. Кроме того, вместо применения разных сосудов или помещения компонентов в различные отделения, можно применять ингибитор. Реакция между компонентами при необходимости может быть ингибирована.

Тиолы могут быть выбраны из группы, в которую входят сложные эфиры меркаптопропионата, сложные эфиры меркаптоацетата и их смеси. Данные тиолы являются подходящими, поскольку они дают возможность контролировать срок годности и процесс отверждения. Кроме того, можно специально подобрать свойства при пропитывании.

-Ены могут быть выбраны из группы, в которую входят норборнен, виниловый простой эфир, пропенил, алкен, виниловый сложный эфир, N-виниламиды, аллиловые простые эфиры, аллилтриазин, аллилизоцианурат, акрилат, ненасыщенные сложные эфиры, N-замещенный малеинимид, акрилонитрил, метакрилат, стирол, сопряженные диены и их смеси. Данные -ены являются подходящими, поскольку они дают возможность контролировать срок годности и процесс отверждения. Кроме того, можно также, конечно, специально подбирать свойства при пропитывании.

Настоящее изобретение также относится к композиции, представляющей собой набор, содержащей по меньшей мере два компонента а) и b), где компонент а) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный тиол, выбранный из группы, в которую входят сложные эфиры меркаптопропионата, сложные эфиры меркаптоацетата и их смеси, и компонент b) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный -ен, выбранный из группы, в которую входят норборнен, виниловый простой эфир, пропенил, алкен, виниловый сложный эфир, N-виниламиды, аллиловые простые эфиры, аллилтриазин, аллилизоцианурат, акрилат, ненасыщенные сложные эфиры, N-замещенный малеинимид, акрилонитрил, метакрилат, стирол, сопряженные диены и их смеси, мольное соотношение между тиольными группами и -еновыми группами составляет от 1:0,1 до 1:100; и компоненты а) и b) отделены друг от друга.

Кроме того, по меньшей мере один из компонентов а) и b) может содержать красители, тонкоизмельченные пигменты и/или пигменты. Красители будут предпочтительны из-за их малого размера частиц и высокой проникающей способности, что дает возможность контроля за процессом окрашивания.

По меньшей мере один из компонентов а) и b) может содержать добавки, выбранные из числа инициаторов, ингибиторов и других добавок. Инициаторы и ингибиторы могут регулировать реакцию. Инициаторы могут быть активированы, например, при нагревании (ИК, конвекция, сверхвысокочастотные волны), световым (УФ/видимого) или радиационным излучением (электронного, гамма или бета).

Настоящее изобретение относится также к элементу из пропитанного дерева, который может быть получен путем пропитки элемента из дерева композицией, представляющей собой смесь, или смесью компонентов композиции, представляющей собой набор, и последующего отверждения композиции или смеси. Выше объяснено, что смесь компонентов композиции, представляющая собой набор, как определено выше, эквивалентна композиции, представляющей собой смесь, как определено выше.

Таким образом, настоящее изобретение относится к элементу из пропитанного дерева, который может быть получен путем пропитки элемента из дерева композицией, представляющей собой смесь, или смесью, содержащей по меньшей мере два компонента а) и b), где компонент а) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный тиол, выбранный из группы, в которую входят сложные эфиры меркаптопропионата, сложные эфиры меркаптоацетата и их смеси, и компонент b) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный -ен, выбранный из группы, в которую входят норборнен, виниловый простой эфир, пропенил, алкен, виниловый сложный эфир, N-виниламиды, аллиловые простые эфиры, аллилтриазин, аллилизоцианурат, акрилат, ненасыщенные сложные эфиры, N-замещенный малеинимид, акрилонитрил, метакрилат, стирол, сопряженные диены и их смеси, мольное соотношение между тиольными группами и -еновыми группами составляет от 1:0,1 до 1:100; и последующего отверждения композиции или смеси.

Композиция для способа пропитки может иметь все свойства, раскрытые выше. Элемент из пропитанного дерева может представлять собой элемент из прессованного дерева.

Элемент из пропитанного дерева имеет превосходные свойства после пропитки композицией или смесью, согласно настоящему изобретению. Некоторые испытания были выполнены независимьм технологическим институтом SWEREA IVF г.Гетеборг. Испытания на твердость были проведены на нескольких твердых породах. Результаты представлены в таблице 8.

Испытания показывают, что обычное дерево твердой породы достигает более высоких механических свойств в отношении твердости, которая возрастает на величину до 600%, и прочности на изгиб, которая возрастает на величину до 70%. Например, твердость ольхи возросла с 2,1 по Бринелю до 15,2 по Бринелю, а для березы твердость возросла с 2,6 по Бринелю до 14,9 по Бринелю. Прочность на изгиб для березы увеличилась с 115 МПа до 160 МПа, а для ольхи прочность на изгиб повысилась с 90 МПа до 121 МПа. Образцы прессованного (согласно патенту Calignum EP 0729401B1) пропитанного дерева достигли возрастания твердости на величину до 300% и возрастания значений прочности на изгиб на величину до 150%. Например, твердость для прессованного бука увеличилась с 7,2 по Бринелю до 11,7 по Бринелю, а для прессованной березы твердость увеличилась с 4,5 по Бринелю до 11,9 по Бринелю.

Прочность на изгиб для прессованной березы увеличилась с 141 МПа до 239 МПа, а для прессованного бука прочность на изгиб возросла с 175 МПа до 202 МПа. Данные значения не ограничивают настоящее изобретение. Альтернативным образом, применение разных сортов дерева и прессованного дерева в комбинации с различными композициями, согласно настоящему изобретению, могут давать более высокие значения.

Все элементы из дерева, пропитанные согласно данному патенту, могут быть обработаны (шлифовка, опрессовка, распиловка и т.д.) аналогично особо твердому натуральному дереву. Это означает, что элементы из дерева могут быть обработаны при помощи любого деревообрабатывающего инструмента или механизмов. Однако, поскольку пропитанное дерево становится очень твердым, инструменты должны быть соответственным образом заточены и поддерживаться в должном состоянии.

Пропитанное дерево будет иметь также повышенную стабильность размеров и водостойкость.

Элемент из пропитанного дерева может содержать от около 1 до около 80 масс.% композиции или смеси в пересчете на общую массу элемента из пропитанного дерева. Эти значения представляют собой широкий интервал композиции, которая может быть поглощена деревом. Низкое количество композиции может применяться лишь для того, чтобы придать уже твердому и обладающему хорошими механическими свойствами элементу из дерева приятный цвет, улучшенную защиту от воды, в то время как дерево может уже иметь достаточно хорошую водостойкость. Кроме того, очень пористое дерево может поглощать до, около, 80 масс.% композиции. Это может быть необходимо для достижения требуемых свойств такого элемента из дерева. Если элемент из дерева пористый, его необходимо упрочнить при помощи композиции. Также может быть необходимо придать повышенную водостойкость, чего можно достичь при помощи высоких количеств композиции. Количество композиции или смеси, поглощенное элементом из дерева, зависит от выбранного дерева и от композиции. Кроме того, оно определяется способом, который описан ниже.

Способ пропитки элемента из дерева может также включать этап осуществления определенного вида прессования. Прессование может быть осуществлено до или после этапа пропитки. Например, элемент из дерева может быть подвергнут прессованию в любом направлении,

Существуют дополнительные пути прессования элементов из дерева. Примеры элементов прессованного дерева раскрыты в ЕР 0729401 В1. В данном способе применяют изостатическое прессование. Дерево, называемое прессованными элементами из дерева, является очень твердым. Ссылка на документ ЕР касается способа получения такого элемента из дерева. Такой элемент из дерева, пропитанный композицией, согласно настоящему изобретению, будет особенно твердым и будет иметь высокую механическую прочность. Этап прессования может быть осуществлен до или после пропитки элемента из дерева.

Элемент из дерева может быть выбран из группы, в которую входят древесина мягкой породы и древесина твердой породы. Подходят оба сорта древесины. Примерами древесины мягкой породы являются сосна и ель. Древесиной твердой породы могут являться береза, ольха, осина, бук или дуб.

Данные элементы из дерева являются идеальными для большинства изделий из дерева, предназначенных для применения в помещении, таких как напольные покрытия, лестницы и мебель, для которых используют твердую, красивую поверхность с высокой степенью устойчивости к износу и исцарапыванию. Обычно все деревянные конструкции для применения в помещении имеют преимущество при улучшенных механических свойствах, таких как прочность на изгиб. Повышенная водостойкость в сочетании с повышенной прочностью делает их хорошим материалом для наружного применения, такого как дерево для строительных конструкций, уличной мебели и т.д.

Настоящее изобретение также относится к способу пропитки дерева, где дерево пропитывают композицией, представляющей собой смесь, согласно настоящему изобретению, или смесью компонентов композиции, представляющей собой набор из многих компонентов, согласно настоящему изобретению.

Далее, настоящее изобретение относится к способу пропитки элемента из дерева, где элемент из дерева пропитывают композицией, представляющей собой смесь, содержащую по меньшей мере два компонента а) и b), где компонент а) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный тиол, выбранный из группы, в которую входят сложные эфиры меркаптопропионата, сложные эфиры меркаптоацетата и их смеси, и компонент b) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный -ен, выбранный из группы, в которую входят норборнен, виниловый простой эфир, пропенил, алкен, виниловый сложный эфир, N-виниламиды, аллиловые простые эфиры, аллилтриазин, аллилизоцианурат, акрилат, ненасыщенные сложные эфиры, N-замещенный малеинимид, акрилонитрил, метакрилат, стирол, сопряженные диены и их смеси, мольное соотношение между тиольными группами и -еновыми группами составляет от 1:0,1 до 1:100.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу пропитки элемента из дерева, где элемент из дерева пропитывают смесью, представляющей собой набор, содержащей по меньшей мере два компонента а) и b), где компонент а) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный тиол, выбранный из группы, в которую входят сложные эфиры меркаптопропионата, сложные эфиры меркаптоацетата и их смеси, и компонент b) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный -ен, выбранный из группы, в которую входят норборнен, виниловый простой эфир, пропенил, алкен, виниловый сложный эфир, N-виниламиды, аллиловые простые эфиры, аллилтриазин, аллилизоцианурат, акрилат, ненасьщенные сложные эфиры, N-замещенный малеинимид, акрилонитрил, метакрилат, стирол, сопряженные диены и их смеси, мольное соотношение между тиольными группами и -еновыми группами составляет от 1:0,1 до 1:100; где компоненты а) и b) отделены друг от друга в виде партии до пропитывания, и их смешивают друг с другом с образованием смеси компонентов а) и b) при пропитке.

Компоненты а) и b) могут быть смешаны непосредственно перед пропиткой. Данные способы отличаются тем, что композиция в начале второго способа представляет собой композицию в виде набора, в котором два компонента а) и b) отделены друг от друга. Когда необходимо пропитать элемент из дерева, два компонента а) и b) смешивают друг с другом с образованием смеси. В первом способе композиция из двух компонентов представляет собой смесь уже в начале данного способа. При применении композиции в виде набора компоненты обычно реагируют друг с другом быстрее и имеют более короткий срок годности.

Пропитка дерева хорошо известна специалистам в данной области техники. Обычно пропитка включает этапы вакуумирования и применения повышенного давления в автоклаве для достижения проникновения пропитывающей жидкости в изделие из дерева. Затем пропитанное дерево обычно подвергают отверждению при помощи тепла для завершения полимеризации пропитывающей жидкости (внутри клеточных структур дерева). Несмотря на то, что способ является общеизвестным, ниже описаны несколько примеров того, как достичь пропитки.

Элемент из дерева может быть пропитан с применением этапов i, ii, iii, vii, viii и, необязательно, одного или более этапов iv, v и vi в произвольном порядке:

i) загрузка элементов из дерева в пропиточную камеру,

ii) подача композиции или смеси в камеру,

iii) вакуумирование элемента из дерева в камере,

iv) воздействие на элемент из дерева нормального давления,

v) воздействие на элемент из дерева повышенного давления,

vi) вакуумирование элемента из дерева,

vii) удаление элемента из дерева из камеры и

viii) нагревание пропитанного элемента из дерева до температуры по меньшей мере 40°С в течение по меньшей мере 5 минут.

Композиция или смесь может быть подана в камеру под действием вакуума, на альтернативном этапе технологического процесса. Затем элемент из дерева может быть загружен в камеру отдельно, до приложения вакуума. Другие этапы технологического процесса являются теми же и могут быть применены в произвольном порядке.

Этап viii), представляющий собй этап нагревания или отверждения, начинает процесс отверждения композиции. Отверждение может быть осуществлено при температуре от комнатной до, около, 180°С. Однако могут быть применены и даже более высокие температуры в зависимости от древесного субстрата и тиол-еновой композиции. Время нагревания и отверждения зависит от того, какие компоненты а) и b) применяют, и от температуры. Отверждение при комнатной температуре требует более длительного времени отверждения.

Количество композиции, которое может быть поглощено элементом из дерева, можно регулировать при помощи различных этапов данного способа. Более глубокий вакуум может способствовать более легкому поглощению композиции деревом, а высокое давление может продвигать композицию внутрь дерева. Длительность различных этапов также может влиять на количество композиции, которое поглощено элементом из дерева.

Кроме того, настоящее изобретение относится к применению композиции, представляющей собой смесь, согласно настоящему изобретению, как раскрыто выше, или смеси компонентов композиции, представляющей собой набор, согласно настоящему изобретению, как описано выше, для пропитки элемента из дерева.

Настоящее изобретение, в частности, относится к применению композиции, представляющей собой смесь, содержащую по меньшей мере два компонента а) и b); или смеси по меньшей мере двух компонентов а) и b) композиции, представляющей собой набор, где компоненты а) и b) отделены друг от друга до применения; где компонент а) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный тиол, выбранный из группы, в которую входят сложные эфиры меркаптопропионата, сложные эфиры меркаптоацетата и их смеси, и компонент b) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный -ен, выбранный из группы, в которую входят норборнен, виниловый простой эфир, пропенил, алкен, виниловый сложный эфир, N-виниламиды, аллиловые простые эфиры, аллилтриазин, аллилизоцианурат, акрилат, ненасыщенные сложные эфиры, N-замещенный малеинимид, акрилонитрил, метакрилат, стирол, сопряженные диены и их смеси, мольное соотношение между тиольными группами и -еновыми группами составляет от 1:0,1 до 1:100.

Далее приведены следующие, не ограничивающие настоящее изобретение примеры.

ПРИМЕРЫ

1. Пример реакционной способности различных тиолов и -енов.

1a) Были испытаны 10-граммовые образцы композиций тиола ТМРМР и различных -енов в мольном соотношении между тиольными группами и -еновыми группами 1:1 и были отмечены разные скорости реакции. Композиции были помещены в сосуды. Температуру сперва поддерживали на уровне RT (комнатной температуры, 20°С) в течение 20 минут, затем на уровне 78°С в течение 25 минут и в конце на уровне 100°С до завершения реакции (отверждения). Иногда было необходимо нагревать до более высоких температур, поскольку композиция была уже отвержденной (FTIR, конверсия двойных связей >90%).

Результаты приведены в таблице 1 ниже:

Таблица 1а. Различные типы -енов с ТМРМР (триметилолпропантри-3-меркаптопропионат) при мольном соотношении 1:1
Тип -ена RT (минут) 78°С (минут) 100°С (минут) Твердость стержня FTIR(%)
TEGDMA Триэтиленгликольдимет -акрилат 20 12 Твердый, эластичный 96
ТМРТМА Триметилолпропантри-метакрилат 20 9 Твердый 93
HDDMA Гександиолдиакрилат 20 25 30 Резина 91
ТМРТА Триметилолпропан-триакрилат 20 6 Твердый 92
HDDA Гександиолдиакрилат 20 6 Твердый, эластичный 97
TMPDA Триметилолпропан-диаллиловый простой эфир 20 25 30 Эластичный 90
HDDVE Гександиолдивиниловый простой эфир 15 Эластичный 91
Норборнен 10 Элестичный, вязкий 89
DVB Дивинилбензол 20 25 40 Вязкий 86
ТО Тунговое масло 20 25 60 Не затвердел 68

При помощи FTIR измеряют конверсию двойных связей в %. Твердость измеряли давлением стержня на поверхность и изгибанием образца.

Приведенные выше результаты показывают, что различие в реакционной способности зависит от типа примененного -ена (ненасыщенного). Увеличение функциональности -еновых групп для той же молекулы повышает скорость реакции.

1b) Были испытаны 10-граммовые образцы композиций различных тиолов и -ена ТМРТА в мольном соотношении между тиольными группами и -еновыми группами 1:1 и были отмечены разные скорости реакции. Композиции были помещены в сосуды. Температуру поддерживали на уровне 80°С до завершения реакции (отверждение означает >90% конверсию двойных связей по данным измерений FTIR).

Таблица 1b. Различные типы тиолов с ТМРТА (триметилолпропантриакрилат) в мольном соотношении 1:1
Тип тиола 80°С (минут) Твердость стержня FTIR (%)
ТМРМР Триметиолопропантри-3-меркаптопропионат 7 Твердый, имеет гибкость 96
РЕТМР Пентаэритритолтетра-меркаптопропионат 3 Твердый, имеет гибкость 94
РЕТМА Пентаэритритолтетра-меркаптоацетал б Твердый, имеет гибкость 94

Представленные в таблице 1b результаты показывают, что увеличение функциональности тиольных групп в той же молекуле повышает скорость реакции. Показано также, что меркаптопропионатные тиолы более реакционноспособны по сравнению с меркаптоацетатными тиолами.

2. Пример различного мольного соотношения тиольных групп к -еновым.

Были получены 10-граммовые образцы композиций тиола ТМРМР (триметилолпропантри-3-меркаптопропионат) и -ена ТМРТА (триметилолпропантриакрилат) в различных мольных соотношениях для изучения полученных в результате твердости и поверхностных свойств. Условия отверждения составляли 80°С в течение 6 минут. См. таблицу 2а.

Таблица 2а. Отверждение при 80°С в течение 6 минут для различных мольных соотношений между тиолом (ТМРМР = триметилолпропантри-3-меркаптопропионат) и -еном (ТМРТА = триметилолпропантриакрилат)
Тиол -Ен Мольное соотношение между тиольными и - еновыми группами Примечания
ТМРМР ТМРТА 1:1 Твердый, гибкий, шероховатая поверхность
ТМРМР ТМРТА 1:1,3 Твердый, с некоторой гибкостью, тверже, чем 1:1, шероховатая поверхность
ТМРМР ТМРТА 1:2,3 Твердый, с некоторой гибкостью, тверже, чем 1:1,3, шероховатая поверхность
ТМРМР ТМРТА 1:3,6 Твердый, тверже, чем 1:2,3, сухая, гладкая поверхность
ТМРМР ТМРТА 1:6,5 Очень твердый, тверже, чем 1:3,6, сухая, гладкая поверхность

Представленные выше результаты показывают, что разные мольные соотношения между функциональностью тиолов и -енов дают изделия с разными свойствами. Повышенная функциональность -енов дает, при комбинации ТМРМР и ТМРТА, повышенную твердость. Различные комбинации тиолов и -енов дают различные механические свойства в зависимости от их мольного соотношения и функциональности. Композиция РЕТМР (пентаэритритолтетрамеркаптопропионат) и TEGDA (триэтиленгликольдиакрилат) дает более твердые пленки при повышенном мольным соотношении для РЕТМР (См. таблицу 2b).

Таблица 2b. Отверждение при 80°С в течение 6 минут для различных мольных соотношений между тиолом (пентаэритритолтетрамеркаптопропионат) и TEGDA (триэтиленгликольдиакрилат)
Тиол -Ен Мольное соотношение между тиольными и - еновыми группами Примечания
ТМРМР TEGDA 1:0,7 Твердый
ТМРМР TEGDA 1:1 Твердый с некоторой гибкостью
ТМРМР TEGDA 1:2,3 Гибкий с некоторой твердостью

3. Пример различных температур отверждения

Влияние различных температур отверждения было исследовано для композиции тиола ТМРМР (триметилолпропантри-3-меркаптопропионат) и -ена ТМРТА (триметилолпропантриакрилат). Мольное соотношение между тиольными и -еновыми группами составляло 1:1.

Куски древесины прессованной ольхи (50×150×4 мм) были пропитаны композицией, указанной выше. Параметры технологического процесса пропитки были следующими:

Давление при вакуумировании: 0,2 бар в течение 4 минут

Нормальное давление: в течение 6 минут

Повышенное давление: 2 бар в течение 10 минут

Нормальное давление: в течение 2 часов.

Отверждение осуществляли в конвекционной печи при различных температурах и в течение разного времени. См. таблицы 3а и 3b.

Таблица 3а
Образец Условия отверждения (°С, часы) Масс.% тиол-еновой композиции в кусках дерева Испытание давлением (1-5) Шлифовальное испытание (1-5) Водостойкость (1-5)
1 20,72 31 5 2 4
2 100, 0,5 34 5 3 4
3 100,48 32 5 4 4
4 125, 0,17 32 5 3 4

Следует обратить внимание, что шкала от 1 до 5 означает, что значение 1 является плохим, а значение 5 - превосходным. Испытание давлением представляет собой испытание, при котором какую-либо жидкость выжимают из куска дерева. Шлифовальное испытание проводят в шлифовальном станке с бумагой 120. Водостойкость измеряют как степень деформации/набухания водой при помещении воды на шлифованную поверхность размером 10×20 мм.

Таблица 3b
Образец Условия отвержде-ния (°С, часы) Масс.% тиол-еновой композиции в кусках дерева Испытание давлением (1-5) Шлифовальное испытание (1-5) Водостойкость (1-5)
1 40,72 32 5 2 4
2 60,72 32 5 3 4
3 80,72 33 5 4 5
4 110,72 32 5 5 5

Следует обратить внимание, что шкала от 1 до 5 означает, что значение 1 является плохим, а значение 5 - превосходным. Испытание давлением представляет собой испытание, при котором какую-либо жидкость выжимают из куска дерева. Шлифовальное испытание проводят в шлифовальном станке с бумагой 120. Водостойкость измеряют как степень деформации/набухания водой при помещении воды на шлифованную поверхность размером 10×20 мм.

В таблице 3с представлен дополнительный пример. Исследованная композиция представляла собой тиол ТМРМР (триметилолпропантри-3-меркаптопропионат) и -ен ТМРТМА (триметилолпропантриметакрилат). Мольное соотношение составляло 1:5,6 между тиольными и -еновыми группами.

Куски древесины прессованной ольхи (50×150×4 мм) были пропитаны композицией, указанной выше. Параметры технологического процесса пропитки были следующими:

Давление при вакуумировании: 0,1 бар в течение 6 минут

Нормальное давление: в течение 15 минут

Таблица 3с
Условия отверждения при 100°С (часы) Масс.% тиол-еновой композиции в кусках дерева Внешний вид поверхности Испытание давлением (1-5)
3 31 Сухая 1
7 27 Сухая 4
15 29 Сухая 4
36 29 Сухая 4

Следует обратить внимание, что шкала от 1 до 5 означает, что значение 1 является плохим, а значение 5 - превосходным. Испытание давлением представляет собой испытание, при котором какую-либо жидкость выжимают из куска дерева.

Выводы по результатам данных испытаний таковы, что как температура отверждения, так и время отверждения имеют значение. В общем случае при более высокой температуре достигаются увеличение скорости реакции и уменьшение времени отверждения. Время отверждения следует оптимизировать для каждой композиции тиола и -ена. В таблицах 3а, 3b и 3с представлено влияние температуры отверждения.

4. Пример различных источников тепла/УФ-излучения для отверждения.

Были исследованы различные условия отверждения. Сравнили отверждение под действием тепла, генерируемого в конвекционной печи, тепла, генерируемого ИК-лампами и в миковолновой печи. Также было испытано влияние УФ-ламп. Результаты представлены в таблице 4.

Исследуемая композиция представляла собой тиол ТМРМР (триметилолпропантри-3-меркаптопропионат) и -ен ТМРТА (триметилолпропантриакрилат). Мольное соотношение между тиольными и -еновыми группами составляло 1:1,3.

Куски древесины прессованной ольхи (50×150×4 мм) были пропитаны композицией, указанной выше. Параметры технологического процесса пропитки были следующими:

Давление при вакуумировании: 0,1 бар в течение 10 минут

Нормальное давление: в течение 2 минут

Повышенное давление: 1,5 бар в течение 8 минут

Нормальное давление: в течение 4 часов

Таблица 4. Сравнение различных условий отверждения
Образец Условия отверждения Масс.% тиол-еновой композиции в кусках дерева Испытание давлением (1-5)
1 УФ (ртутные лампы) 33 1 (сухая поверхность)
2 УФ+ИК 35 4
3 ИК 30 3
4 100°С, 6 часов 34 5
5 Сверхвысокочастотные волны 32 4

Следует обратить внимание, что шкала от 1 до 5 означает, что значение 1 является плохим, а значение 5 - превосходным. Испытание давлением представляет собой испытание, при котором какую-либо жидкость выжимают из куска дерева. При испытаниях с УФ-лампами в композицию добавили 1% Igracure 2100.

Из вышеприведенного можно сделать вывод, что только УФ-излучение действует на поверхностные слои куска дерева, и комбинация УФ- и ИК-излучения дает хорошее отверждение во всем куске дерева. Применение только ИК-излучения дает отверждение, нуждающееся в дальнейшем улучшении. Отверждение в микроволновой печи и конвекционной печи (100°С, 6 часов) дает хорошие условия для отверждения кусков пропитанного дерева.

5. Пример регулирования срока годности. Различные тиолы/-ены, ингибиторы и/или свободно-радикальные инициаторы.

В технологическом процессе пропитки срок годности композиции важен с точки зрения времени, отводимого на различные этапы технологического процесса, и с точки зрения возможностей применения одной и той же композиции несколько раз в течение технологического процесса.

Есть несколько способов регулирования срока годности композиции. Некоторые из них следующие:

• выбор тиолов и -енов (тип, функциональность, мольное соотношение)

• применение ингибиторов

• применение свободно-радикальных инициаторов (УФ- и термочувствительных инициаторов, уменьшающих срок хранения при активации)

• для двух компонентов могут применяться разные сосуды.

В таблице 5 приведены несколько примеров.

Таблица 5. Примеры регулирования срока хранения тиол-еновой композиции
Образец Тиол/-ен Тип регулирования Срок годности
1 РЕТМА/ТМРТА, 1:1 Функциональность по сравнению с образцом 1 35 минут
2 ТМРМР/ТМРТА, 1:1 Тип тиола по сравнению с образцом 1 16 часов
3 TMPMP/TEGDA, 1:1 Тип -ена по сравнению с образцом 2 35 часов
4 TMPMP/TEGDA, 1:2 Мольное соотношение по сравнению с образцом 3 43 часов
5 ТМРМР/ТМРТА, 1:1 Гидрохинон в качестве ингибитора Срок годности на 17% дольше по сравнению со сроком годности образца 2
6 ТМРМР/ТМРТА, 1:1 Пероксид бензоила в качестве свободно-радикального инициатора Срок годности на 23% короче по сравнению со сроком годности образца 2
РЕТМА (4 тиольные группы), ТМРМР (3 тиольные группы), ТМРТА (3 -еновые группы), TEGDA (2 -еновые группы).

6. Пример пропитки различных сортов дерева как натурального, так и прессованного.

В таблице 6 представлены результаты примеров пропитки различных сортов дерева как натурального, так и прессованного.

Композиция для исследования представляла собой тиол ТМРМР (триметилолпропантри-3-меркаптопропионат) и -ены ТМРТА (триметилолпропантриакрилат) и HDDA (гександиолдиакрилат), мольное соотношение между -енами составляло 8:2. Мольное соотношение между тиольными и -еновыми группами составляло 1:2.

Куски древесины (2000×200×4 мм) были пропитаны композицией, указанной выше. Параметры технологического процесса пропитки были следующими:

Давление при вакуумировании: 0,15 бар в течение 6 минут

Нормальное давление: в течение 15 минут

Повышенное давление: 1,3 бар в течение 15 минут

Давление при вакуумировании: 0,15 бар в течение 6 минут

Нормальное давление: в течение 24 часов

Отверждение при 100°С, 24 часа

Таблица 6. Примеры пропитки различных сортов дерева как натурального, так и прессованного
Дерево Масс.% тиол-еновой композиции в кусках дерева Испытание давлением (1-5) Шлифовальное испытание (1-5)
Осина 28 5 5
Береза 43 5 5
Дуб 15 5 5
Бук 37 5 5
Прессованный бук 13 5 5
Прессованная ольха 30 5 5

Следует обратить внимание, что шкала от 1 до 5 означает, что значение 1 является плохим, а значение 5 - превосходным. Испытание давлением представляет собой испытание, при котором какую-либо жидкость выжимают из куска дерева. Шлифовальное испытание проводят в шлифовальном станке с бумагой 120. Бук сжат до 65%, ольха до 60% в пересчете на несжатые куски дерева.

Согласно приведенным выше примерам и испытаниям, показано, что технологический процесс пропитки тиол-еном может применяться для всех сортов дерева. Дерево может быть как натуральным, так и прессованным.

7. Пример натурального или прессованного дерева, пропитанного окрашенной тиол-еновой композицией, имеющего свойства, равные свойствам дерева дождевых лесов, или лучшие. Окрашенная тиол-еновая композиция, полученная с применением красителей, тонкоизмельченных пигментов и/или пигментов.

Окрашенную композицию получили с применением красителей, тонкоизмельченных пигментов и/или пигментов. Ниже приведены примеры натурального и прессованного дерева, пропитанного окрашенными композициями, имеющего свойства, равные свойствам дерева дождевых лесов, или лучшие, чем у дерева дождевых лесов.

Композиция, согласно настоящему изобретению, представляла собой тиол ТМРМР (триметилолпропантри-3-меркаптопропионат) и -ены ТМРТМА (триметилолпропантриметакрилат) и TEGDA (триэтиленгликольдиакрилат), мольное соотношение между -енами составляет 9:1. Мольное соотношение между тиольными и -еновыми группами составляло 1:2. К композиции добавили оранжевый краситель и черный краситель.

Куски прессованного дерева (2000 х 200 х 4 мм) были пропитаны указанной выше композицией. Параметры технологического процесса пропитки были следующими:

Давление при вакуумировании: 0,15 бар в течение 6 минут

Нормальное давление: в течение 15 минут

Повышенное давление: 1,3 бар в течение 15 минут

Давление при вакуумировании: 0,15 бар в течение 6 минут

Нормальное давление: в течение 24 часов

Отверждение при 100°С, 24 часа

В таблице 7 представлены результаты для различным образом окрашенного пропитанного дерева.

Таблица 7. Окрашенные куски пропитанного дерева и прессованного дерева
Дерево Масс.% тиол-еновой композиции в кусках дерева Ровное окрашивание от поверхности до середины элемента из дерева Примечания
Ольха 52 Да Ровный цвет Белые пятна отсутствуют
Бук 35 Да Ровный цвет Белые пятна отсутствуют
Береза 41 Да Ровный цвет Белые пятна отсутствуют
Прессованный бук 23 Да Ровный цвет Белые пятна отсутствуют
Прессованная ольха 30 Да Ровный цвет Белые пятна отсутствуют

8. Пример механических свойств.

Для разных кусков дерева были определены механические свойства: твердость по Бринелю (SS-EN 1534) и прочность на изгиб (ISO 3133). Для нескольких твердых пород были проведены испытания твердости. Результаты представлены в таблице 8 ниже.

Все значения представляют собой средние результаты измерений для заданного набора образцов.

Таблица 8. Твердость по Бринелю (SS-EN 1534) и прочность на изгиб (ISO 3133)
Механические свойства Бук Ольха Береза
до после до после до после
Твердость (по Бринелю) 3,8 8,6 2,1 15,2 2,6 14,9
Прочность на изгиб (МПа) 125 169 90 121 115 160
Механические свойства Прессованный бук Прессованная ольха Прессованная береза
до после до после до после
Твердость (по Бринелю) 7,2 11,7 4,1 * 4,5 11,9
Прочность на изгиб (МПа) 175 202 128 * 141 239
* - измерения не проводились

Приведенные выше результаты показывают, что как твердость по Бринелю, так и прочность на изгиб для различных элементов из пропитанного дерева дают большое улучшение механических свойств по сравнению с кусками натурального дерева.

Обычное твердое дерево имело значительно повышенные механические свойства, относящиеся к твердости, которая возрастает особенно сильно (на величину до 600%), и прочности на изгиб, которая сильно возрастает (на величину до 70%). Прессованные (согласно патенту Calignum EP 0729401B1) образцы пропитанного дерева имели средние показатели возрастания твердости (на величину до 300%) и от высокого до особо высокого возрастания значений прочности на изгиб (на величину до 150%.)

9. Пример различного количества тиол-еновой композиции, изменяющегося от 0 до 80% тиол-еновой композиции в элементах из дерева.

В таблице 9 ниже представлено различное количество тиол-еновой композиции в элементах из дерева, варьирующееся от 0 до 80 масс.%. Исследованная композиция представляла собой тиол ТМРМР (триметилолпропантри-3-меркаптопропионат) и -ены ТМРТМА (триметилолпропантриметакрилат) и HDDA (гександиолдиакрилат), мольное соотношение между -енами составляет 9:1. Мольное соотношение между тиольными и -еновыми группами составляло 1:2.

Куски дерева (2000×200×4 мм) были пропитаны указанной выше композицией. Параметры технологического процесса пропитки были следующими:

Давление при вакуумировании: 0,10 бар в течение 8 минут

Нормальное давление: в течение 15 минут

Повышенное давление: 1,2 бар в течение 20 минут

Давление при вакуумировании: 0,15 бар в течение 6 минут

Нормальное давление: в течение 24 часов

Отверждение при 100°С, 24 часа

Таблица 9. Различное количество тиол-еновой композиции в элементах из дерева
Масс.% тиол-еновой композиции в элементах из дерева Отверждение поверхности FTIR(%)
1 Да 93
11 Да 96
23 Да 95
41 Да 94
59 Да 95
78 Да 93

Данные таблицы 9 демонстрируют хорошую картину отверждения для различных количеств тиол-еновой композиции, изменяющихся от 0 до, приблизительно, 80 масс.% тиол-еновой композиции в элементах из дерева.

10. Различные мольные соотношения между тиолом и -еном.

В таблице 10 ниже представлены различные мольные соотношения между тиолом и -еном в элементах из дерева, изменяющихся от 1:0,1 до 1:100. Исследованная композиция представляла собой тиол ТМРМР (триметилолпропантри-3-меркаптопропионат) и -ен ТМРТМА (триметилолпропантриметакрилат).

Куски дерева (2000×200×4 мм) были пропитаны указанной выше композицией. Параметры технологического процесса пропитки были следующими:

Давление при вакуумировании: 0,15 бар в течение 6 минут

Нормальное давление: в течение 20 минут

Повышенное давление: 1,4 бар в течение 15 минут

Давление при вакуумировании: 0,15 бар в течение 10 минут

Нормальное давление: в течение 10 часов

Отверждение при 100°С, 24 часа в конвекционной печи

Таблица 10. Различные мольные соотношения между тиолом и -еном
Мольное соотношение между тиолом и -еном композиции в кусках дерева Отверждение поверхности FTIR('%)
1:0,1 Да, немного липкая 91
1:1 Да 95
1:5 Да 97
1:20 Да 94
1:50 Да 91
1:100 Да 88

Результаты демонстрируют хорошую картину отверждения для мольных соотношений тиола и -ена, изменяющихся от 1:0,1 до 1:100.

1. Способ пропитки элемента из дерева, отличающийся тем, что элемент из дерева пропитывают композицией, представляющей собой смесь, содержащую по меньшей мере два компонента а) и b), где компонент а) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный тиол, выбранный из группы, в которую входят сложные эфиры меркаптопропионата, сложные эфиры меркаптоацетата и их смеси, и компонент b) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный -ен, выбранный из группы, в которую входят норборнен, виниловый простой эфир, пропенил, алкен, виниловый сложный эфир, N-виниламиды, аллиловые простые эфиры, аллилтриазин, аллилизоцианурат, акрилат, ненасыщенные сложные эфиры, N-замещенный малеинимид, акрилонитрил, метакрилат, стирол, сопряженные диены и их смеси, причем мольное соотношение между тиольными группами и -еновыми группами составляет от 1:0,1 до 1:100, и дерево пропитывают с применением нижеследующих этапов i, ii, iii, vii, viii и, необязательно, одного или более этапов iv, v и vi, выполняемых в произвольном порядке:
i) загрузка элементов из дерева в пропиточную камеру,
ii) подача композиции или смеси в камеру,
iii) вакуумирование элемента из дерева в камере,
iv) воздействие на элемент из дерева нормального давления,
v) воздействие на элемент из дерева повышенного давления,
vi) вакуумирование элемента из дерева,
vii) удаление элемента из дерева из камеры и
viii) нагревание пропитанного элемента из дерева до температуры по меньшей мере 40°C в течение по меньшей мере 5 минут.

2. Способ пропитки элемента из дерева, отличающийся тем, что элемент из дерева пропитывают композицией, представляющей собой набор, содержащий по меньшей мере два компонента а) и b), где компонент а) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный тиол, выбранный из группы, в которую входят сложные эфиры меркаптопропионата, сложные эфиры меркаптоацетата и их смеси, и компонент b) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный -ен, выбранный из группы, в которую входят норборнен, виниловый простой эфир, пропенил, алкен, виниловый сложный эфир, N-виниламиды, аллиловые простые эфиры, аллилтриазин, аллилизоцианурат, акрилат, ненасыщенные сложные эфиры, N-замещенный малеинимид, акрилонитрил, метакрилат, стирол, сопряженные диены и их смеси, причем мольное соотношение между тиольными группами и -еновыми группами составляет от 1:0,1 до 1:100; где компоненты а) и b) в наборе отделены друг от друга до пропитывания, и их смешивают друг с другом с образованием смеси компонентов а) и b) при пропитке, и дерево пропитывают с применением нижеследующих этапов i, ii, iii, vii, viii и, необязательно, одного или более этапов iv, v и vi, выполняемых в произвольном порядке:
i) загрузка элементов из дерева в пропиточную камеру,
ii) подача композиции или смеси в камеру,
iii) вакуумирование элемента из дерева в камере,
iv) воздействие на элемент из дерева нормального давления,
v) воздействие на элемент из дерева повышенного давления,
vi) вакуумирование элемента из дерева,
vii) удаление элемента из дерева из камеры и
viii) нагревание пропитанного элемента из дерева до температуры по меньшей мере 40°C в течение по меньшей мере 5 минут.

3. Элемент из пропитанного дерева, отличающийся тем, что он получен способом по п.1 или 2 путем пропитки элемента из дерева композицией, представляющей собой смесь, содержащую по меньшей мере два компонента а) и b), где компонент а) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный тиол, выбранный из группы, в которую входят сложные эфиры меркаптопропионата, сложные эфиры меркаптоацетата и их смеси, и компонент b) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный -ен, выбранный из группы, в которую входят норборнен, виниловый простой эфир, пропенил, алкен, виниловый сложный эфир, N-виниламиды, аллиловые простые эфиры, аллилтриазин, аллилизоцианурат, акрилат, ненасыщенные сложные эфиры, N-замещенный малеинимид, акрилонитрил, метакрилат, стирол, сопряженные диены и их смеси, причем мольное соотношение между тиольными группами и -еновыми группами составляет от 1:0,1 до 1:100; и последующего отверждения композиции или смеси.

4. Элемент из пропитанного дерева по п.3, отличающийся тем, что по меньшей мере один из компонентов а) и b) содержит красители, тонкоизмельченные пигменты и/или пигменты.

5. Элемент из пропитанного дерева по п.3, отличающийся тем, что по меньшей мере один из компонентов а) и b) может содержать добавки, выбранные из числа инициаторов, ингибиторов и других добавок.

6. Элемент из пропитанного дерева по п.3, отличающийся тем, что он содержит от около 1 до около 80 мас.% композиции или смеси в пересчете на общую массу элемента из пропитанного дерева.

7. Элемент из пропитанного дерева по п.3, отличающийся тем, что дерево выбирают из группы, в которую входят древесина мягкой породы и древесина твердой породы.

8. Элемент из пропитанного дерева по любому из пп.3-7, отличающийся тем, что мольное соотношение между тиольными группами и -еновыми группами составляет от 1:0,9 до 1:10.

9. Композиция для пропитки элемента из дерева, полученная способом по п.1 или 2, представляющая собой набор, содержащий по меньшей мере два компонента а) и b), где компонент а) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный тиол, выбранный из группы, в которую входят сложные эфиры меркаптопропионата, сложные эфиры меркаптоацетата и их смеси, и компонент b) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный -ен, выбранный из группы, в которую входят норборнен, виниловый простой эфир, пропенил, алкен, виниловый сложный эфир, N-виниламиды, аллиловые простые эфиры, аллилтриазин, аллилизоцианурат, акрилат, ненасыщенные сложные эфиры, N-замещенный малеинимид, акрилонитрил, метакрилат, стирол, сопряженные диены и их смеси, причем мольное соотношение между тиольными группами и -еновыми группами составляет от 1:0,1 до 1:100; и компоненты а) и b) отделены друг от друга.

10. Композиция по п.9, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из компонентов а) и b) содержит красители, тонкоизмельченные пигменты и/или пигменты.

11. Композиция по п.9 или 10, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из компонентов а) и b) содержит добавки, выбранные из инициаторов, ингибиторов и других добавок.

12. Композиция по п.11, отличающаяся тем, что мольное соотношение между тиольными группами и -еновыми группами составляет от 1:0,9 до 1:10.

13. Применение композиции по пп.9-11, представляющей собой смесь, содержащую по меньшей мере два компонента а) и b); или смеси по меньшей мере двух компонентов а) и b) композиции, представляющей собой набор, где компоненты а) и b) отделены друг от друга до применения; где компонент а) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный тиол, выбранный из группы, в которую входят сложные эфиры меркаптопропионата, сложные эфиры меркаптоацетата и их смеси, и компонент b) содержит по меньшей мере один моно- и/или многофункциональный -ен, выбранный из группы, в которую входят норборнен, виниловый простой эфир, пропенил, алкен, виниловый сложный эфир, N-виниламиды, аллиловые простые эфиры, аллилтриазин, аллилизоцианурат, акрилат, ненасыщенные сложные эфиры, N-замещенный малеинимид, акрилонитрил, метакрилат, стирол, сопряженные диены и их смеси, причем мольное соотношение между тиольными группами и -еновыми группами составляет от 1:0,1 до 1:100, для пропитки элементов из дерева.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится способу получения сшитых битумно-сополимерных композиций, обладающему уменьшенным выделением сероводорода. Способ включает приведение в контакт, по меньшей мере, одного битума или смеси битумов с, по меньшей мере, одним сополимером на основе звеньев сопряженного диена и ароматических моновинильных углеводородных звеньев и, по меньшей мере, одним сшивающим агентом при температурах от 100°C до 230°C и при перемешивании.
Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке эластомерных материалов уплотнительного назначения с высоким уровнем морозостойкости и низким значением остаточной деформации сжатия.
Изобретение относится к производству композиционного материала на основе гидрированного бутадиен-нитрильного и акрилатного каучуков и может найти применение для изготовления пластин резиновых теплостойких, валов обрезиненных, резиновых уплотнительных деталей.

Изобретение относится к несшитым эластомерным полимерам, эластомерным композициям и изделиям. .
Изобретение относится к полимерной композиции и может быть использовано в резинотехнической промышленности. .
Изобретение относится к области получения термоусаживающихся материалов на основе стабилизированного и радиационно-сшитого полиэтилена, предназначенных для упаковки продуктов питания, различных изделий, термоусаживающихся трубок для защиты кабельных соединений, и может найти применение при получении изделий (манжет, лент) для защиты трубопроводов от коррозии.
Изобретение относится к резиновой промышленности, может применяться в уплотнительных деталях в подвижных узлах механизмов. .

Изобретение относится к полиолефиновой композиции с повышенной устойчивостью к разрушению, вызванному водой, содержащей ClO2, и к трубе, изготовленной из такой полиолефиновой композиции.

Изобретение относится к резиновой смеси для наполнителя борта и шине с наполнителем борта, изготовленным с использованием этой резиновой смеси. .

Изобретение относится к полиэтиленовой композиции для изоляции проводов и кабелей, обладающей улучшенным сопротивлением подвулканизации, и состоит из полиэтилена и ингибитора подвулканизации с температурой плавления под атмосферным давлением ниже 50°С, представляющего собой соединение формулы I, в которой R1 обозначает C1-С20 алкил или C1-С20алкил, который замещен фенилом, С2-С 20алкенил, С3-С20 алкинил, С5-С9циклоалкил, фенил или толил; R2 и R 3 каждый независимо друг от друга обозначает C 1-С20алкил или С1 -С20алкил, который замещен следующими радикалами: фенилом, одним или двумя гидроксилами, цианогруппой, формилом, ацетилом, -О-COR5; R5 обозначает C1-С20 алкил; С3-С20алкенил; С3-С20алкинил; С 5-С7циклоалкил или С 5-С7циклоалкил, который замещен гидроксилом; фенил, 4-хлорфенил, 2-метоксикарбонилфенил, п-толил, 1,3-бензтиазол-2-ил или -(CHR6)nCOOR 7 или -(CHR6)n CON R8R9, где n обозначает 1 или 2, R6 обозначает водородный атом или C1-С6алкил, R 7 обозначает С1-С 20алкил, С1-С20 алкил, прерываемый 1-5 атомами О или S, С5 -С7циклоалкил, фенил, бензил, толил, R 8 и R9 каждый обозначает водородный атом или C1-С6алкил; R4 обозначает водородный атом или метил и органический пероксид; где композицию можно экструдировать с минимумом предварительной сшивки, даже при достаточной скорости сшивания.

Изобретение относится к применению водной дисперсии воска в качестве гидрофобизирующего агента при изготовлении материалов на основе древесины. .

Изобретение относится к применению алкоксилированных аминов для обработки древесины, чтобы улучшить водоотталкивающие свойства древесины или уменьшить количество поглощаемой древесиной воды.

Изобретение относится к способу обработки древесины, в частности к способу получения модифицированной древесины. .

Изобретение относится к способу получения древесных изделий с повышенной долговечностью, стабильностью размеров и твердостью поверхности. .

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к изготовлению деревянных шпал. .
Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к производству деталей трения из модифицированной древесины. .

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к производству деталей трения из модифицированной древесины. .
Изобретение относится к строительным отделочным материалам, применяемым для выравнивания фасадных поверхностей зданий и поверхностей внутри помещений. .

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано для изготовления шахтной крепи и деталей трения из модифицированной древесины.
Изобретение относится к химической обработке древесины, в частности к производству заготовок для деревообрабатывающей промышленности из малоценной древесины. .
Изобретение относится к области деревообработки, а именно к способам крашения и модификации древесины. .
Наверх