ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫЙ СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ

1. Способ обработки древесных материалов для улучшения огнезащитных свойств, а также стойкости древесного материала к гниению, грибкам, плесени и насекомым, в котором древесный материал обрабатывают составом на водной основе, включающий стадии:
а) предоставления древесного материала,
б) предоставления состава на водной основе, который является устойчивым при комнатной температуре или при температурах в диапазоне от 15 до 35°С, и содержащего:
- силикат щелочного металла
- воду
3+
2+
2+
3+
2+
2+
2
2
2
- понижающий растворимость агент, который выбирают из органической кислоты, неорганической кислоты или неорганического многовалентного иона, выбранного из Al, Mg, Fe, Fe, Са, Ва, или с противоионами CaCl, MgCl, FeCl, или их сочетаний, добавляемый в количестве более низком, чем количество понижающего растворимость агента, необходимое для того, чтобы состав достиг точки гелеобразования, и массовая процентная доля силиката щелочного металла по отношению к общей массе состава на водной основе может составлять от 1 мас.% до 50 мас.%, более предпочтительно от 5 мас.% до 30 мас.% и наиболее предпочтительно от 10 мас.% до 20 мас.%., и
в) нанесения состава на водной основе на древесный материал, и
г) сушки древесного материала, обработанного указанным составом на водной основе, при любой данной температуре для удаления избытка воды, и
д) отверждения высушенного древесного материала при повышенной температуре для понижения растворимости силиката щелочного металла.
2. Способ пропитки под давлением для обработки древесных материалов для улучшения огнезащитных свойств, а также стойкости древесного материала к гниению, грибкам, плесени и насекомым, в котором древесный материал обрабатывают составом на водной основе, включающий стадии:
а) предоставления древесного материала, помещения древесного материала внутрь сосуда пропитки способом вакуум-давление,
б) предоставления состава на водной основе, который является устойчивым при комнатной температуре или при температурах в диапазоне от 15 до 35°С, и, по существу, состоящего из:
- силиката щелочного металла,
- воды,
- понижающего растворимость агента, который выбирают из органической кислоты, неорганической кислоты или неорганического многовалентного иона, добавляемого в количестве более низком, чем количество понижающего растворимость агента, необходимое для того, чтобы состав достиг точки гелеобразования, и
в) нанесения состава на водной основе на древесный материал путем добавления указанного состава на водной основе в сосуд пропитки под давлением, и
г) подвергания указанного сосуда пропитки и его содержимого воздействию более чем 90%-ного вакуума в течение 10-40 мин,
д) подвергания указанного сосуда пропитки и его содержимого воздействию давления от 600 кПа до 1,6 МПа (от 6 до 16 бар) в течение промежутка времени от 20 мин до 12 ч,
е) подвергания указанного сосуда пропитки и его содержимого воздействию более чем 90%-ного вакуума в течение 10-40 мин,
ж) сушки древесного материала, обработанного указанным составом на водной основе, при любой данной температуре, для удаления избытка воды, и
з) отверждения высушенного древесного материала при повышенной температуре для понижения растворимости силиката щелочного металла.
+
4-
4
3. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором молярное отношение щелочного металла, например натрия или калия, к силикату (XM:SiO ) в составе на водной основе находится в диапазоне от 0,1:1 до 2:1, более предпочтительно от 0,5:1 до 0,8:1 или наиболее предпочтительно молярное отношение составляет 0,6:1.
4. Способ по п.1 или 2, в котором понижающий растворимость агент является органической кислотой с молекулярной массой, составляющей, например, от 40 до 500 г/моль или от 40 до 300 г/моль.
3
3
3
2
3
6
5
3
3
6
4
3
3
3
5. Способ по п.1 или 2, в котором понижающий растворимость агент является органической кислотой, выбранной из уксусной кислоты, миндальной кислоты, лимонной кислоты, винной кислоты, аспарагиновой кислоты, глютаминовой кислоты, муравьиной кислоты, пропионовой кислоты, масляной кислоты, валериановой кислоты, щавелевой кислоты, малеиновой кислоты, янтарной кислоты или глутаровой кислоты, метансульфоновой кислоты (или мезиловой кислоты, CHSOH), этансульфоновой кислоты (или эзиловой кислоты, CHCHSOH), бензолсульфоновой кислоты (или безиловой кислоты, CHSOH), п-толуолсульфоновой кислоты (или тозиловой кислоты, CHCHSOH) или трифторметансульфоновой кислоты (или трифлатной кислоты, CFSOH).
2
4
3
3
4
2
4
3
3
6. Способ по п.1 или 2, в котором понижающий растворимость агент является неорганической кислотой, например минеральной кислотой, выбранной из любого из галогенидов водорода: соляной кислоты (HCl), бромистово-дородной кислоты (HBr), йодисто-водородной кислоты (HI) или из оксокислот галогенов: хлорноватистой кислоты, хлорноватой кислоты, хлорной кислоты, йодной кислоты и соответствующих соединений брома и йода, или из любой из таких кислот, как серная кислота (HSO), фторсерная кислота, азотная кислота (HNO), фосфорная кислота (HPO), фторсурьмяная кислота, фторборная кислота, гексафторфосфорная кислота, хромовая кислота (HCrO) или борная кислота (HBO).
7. Способ по п.3, в котором силикат щелочного металла является силикатом натрия.
8. Способ по п.7, в котором подходящие молярные отношения органической кислоты к силикату натрия могут составлять от 1:18 до 1:100.
+
4-
4
9. Способ по п.8, в котором силикат натрия имеет молярное отношение Na к SiO , составляющее 0,6:1, и указанный состав имеет рН выше 11.
10. Способ по п.1 или 2, в котором используемое количество понижающего растворимость агента по меньшей мере на 10 мас.% ниже, чем количество понижающего растворимость агента, необходимое для достижения составом на водной основе точки гелеобразования.
11. Способ по п.1 или 2, в котором используемое в составе на водной основе количество понижающего растворимость агента выбирают или устанавливают в зависимости от кислотности подлежащего обработке древесного материала, при этом при более высокой кислотности древесного материала требуется меньшее количество понижающего растворимость агента в составе.
12. Способ по п.1 или 2, в котором древесный материал после стадии сушки имеет степень высушивания 70% или более до поступления на стадию отверждения в процессе обработки древесины.
13. Способ по п.1 или 2, в котором устойчивый состав является составом, который имеет срок хранения более 1 месяца при комнатной температуре или ниже или при температурах в диапазоне от 15 до 35°С.
14. Способ по п.1 или 2, в котором стадию сушки выполняют при комнатной температуре или ниже, или при немного повышенной температуре, такой как 15-70°С, или, особенно, при 20-50°С.
15. Способ по п.1 или 2, в котором стадию отверждения выполняют при температуре 40°С или более, или от 50°С до 250°С, или в диапазоне от 70°С до 120°С, или в диапазоне от 75°С до 100°С.
16. Способ по п.1 или п.2, в котором стадию отверждения выполняют в течение 10-60 минут.
17. Способ по п.1 или 2, в котором древесные материалы выбирают из ели, сосны, березы, дуба, красного дерева, кедра или композиционных материалов, таких как клееная фанера, древесно-волокнистые плиты, ДСП, или материалов на целлюлозной основе, таких как картон, гофрированный картон, гипсокартон, специальной бумаги, например фильтровальной бумаги, или типографской бумаги, или продуктов бумажного литья.
18. Способ по п.1 или 2, в котором состав на водной основе наносят на древесный материал путем вымачивания в составе или погружения древесного материала в состав, опрыскивания, нанесения состава кистью или щеткой на древесные поверхности или пропитки древесного материала составом с применением вакуума и/или давления согласно стандартным правилам пропитки с применением способа вакуум-давление.
19. Способ по п.1 или 2, в котором состав на водной основе дополнительно включает смачивающий агент в концентрации от 0,05 мас.% до 5 мас.% и/или модификатор реологических свойств в концентрации от 0,05 мас.% до 5 мас.%.
20. Способ по п.1 или 2, в котором состав на водной основе имеет более высокую вязкость, чем вода.
21. Способ по п.1 или 2, в котором указанный сосуд пропитки и его содержимое подвергают воздействию давления менее 10 кПа (0,1 атм.).
22. Древесный материал с улучшенными огнезащитными свойствами, а также улучшенной стойкостью к гниению, грибкам, плесени и насекомым, обработанный с помощью способа, описанного в любом из пп.1-19.