[发明专利]斥水组合

说明书

本发明涉及作为组分(I)的斥水性烷基烯酮二聚体和作为组分(II)的斥水性金属醇化物的组合，所述组合对从吸水表面排斥水具有强烈协同作用，导致出人意料地长的水滴吸收时间。本发明的组合可施用于具有吸水特性的任何材料的表面，该材料是例如但不限于木材、织造的和非织造的片材、纸张、建筑材料、石膏板和皮革。

在家庭和工业中使用的木材产品通常必须变得疏水同时保持木材外观，例如在厨房和浴室中的室内用途中，并且特别是在户外用途如木制甲板、藤架、阳台、美学建筑元件、桌子、椅子等中。木材经受严重的生物降解和光降解。潮湿木材特别容易遭受通过霉菌、真菌、地衣和苔藓的生长的破坏和攻击。

木材的主要组分是纤维素、半纤维素和木质素。纤维素和半纤维素含有亲水结构，这些亲水结构主要是羟基。这些羟基具有与水分子相互作用以形成氢键的能力。木材能够在水中吸收多达其重量的100％，这导致木材溶胀。通过蒸发的水分损失导致木材收缩。这种天然水吸收/蒸发过程是不均匀的，这在木材中产生内部应力。这些内部应力导致木材在暴露于水性流体和高湿度环境中时出现裂缝、开裂和翘曲。

存在几种改善木材的斥水性和尺寸稳定性的方法，包括用防腐剂浸泡扩散或真空浸渍、加热、刷涂漆和表面涂覆。一种新兴的技术是化学改性，其中诸如酸酐、异氰酸酯、烷基氯化物等化学品与羟基反应，即与细胞壁聚合物的最具反应性的基团反应。出于经济原因和为简单起见，表面涂覆长期以来优于用于使木材疏水的化学改性。

任何涂覆的主要功能是防止水分渗透，提高耐候性，并且保持木材的自然外观。蜡、油、聚合物和硅氧烷的使用在现有技术中是众所周知的。然而，耐久性和疏水性程度的不足已促使寻求在赋予木材抗水特性方面产生更好性能的物质和组合物。

本发明的组合物是烷基烯酮二聚体(AKD)与金属醇化物的高度协同组合。优选的金属醇化物是钛酸四丁基酯(TBOT)、异丙醇铝(AIP)、异丙醇铜(CIP)和丙醇锆(ZNP)。

背景技术

US-8,632,659披露了使用包含烷基烯酮二聚体的分散体和经pH调节的含乙烯胺的聚合物的纸张施胶组合物。

US-2009/0304939披露了一种使用施用在木材表面上的烷基烯酮二聚物的水性分散体保护木材的方法，使得该表面变得疏水并且在处理过的木制表面上的呈滴状物形式的水的接触角超过100°。

WO-2005/009700披露了一种用于处理经热改性的木材的方法，其中通过用疏水性施胶剂处理一片经热改性的木材而使其斥水，该疏水性施胶剂被吸收到该木材中并且与纤维素反应，该施胶剂是烷基烯酮二聚体(AKD)。

US-2,628,171和US-3,083,114披露了将钛酸酯与石蜡组合产生烃可溶性组合物，这些烃可溶性组合物具有赋予纺织织物斥水性的效用。

美国RE 23,879披露了用于浸渍皮革并且使其斥水的组合物。这些组合物包含聚硅氧烷和钛酸酯，优选TBOT。

EP-0,436,327披露了用于纤维基材的斥水且斥油性处理剂，该处理剂包含含氟化合物型斥水且斥油剂、碳二亚胺化合物以及至少一种选自由以下各项组成的组的组分：增塑剂、铝锆或钛金属酯或醇化物、氮丙啶、锆盐、烷基烯酮二聚体、烯基琥珀酸酐。

发明内容

已经出人意料地发现，斥水性烷基烯酮二聚体(AKD)和斥水性金属醇化物的组合在使吸水材料斥水方面表现出协同作用，导致出人意料地增加的水滴吸收时间。此类组合解决了对用于处理基于绿色化学的吸水材料的有效且经济的斥水剂的需要，并且还能够最小化或避免当这些材料没有受到充分保护免受水侵袭时所需要的有毒杀生物剂的使用。

“烷基烯酮二聚物”，即AKD，是通常用于疏水纸张和纸板中的蜡状添加剂。AKD包含内酯环，两个烃链通过化学键附接到该内酯环上，该内酯环的碳链长度典型地在C6-C40之间变化。典型地，这些碳链是直链并且饱和的，但也存在其中碳链是支化的和/或不饱和的商业产品。AKD的烃基尤其包含大约6-40个碳原子，在这种情况下特别常见的是包含12-20个碳原子的那些。典型的烃基是十六烷基和/或十八烷基。斥水AKD可用以下马库什式表示：

其中R¹和R²各自独立地选自C_3-40烷基和C_3-40烯基。该AKD也被称为组分(I)。