PROCEDIMIENTO PARA ELABORAR UNA MADERA IMPREGNADA CON POLÍMERO DE FURANO.

Un procedimiento para preparar una madera impregnada con polímero de furano,

caracterizado porque el procedimiento comprende las etapas de (a) impregnar la madera mediante una etapa de impregnación con una mezcla de monómero de alcohol furfurílico polimerizable que contiene al menos alcohol furfurílico, un cosolvente orgánico elegido de entre acetona o un alcohol con una baja temperatura de ebullición tal como metanol, etanol o isopropanol y combinaciones de los mismos, agua, y al menos un iniciador elegido de entre anhídrido maleico, anhídrido ftálico y otros anhídridos orgánicos cíclicos, ácido maleico, ácido málico, ácido ftálico, ácido benzoico, ácido cítrico y otros ácidos y combinaciones de los mismos, cloruro de cinc y cloruro de aluminio, (b) evaporar el cosolvente de forma que se reduzca el pH de la mezcla, y (c) curar la madera

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La invención descrita en este documento se refiere a un procedimiento para producir una madera impregnada con polímero de furano que es de un color y densidad uniformes a lo largo de la zona tratada. Con objeto de obtener la madera impregnada con polímero, se impregna una madera precursora con una mezcla de monómero de alcohol furfurílico polimerizable que contiene al menos agua, alcohol furfurílico, un cosolvente estabilizante y al menos un iniciador. [0002] El alcohol furfurílico polimeriza (resinifica) en medio ácido. El ácido inicia la reacción de polimerización. Los ácidos fuertes provocan una polimerización violenta con una utilidad limitada debido a la violencia. Pero usando ácidos débiles, tales como ácidos orgánicos, la reacción de polimerización puede ser controlada. Se ha averiguado que cuando se desea usar alcohol furfurílico como impregnante para materiales porosos tales como madera, es importante elegir un ácido débil que no se separe del alcohol furfurílico cuando se mueva hacia el interior del medio poroso. También es útil tener un ácido débil que tenga una afinidad química con la madera. La mezcla que no se separa, con una afinidad mejorada por la madera, es la base del documento WO02/30638.[0003] Para algunos usos es deseable impregnar materiales porosos tales como madera con alcohol furfurílico menos iniciado que en el documento WO02/30638. Se ha averiguado que concentraciones más bajas del polímero de alcohol furfurílico (también denominado polímero de furano o resina de furano) en la madera todavía proporcionan unas propiedades útiles a un menor coste y menos cambios en el aspecto. La madera preparada según el documento WO02/30638 tiene un color muy oscuro. Con concentraciones más bajas, son posibles colores desde el marrón claro hasta el marrón oscuro. [0004] Un procedimiento para controlar la concentración de polímero de furano en el material poroso es usar un vehículo líquido para el alcohol furfurílico iniciado. El vehículo y el alcohol furfurílico son impregnados en el material poroso conjuntamente. El vehículo se elimina del material poroso tras la impregnación, dejando el alcohol furfurílico iniciado en el sitio, en el interior del material poroso. La polimerización del alcohol furfurílico iniciado puede producirse antes, durante o después de la extracción del vehículo inerte. La madera y los materiales de madera son los principales objetos de esta invención, pero similarmente podrían impregnarse otros materiales porosos tales como ladrillos, cemento Portland y piedras.[0005] El agua es un compuesto barato y respetuoso con el medio ambiente. El alcohol furfurílico es soluble en agua, por lo que puede usarse agua como vehículo para alcohol furfurílico diluido no iniciado, pero no polimerizará de una forma útil. [0006] Cuando se mezcla un iniciador de ácido orgánico con alcohol furfurílico se forma un éster. Ese éster tiene una solubilidad limitada en agua. Se produce una mezcla bifásica. Tras la agitación se forma una emulsión. En trabajos anteriores con esta mezcla, se asumía que la emulsión no penetraría bien en la madera, por lo que se realizaron experimentos para explorar formas de hacer que la mezcla se volviera monofásica. Aquellos experimentos demostraron que añadiendo ciertas sustancias químicas se producía una mezcla monofásica estabilizada con el alcohol furfurílico catalizado y agua, que es la base del documento WO02/060660. Las primeras sustancias químicas estabilizantes útiles descubiertas fueron el bórax y las sales sódicas de ácidos lignosulfónicos.

La invención proporciona otro modo de crear disoluciones estables sin el uso de los estabilizantes mencionados anteriormente, mediante el uso de cosolventes estabilizantes. Dichos cosolventes son metanol, etanol y acetona. Estos cosolventes son tanto buenos disolventes del alcohol furfurílico como buenos agentes de hinchamiento para la madera. Estos cosolventes mantienen alto el valor del pH durante el almacenamiento y la impregnación, prolongando así la vida de servicio útil de las disoluciones de tratamiento, y cuando se eliminan de la madera impregnada antes de endurecerla, el pH disminuye según se evapora el cosolvente de la madera. Debe añadirse una etapa de eliminación efectiva del cosolvente al proceso de tratamiento. Esta etapa de eliminación es preferiblemente un proceso de secado a vacío con un sistema para recuperar el cosolvente, de forma que el cosolvente pueda ser reutilizado. Mediante el uso de cosolventes estabilizantes, no hay necesidad de otros estabilizantes y del iniciador: puede reducirse la proporción FA. Esto conduce a menores cantidades de sustancias lixiviables en el producto de madera resultante. [0008] Los cosolventes estabilizantes mantienen el pH de las mezclas de tratamiento útiles después de que se haya impregnado la madera. Entonces el pH disminuye (se vuelve más ácido), lo que facilita el endurecimiento.[0009] El procedimiento de la invención proporciona una madera impregnada con polímero de furano mediante la alteración de la pared celular de la madera con el mismo monómero químico que el desvelado en el documento WO02/30638, pero permitiendo el uso de cantidades menores de sustancia química.[0010] Otro objeto de la invención es proporcionar una madera impregnada con polímero de furano con unas propiedades mejoradas, tal como una estabilidad dimensional y una resistencia a la descomposición y la intemperie.[0011] Según la presente invención, el anterior y otros objetos se consiguen mediante un procedimiento según se desvela en las reivindicaciones de patente.[0012] En otra forma de realización de esta invención, se prevé un procedimiento para preparar una madera impregnada con polímero de furano, en el que la madera es impregnada mediante una etapa de impregnación con una mezcla de monómero de alcohol furfurílico polimerizable que contiene al menos alcohol furfurílico, un cosolvente estabilizante elegido de entre acetona o un alcohol con una baja temperatura de ebullición tal como metanol, etanol o isopropanol y combinaciones de los mismos, agua, y al menos un iniciador elegido de entre anhídrido maleico, anhídrido ftálico, ácido maleico, ácido málico, ácido ftálico, ácido benzoico, ácido cítrico, cloruro de cinc, cloruro de aluminio, otros anhídridos orgánicos cíclicos y ácidos y combinaciones de los mismos, seguido de una etapa de curación. [0013] Debe mencionarse que dicho cosolvente estabilizante puede usarse solo o en combinación con al menos otro cosolvente estabilizante. Lo mismo se aplica para dicho iniciador.[0014] Puede proporcionarse cualquier uso de la madera impregnada con el polímero de furano. Sin embargo, se prefiere su uso como partes de construcción (tableros, cornisas, revestimientos, alféizares, armazones, carpintería), partes de embarcaciones (armazones, tablazones, cubiertas), artículos marinos (diques, muelles, trampas para langostas, postes de presas), artículos de exterior (mobiliario, cubiertas, verjas y escaleras, pasarelas, paseos, equipamiento de patios), partes de puentes (vigas, verjas, tablones), camas de trenes, tablillas de torres de refrigeración, postes telefónicos, maderos pesados, postes de vallas, estacas, artículos de autovías (postes de guardarraíles, placas de guardarraíles, postes de señalización, postes de luz), suelos y depósitos (tanques, cubos).[0015] La clave de la invención es el uso de ciertos cosolventes, como un estabilizante y un diluyente del monómero de alcohol furfurílico catalizado, que permiten que el monómero iniciado sea soluble en agua y permanezca estable durante el almacenamiento. [0016] Los cosolventes y los iniciadores tienen una afinidad por la madera similar a la del alcohol furfurílico, y por lo tanto penetran en la madera y permanecen en disolución tan profundamente como penetran. Dondequiera que penetre la disolución, es polimerizable. Los iniciadores pueden elegirse de entre cualquier compuesto orgánico soluble en agua que contenga un anhídrido, así como ácidos, incluyendo ácido maleico, ácido málico, ácido ftálico, ácido cítrico y ácido benzoico. Sin embargo, se usa preferiblemente un compuesto elegido de entre anhídrido maleico, anhídrido ftálico, ácido cítrico y combinaciones de los mismos. Más preferiblemente se usa anhídrido maleico o anhídrido ftálico en combinación con ácido cítrico, muy preferiblemente se usa una combinación de los tres compuestos anhídrido maleico, anhídrido ftálico y ácido cítrico. Los cosolventes estabilizantes se eligen de entre acetona y alcoholes orgánicos con un bajo punto de ebullición y alta presión de vapor, preferiblemente alcoholes tales como metanol, etanol y alcohol isopropílico, y muy preferiblemente metanol o etanol.[0017] Si se necesita una superficie...

1. Un procedimiento para preparar una madera impregnada con polímero de furano, caracterizado porque el procedimiento comprende las etapas de (a) impregnar la madera mediante una etapa de impregnación con una mezcla de monómero de alcohol furfurílico polimerizable que contiene al menos alcohol furfurílico, un cosolvente orgánico elegido de entre acetona o un alcohol con una baja temperatura de ebullición tal como metanol, etanol o isopropanol y combinaciones de los mismos, agua, y al menos un iniciador elegido de entre anhídrido maleico, anhídrido ftálico y otros anhídridos orgánicos cíclicos, ácido maleico, ácido málico, ácido ftálico, ácido benzoico, ácido cítrico y otros ácidos y combinaciones de los mismos, cloruro de cinc y cloruro de aluminio, (b) evaporar el cosolvente de forma que se reduzca el pH de la mezcla, y (c) curar la madera.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el cosolvente se evapora a vacío.

3. El procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que se recupera el cosolvente.

4. El procedimiento según la reivindicación 3 en el que se reutiliza el cosolvente.

5. El procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho endurecimiento se realiza mediante el uso de una temperatura en el intervalo de desde aproximadamente 25°C hasta aproximadamente 140°C.

6. El procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho endurecimiento se

realiza mediante el uso de una temperatura en el intervalo de desde aproximadamente 70°C hasta aproximadamente 100°C.

7. El procedimiento según una de las reivindicaciones

5 precedentes, caracterizado porque dicho endurecimiento se realiza mediante el uso de una temperatura en el intervalo de desde aproximadamente 100°C hasta aproximadamente 140°C.

10 8. El procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el endurecimiento se realiza sumergiendo del material tratado en aceite caliente.

15 9. El procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que la etapa de endurecimiento se realiza usando los programas de temperatura normales para el secado de leña verde no tratada del mismo tamaño y especie que el material impregnado, con temperaturas en el

20 inicio de la curación de aproximadamente 45°C y al final de aproximadamente 90°C, con una etapa final de post-curación de entre 100°C y 140°C para un material con una dureza y sequedad máximas.

25 10. El procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el endurecimiento se realiza usando los programas de horno a alta temperatura en el intervalo de temperatura de 80°C a 120°C, con una etapa final de post-curación opcional entre 120°C y 140°C.