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WO2008101331A1 - Procédé de traitement du bois pour améliorer sa durée de vie et bois ainsi obtenu - Google Patents

Procédé de traitement du bois pour améliorer sa durée de vie et bois ainsi obtenu Download PDF

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WO2008101331A1
WO2008101331A1 PCT/CA2008/000321 CA2008000321W WO2008101331A1 WO 2008101331 A1 WO2008101331 A1 WO 2008101331A1 CA 2008000321 W CA2008000321 W CA 2008000321W WO 2008101331 A1 WO2008101331 A1 WO 2008101331A1
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WO
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precursor
preservative
treatment composition
wood
chelating agent
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/CA2008/000321
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English (en)
Inventor
Michel Perrier
Jean-François LABRECQUE
Michel Robitaille
Louis Gastonguay
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hydro Quebec
Original Assignee
Hydro Quebec
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to CA2675659A priority patent/CA2675659C/fr
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Definitions

  • the present invention relates to a wood treatment method, which can significantly improve the duration of use of wooden objects thus treated, especially when they are exposed to molds, fungi or bacteria.
  • Niyazi Bizak, O. Ozbelge, Lève Yilmaz, B. Feiliz Senkal (2000), Macromolecular Chemistry and Physics, vol. 201, num. 5, pp. 577-584 describes the synthesis of boron-binding gels and its use in the treatment of water.
  • US-A-4,738,878 (Anderson et al.) Discloses an in-situ wood treatment applied to a railroad track fastener.
  • the method comprises injecting a paste-type preparation into one or more of the nails-free holes that are present in the tray support rail, said preparation containing a water-soluble fungicide.
  • the preparation lodging in the crevices and nooks in communication with the hole of the nail, kills the existing mushrooms. Over time, the fungicide follows existing or subsequently developed mold pathways to the most remote sites. This treatment does not use gels to fill cavities produced by natural degradation agents of the wood or to fill a cavity made intentionally.
  • US-A-5,553,438 mentions that the life of a wooden pole, such as a utility pole, is increased if the base of the pole includes slots that penetrate deep into the wood. These slots are formed prior to the pressure treatment of wood with preservatives and they improve the penetration of preservatives into the wood.
  • the end of the post is encased in a sheath, suitably polymeric material, said sheath being attached to the end of the pole and constituting a barrier to the penetration of fungi or insects, and preventing the passage of liquids which could cause the passage of the preservative from the pole to the surrounding soil.
  • US-A-5, 582,871 Discloses a method for preserving wood from undesirable reactions caused by microorganisms. The method also applies to wood treated against mold, blue-type fungi and red fungi. According to this method, the wood to be protected is treated with a substance capable of inhibiting the growth of microorganisms. This substance enters the wood rather deeply than superficial. This substance is a complexing agent, for example EDTA, which is able to bind the transition metals contained in wood. An aqueous solution of EDTA is used to impregnate the wood, and then when the wood is impregnated, the complexing agent is precipitated from the aqueous phase.
  • EDTA complexing agent
  • the complexing agent can be precipitated by decreasing the pH of the wood or alternatively by modifying the temperature of the wood after the impregnation step. Depending on the method, the complexing agent precipitated in the wood forms a reserve deposit.
  • the complexing agent that redissolves from the repository-depositing deposit is able to bind the transition metals that enter the wood through rainwater or contamination.
  • US-A-4,761,179 (Goettsche et al.) Discloses a wood preservative based on a water-soluble formulation of a copper-di (N-cyclohexyl-diazonium dioxy) compound, a polyamine, a carboxylic acid forming a complex and, if necessary, a salt having a fungicidal anion, which has a pH in the aqueous solution that is not less than 7.5 in the conventional concentration of use.
  • US-A-6,168,870 discloses a method for impregnating wood with a plastic plug containing a wood preservative.
  • the first step involves dewatering the plastic polymer plug to reduce its naturally occurring moisture.
  • a second step involves introducing a liquid wood preservative into the polymeric plastic sheet, when in a dehydrated state, emerging in a wood preservative liquid and boiling said liquid at temperatures that are lower than those required to transform the plastic polymer into a molten state.
  • the liquid wood preservative is absorbed in the dehydrated polymeric plastic sheet in place of the naturally occurring moisture.
  • US-A-7,160,606 Discloses a method for treating building materials with boron and boron-treated building materials.
  • the method involves the introduction of boron during the manufacture of the construction material in the form of a water-soluble solution of a borate copper complex.
  • the borate copper complex allows the use of a wide range of adhesives and adhesives, is slower to dissolve and provides improved fungicidal properties.
  • a first object of the present invention is constituted by a method of treating a wooden part in order to increase its service life.
  • a second object of the present invention is constituted by the treated wood piece obtained by implementing said method.
  • Such a piece of wood is characterized by an increase of at least 50% of the expected residual life.
  • the method according to the present invention consists in introducing a treatment composition into at least one cavity of a wooden part, and it is characterized in that the composition contains: at least one wood preservative chosen from fungicidal agents bactericidal agents and insecticidal agents;
  • a chelating agent capable of complexing at least one preservative
  • the treatment composition When the polymer precursor is not liquid at the use temperatures of the treatment composition, the treatment composition necessarily contains a carrier liquid. When the precursor is liquid at the use temperatures of the treatment composition, the treatment composition does not necessarily contain a liquid carrier.
  • the content of preservative in the treatment composition can be up to the saturation concentration at the use temperature, which depends on the preservative used, the solubility of the agent in the polymer precursor and / or in the liquid carrier. It is preferably from 0.1% to 10% by weight, preferably from 0.1 to 2%.
  • the treatment composition preferably has, at the moment when it is introduced into the part to be treated, a viscosity of less than 100 Pas at 20 ° C. so that it can satisfactorily impregnate the workpiece.
  • composition is introduced to impregnate partially or completely the cavities of the wooden part.
  • the composition When the composition is introduced into the wood, it gradually turns into a gel.
  • the degree of impregnation of the solution depends on the state of the walls of the cavity and the porosity of the wood surface inside the cavity. It can increase considerably for cavities greatly attacked by wood rots.
  • the introduction of the treatment composition into the workpiece is advantageously carried out by injection under a pressure of less than 10 atm, preferably between 1 and 2 atm.
  • the method of the invention protects the wood against mold, fungi and insects. It can be implemented as a preventive measure on undamaged wooden parts, or for curative purposes on wooden parts already substantially damaged by the aggressive elements naturally present in the surrounding environment.
  • the process of the invention is implemented as a preventive treatment, at least one orifice is pierced in the wooden part, into which the treatment composition is injected. It is preferable that the piece of wood is pierced by several orifices to improve the quality and speed of impregnation.
  • the orifices preferably have a cylindrical shape, with or without branches.
  • the orifices are preferably less than 10 cm above the ground line, and form, with the ground line, an angle of less than 60 °, preferably between 5 and 50 °.
  • the present invention also relates to objects essentially made of wood treated using the method of the invention.
  • Figures 1A and 1B are elevational and cross-sectional views showing a wooden post into which holes have been drilled after disengagement of a portion of the base of the post buried in the ground.
  • Figure 2 is an elevational view showing a wooden post in which an orifice has been drilled at an angle of 45 ° with respect to the ground line to join an internal cavity to be treated.
  • FIG. 1A With reference to FIG. 1A, there is shown a wooden post 5 in which three cylindrical orifices 2, 3, 4 have been drilled symmetrically and at an angle of 45 ° with respect to the ground line 1. holes 2, 3, 4 were drilled after release of a portion of the base of the post 5 buried in the ground.
  • FIG. 1B there is shown a sectional view of the post, showing the position of the orifices.
  • a wooden post 5 in which a cylindrical orifice 7 has been drilled at an angle of 45 ° to the ground line to join an internal cavity 8 to be treated, the orifice 7 reaching the top of the cavity 8.
  • the precursor (s) of the polymer matrix polymerize (s) and transform (s) into gel.
  • the gel is formed by the polymer matrix and the liquid carrier. It contains one or more chelating agents and one or more preservatives.
  • the preservative agent (s) is (are) trapped in the gel. The preservative is maintained more or less severely in the gel depending on whether it is chelated by a chelating agent grafted or not on the polymer matrix.
  • a material is considered to be a gel, comprising a liquid part trapped in a polymeric network, whose rheological behavior is such that the conservation module G 'is greater than the loss module G ", said modules being calculated according to the method described in "The Rheology Handbook: For users of rotational and oscillatory rheometers", by Thomas G. Mezger, Hannover: Vincentz Verlag, 2002 Edited by Dr. Ulrich Zorll (ISBN 3-87870-745-2) p. 143
  • the gel formed in the cavities has the following characteristics: a water solubility at room temperature of at least 10%, preferably at least 95%; a content of fungal agent corresponding to a concentration of between 0.1 and 10% by weight of the solution; the rheological characteristics of the gel, such as a standard rheological measurement, show that, in the vicinity of the use temperature, the storage modulus (G ') is greater than the loss modulus (G "); wood, if present, are of a physical type (adhesion to the surface of the wood or penetration gel in the cells of the wood) or chemical (modification of the wood, reaction of the monomers with the hydroxy functions present on the walls of the cells of the wood); swelling power in the presence of water which, when measured by the weighing method, is at least greater than 5% by weight of the polymer formed, and a time necessary for the formation of the gel sufficiently short so that the composition remains fluid enough to be injected and diffuse into the workpiece before gelation, but preferably less than 2 hours, the gel formation being observed visually.
  • Boron-containing fungicidal agents are preferred, particularly boric acid, borax and sodium octaborate. These compounds can be complexed easily.
  • the treatment composition may comprise two fungicidal agents, for example a boron compound and an additional compound which is not easily complexable.
  • Said additional compound may be an excess of boron compound relative to the amount of chelating agent, a fluoride, a copper tebuconazole compound [Copper- ⁇ - [2- (4-chlorophenyl) ethyl] - ⁇ - (l, l dimethylethyl) -1H-1,2,4-triazolelethanol], an alkaline copper quaternary ammonium (ACQ) compound, or a chromated copper arsenate (CCA).
  • a boron compound for example a boron compound and an additional compound which is not easily complexable.
  • Said additional compound may be an excess of boron compound relative to the amount of chelating agent, a fluoride, a copper tebuconazole compound [Copper- ⁇ - [2- (4-chlorophenyl) ethyl]
  • the treatment composition which is injected into the cavities of the wood is a preservative solution of at least 0.015 M, preferably at least 0.2 M, more preferably approximately
  • the preservative being boric acid or a substitute for boric acid such as sodium octaborate.
  • the preserving agent may be a bactericide, chosen, for example, from copper sulphate or sodium perborate.
  • the preserving agent may be an insecticide chosen from the insecticidal agents used in the prior art for the treatment of wood. particularly the boron compounds which are mentioned above as fungicidal agents.
  • a treatment composition used in the process of the invention contains at least one compound acting as a chelating agent for at least one preservative.
  • the chelated preservative will be less easily leached, especially when the piece of wood is subjected to the weather.
  • the chelating agent is chosen such that it chelates the preservative and binds to the polymer matrix or its precursor. This configuration allows more efficient retention of the preservative by avoiding rapid leaching with water. This results in gradual release of the preservative over a long period.
  • the boron complexing agent is a chemical compound comprising hydroxy and / or amine functional groups and / or carboxylic acid functional groups.
  • U is preferably selected from the group consisting of polyamines, polyols, polyolamines and mixtures thereof.
  • the amine is preferably primary or secondary.
  • a polyol is preferably a diol, more particularly a diol in which the hydroxy groups are vicinal. Polyols having 2 to 7 carbon atoms in their chain are preferred.
  • a compound which has vicinal hydroxy groups and a nitrogen atom can chelate boron or copper compounds, and bind to a suitable polymer matrix or polymer precursor, for example glycidyl methacrylate (GM) or glycidyl acrylate (GA).
  • GM glycidyl methacrylate
  • GA glycidyl acrylate
  • NMG n-methyl-D-glucamine
  • THAM tris (hydroxymethyl) aminomethane
  • 1,3-bis [tris (hydroxymethyl) methylamino] propane 1,3-bis [tris (hydroxymethyl) methylamino] propane
  • (hydroxyethyl) amine di (hydroxyethyl) amine
  • iminodicarboxylic acids such as imino diacetic acid.
  • EDTA ethylene diamine tetraacetic acid
  • the treatment composition contains one or more precursors capable of forming a polymer matrix after injection into the cavities of the wooden part to be treated.
  • the precursors may be chosen from acrylic acid, ethers, glycols, amines, halides, acrylamides, vinyl pyrrolidone, vinyl alcohol, acrylates and organohalosilanes.
  • the solution contains two different precursors that react to form a polymeric matrix.
  • the treatment composition can be prepared by first mixing one of the precursors designated precursor 1 with at least one preservative and then adding the second precursor (referred to as precursor 2) and at least one chelating agent. , the precursor 1 being chosen so that it has functions that allow it to graft the chelating agent and then react with the precursor 2.
  • the grafting of the chelating agent of the preservative on the precursor 1 allows to avoid too rapid leaching of the preservative. It is preferable that the ratio of the reactive functions of precursor 1 with respect to the reactive functions of precursor 2 corresponds substantially to stoichiometry.
  • the total content of the three compounds (chelating agent, precursor 1 and precursor 2) in the treatment composition is preferably at least 5% by weight.
  • the content and the nature of the three compounds (precursor 1, precursor 2 and chelating agent) in the treatment composition are chosen so as to obtain the desired mechanical properties for the gel, namely: an ability to maintain a good interface between the gel and wood; - slight variations depending on the environmental exposure as regards the water content of the gel; and a slow and constant dissolution of the preservative over a period of 2 to 10 years, while maximizing the amount of preservative that can be incorporated into the formed gel, the maximum content of preservative being preferably 5% by weight in the treatment composition.
  • the precursors are chosen in order to obtain a polyepoxy-type polymer.
  • a polymer can be obtained by using as precursor 1 a compound having at least two glycidyl ether groups and as precursor 2 a compound having at least two groups capable of reacting with a glycidyl ether group, said groups possibly being, for example, primary or secondary amine groups. , OH groups, or anhydride groups.
  • the precursor 1 can be a low-mass polyethylene having a glycidyl ether group at each of its ends (PEGDGE).
  • the PEGDGE polyethylene chain has a molecular weight of less than 1000 g / mol, preferably less than 400 g / mol, in order to facilitate its impregnation in the porosity of the wood. Too high a molar mass prevents diffusion of the molecules through wood cells.
  • the precursor 1 can be, for example, ethylene glycol diglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, 1,4-butanediol diglycidyl ether and a polyethylene glycol diglycidyl ether.
  • the precursor 2 can be an amine, for example an alkylene polyamine, more particularly an alkylene diamine in which the alkylene group has from 1 to 10 carbon atoms.
  • Water-soluble precursors are preferably selected.
  • the precursor 1 is a PEGDGE and the precursor 2 is an alkylene diamine.
  • the diamine is mixed with a chelating agent with which it does not react (for example NMG).
  • a chelating agent with which it does not react (for example NMG).
  • NMG a chelating agent with which it does not react
  • the precursor 1 and the preservative are added. After the injection, the two precursors react to form a polymer matrix which then turns into a gel.
  • the preservative is chelated by NMG which is chemically bonded to the polymer matrix.
  • the order of introduction of the constituents into the treatment composition is not critical. However, it is necessary to bring into contact just before the use of the composition, the constituents likely to react with each other.
  • the two precursors of the polymer are contacted only at the time of injection, to maintain the treatment composition in a sufficiently fluid state to allow
  • a chelating agent which has an amine function will be contacted at the last moment with a polymer precursor capable of reacting with an amine function.
  • the proportions of the precursors of the polymer may vary. It is preferred that the number of glycidyl functions of precursor 1 be equivalent to the number of amino hydrogen atoms of precursor 2 and the chelating agent.
  • the molar ratio of chelating agent / preservative is preferably 2, when the preservative is a boron compound. However, the boron preservative may be in excess of the chelating agent.
  • the precursor may also be chosen from those which polymerize in the presence of a thermal or photochemical initiator.
  • the composition then further contains a suitable polymerization initiator and the treatment method comprises an additional step of heating or irradiating the post-injection treatment composition. This additional step may be performed via a heater or irradiation device inserted into the orifice through which the treatment composition has been injected.
  • a heater or irradiation device inserted into the orifice through which the treatment composition has been injected.
  • monomers carrying vinyl groups such as acrylic derivatives (acrylic acid, acrylates, acrylamides, vinyl alcohol, vinylpyrrolidone), monomers having vinyl glycidyl ether functional groups, or monomers carrying epoxy groups or siloxane groups.
  • the polymer matrices formed in the cavities of the treated wood part from said monomers are soluble in water.
  • the preservative is a boron compound
  • it may be chelated by a compound bearing vicinal hydroxyl groups and an amino group, such as for example NMG or THAM.
  • NMG or THAM may further bind to a compound comprising a glycidyl group and another functional group allowing polymerization.
  • a treatment composition useful in the process of the invention can thus be obtained by reacting NMG with a glycidyl methacrylate (GM) to form a monomer carrying a chelating group, and then adding a preservative.
  • the liquid carrier of the treatment composition consists essentially of water or a non-toxic organic solvent and which has no disadvantages for the environment. Among these organic solvents, mention may be made of alcohols and ketones.
  • the water and / or the low-toxicity organic solvent constitutes at least 50% by weight of the liquid carrier.
  • the liquid carrier may be a mixture of water and at least one organic solvent.
  • the method of the invention makes it possible to regulate the release kinetics of the preservative in the cavities of a wooden part, by the polymeric matrix, then by the gel present in said cavities, by the choice of the content of solvent and / or preservative in the treatment composition.
  • the stability of the fungicidal agent in the forming gel or in the formed gel can be decreased by increasing the boron concentration in the treatment solution and therefore in the polymer matrix. . This results in a greater salting out and therefore a greater initial treatment of the wood.
  • a low concentration of fungicidal agent induces a greater stability of the bond between the complexing agent and the boron-based preservative not instantaneously released in the wood to be treated and therefore a slower release rate.
  • the method of the present invention aims firstly to increase the useful life of wood parts, especially wood poles on a power distribution network.
  • the preservation is performed by injecting a composition into cavities of the wooden pieces, said composition forming a gel after injection.
  • the treatment can be carried out before the workpiece is degraded, by drilling openings in the workpiece for the injection of the treatment composition.
  • the treatment can also be performed after degradation of the part with formation of cavities, the composition being injected into the cavities formed.
  • This regeneration of wood properties can be achieved by adding a polymeric gel having a good interface with the walls of the cavity in the wood.
  • this gel contains a fungicidal agent attached to the polymer matrix via a chelating agent grafted onto the matrix.
  • the complexing agent is used to reduce the migration of a water-soluble fungicidal agent.
  • This chelating agent makes it possible to prolong the effective duration of such treatment.
  • Preventive treatment can be performed by puncturing cavities in the wood from the surface of the wooden piece. For an electric utility pole, this intervention is mainly in the area in contact with the ground. The treatment composition is injected into these cavities. This treatment, when carried out at regular intervals, considerably increases the useful life of the wood pieces.
  • a treatment composition which contains a preservative and a complexing agent of this agent makes it possible to treat the wood more effectively during use. During routine inspections, it is possible to observe the presence of cavities in the heart of a wood matrix and implement the process for curative purposes.
  • Preventive and curative treatments aim to reduce the costs associated with the replacement of wood dies (poles, planks, planks, ...) by the "healing" of cavities or by a preventive treatment of the materials used.
  • the method of the invention is particularly useful for treating a wooden piece against molds and fungi.
  • a treatment composition according to the invention which contains one or more fungicidal agents as preservatives, is injected into the part to be treated, it impregnates the walls of the wood and, by the presence of the fungicidal agents, it eliminates surface rots.
  • This composition initially low viscosity, can also infiltrate deep into all interstices created by rot fungi. Depending on the state of degradation of the internal surface of the cavity, about 10% to 30% of the poured solution migrates into the wood matrix. Then, the constituents of the composition react and a gel is formed.
  • the time required for gelling must be such as to allow good impregnation of the workpiece and a good migration of the preservative into said workpiece.
  • the duration of gelation must, however, remain sufficiently short for reasons of convenience of implementation. Generally, a time of 10 minutes to 2 days, preferably less than 2 hours is desired for gelation.
  • the gelation time can be adjusted by the choice of precursors of the polymer. A low mass precursor having a high content of reactive functions will react much more rapidly than a higher mass precursor (having a slower rate of rotation and diffusion). The gelation time can be further adjusted by the choice of concentrations.
  • the method of treatment is implemented using a composition wherein the preservative is an insecticide.
  • a treatment composition may contain one or more surface-active agents, in order to improve the dispersion of the various constituents in the support liquid used and the physical properties of the composition.
  • the surfactant may be chosen for example from nonionic surfactants (for example block copolymers based on ethylene oxide and propylene oxide) and ionic surfactants, (for example sodium dodecyl sulphate, ammonium lauryl sulfate, benzalkonium chloride and a polyoxyethylene amine
  • the treatment composition contains a boron compound as a preservative, the boron concentration is between 0.1 g / L (1.6 mM).
  • the concentration of boron compound in the composition is preferably between 1 g / L (16 mM boric acid) and 50 g / L (800 g). mM boric acid) solution.
  • the gel formed having a good interface with the walls of the cavity will improve the mechanical properties of the treated sample and / or prevent the recolonization of the cavity by creating a physical barrier to fungi, bacteria, or insects .
  • the following exemplary embodiments are for illustrative purposes only and should not be construed as a limitation of the present invention.
  • the treatment of wood can be done on a degraded section of a pole. After locating the degraded area of the post, a hole is drilled in the highest part of the cavity (as shown in Figure 2).
  • a composition is prepared according to one of the following examples, then it is injected into the cavity until the latter is completely or partially filled.
  • Example A describes compositions for forming an epoxy gel
  • Example B describes compositions for forming a polyacrylate gel.
  • a treatment composition is prepared from the following solution 1: Solution 1
  • This gelation period allows a first treatment of the wood by sterilization in depth the surface of the cavity. It also provides an excellent interface between the cavity and the wood. This partially restores the mechanical properties lost by the degradation of this section of the post.
  • Table 2 gives the loss of boron pB in the matrix, expressed in%, as a function of the soaking time of the block in the aqueous solution.
  • the selected composition will also vary depending on the intended application: sterilization of an existing cavity or preventive treatment at the base of a pole. Boron retention rate test in the cavity of a treated wood matrix
  • a second test aims to determine the rate of diffusion of boron into the wood from a gel formed in a cavity.
  • a 5.08 cm cube was used.
  • a hole 4.45 cm deep and 1.64 cm in diameter was perforated.
  • 9.5 ml of the solution from Example 3 were poured into this hole in order to fill the cavity. After one hour, the solution had gelled and about one milliliter of the solution poured (about 11%) had diffused into the wood.
  • the block was then immersed to its surface in 150 ml of demineralized water.
  • a monitoring of the boron content in solution shows that after 6 days of immersion, only 10% of the boron was able to migrate in the aqueous solution.
  • a polyacrylate gel was prepared by the method proposed by Bizak et al. mentioned above.
  • the monomer is obtained by reacting glycidyl methacrylate (GM) with n-methylglucamine (NMG) in an equimolar ratio in a solution of NMP (n-methyl pyrrolidone) heated at room temperature.
  • GM glycidyl methacrylate
  • NMG n-methylglucamine
  • GMHP The solvent (NMP) may or may not be removed depending on the desired application.
  • NMP The solvent
  • GMHP is a monomer that can crosslink in particular in the presence of a radical initiator (thermal or photonic) or by irradiation using an electron beam (e-beam).
  • An aqueous solution was prepared by introducing into 25 ml of H 2 O, 0.625 g of H 3 BO 3 , 0.625 g of VA-086, and 12.5 g of GMHP dissolved in 12.5 g of NMP.
  • aqueous solution was prepared by introducing in 25 ml of H 2 O, 0.625 g of disodium octaborate tetrahydrate (DOT), 0.625 g of VA-086, and 12.5 g of GMPH in solution in 12.5 g of NMP La.
  • the solution was treated in the same way as that of sample 7, but limiting the heating time to 86 ° C to 3 hours.
  • Measurements by ICP spectrometry show that around 35% of the boron is leached out of the polymer matrix when immersed in water for 14 days.
  • An aqueous solution was prepared by introducing into 25 ml of H 2 O, 0.625 g of H 3 BO 3 , 31.25 mg of CuSO 4 , 5H 2 O, 0.625 g of VA-086, and 12.5 g of GMPH. as a 37% by weight solution in NMP
  • copper sulphate as a co-biocide is intended to improve the effectiveness of the treatment against the attack of rots.
  • An aqueous solution was prepared by introducing into 10 ml of H 2 O, 0.625 g of H 3 BO 3 , 0.625 g of potassium persulfate (KPS), and 12.5 g of GMPH in the form of a 66% solution. by weight in water.
  • KPS potassium persulfate
  • a solution containing an acrylate monomer may be activated by a heating element temporarily inserted into the cavity (when using a thermal initiator) or by irradiation with a lamp UV portable and flexible (when using a photoinitiator).

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Abstract

Procédé de traitement du bois consistant à injecter dans des cavités du bois une solution d'au moins un agent fongique et/ou d'au moins un agent bactéricide et/ou d'au moins un agent insecticide et d'au moins un monomère susceptible de former progressivement une matrice polymère dans les cavités du bois et ensuite un gel dans les cavités du bois. Les bois traités ainsi obtenus présentent une durée de vie amélioré.

Description

PROCÉDÉ DE TRAITEMENT DU BOIS POUR AMÉLIORER SA DURÉE DE VIE ET BOIS AINSI OBTENU
La présente invention est relative à un procédé de traitement du bois, qui permet d'améliorer très sensiblement la durée d'utilisation d'objets en bois ainsi traités, notamment lorsque ces derniers sont exposés à des moisissures, champignons ou bactéries.
ÉTAT DE L'ART
Niyazi Bizak, H.Onder Ozbelge, Lèvent Yilmaz, B.Filiz Senkal (2000), Macromolecular Chemistry and Physics, vol. 201, num. 5, pp. 577-584 décrit la synthèse de gels liant du bore et son utilisation dans le traitement de l'eau.
US- A-4,738,878 (Anderson et al.) décrit un traitement du bois in situ, appliqué à une attache en bois de voie ferroviaire. La méthode comprend l'injection d'une préparation de type pâte, dans un ou plusieurs des trous non occupés par des clous qui sont présents dans le rail supportant le plateau d'attache, ladite préparation contenant un fongicide soluble dans l'eau. La préparation, en se logeant dans les crevasses et recoins en communication avec le trou du clou, tue les champignons existants. Au cours du temps, le fongicide suit les chemins des moisissures existantes ou subséquemment développées jusqu'aux sites les plus retirés. Ce traitement n'utilise en aucun cas des gels pour combler des cavités produites par des agents de dégradation naturels du bois ou pour emplir une cavité faite intentionnellement.
US-A-5,553,438 (Hsu) mentionne que la durée de vie d'un poteau en bois, tel qu'un poteau utilitaire, est augmentée si la base du poteau comprend des fentes qui pénètrent profondément dans le bois. Ces fentes sont formées avant le traitement par pression du bois avec des agents de préservation et elles améliorent la pénétration des agents de préservation dans le bois. Après séchage, l'extrémité du poteau est encaissée dans une gaine, de façon appropriée en matière polymérique, ladite gaine étant attachée à l'extrémité du poteau et constituant une barrière à la pénétration des champignons ou insectes, et empêchant le passage de liquides qui pourraient provoquer le passage de l'agent de préservation du poteau vers le sol environnant. US-A-5, 582,871 (Silenius et al.) décrit une méthode pour la préservation du bois contre les réactions indésirables causées par des microorganismes. La méthode concerne aussi le bois traité contre des moisissures, les champignons de type souche bleue et les champignons rouges. Selon cette méthode, le bois à protéger est traité avec une substance capable d'inhiber la croissance des microorganismes. Cette substance pénètre dans le bois plutôt de façon profonde que superficielle. Cette substance est un agent complexant, par exemple l'EDTA, qui est capable de lier les métaux de transition contenus dans le bois. Une solution aqueuse de EDTA est utilisée pour imprégner le bois, puis lorsque le bois est imprégné, l'agent complexant est précipité à partir de la phase aqueuse. L'agent complexant peut être précipité par diminution du pH du bois ou alternativement, en modifiant la température du bois après l'étape d'imprégnation. Selon la méthode, l'agent complexant précipité dans le bois forme un dépôt de réserve. L'agent complexant qui se redissout à partir du dépôt de réserve se redissolvant du dépôt est capable de lier les métaux de transition qui pénètrent dans le bois par l'eau de pluie ou par la contamination.
US-A-4,761,179 (Goettsche et al.) décrit un agent de préservation du bois à base d'une formulation soluble dans l'eau d'un composé cuivre-di(N- cyclohexyle-diazoniumdioxy), une polyamine, un acide carboxylique formant un complexe et, si nécessaire, un sel ayant un anion fongicide, qui présente un pH dans la solution aqueuse qui n'est pas inférieur à 7,5 dans la concentration conventionnelle d'utilisation.
US-A-6, 168,870 (Wall) décrit une méthode pour l'imprégnation du bois à l'aide d'une fiche de plastique contenant un agent de préservation du bois. La première étape implique la déshydratation de la fiche de polymère plastique pour réduire son humidité naturellement présente. Une seconde étape implique l'introduction d'un agent de préservation du bois liquide dans la fiche de plastique polymère, lorsqu'elle se trouve dans un état déshydraté, en l'émergeant dans un liquide agent de préservation du bois et en faisant bouillir ledit liquide à des températures qui sont inférieures à celles requises pour transformer le polymère plastique en un état fondu. Selon la technique de cette méthode, l'agent de préservation du bois liquide est absorbé dans la fiche de plastique polymère déshydratée à la place de l'humidité naturellement présente. US-A-7, 160,606 (Wall et al.) décrit une méthode pour traiter des matériaux de construction par du bore et des matériaux de construction traités au bore. La méthode implique l'introduction de bore durant la fabrication du matériau de construction sous forme d'une solution soluble dans l'eau d'un complexe de cuivre borate. Le complexe cuivre borate permet l'utilisation d'une large gamme de colles et d'adhésifs, est plus lent à être dissous et procure les propriétés fongicides améliorées.
Il existait donc un besoin pour un nouveau procédé de traitement du bois dépourvu des inconvénients communément associés avec les procédés connus de l'art antérieur, à savoir la toxicité, le coût élevé, une efficacité de la protection limitée dans le temps en raison du lessivage rapide par les eaux de pluie, et permettant d'améliorer sensiblement la durée de vie de l'objet en bois traité, lorsque ce dernier est confronté à des éléments agressifs de l'environnement dans lequel il est utilisé. SOMMAIRE DE L'INVENTION
Un premier objet de la présente invention est constitué par un procédé de traitement d'une pièce en bois en vue de l'augmentation de sa durée de vie.
Un deuxième objet de la présente invention est constitué par la pièce en bois traitée obtenue par mise en œuvre dudit procédé. Une telle pièce en bois est caractérisée par une augmentation d'au moins 50 % de la durée de vie résiduelle prévue.
Le procédé selon la présente invention consiste à introduire une composition de traitement dans au moins une cavité d'une pièce en bois, et il est caractérisé en ce que la composition contient : * au moins un agent de préservation du bois choisi parmi les agents fongicides, les agents bactéricides et les agents insecticides ;
* un agent chélatant capable de complexer au moins un agent de conservation ;
* un précurseur de polymère capable de former une matrice polymère après injection dans les cavités ;
* éventuellement un support liquide ; et
* éventuellement un agent tensio-actif. - A -
Lorsque le précurseur de polymère n'est pas liquide aux températures d'utilisation de la composition de traitement, la composition de traitement contient nécessairement un liquide support. Lorsque le précurseur est liquide aux températures d'utilisation de la composition de traitement, la composition de traitement ne contient pas nécessairement un support liquide.
La teneur en agent de préservation dans la composition de traitement peut aller jusqu'à la concentration à saturation à la température d'utilisation, qui dépend de l'agent de préservation utilisé, de la solubilité de l'agent dans le précurseur de polymère et/ou dans le support liquide. Elle est de préférence de 0, 1 % à 10 % en poids, de préférence de 0, 1 à 2 %.
La composition de traitement a de préférence, au moment où elle est introduite dans la pièce à traiter, une viscosité inférieure à 100 Pas à 2O0C afin qu'elle puisse imprégner de manière satisfaisante la pièce à traiter.
On introduit une quantité de composition suffisante pour imprégner partiellement ou totalement les cavités de la pièce en bois. Lorsque la composition est introduite dans le bois, elle se transforme progressivement en un gel.
Le taux d'imprégnation de la solution dépend de l'état des parois de la cavité et la porosité de la surface de bois à l'intérieur de la cavité. Il peut augmenter considérablement pour des cavités grandement attaquées par les pourritures du bois.
L'introduction de la composition de traitement dans la pièce à traiter est effectuée avantageusement par injection sous une pression inférieure à 10 atm, de préférence entre 1 et 2 atm. Le procédé de l'invention permet de protéger le bois contre les moisissures, champignons et insectes. Il peut être mis en œuvre à titre préventif sur des pièces en bois non endommagées, ou à titre curatif sur des pièces en bois déjà sensiblement endommagées par les éléments agressifs naturellement présents dans le milieu environnant. Lorsque le procédé de l'invention est mis en œuvre en tant que traitement préventif, on perce au moins un orifice dans la pièce en bois, dans lequel la composition de traitement est injectée. Il est préférable que la pièce en bois soit percée par plusieurs orifices afin d'améliorer la qualité et la vitesse d'imprégnation. Les orifices ont de préférence une forme cylindrique, avec ou sans ramifications. Lorsque la pièce qui doit être traitée est un poteau fixé dans le sol et que les orifices sont placés au-dessus et à proximité du sol, les orifices sont de préférence à moins de 10 cm au-dessus de la ligne de sol, et ils forment, avec la ligne de sol, un angle inférieur à 60°, de préférence entre 5 et 50°.
Lorsqu'une pièce en bois a subi une détérioration partielle qui a créé une cavité interne, on perce au moins un orifice dans la pièce en bois, de préférence sous forme d'un canal qui relie la surface de la pièce à une cavité interne, de préférence à la partie supérieure de la cavité. Si la pièce comprend plusieurs cavités internes, plusieurs canaux peuvent être percés de manière à relier plusieurs cavités à la surface de la pièce. On injecte ensuite la composition de traitement dans les cavités par l'intermédiaire des canaux. La présente invention est également relative aux objets essentiellement constitués de bois traité à l'aide du procédé de l'invention.
DESCRIPTION BRÈVE DES DESSINS
Les Figures IA et IB sont des vues en élévation et en coupe représentant un poteau de bois dans lequel des orifices ont été percés après dégagement d'une partie de la base du poteau enfoui dans le sol. La Figure 2 est une vue en élévation représentant un poteau de bois dans lequel un orifice a été percé avec un angle de 45° par rapport à la ligne de sol afin de rejoindre une cavité interne à traiter.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES RÉALISATIONS PRÉFÉRÉES
En référence à la Figure IA, il est montré un poteau de bois 5 dans lequel trois orifices de forme cylindrique 2, 3, 4 ont été percés de façon symétrique et avec un angle de 45° par rapport à la ligne de sol 1. Ces orifices 2, 3, 4 ont été percés après dégagement d'une partie de la base du poteau 5 enfoui dans le sol.
En référence à la Figure IB, il est montré une vue en coupe 6 du poteau, montrant la position des orifices. En référence à la Figure 2, il est montré un poteau de bois 5 dans lequel un orifice de forme cylindrique 7 a été percé avec un angle de 45° par rapport à la ligne de sol afin de rejoindre une cavité interne à traiter 8, l'orifice 7 atteignant le sommet de la cavité 8.
Après injection de la composition de traitement dans la pièce en bois à traiter, le(s) précurseur(s) de la matrice polymère polymérise(nt) et se transforme(nt) en gel. Le gel est formé par la matrice polymère et le support liquide. Il contient un ou plusieurs agents chélatant et un ou plusieurs agents de préservation. Le(s) agent(s) de préservation est (sont) emprisonnés dans le gel. L'agent de préservation est maintenu plus ou moins sévèrement dans le gel selon qu'il est chélaté par un agent chélatant greffé ou non sur la matrice polymère. Dans le cadre de la présente invention, on considère comme gel un matériau, comportant une partie liquide emprisonnée dans un réseau polymérique, dont le comportement rhéologique est tel que le module de conservation G' est supérieur au module de perte G", lesdits modules étant calculés selon la méthode décrite dans "The Rheology Handbook : For users of rotational and oscillatory rheometers", par Thomas G. Mezger, Hannover: Vincentz Verlag, 2002 Edited by Dr. Ulrich Zorll (ISBN 3-87870-745-2) p.143
Le gel formé dans les cavités présente les caractéristiques suivantes : une solubilité à l'eau à température ambiante d'au moins 10 %, de préférence d'au moins 95 %; - une teneur en agent fongique correspondant à une concentration se situant entre 0,1 et 10 % en poids de la solution; des caractéristiques rhéologiques du gel telles qu'une mesure rhéologique standard démontre que, au voisinage de la température d'utilisation, le module de conservation (G') est supérieur au module de perte (G") ; - les liaisons du gel avec le bois, si présentes, sont de type physique (adhésion à la surface du bois ou pénétration gel dans les cellules du bois) ou chimique (modification du bois; réaction des monomères avec les fonctions hydroxy présentes sur les parois des cellules du bois); un pouvoir de gonflement en présence d'eau qui est, lorsque mesuré selon la méthode de la pesée, au moins supérieur à 5 % du poids en polymère formé; et une durée nécessaire pour la formation du gel suffisamment courte pour que la composition reste assez fluide pour pouvoir être injectée et diffuser dans la pièce à traiter avant gélification, mais de préférence inférieure à 2 heures, la formation de gel étant constatée visuellement. L'agent de préservation peut être un fongicide, choisi par exemple parmi les composés du bore, les phosphates, les silicates, le sulfate de cuivre et le fluorure de sodium.
Les agents fongicides contenant du bore sont préférés, en particulier l'acide borique, le borax et l'octaborate de sodium. Ces composés peuvent être complexés aisément.
La composition de traitement peut comprendre deux agents fongicides, par exemple un composé du bore et un composé supplémentaire non complexable aisément. Ledit composé supplémentaire peut être un excès de composé de bore par rapport à la quantité d'agent chélatant, un fluorure, un composé cuivre tebuconazole [Cuivre- α-[2-(4-chlorophényl) éthyl]-α-(l, l-diméthyléthyl)-lH- 1,2,4-triazolel-éthanol], un composé alcalin d'ammonium quaternaire cuivré (ACQ), ou un arsénate de cuivre chromaté (CCA).
Selon un mode de réalisation avantageux, la composition de traitement qui est injectée dans les cavités du bois est une solution d'agent de préservation au moins 0,015 M, de préférence au moins 0,2 M, plus préférentiellement environ
0,5 M, l'agent de préservation étant l'acide borique ou un substitut de l'acide borique tel l'octaborate de sodium.
L'agent de préservation peut être un bactéricide, choisi par exemple parmi le sulfate de cuivre ou le perborate de sodium L'agent de préservation peut être un insecticide choisi parmi les agents insecticides utilisés dans l'art antérieur pour le traitement du bois, en particulier les composés du bore qui sont cités ci-dessus comme agents fongicides.
Une composition de traitement utilisée dans le procédé de l'invention contient au moins un composé agissant comme agent chélatant pour au moins un agent de préservation. L'agent de préservation chélaté sera moins facilement lixivié, notamment lorsque la pièce de bois est soumise aux intempéries. Dans un mode de réalisation particulier, l'agent chélatant est choisi de telle sorte qu'il chélate l'agent de préservation et qu'il se fixe sur la matrice polymère ou sur son précurseur. Cette configuration permet une rétention plus efficace de l'agent de préservation en évitant un lessivage rapide par l'eau. Il en résulte un relarguage progressif de l'agent de préservation sur une longue durée.
L'agent complexant du bore est un composé chimique comportant des fonctions hydroxy et/ou aminés et/ou acide carboxylique. U est choisi de préférence dans le groupe constitué par les polyamines, les polyols, les polyolamines et leurs mélanges. Dans un composé qui comporte un groupe aminé, l'aminé est de préférence primaire ou secondaire. Un polyol est de préférence un diol, plus particulièrement un diol dans lequel les groupes hydroxy sont vicinaux. Les polyols qui comportent de 2 à 7 atomes de carbone dans leur chaîne sont préférés. Un composé qui possède des groupes hydroxy vicinaux et un atome d'azote peut chélater des composés de bore ou de cuivre, et se fixer sur une matrice polymère ou sur un précurseur de polymère approprié, par exemple un méthacrylate de glycidyle (GM) ou l'acrylate de glycidyle (GA). La présence d'un atome d'azote à proximité des groupes OH stabilise la liaison qui se forme entre les groupes hydroxy de la molécule chélatante et le bore. A titre d'exemples, on peut citer la n-méthyl-D-glucamine (NMG) et le tris(hydroxyméthyl)aminométhane (THAM), le l,3-bis[tris(hydroxyméthyl) méthylaminojpropane, l' (hydroxy éthyl)amine, la di(hydroxyéthyl)amine, les acides iminodicarboxyliques tels que l'acide imino diacétique.
D'autres composés peuvent être utilisés pour chélater l'agent de préservation, sans fixation sur la matrice polymère ou sur son précurseur. On peut citer en particulier l'acide éthylène diamine tétraacétique (EDTA), qui peut être utilisé comme agent chélatant pour complexer un agent de préservation à base d'un métal de transition, par exemple le sulfate de cuivre ou le CCA.
La composition de traitement contient un ou plusieurs précurseurs capables de former une matrice polymère après injection dans les cavités de la pièce en bois à traiter. Les précurseurs peuvent être choisis parmi l'acide acrylique, les éthers, les glycols, les aminés, les halogénures, les acrylamides, la vinyl pyrrolidone, l'alcool vinylique, les acrylates et les organohalogénosilanes. Dans un mode de réalisation, la solution contient deux précurseurs différents qui réagissent pour former une matrice polymérique. La composition de traitement peut dans ce cas être préparée en mélangeant d'abord l'un des précurseurs désigné par précurseur 1 avec au moins un agent de préservation, puis en ajoutant le second précurseur (désigné par précurseur 2) et au moins un agent chélatant, le précurseur 1 étant choisi de sorte qu'il possède des fonctions qui lui permettent de greffer l'agent chélatant, puis de réagir avec le précurseur 2. Le greffage de l'agent chélatant de l'agent de préservation sur le précurseur 1 permet d'éviter ainsi une lixiviation trop rapide de l'agent de préservation. II est préférable que le ratio des fonctions réactives du précurseur 1 par rapport aux fonctions réactives du précurseur 2 corresponde sensiblement à la stœchiométrie.
Lorsque la composition de traitement contient un liquide support, la teneur totale des trois composés (agent chélatant, précurseur 1 et précurseur 2) dans la composition de traitement est de préférence d'au moins 5 % en poids.
La teneur et la nature des trois composés (précurseur 1 , précurseur 2 et agent chélatant) dans la composition de traitement sont choisis de sorte à obtenir les propriétés mécaniques recherchées pour le gel, à savoir : une capacité à maintenir une bonne interface entre le gel et le bois; - de faibles variations en fonction de l'exposition environnementale quant à la teneur en eau du gel; et une dissolution lente et constante de l'agent de préservation sur une durée allant de 2 à 10 ans, tout en maximisant la quantité d'agent de préservation pouvant être incorporée dans le gel formé, la teneur maximale d'agent de préservation visée étant, de préférence, de 5 % en poids dans la composition de traitement.
Dans un mode de réalisation, les précurseurs sont choisis en vue de l'obtention d'un polymère du type polyépoxy. Un tel polymère peut être obtenu en utilisant comme précurseur 1 un composé ayant au moins deux groupes glycidyléther et comme précurseur 2 un composé ayant au moins deux groupes capables de réagir avec un groupe glycidyléther, lesdits groupes pouvant être par exemples des groupes aminé primaire ou secondaire, des groupes OH, ou des groupes anhydride. Le précurseur 1 peut être un polyéthylène de faible masse ayant un groupe glycidyléther à chacune de ses extrémités (PEGDGE). La chaîne polyéthylène du PEGDGE a une masse moléculaire inférieure à lOOOg/mol, de préférence inférieure à 400 g/mol, afin de faciliter son imprégnation dans la porosité du bois. Une masse molaire trop élevée empêche la diffusion de la molécules à travers des cellules du bois. Le précurseur 1 peut être par exemple l'éthylène glycol diglycidyl éther, le diéthylène glycol diglycidyl éther, le 1,4- butanediol diglycidyl éther et un polyéthylèneglycol diglycidyl éther. Le précurseur 2 peut être une aminé, par exemple une alkylène polyamine, plus particulièrement une alkylène diamine dans laquelle le groupe alkylène a de 1 à 10 atomes de carbone.
On choisit de préférence des précurseurs solubles dans l'eau.
Dans un mode de réalisation particulier, le précurseur 1 est un PEGDGE et le précurseur 2 est une alkylène diamine. Dans une étape préliminaire, on mélange la diamine avec un agent chélatant avec lequel elle ne réagit pas (par exemple NMG). Immédiatement avant le moment de l'injection de la composition de traitement dans la pièce à traiter, on ajoute le précurseur 1 et l'agent de préservation. Après l'injection, les deux précurseurs réagissent pour former une matrice polymère qui se transforme ensuite en gel. L'agent de préservation est chélaté par NMG qui est fixé par liaison chimique sur la matrice polymère.
De manière générale, l'ordre d'introduction des constituants dans la composition de traitement n'est pas critique. Il faut cependant mettre en contact juste avant l'utilisation de la composition, les constituants susceptibles de réagir entre eux. Par exemple, lors de la préparation d'une composition destinée à former une résine époxy, les deux précurseurs du polymère sont mis en contact seulement au moment de l'injection, afin de maintenir la composition de traitement dans un état suffisamment fluide pour permettre l'injection et l'infiltration dans les cavités de la pièce à traiter De même, un agent chélatant qui a une fonction aminé sera mis en contact au dernier moment avec un précurseur de polymère capable de réagir avec une fonction aminé. Les proportions des précurseurs du polymère peuvent varier. U est préférable que le nombre de fonctions glycidyle du précurseur 1 soit équivalent au nombre d'atomes d'hydrogène aminés du précurseur 2 et de l'agent chélatant. Le rapport molaire agent chélatant/agent de préservation est de préférence de 2, lorsque l'agent de préservation est un composé de bore. Cependant, l'agent de préservation au bore peut être en excès par rapport à l'agent chélatant.
Il est noté que, pour la formation d'un polymère du type époxy, il n'est pas nécessaire de chauffer la solution ou d'ajouter un amorceur. On peut cependant accélérer le processus de gélification en chauffant légèrement la solution avant injection dans la cavité.
Le précurseur peut en outre être choisi parmi ceux qui polymérisent en présence d'un amorceur thermique ou photochimique. La composition contient alors en outre un amorceur de polymérisation approprié et le procédé de traitement comprend une étape supplémentaire consistant à chauffer ou à irradier la composition de traitement après injection. Cette étape supplémentaire peut être effectuée par l'intermédiaire d'un dispositif de chauffage ou d'irradiation inséré dans l'orifice par lequel la composition de traitement a été injectée. On peut citer à titre d'exemple de précurseurs, les monomères portant des groupes vinyliques, tels que des dérivés acryliques (acide acrylique, acrylates, acrylamides, alcool vinylique, vinylpyrrolidone), des monomères ayant des fonctions vinyl glycidyl éther ou des monomères portant des groupes époxy ou des groupes siloxane. Les matrices polymères formées dans les cavités de la pièce en bois traitée à partir desdits monomères sont solubles dans l'eau.
Dans un mode de réalisation du procédé dans lequel l'agent de préservation est un composé de bore, il peut être chélaté par un composé portant des groupes hydroxyle vicinaux et un groupe aminé, tel que par exemple NMG ou THAM. La NMG ou le THAM peuvent en outre se fixer sur un composé comprenant un groupe glycidyle et un autre groupe fonctionnel permettant une polymérisation. Une composition de traitement utilisable dans le procédé de l'invention peut ainsi être obtenue en faisant réagir NMG avec un méthacrylate de glycidyle (GM) pour former un monomère portant un groupe chélatant, puis en ajoutant un agent de préservation. Le support liquide de la composition de traitement est constitué essentiellement par de l'eau ou un solvant organique non toxique et qui ne présente pas d'inconvénients pour l'environnement. Parmi ces solvants organiques, on peut citer les alcools et les cétones. L'eau et/ou le solvant organique peu toxique constitue au moins 50 % en poids du support liquide. Le support liquide peut être un mélange d'eau et d'au moins un solvant organique.
Le procédé de l'invention permet de régler la cinétique de relarguage de l'agent de préservation dans les cavités d'une pièce en bois, par la matrice polymérique, puis par le gel présent dans lesdites cavités, par le choix de la teneur en solvant et/ou en agent de conservation dans la composition de traitement.
Lorsque l'agent de conservation est un fongicide, la stabilité de l'agent fongicide, dans le gel en formation ou dans le gel formé, peut être diminuée en augmentant la concentration en bore dans la solution de traitement et par conséquent dans la matrice polymère. On obtient ainsi un relarguage plus important et donc un traitement initial plus important du bois. Une faible concentration en agent fongicide induit une plus grande stabilité de la liaison entre l'agent complexant et l'agent de préservation à base de bore non instantanément libéré dans le bois à traiter et donc une vitesse de relarguage plus lente.
Le procédé de la présente invention vise en premier lieu à augmenter la durée de vie utile de pièces en bois, en particulier de poteaux de bois sur un réseau de distribution d'électricité. La préservation est effectuée par injection d'une composition dans des cavités des pièces en bois, ladite composition formant un gel après injection. Le traitement peut être effectué avant dégradation de la pièce, en forant des ouvertures dans la pièce pour l'injection de la composition de traitement. Le traitement peut également être effectué après dégradation de la pièce avec formation de cavités, la composition étant injectées dans les cavités formées. En intervenant sur des cavités présentes dans la structure du bois, on diminue considérablement la progression des pourritures responsables de la dégradation fongique et/ou la progression d'insectes (notamment de termites) et/ou de bactéries dans la matrice de bois. Cette intervention permet également de récupérer partiellement les propriétés mécaniques de la matrice d'origine. Cette régénération des propriétés du bois peut être obtenue par l'ajout d'un gel polymérique ayant une bonne interface avec les parois de la cavité se trouvant dans le bois. Afin d'éliminer les pourritures de dégradation, ce gel contient un agent fongicide fixé à la matrice polymérique par l'intermédiaire d'un agent chélatant greffé sur la matrice. L'agent complexant est utilisé afin de réduire la migration d'un agent fongicide soluble à l'eau. La présence de cet agent chélatant permet de prolonger la durée efficace d'un tel traitement. Un traitement préventif peut être effectué en perforant des cavités dans le bois à partir de la surface de la pièce en bois . Pour un poteau d'utilité électrique, cette intervention se fait principalement dans la zone en contact avec le sol. La composition de traitement est injectée dans ces cavités. Ce traitement, lorsqu'effectué à intervalles réguliers, permet d'augmenter considérablement la durée de vie utile des pièces de bois saines.
L'utilisation d'une composition de traitement qui contient un agent de préservation et un agent complexant de cet agent permet de traiter plus efficacement le bois en cours d'utilisation. Lors d'inspections de routine, il est possible d'observer la présence de cavités au cœur d'une matrice de bois et mettre en œuvre le procédé dans un but curatif.
Les traitements préventifs et curatifs visent à réduire les coûts liés aux remplacements des matrices de bois (poteaux, madriers, planches, ...) par la "cicatrisation" de cavités ou par un traitement préventif des matériaux utilisés.
Le procédé de l'invention est particulièrement utile pour traiter une pièce en bois contre les moisissures et les champignons. Lorsqu'une composition de traitement selon l'invention, qui contient un ou plusieurs agents fongicides en tant qu'agents de préservation, est injectée dans la pièce à traiter, elle imprègne les parois du bois et, par la présence des agents fongicides, elle élimine les pourritures actives en surface. Cette composition, initialement peu visqueuse, peut également s'infiltrer en profondeur dans tous les interstices créés par les champignons de pourriture. Selon l'état de dégradation de la surface interne de la cavité, près de 10 % à 30 % de la solution versée migre dans la matrice de bois. Ensuite, les constituants de la composition réagissent et un gel se forme. La durée nécessaire pour la gélification doit être telle qu'elle permette une bonne imprégnation de la pièce à traiter et une bonne migration de l'agent de préservation dans ladite pièce. La durée de la gélification doit cependant rester suffisamment courte pour des raisons de commodité de mise en œuvre. Généralement, une durée de 10 min à 2 jours, de préférence inférieure à 2 heures est souhaitée pour la gélification. La durée de gélification peut être ajustée par le choix des précurseurs du polymère. Un précurseur de faible masse, ayant une teneur élevée en fonctions réactives réagira beaucoup plus rapidement qu'un précurseur de plus haute masse (ayant une vitesse de rotation et de diffusion plus lente). La durée de gélification peut en outre être ajustée par le choix des concentrations.
Éventuellement, l'humidité contenue dans la matrice de bois peut provoquer un gonflement du gel. Ce gonflement favorise une interface efficace entre le gel et l'intérieur de la cavité. Ce bon contact avec l'interface permet de préserver la structure du bois à long terme. En effet, une interface optimale entre ces deux constituants favorise la migration lente, mais constante, de l'agent fongique vers la matrice de bois.
Lorsque la pièce de bois comporte des cavités générées par des insectes, le procédé de traitement est mis en œuvre à l'aide d'une composition dans laquelle l'agent de préservation est un insecticide.
Une composition de traitement peut contenir un ou plusieurs agents tensio-actifs, afin d'améliorer la dispersion des différents constituants dans le liquide support utilisé et les propriétés physiques de la composition. L'agent tensioactif peut être choisis par exemple parmi les tensioactifs non ioniques (par exemple les copolymères à blocs à base d'oxyde d'éthylène et d'oxyde de propylène) et les tensioactifs ioniques, (par exemple le dodécyl sulfate de sodium, le lauryl sulfate d'ammonium, le chlorure de benzalkonium et un polyoxyéthylène aminé. Lorsque la composition de traitement contient un composé du bore comme agent de préservation, la concentration en bore est entre 0,1 g/L (1,6 mM d'acide borique) et la limite de solubilité du composé de bore dans le liquide support. La concentration en composé de bore dans la composition se situe de préférence entre 1 g/L (16 mM d'acide borique) et 50 g/L (800 mM d'acide borique) de solution. Le gel formé ayant une bonne interface avec les parois de la cavité permettra d'améliorer les propriétés mécaniques de l'échantillon traité et/ou empêchera la recolonisation de la cavité en créant une barrière physique aux champignons de dégradation, aux bactéries, ou aux insectes. Les exemples de mise en œuvre qui suivent sont donnés à titre d'illustration seulement et ne sauraient en aucun cas être interprétés comme constituants une limitation de la présente invention.
Dans les exemples qui suivent, le traitement du bois peut se faire sur une section dégradée d'un poteau. Après avoir localisé la zone dégradée du poteau, un trou est percé dans la partie la plus haute de la cavité (tel qu'illustré à la Figure 2). Une composition est préparée selon l'un des exemples suivants, puis elle est injectée à l'intérieur de la cavité jusqu'à ce que cette dernière soit remplie entièrement ou partiellement. L'exemple A décrit des compositions destinées à former un gel époxy, et l'exemple B décrit des compositions destinées à former un gel du type polyacry late .
Exemple A Gel polyépoxy
Une composition de traitement est préparée à partir de la solution 1 suivante : Solution 1
5 grammes H3BO3 (acide borique)
5 grammes d'EDA (éthylène diamine)
31 ,6 grammes de NMG (n-méthyl glucamine)
100 ml d'eau Au moment de l'utilisation, on a ajouté 130 grammes de PEGDGE
(polyéthylène glycol (400) diglycidyl éther) et on a mélangé rapidement et on a immédiatement injecté la composition résultante dans la cavité d'une pièce en bois. La composition injectée forme un gel après un délai d'une heure. Pendant ce temps de formation d'un gel, de 10 à 30 % de la solution migre dans les cellules du bois. Le mode opératoire a été reproduit en modifiant les proportions des constituants de la composition. Les quantités, en grammes, pour toutes les compositions préparées sont données dans le tableau 1 ci-dessous.
Tableau 1
Figure imgf000018_0001
Cette période de gélification permet un premier traitement du bois par stérilisation en profondeur la surface de la cavité. Elle permet également d'obtenir une excellente interface entre la cavité et le bois. Ceci permet de restaurer partiellement les propriétés mécaniques perdues par la dégradation de cette section du poteau.
Test du taux de rétention du bore dans la matrice polymérique des gels formés
Afin d'évaluer les propriétés conférées au bois traité par les différentes compositions de traitement, on a imprégné sous vide en 30 minutes des cubes de 19 mm de coté constitués par la partie aubier d'un bois, par chacune des compositions 1 à 6. Puis les blocs ont été laissés à température ambiante durant une nuit afin de permettre la formation du gel. Ils ont ensuite été immergés dans 30 ml d'eau déminéralisé. Un suivi du taux de bore par spectroscopie ICP ("Inducted Coupled Plasma") permet de déterminer le taux de relarguage d'acide borique en fonction du temps. Cette mesure est effectuée afin d'estimer la capacité de rétention du bore des matrices polymériques dans des conditions de diffusion accélérée.
Le tableau 2 donne la perte en bore pB dans la matrice, exprimée en %, en fonction du temps de trempage du bloc dans la solution aqueuse. Tableau 2
Figure imgf000019_0001
Les résultats obtenus démontrent l'influence importante de la teneur en eau ou de la concentration en bore dans la composition de traitement. En augmentant la teneur en acide borique (exemples 3 et 4), ou en diminuant la teneur en solvant (exemple 5), la capacité de rétention en bore dans la matrice est diminuée significativement. Ces variations, par rapport à l'exemple 1, nuisent à une bonne dispersion de l'acide borique dans la solution. Une teneur trop faible en eau favorise la précipitation du bore. Il est cependant important de noter pour cet exemple (exemple 5), que le taux de bore est stable après une perte initiale de près de 50 %. Il semble donc s'agir d'un excédent de bore qui pourrait être utilisé lors du traitement initial de la cavité. L'autre moitié demeurera dans la matrice et se relarguera progressivement. Il s'agit d'une des stratégies envisageables pour le traitement. Une diminution de la teneur en bore (exemple 2) ou une augmentation de la quantité d'eau dans la solution (exemple 6) ont peu d'effet sur le taux de rétention du bore par rapport à l'exemple 1.
En jouant sur les paramètres de gélification, sur la teneur en agent fongique et sur la quantité d'eau utilisée, il apparaît possible de jouer considérablement sur le taux de rétention de l'agent fongique dans les gels ainsi forés. Ainsi on peut jouer sur le taux du composé à base de bore afin de l'utiliser davantage lors d'une étape de stabilisation de la matrice de bois ou à plus long terme par un relarguage lent et progressif. La composition sélectionnée variera également selon l'application visée: stérilisation d'une cavité existante ou traitement préventif à la base d'un poteau. Test du taux de rétention du bore dans la cavité d'une matrice de bois traité
Un second test vise à déterminer le taux de diffusion du bore dans le bois à partir d'un gel formé dans une cavité. Pour cette évaluation, un cube de 5,08 cm de côté a été utilisé. Sur la surface représentant l'extérieur d'un poteau, un trou de 4,45 cm de profondeur et de 1,64 cm de diamètre a été perforé. On a versé dans ce trou, 9,5 ml de la solution provenant de l'exemple 3, afin de remplir la cavité. Après une heure, la solution s'était gélifiée et près d'un millilitre de la solution versée (env. 11 %) avait diffusé dans le bois.
Le bloc a ensuite été immergé jusqu'à sa surface dans 150 ml d'eau déminéralisé. Un suivi du taux de bore en solution démontre qu'après 6 jours d'immersion, seulement 10 % du bore était parvenu à migrer dans la solution aqueuse.
Une analyse du bois à l'aide de tiges extraites dans l'axe longitudinal
(direction des fibres) et dans l'axe transversal démontre que le bore migre principalement dans l'axe longitudinal, le facteur de diffusion étant 10 fois plus élevé dans cet axe. Ce résultat était prévisible car il s'agit de l'axe naturel de migration de la sève dans un arbre.
Après cette période d'immersion, le taux de bore résiduel dans la matrice polymérique se trouvant dans la cavité a également été analysé. L'analyse par spectrométrie ICP démontre qu'il y a encore 50 % du bore présent dans la tige malgré l'immersion dans l'eau. Ce test a été effectué pour évaluer selon un processus accéléré, le pouvoir extractant de l'eau vis-à-vis de l'agent de préservation utilisé.
Cette immersion a été effectuée afin d'accélérer le processus d'extraction du bore et d'évaluer la capacité de ce gel à retenir cet agent fongicide soluble dans l'eau. Les essais effectués montrent que la vitesse de diffusion du bore et la teneur en bore résiduel après un certain temps dépend de la composition utilisée.
Ce type d'essais permet, pour un ensemble « agent de préservation, précurseurs de matrice polymère, agent chélatant », de déterminer la teneur de chacun des ingrédients, suivant que le taux de diffusion que l'on souhaite pour la pièce à traiter. Exemple B Gel polyacrylate
Un gel de polyacrylate a été préparé par la méthode proposé par Bizak et al. mentionnée ci-dessus. Le monomère est obtenu en faisant réagir le méthacrylate de glycidyle (GM) avec la n-méthyl glucamine (NMG) dans un ratio équimolaire dans une solution de NMP (n-méthyl pyrrolidone) chauffée à
700C durant 7 heures (ou jusqu'à ce que la solution soit soluble dans l'eau). On obtient ainsi le méthacrylate de 3-(N-glucidol-N-méthyl)-2-hydroxypropyle
(GMHP). Le solvant (NMP) peut être éliminé ou non selon l'application désirée. Le GMHP est un monomère qui peut réticuler notamment en présence d'un initiateur radicalaire (thermique ou photonique) ou par irradiation à l'aide d'un faisceau d'électron (e-beam).
Plusieurs exemples de préparation de gel à partir du monomère chélatant GMHP ont été effectués. L'amorceur thermique utilisé est le (2,2'-Azobis[2- méthyl-N-(2-hydroxyéthyl)propionamide]) commercialisé sous la dénomination VA-086 par Wako Chemical USA.
Echantillon 7
On a préparé une solution aqueuse en introduisant dans 25 ml de H2O, 0,625 g de H3BO3, 0,625 g de VA-086, et 12,5 g de GMHP en solution dans 12,5 g de NMP .
On a prélevé 10 ml de la solution ainsi obtenue et on a chauffé à 86°C pendant une nuit. On a laissé refroidir pendant 1 h le gel obtenu, puis on a immergé le bloc de gel dans 35 ml d'eau déminéralisée et on a suivi l'évolution du taux de bore par spectrométrie ICP afin de déterminer le taux de rétention du bore dans la matrice de gel. Les tests effectués pour trois synthèses de GMHP réalisées dans les mêmes conditions ont montré que près de 30 % du bore est lixivié dans la matrice polymérique lors d'une immersion dans l'eau durant 11 jours. Ces résultats sont similaires à ceux obtenus pour un gel à base d'une résine époxy de l'exemple 1. Echantillon 8
On a préparé une solution aqueuse en introduisant dans 25 ml de H2O, 0,625 g de disodium octaborate tétrahydraté (DOT), 0,625 g de VA-086, et 12,5 g de GMPH en solution dans 12,5 g de NMP La solution a été traitée de la même manière que celle de l'échantillon 7, mais en limitant à 3 heures la durée du chauffage à 86°C. Les mesures par spectrométrie ICP montrent que près de 35 % du bore est lixivié hors de la matrice polymérique lors d'une immersion dans l'eau durant 14 jours. Ces résultats sont similaires à ceux obtenus pour un gel à base d'une résine époxy de l'exemple 1 pour un test identique et à ceux de l'échantillon 7 préparé à partir d'acide borique.
Echantillon 9
On a préparé une solution aqueuse en introduisant dans 25 ml de H2O, 0,625 g de H3BO3, 31,25 mg de CuSO4,5H2O, 0,625 g de VA-086, et 12,5 g de GMPH sous forme d'une solution à 37 % en poids dans NMP
L'utilisation du sulfate de cuivre comme co-biocide est destinée à améliorer l'efficacité du traitement vis-à-vis de l'attaque des pourritures.
La solution a été traitée de la même manière que celle de l'échantillon 7, mais en limitant à 3 heures (au lieu d'une nuit) la durée du maintien à 86°C. Les mesures par spectrométrie ICP montrent que près de 67 % du bore et de 75 % du cuivre demeurent dans la matrice polymérique lors d'une immersion dans l'eau durant 8 jours. Ces résultats sont similaires à ceux obtenus pour un gel à base d'une résine époxy de l'exemple 1 pour un test identique et à ceux de l'échantillon 7 préparé à partir d'acide borique. Echantillon 10
On a préparé une solution aqueuse en introduisant dans 10 ml de H2O, 0,625 g de H3BO3, 0,625 g de persulfate de potassium (KPS), et 12,5 g de GMPH sous forme d'une solution à 66 % en poids dans l'eau.
On a prélevé 10 ml de la solution ainsi obtenue et on a constaté que la réticulation de produit progressivement sans chauffage extérieur, par action de l'amorceur thermique KPS sur GMPH. On a immergé le bloc de gel obtenu dans 35 ml d'eau déminéralisée et on a suivi l'évolution du taux de bore par spectrométrie ICP. Les tests de lixiviation des bloc de gel ont montré que près de 40 % du bore est lixivié hors de la matrice polymérique lors d'une immersion dans l'eau durant 8 jours. Ces résultats sont similaires à ceux obtenus pour un gel à base d'une résine époxy.
Dans une matrice de bois, sur un site d'utilisation, une solution contenant un monomère acrylate peut être activée par un élément chauffant inséré temporairement dans la cavité (lors de l'utilisation d'un initiateur thermique) ou par une irradiation avec une lampe UV portative et flexible (lors de l'utilisation d'un photo-initiateur) .
Bien que la présente invention ait été décrite à l'aide de mises en œuvre spécifiques, il est entendu que plusieurs variations et modifications peuvent se greffer auxdites mises en œuvre, et la présente invention vise à couvrir de telles modifications, usages ou adaptations de la présente invention suivant en général, les principes de l'invention et incluant toute variation de la présente description qui deviendra connue ou conventionnelle dans le champ d'activité dans lequel se retrouve la présente invention, et qui peut s'appliquer aux éléments essentiels mentionnés ci-haut.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour le traitement d'une pièce en bois, consistant à introduire une composition de traitement dans au moins une cavité de ladite pièce en bois, caractérisé en ce que la composition de traitement contient :
* au moins un agent de préservation du bois choisi parmi les agents fongicides, les agents bactéricides et les agents insecticides ;
* au moins un agent chélatant capable de complexer au moins un agent de conservation ; * un précurseur de polymère capable de former une matrice polymère après injection dans les cavités ;
* éventuellement un support liquide; et
* éventuellement un agent tensio-actif.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la teneur en agent de préservation dans la composition de traitement est de 0, 1 % à la concentration à saturation.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la teneur en agent de préservation est inférieure à 10 % en poids.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la composition de traitement une viscosité inférieure à lOOPas à 200C avant introduction dans la pièce à traiter.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la composition de traitement est injectée dans la pièce en bois avec une pression inférieure à 10 atm.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pression est de 1 à 2 atm.
7. Procédé selon la revendication 1, mis en œuvre à titre préventif, caractérisé en ce qu'on perce au moins un orifice dans la pièce en bois, dans lequel la composition de traitement est introduite.
8. Procédé selon la revendication 1, mis en œuvre à titre curatif sur une pièce en bois comprenant au moins une cavité, caractérisé en ce qu'on perce au moins un orifice dans la pièce en bois, qui relie la surface de la pièce à une cavité interne, et on injecte la composition de traitement dans les cavités par l'intermédiaire de l'orifice.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'injection est faite sous pression.
10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent de préservation est un fongicide.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le fongicide est choisi parmi les composés du bore, les phosphates, les silicates, le sulfate de cuivre et le fluorure de sodium.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le fongicide est choisi parmi l'acide borique, le borax et l'octaborate de sodium.
13. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la composition de traitement contient au moins deux agents fongicides.
14. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la teneur en fongicide de la composition de traitement est au moins 0,015 M.
15. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent de préservation est un bactéricide.
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le bactéricide est choisi parmi le sulfate de cuivre et le perborate de sodium.
17. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent de préservation est un insecticide.
18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'insecticide est choisi parmi l'acide borique, le borax et l'octaborate de sodium.
19. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent chélatant représente au moins un composé comportant des fonctions hydroxy et/ou aminés et/ou acide carboxylique.
20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que l'agent chélatant est choisi dans le groupe constitué par les polyamines, les polyols, et les polyolamines.
21. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que l'agent chélatant est un composé qui possède un atome d'azote et des fonctions hydroxy vicinales, capables de chélater des composés de bore ou de cuivre.
22. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que l'agent chélatant est choisi dans le groupe constitué par la n-méthyl-D-glucamine (NMG), le tris(hydroxyméthyl)aminométhane (THAM), le l,3-bis[tris(hydroxyméthyl) méthylaminojpropane, l' (hydroxy éthyl)amine, la di(hydroxyéthyl)amine, et les acides iminodicarboxyliques.
23. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent de préservation est un composé du cuivre et l'agent chélatant est l'acide éthylène diamine tétraacétique (EDTA).
24. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les précurseurs du polymère sont choisis parmi l'acide acrylique, les éthers, les glycols, les acrylamides, la vinyl pyrrolidone, l'alcool vinylique, les acrylates et les organohalogénosilanes .
25. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la composition de traitement contient deux précurseurs différents qui réagissent pour former une matrice polymérique.
26. Procédé selon la revendication 25, caractérisé en ce que la composition de traitement est préparée en mélangeant d'abord l'un des précurseurs désigné par précurseur 1 avec au moins un agent de préservation, puis en ajoutant le second précurseur (désigné par précurseur 2) et au moins un agent chélatant, le précurseur 1 étant choisi de sorte qu'il possède des fonctions qui lui permettent de greffer l'agent chélatant, puis de réagir avec le précurseur 2.
27. Procédé selon la revendication 26, caractérisé en ce que le ratio des fonctions réactives du précurseur 1 par rapport aux fonctions réactives du précurseur 2 correspond sensiblement à la stœchiométrie.
28. Procédé selon la revendication 26, caractérisé en ce que la teneur totale des trois composés (agent chélatant, précurseur 1 et précurseur 2) dans une composition de traitement contenant un liquide support, est comprise entre 0,1 et 95 % en poids.
29. Procédé selon la revendication 28, caractérisé en ce que la teneur totale des trois composés est comprise entre 5 et 70 %.
30. Procédé selon la revendication 26, caractérisé en ce que les précurseurs sont des précurseurs d'un polymère du type polyépoxy.
31. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce que le précurseur 1 est un composé ayant au moins deux groupes glycidyléther et le précurseur 2 est un composé ayant au moins deux groupes capables de réagir avec un groupe glycidyléther.
32. Procédé selon la revendication 31, caractérisé en ce que lesdits groupes capables des réagir avec un groupe glycidyléther sont choisis parmi les groupes aminé primaire ou secondaire, les groupes OH, et les groupes anhydride.
33. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce que le précurseur 1 est un polyéthylène ayant une masse inférieure à lOOOg/mol et un groupe glycidyléther à chacune de ses extrémités (PEGDGE).
34. Procédé selon la revendication 31, caractérisé en ce que, dans une lère étape, on mélange la diamine avec un agent chélatant, puis, immédiatement avant le moment de l'injection de la composition de traitement, on ajoute le précurseur 1 et l'agent de préservation.
35. Procédé selon la revendication 31, caractérisé en ce que les proportions des précurseurs du polymère sont telles que le nombre de fonctions glycidyléther du précurseur 1 soit équivalent au nombre d'atomes d'hydrogène aminés du précurseur 2 et de l'agent chélatant.
36. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le rapport molaire agent chélatant/agent de préservation est de 2, et l'agent de préservation est un composé de bore.
37. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le précurseur est choisi parmi ceux qui polymérisent en présence d'un amorceur thermique ou photochimique, la composition contient en outre un amorceur de polymérisation et le procédé de traitement comprend une étape supplémentaire consistant à chauffer ou à irradier la composition de traitement après injection.
38. Procédé selon la revendication 37, caractérisé en ce que le précurseur est un composé portant des groupes vinyliques, choisi parmi les dérivés acryliques et les monomères portant des groupes époxy ou des groupes siloxane.
39. Procédé selon la revendication 38, caractérisé en ce que le précurseur est le méthacrylate de glycidyle.
40. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support liquide de la composition de traitement est constitué essentiellement par de l'eau ou un solvant organique peu toxique pour l'environnement, ou un de leurs mélanges.
41. Procédé selon la revendication 40, caractérisé en ce que le solvant organique est choisi parmi les alcools et les cétones.
42. Pièce de bois traitée par un procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle a au moins une cavité imprégnée par un gel formé par une matrice polymère et le support liquide, et il contient un ou plusieurs agents chélatant et un ou plusieurs agents de préservation.
43. Pièce de bois selon la revendication 42, caractérisé en ce que le gel formé dans les cavité présente les caractéristiques suivantes : - une solubilité à l'eau à température ambiante d'au moins 10 %, de préférence d'au moins 95 %; une teneur en agent fongique correspondant à une concentration se situant entre 0,1 et 10 % en poids de la solution; des caractéristiques rhéologiques du gel telles qu'une mesure rhéologique standard démontre que, au voisinage de la température d'utilisation, le module de conservation (G') est supérieur au module de perte (G"); et un pouvoir de gonflement en présence d'eau qui est, lorsque mesuré selon la méthode de la pesée, au moins supérieur à 5 % du poids en polymère formé.
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WO (1) WO2008101331A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106003315A (zh) * 2016-05-30 2016-10-12 安徽栢林洁具有限公司 一种浴室柜板材表面处理剂

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2850657C (fr) 2011-10-05 2017-03-21 Arkema France Composes amines substitues par plusieurs groupes hydroxyle, polymeres les contenant et leur utilisation
CN102516102B (zh) * 2011-11-01 2014-03-05 河北工业大学 一种葡萄糖甲胺功能丙烯酸酯单体的制备方法
US20130288067A1 (en) * 2012-04-25 2013-10-31 Kop-Coat, Inc. Compositions and methods for resisting discoloration of wood and treated wood
MX372807B (es) 2012-11-09 2020-07-03 Colgate Palmolive Co Copolimeros de bloque para proteccion del esmalte dental.
WO2016003999A1 (fr) 2014-06-30 2016-01-07 Dow Global Technologies Llc Matière poreuse traitée
AU2015371230B2 (en) 2014-12-23 2020-04-09 Dow Global Technologies Llc Treated porous material
CN107921656A (zh) * 2015-06-30 2018-04-17 陶氏环球技术有限责任公司 经处理的多孔材料
KR102412614B1 (ko) 2015-10-22 2022-06-23 삼성전자주식회사 물질막, 이를 포함하는 반도체 소자, 및 이들의 제조 방법
CN105835182B (zh) * 2016-04-22 2017-12-08 内蒙古农业大学 一种金属‑edta络合物溶液及其制备方法和应用
WO2018064326A1 (fr) 2016-09-30 2018-04-05 Dow Global Technologies Llc Matériau poreux traité
CN113305956B (zh) * 2021-06-09 2022-07-08 中国林业科学研究院木材工业研究所 一种木材改性剂组合物、一种木材物理力学性能提升的方法
CN113976365A (zh) * 2021-12-02 2022-01-28 中国十七冶集团有限公司 一种交通标志杆修复系统及修复方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1936439A (en) * 1930-10-06 1933-11-21 Carl H Siever Treatment of wood
US3765934A (en) * 1970-04-28 1973-10-16 Champion Int Corp Process for impregnating porous, cellulosic material by in situ polymerization of styrene-maleic anhydride complex
US4076540A (en) * 1976-12-09 1978-02-28 Ernest Stossel Fire extinguishing composition
US5395656A (en) * 1993-02-09 1995-03-07 Liang; Jin Method and composition for treating wood
CA2502878A1 (fr) * 2001-10-25 2003-05-01 Teredo Marine Protection Aps Procede de prevention contre les attaques de bernacles
WO2007109898A1 (fr) * 2006-03-28 2007-10-04 Hydro-Quebec Matiere solide a base de polysaccharides impregnee et a stabilite amelioree procedes de preparation et solutions d'impregnation utilisees

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3605008A1 (de) 1986-02-18 1987-08-20 Wolman Gmbh Dr Holzschutzmittel
US4738878A (en) 1987-03-30 1988-04-19 Osmose Wood Preserving, Inc. In situ preservative treatment of railroad tie
FI93707C (fi) 1993-04-02 1995-05-26 Kymmene Oy Menetelmä puutavaran suojaamiseksi mikro-organismien aiheuttamilta ei-toivotuilta reaktioilta
US5553438A (en) 1994-07-18 1996-09-10 Forintek Canada Corp. Methods of extending wood pole service life
US5731090A (en) * 1996-07-29 1998-03-24 Morton International, Inc. Urethane laminating adhesives useful for retort pouches
CA2240226C (fr) 1998-06-10 2009-03-24 Wesley James Wall Cheville en matiere plastique polymerique impregnee d'un produit de preservation du bois, et methode de fabrication connexe
CA2357357C (fr) 2001-09-17 2010-03-16 Genics Inc. Methode de traitement de materiaux de construction au bore et materiaux de construction ainsi obtenus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1936439A (en) * 1930-10-06 1933-11-21 Carl H Siever Treatment of wood
US3765934A (en) * 1970-04-28 1973-10-16 Champion Int Corp Process for impregnating porous, cellulosic material by in situ polymerization of styrene-maleic anhydride complex
US4076540A (en) * 1976-12-09 1978-02-28 Ernest Stossel Fire extinguishing composition
US5395656A (en) * 1993-02-09 1995-03-07 Liang; Jin Method and composition for treating wood
CA2502878A1 (fr) * 2001-10-25 2003-05-01 Teredo Marine Protection Aps Procede de prevention contre les attaques de bernacles
WO2007109898A1 (fr) * 2006-03-28 2007-10-04 Hydro-Quebec Matiere solide a base de polysaccharides impregnee et a stabilite amelioree procedes de preparation et solutions d'impregnation utilisees

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106003315A (zh) * 2016-05-30 2016-10-12 安徽栢林洁具有限公司 一种浴室柜板材表面处理剂

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Publication number Publication date
US8304087B2 (en) 2012-11-06
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CA2675659C (fr) 2015-03-31

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