Композиции, которые включают гидрофобизирующие агенты и стабилизаторы, и способы для изготовления и применение таковых

Композиции, которые включают гидрофобизирующие агенты и стабилизаторы, и способы для изготовления и применение таковых

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[0001] Эта заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США, имеющей серийный номер 61/756197, поданной 24 января 2013 г., которая включена в данный документ посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Область техники, к которой относится изобретение

[0002] Описываемые варианты осуществления, как правило, относятся к композициям гидрофобизирующих агентов и стабилизаторов и к способам изготовления и к применению таковых.

Описание предшествующего уровня техники

[0003] Различные типы конструкционных лигноцеллюлозных композиционных материалов, такие как древесно-стружечная плита из станочной стружки, вафельная плита, прессованная древесина (фанера), и ориентированно-стружечная плита, известны и используются в строительных применениях. Эти продукты на основе композиционных материалов изготавливают путем нанесения клеев на лигноцеллюлозные частицы, стружку, или волокна и превращения их в желательный композиционный материал в результате применения нагрева и давления. Небольшие количества гидрофобизирующих агентов, обычно применяемых в форме эмульсии, используют для улучшения влагостойкости лигноцеллюлозных материалов. Известные эмульсии включают парафиновые гачи, мыла жирных кислот, и неионогенные эмульгаторы.

[0004] Эти эмульсии, однако, имеют недостатки. Например, эти эмульсии часто включают гидрофильные стабилизаторы, которые привносят воду в лигноцеллюлозные материалы, которая может привести к большим затруднениям в производстве и отрицательно сказаться на свойствах продукта на основе композиционных материалов. Также может отсутствовать совместимость между эмульсиями и клеями, используемыми для связывания лигноцеллюлозных материалов, что может вызвать деэмульгацию и/или закупоривание производственных линий.

[005] Следовательно, существует потребность в улучшенных композициях, содержащих гидрофобизирующие агенты и стабилизаторы, для применения в продуктах на основе композиционных лигноцеллюлозных материалов.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[006] Предоставляются композиции, которые включают гидрофобизирующие агенты и стабилизаторы, способы изготовления таковых, и применения таковых в изготовлении продуктов на основе композиционных материалов. По меньшей мере, в одном конкретном варианте осуществления, композиция может включать от приблизительно 40% массовых до приблизительно 60% массовых лигносульфоновой кислоты или ее соли, от приблизительно 1% массового до приблизительно 20% массовых гидрофобизирующего агента, и от приблизительно 20% массовых до приблизительно 59% массовых жидкой среды, где все массовые проценты даны в расчете на объединенную массу лигносульфоновой кислоты или ее соли, гидрофобизирующего агента, и жидкой среды.

[007] По меньшей мере, в одном конкретном варианте осуществления, способ изготовления продукта на основе композиционного материала может включать смешение ряда лигноцеллюлозных субстратов, связующего, и смеси, содержащей лигносульфоновую кислоту или ее соль, гидрофобизирующий агент, и жидкую смесь, для получения пропитанной смолой шихты (древесной массы с проклеивающим составом и другими добавками). Смесь может включать в себя от приблизительно 40% массовых до приблизительно 60% массовых лигносульфоновой кислоты или ее соли, от приблизительно 1% массового до приблизительно 20% массовых гидрофобизирующего агента, и от приблизительно 20% массовых до приблизительно 59% массовых жидкой среды, где все массовые проценты даны в расчете на объединенную массу лигносульфоновой кислоты или ее соли, гидрофобизирующего агента, и жидкой среды. Способ также может включать нагревание пропитанной смолой шихты, в результате чего изготавливают продукт на основе композиционного материала.

[0008] По меньшей мере, в одном конкретном варианте осуществления, продукт на основе композиционного материала может включать, по меньшей мере, частично отвержденную пропитанную смолой шихту. Перед отверждением, пропитанная смолой шихта может включать в себя ряд лигноцеллюлозных субстратов, связующее, и смесь, которая содержит лигносульфоновую кислоту или ее соль, гидрофобизирующий агент, и жидкую среду. Смесь может включать в себя от приблизительно 40% массовых до приблизительно 60% массовых лигносульфоновой кислоты или ее соли, от приблизительно 1% массового до приблизительно 20% массовых гидрофобизирующего агента, и от приблизительно 20% массовых до приблизительно 59% массовых жидкой среды, где все массовые проценты даны в расчете на объединенную массу лигносульфоновой кислоты или ее соли, гидрофобизирующего агента, и жидкой среды. Смесь может содержать от приблизительно 40% массовых до приблизительно 60% массовых лигносульфоновой кислоты или ее соли, от приблизительно 1% массового до приблизительно 20% массовых гидрофобизирующего агента, и от приблизительно 20% массовых до приблизительно 59% массовых жидкой среды, где все массовые проценты даны в расчете на объединенную массу лигносульфоновой кислоты или ее соли, гидрофобизирующего агента, и жидкой среды.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0009] К удивлению и неожиданно было обнаружено, что могут быть получены композиции или смеси, которые включают гидрофобизирующие или проклеивающие агенты, стабилизаторы, и жидкие среды, которые содержат стабилизатор в высокой концентрации. Эти смеси могут быть в форме эмульсии, суспензии, дисперсии, и/или раствора. Неожиданно было обнаружено, что стабилизатор может присутствовать в композиции в количестве приблизительно 30% массовых или более, приблизительно 40% массовых или более, или приблизительно 50% массовых или более, в расчете на объединенную массу стабилизатора, гидрофобизирующего агента и жидкой среды. Стабилизатор может представлять собой или включать в себя одну или более лигносульфоновых кислот и/или одну или более ее солей. Стабилизатор или лигносульфоновая кислота и/или ее соль может присутствовать в смеси в количестве от минимального значения, составляющего приблизительно 30% массовых, приблизительно 35% массовых, приблизительно 37% массовых, приблизительно 40% массовых, или приблизительно 45% массовых, до максимального значения, составляющего приблизительно 50% массовых, приблизительно 55% массовых, приблизительно 60% массовых, приблизительно 65% массовых, или приблизительно 70% массовых, в расчете на объединенную массу лигносульфоновой кислоты или ее соли, гидрофобизирующего агента, и жидкой среды. В другом примере, лигносульфоновая кислота и/или ее соль может присутствовать в смеси в количестве, составляющем от приблизительно 35% массовых до приблизительно 42% массовых, от приблизительно 39% массовых до приблизительно 44% массовых, от приблизительно 42% массовых до приблизительно 48% массовых, от приблизительно 46% массовых до приблизительно 52% массовых, от приблизительно 45% массовых до приблизительно 55% массовых, от приблизительно 50% массовых до приблизительно 57% массовых, или от приблизительно 55% массовых до приблизительно 68% массовых, в расчете на объединенную массу лигносульфоновой кислоты или ее соли, гидрофобизирующего агента, и жидкой среды. В дополнительном другом примере, лигносульфоновая кислота и/или одна или более ее солей может(гут) присутствовать в смеси в количестве от, по меньшей мере, 30% массовых, по меньшей мере, 35% массовых, по меньшей мере, 40% массовых, по меньшей мере, 45% массовых, или, по меньшей мере, 50% массовых до приблизительно 55% массовых, приблизительно 57% массовых, приблизительно 60% массовых, приблизительно 63% массовых, или приблизительно 65% массовых, в расчете на объединенную массу лигносульфоновой кислоты или ее соли, гидрофобизирующего агента, и жидкой среды.

[0010] Смесь гидрофобизирующего агента и стабилизатора может быть использована в качестве проклеивающего агента для изготовления продуктов на основе композиционных лигноцеллюлозных материалов. Высокая концентрация стабилизатора в смеси может обеспечить коллоидную стабильность для приготовления такой эмульсии, суспензии, дисперсии, и/или такого раствора при одновременном обеспечении необходимой поверхностной активности, в результате чего надежно обеспечивается эффективное нанесение одного или более гидрофобизирующих агентов на поверхности лигноцеллюлозных субстратов. Высокая концентрация стабилизатора в смеси также может снизить или уменьшить концентрацию жидкой среды, например, воды, которая может быть объединена с гидрофобизирующим агентом и стабилизатором с получением смеси. Снижение содержания жидкой среды в продукте на основе композиционного лигноцеллюлозного материала может уменьшить производственные затраты. Например, сниженное присутствие жидкой среды может коррелировать с меньшим энергопотреблением, которое необходимо для отверждения смол с получением продуктов на основе композиционных материалов.

[0011] Смесь гидрофобизирующего агента и лигносульфоновой кислоты или ее соли может включать, по меньшей мере, от приблизительно 0,5% массовых до приблизительно 30% массовых гидрофобизирующего агента, в расчете на объединенную массу лигносульфоновой кислоты или ее соли, гидрофобизирующего агента, и жидкой среды. Например, эмульсия может включать гидрофобизирующий агент в количестве от минимального значения, составляющего 0,5% массовых, приблизительно 0,7% массовых, приблизительно 1% массовых, приблизительно 3% массовых, приблизительно 6% массовых, приблизительно 9% массовых, или приблизительно 12% массовых, до максимального значения, составляющего приблизительно 15% массовых, приблизительно 20% массовых, приблизительно 23% массовых, или приблизительно 25% массовых, в расчете на объединенную массу лигносульфоновой кислоты или ее соли, гидрофобизирующего агента, и жидкой среды. В другом примере, гидрофобизирующий агент может присутствовать в смеси в количестве от приблизительно 0,6% массовых до приблизительно 3% массовых, от приблизительно 1,3% массовых до приблизительно 5,5% массовых, от приблизительно 5% массовых до приблизительно 8% массовых, от приблизительно 1% массового до приблизительно 10% массовых, от приблизительно 7% массовых до приблизительно 12% массовых, от приблизительно 9% массовых до приблизительно 16% массовых, от приблизительно 14% массовых до приблизительно 17% массовых, от приблизительно 15% массовых до приблизительно 18% массовых, от приблизительно 19% массовых до приблизительно 25% массовых, или от приблизительно 25% массовых до приблизительно 30% массовых, в расчете на объединенную массу лигносульфоновой кислоты или ее соли, гидрофобизирующего агента и жидкой среды.

[0012] В одном или в нескольких вариантах осуществления, гидрофобизирующий агент может включать один гидрофобизирующий агент. В одном или более вариантах осуществления, гидрофобизирующий агент может представлять собой или включать в себя два или более различных гидрофобизирующих агентов. Если гидрофобизирующий агент включает в себя два различных гидрофобизирующих агента, то есть, первый гидрофобизирующий агент и второй гидрофобизирующий агент, то первый гидрофобизирующий агент и второй гидрофобизирующий агент могут присутствовать в любом количестве относительно друг друга. Например, первый и второй гидрофобизирующие агенты могут присутствовать в массовом соотношении приблизительно 99:1, приблизительно 90:10, приблизительно 80:20 приблизительно 70:30, приблизительно 60:40, приблизительно 50:50, приблизительно 40:60, приблизительно 30:70, приблизительно 20:80, приблизительно 10:90, или приблизительно 1:99. В другом примере, если гидрофобизирующий агент включает первый гидрофобизирующий агент и второй гидрофобизирующий агент, то смесь может иметь композицию гидрофобизирующих агентов, которая включает первый гидрофобизирующий агент в количестве от приблизительно 1% массового до приблизительно 99% массовых и в свою очередь от приблизительно 99% массовых до приблизительно 1% массового второго гидрофобизирующего агента, в расчете на объединенную массу первого и второго гидрофобизирующих агентов. В другом примере, количество первого гидрофобизирующего агента может составлять от минимального значения, равного приблизительно 5% массовым, приблизительно 10% массовым, приблизительно 15% массовым, приблизительно 20% массовым, приблизительно 25% массовым, приблизительно 30% массовым, приблизительно 35% массовым, приблизительно 40% массовым, или приблизительно 45% массовым, до максимального значения, равного приблизительно 60% массовым, приблизительно 65% массовым, приблизительно 70% массовым, приблизительно 75% массовым, приблизительно 80% массовым, приблизительно 85% массовым, приблизительно 90% массовым, или приблизительно 95 % массовым, в расчете на объединенную массу первого и второго гидрофобизирующих агентов. В другом примере, если присутствуют три или более гидрофобизирующих агентов, тогда три или более гидрофобизирующих агентов могут присутствовать в любом соотношении относительно друг друга.

[0013] Если в смеси присутствуют два или более гидрофобизирующих агентов, то два или более гидрофобизирующих агентов могут быть объединены друг с другом в форме твердого вещества, жидкости, или в форме комбинации твердого вещества и жидкости. Если в форме твердого вещества, то гидрофобизирующий агент может быть нагрет до его температуры плавления и введен в смесительный резервуар или может быть нагрет в смесительном резервуаре с обеспечением в результате гидрофобизирующего агента в жидкой форме. Смесь гидрофобизирующих агентов может быть подвергнута перемешиванию для получения однородного продукта. Для смешения гидрофобизирующих агентов могут быть использованы смешивающие лопасти, крыльчатки, магнитные мешалки, устройство для перемешивания сдвигового типа, или другое механическое средство. В другом примере, для получения конечного продукта также используют поточное и постоянное смешивание на всем протяжении, например, трубчатого контейнера-смесителя. В еще одном примере, для смешения, смешивания, или иного объединения гидрофобизирующих агентов могут быть использованы ультразвуковые волны.

[0014] Смесь гидрофобизирующего агента и лигносульфоновой кислоты или ее соли может иметь содержание жидкой среды от минимального значения, составляющего приблизительно 18% массовых, приблизительно 20% массовых, или приблизительно 25% массовых, до максимального значения, составляющего приблизительно 35% массовых, приблизительно 40% массовых, или приблизительно 59% массовых, в расчете на объединенную массу лигносульфоновой кислоты или ее соли, гидрофобизирующего агента, и жидкой среды. Например, смесь гидрофобизирующего агента и лигносульфоновой кислоты или ее соли может иметь содержание жидкой среды или концентрацию воды приблизительно 59% массовых или менее, приблизительно 45% массовых или менее, приблизительно 40% массовых или менее, приблизительно 35% массовых или менее, приблизительно 30% массовых или менее, или приблизительно 25% массовых или менее, в расчете на объединенную массу лигносульфоновой кислоты или ее соли, гидрофобизирующего агента, и жидкой среды. В другом примере, смесь гидрофобизирующего агента и лигносульфоновой кислоты или ее соли может иметь содержание жидкой среды, составляющее от приблизительно 15% массовых до приблизительно 25% массовых, от приблизительно 20% массовых до приблизительно 30% массовых, от приблизительно 20% массовых до приблизительно 59% массовых, от приблизительно 25% массовых до приблизительно 35% массовых, от приблизительно 27% массовых до приблизительно 40% массовых, от приблизительно 33% массовых до приблизительно 43% массовых, от приблизительно 37% массовых до приблизительно 49% массовых, от приблизительно 45% массовых до приблизительно 56% массовых, или от приблизительно 45% массовых до приблизительно 59% массовых, в расчете на объединенную массу лигносульфоновой кислоты или ее соли, гидрофобизирующего агента, и жидкой среды.

[0015] Вязкость смеси гидрофобизирующего агента и лигносульфоновой кислоты или ее соли может широко варьироваться. Например, вязкость смеси гидрофобизирующего агента и лигносульфоновой кислоты или ее соли может иметь значение от минимального значения, составляющего приблизительно 1 сантипуаз ("сП"), приблизительно 100 сП, приблизительно 250 сП, приблизительно 500 сП, или приблизительно 700 сП, до максимального значения, составляющего приблизительно 1000 сП, приблизительно 3250 сП, приблизительно 4500 сП, приблизительно 5000 сП, или приблизительно 10000 сП, при температуре приблизительно 25°С. В другом примере, смесь гидрофобизирующего агента и лигносульфоновой кислоты или ее соли может иметь вязкость от приблизительно 10 сП до приблизительно 125 сП, от приблизительно 20 сП до приблизительно 75 сП, от приблизительно 75 сП до приблизительно 125 сП, от приблизительно 260 сП до приблизительно 1460 сП, от приблизительно 725 сП до приблизительно 1100 сП, от приблизительно 4100 сП до приблизительно 8600 сП, от приблизительно 8600 сП до приблизительно 9200 сП, или от приблизительно 7900 сП до приблизительно 9900 сП при температуре приблизительно 25°С. В другом примере, смесь гидрофобизирующего агента и лигносульфоновой кислоты или ее соли может иметь вязкость от приблизительно 1 сП до приблизительно 450 сП, от приблизительно 450 сП до приблизительно 1250 сП, от приблизительно 6250 сП до приблизительно 7550 сП, от приблизительно 6550 сП до приблизительно 8250 сП, от приблизительно 7250 сП до приблизительно 9100 сП, от приблизительно 8100 сП до приблизительно 9600 сП, или от приблизительно 6600 сП до приблизительно 8200 сП при температуре приблизительно 25°С. Вязкость может быть измерена с помощью вискозиметра Брукфильда. Например, вискозиметр Брукфильда может быть оснащен адаптером для малых образцов, таким как 10-миллилитровый адаптер, и соответственным стержнем для получения максимального крутящего момента, таким как стержень № 31.

[0016] Смесь также может включать одно или более неорганических оснований. Типичные неорганические основания могут представлять собой или включают в себя гидроксид калия, гидроксид натрия, гидроксид кальция, гидроксид магния, или любую их смесь или комбинацию, но не ограничиваются этим. Неорганическое основание может присутствовать в смеси в количестве от приблизительно минимум приблизительно 0,1% массового, приблизительно 0,3% массового, приблизительно 0,5% массового, приблизительно 0,8% массового, или приблизительно 1% массового до максимум приблизительно 4% массовых, приблизительно 5% массовых, или приблизительно 6% массовых, в расчете на объединенную массу лигносульфоновой кислоты или ее соли, гидрофобизирующего агента, неорганического основания, и жидкой среды. В другом примере, неорганическое основание может составлять от приблизительно 0,2% массового до приблизительно 0,4% массового, от приблизительно 0,5% массового до приблизительно 0,7% массового, от приблизительно 1,0% массового до приблизительно 1,6% массового, от приблизительно 2,4% массовых до приблизительно 4,0% массовых, или от приблизительно 3,2% массовых до приблизительно 5,8% массовых, в расчете на объединенную массу лигносульфоновой кислоты или ее соли, гидрофобизирующего агента, неорганического основания, и жидкой среды.

[0017] рН Смеси может иметь значение от минимальной величины, равной приблизительно 1, приблизительно 2, приблизительно 3, приблизительно 4, приблизительно 5, приблизительно 6, приблизительно 7, до максимальной величины, равной приблизительно 8, приблизительно 9, приблизительно 10, приблизительно 11, приблизительно 12, или приблизительно 13. В другом примере, рН смеси гидрофобизирующего агента и лигносульфоновой кислоты или ее соли может иметь значение от приблизительно 1 до приблизительно 2, от приблизительно 2 до приблизительно 3, от приблизительно 3 до приблизительно 4, от приблизительно 4 до приблизительно 5, от приблизительно 5 до приблизительно 6, от приблизительно 6 до приблизительно 7, от приблизительно 7 до приблизительно 8, от приблизительно 8 до приблизительно 9, от приблизительно 9 до приблизительно 10, от приблизительно 10 до приблизительно 11, от приблизительно 11 до приблизительно 12, или от приблизительно 12 до приблизительно 13.

[0018] Смесь может включать одну или более добавок. Приведенные в качестве иллюстрации добавки могут включать поверхностно-активные вещества, диспергирующие вещества, ингибиторы коррозии, красители, фунгициды, инсектициды, или любую их смесь, но не ограничиваются этим. Типичное поверхностно-активное вещество может включать хлорид диоктилдиметиламмония, хлорид дидецилдиметиламмония, хлорид дикокодиметиламмония, хлорид кокобензилдиметиламмония, хлорид коко(фракционированный)бензилдиметиламмония, хлорид октадецил триметиламмония, хлорид диоктадецил диметиламмония, хлорид дигексадецил диметиламмония, хлорид ди(радикал жирной кислоты гидрогенизированного сала)диметиламмония, хлорид ди(радикал жирной кислоты гидрогенизированного сала)бензилметиламмония, хлорид (радикал жирной кислоты гидрогенизированного сала)бензилдиметиламмония, хлорид диолеилдиметиламмония, и хлорид ди(этилен-гексадеканкарбоксилат)диметиламмония, алкилфенол, этоксилированные, этоксилированные жирные кислоты, этоксилированные жирные спирты, соли жирных кислот, блок-сополимеры этиленоксида и пропиленоксида, или любую их смесь, но не ограничивается этим.

[0019] Диспергирующее вещество, если присутствует, может включать поверхностно-неактивные полимеры или поверхностно-активные вещества, добавляемые для улучшения разделения частиц и/или для ингибирования осаждения или комкования. Диспергирующее вещество может быть катионным, анионным, неионогенным, или амфотерным. Диспергирующее вещество может включать натуральные крахмалы и дериватизированные крахмалы. Подходящие диспергирующие вещества на основе крахмала могут включать гидроксиэтил-, гидроксипропил-, метилгидроксипропил- и этилгидроксиэтилцеллюлозу, метил- и карбоксиметилцеллюлозу, желатин, крахмал, гуаровую камедь, ксантановую камедь, поливиниловый спирт, и их смеси, но не ограничиваются этим. Диспергирующее вещество на основе крахмала могут включать нано-крахмалы. Такие нано-крахмалы могут включать нано-крахмалы, продаваемые в Ecosynthetix, Inc. Дериватизированные крахмалы могут быть получены путем проведения реакции между натуральными крахмалами и катионизирующими агентами, такими как хлорид глицидилтриметиламмония или 3-хлор-2-гидроксипропилтриметиламмония. Неионогенные диспергирующие вещества могут включать этоксилированные жирные спирты, жирные кислоты, алкилфенолы, амиды жирных кислот, сложные эфиры этоксилированного или неэтоксилированного глицерина, сложные эфиры жирных кислот и сорбита, и их смеси, но не ограничиваются этим. Подходящие катионные диспергирующие вещества могут включать азотсодержащие соединения, такие как четвертичные аммониевые соединения, соли третичных аминов, растворимые в воде азотсодержащие эпихлоргидриновые смолы, катионные полиуретаны, полиамидоамины, поли-амидамин-эпихлоргидриновые сополимеры, диметиламин-эпихлоргидриновые сополимеры, диметиламин-этилендиамин-эпихлоргидриновые сополимеры, аммониево-этилендихлоридные сополимеры, гомополимеры и сополимеры хлорида диаллилдиметиламмония, диалкил-аминоалкил акрилаты, метакрилаты и акриламиды (например, диметиламиноэтил акрилаты и метакрилаты), катионные полимеры (например, полиакриламид, полиэтиленимин, полиамидоамин и поли(диаллилдиметил аммонийхлорид)) и их смеси. Подходящие анионные диспергирующие вещества могут включать фосфатированный, сульфированный и карбоксилированный лигнин или полисахариды, анионные полиуретаны, нафталин-сульфонаты, и полимеры, получающиеся в результате последовательного присоединения виниловых мономеров, образованные из мономеров с анионными группами (например, из акриловой кислоты, метакриловой кислоты, малеиновой кислоты, итаконовой кислоты, кротоновой кислоты, винилсульфоновой кислоты, сульфированного стирола и фосфатов гидроксиалкил акрилатов, и метакрилатов), но не ограничиваются этим. Массовое соотношение гидрофобизирующего агента и диспергирующего вещества может составлять от минимального значения, составляющего приблизительно 0,1% массового, приблизительно 1% массовый, приблизительно 5% массовых, или приблизительно 7% массовых, до максимального значения, составляющего приблизительно 15% массовых, приблизительно 18% массовых, или приблизительно 20% массовых. В другом примере, диспергирующее вещество может присутствовать в смеси в количестве от приблизительно минимального значения, составляющего приблизительно 0,1% массового, приблизительно 5% массовых, приблизительно 7% массовых, или приблизительно 10% массовых, до максимального значения, составляющего приблизительно 18% массовых, приблизительно 22% массового, или приблизительно 30% массовых, в расчете на объединенную массу лигносульфоновой кислоты или ее соли, гидрофобизирующего агента, диспергирующего вещества, и воды. В другом примере, диспергирующее вещество может составлять от приблизительно 0,2% массового до приблизительно 0,4% массового, от приблизительно 1% массового до приблизительно 7% массовых, от приблизительно 10% массовых до приблизительно 16% массовых, или от приблизительно 20% массовых до приблизительно 25% массовых, в расчете на объединенную массу лигносульфоновой кислоты или ее соли, гидрофобизирующего агента, неорганического основания, и воды.

[0020] Смесь гидрофобизирующего агента и лигносульфоновой кислоты или ее соли может иметь содержание нелетучего материала или "твердых веществ" от минимального значения, составляющего приблизительно 20% массовых, приблизительно 40% массовых, приблизительно 50% массовых, или приблизительно 65% массовых, до максимального значения, составляющего приблизительно 75% массовых, приблизительно 80% массовых, приблизительно 85% массовых, приблизительно 95% массовых, или приблизительно 99,9% массовых, в расчете на объединенную массу лигносульфоновой кислоты или ее соли, гидрофобизирующего агента, и жидкой среды. В другом примере, эмульсия может иметь содержание твердых веществ от приблизительно 20% массовых до приблизительно 59% массовых, от приблизительно 40% массовых до приблизительно 60% массовых, от приблизительно 60% массовых до приблизительно 80% массовых, от приблизительно 80% массовых до приблизительно 95% массовых, от приблизительно 25% массовых до приблизительно 75% массовых, от приблизительно 60% массовых до приблизительно 90% массовых, или от приблизительно 75% массовых до приблизительно 85% массовых, в расчете на объединенную массу лигносульфоновой кислоты или ее соли, гидрофобизирующего агента, и жидкой среды. В еще одном примере, эмульсия может иметь содержание твердых веществ, составляющее, по меньшей мере, 20% массовых, по меньшей мере, 33% массовых, по меньшей мере, 41% массовый, по меньшей мере, 50% массовых, по меньшей мере, 55% массовых, или, по меньшей мере, 62% массовых, в расчете на объединенную массу лигносульфоновой кислоты или ее соли, гидрофобизирующего агента, и жидкой среды.

[0021] Как используется в данном документе, специалисту в соответствующей области техники очевидно, что содержание твердых веществ может быть измерено путем определения потери массы при нагревании небольшого образца, например, 1-5 грамм смеси, до подходящей температуры, например, 125°С, и времени, достаточного для удаления жидкости из него. В результате измерения массы образца до и после нагревания, процентное содержание твердых веществ в образце может быть непосредственно вычислено или иным образом оценено.

[0022] Смесь гидрофобизирующего агента и лигносульфоновой кислоты или ее соли может быть приготовлена с применением подходящего способа или комбинации способов. Например, смесь гидрофобизирующего агента и лигносульфоновой кислоты или ее соли может быть эмульгирована, суспендирована, диспергирована, и/или превращена в раствор с помощью сдвигового гомогенизатора, ультразвукового диспергатора, и/или высоконапорного клапанного гомогенизатора (также известного как динамический гомогенизатор высокого давления). Сдвиговый гомогенизатор использует сдвиговые усилия для эмульгирования смеси и уменьшения размера частиц эмульсии. Ультразвуковой диспергатор использует звуковую или ультразвуковую энергию для эмульгирования смеси и уменьшения размера частиц эмульсии. Высоконапорный клапанный гомогенизатор позволяет смешивать компоненты и уменьшать размер частиц в результате наращивания давления с одной стороны клапана и затем в результате обеспечения протекания смеси через узкую, регулируемую щель клапана, что создает турбулентные потоки, и приводит к смешению компонентов и к уменьшению размера частиц. Смесь гидрофобизирующего агента и лигносульфоновой кислоты или ее соли может быть смешана в высоконапорном клапанном гомогенизаторе при давлении от минимального значения, составляющего приблизительно 1,3 МПа, приблизительно 5 МПа, приблизительно 10 МПа, или приблизительно 50 мПа, до максимального значения, составляющего приблизительно 100 МПа, приблизительно 150 МПа или приблизительно 207 МПа. В другом примере, смесь гидрофобизирующего агента и лигносульфоновой кислоты или ее соли может быть смешана в высоконапорном клапанном гомогенизаторе при давлении от приблизительно 2 МПа до приблизительно 10 МПа, от приблизительно 11 МПа до приблизительно 19 МПа, от приблизительно 22 МПа до приблизительно 35 МПа, от приблизительно 10 МПа до приблизительно 45 МПа, от приблизительно 12 МПа до приблизительно 150 МПа, или от приблизительно 13 МПа до приблизительно 202 МПа.

[0023] Гидрофобизирующий агент и лигносульфоновая кислота или ее соль в смеси могут иметь размер частиц от минимального значения, составляющего приблизительно 25 нм, приблизительно 50 нм, приблизительно 75 нм или приблизительно 90 нм, до максимального значения, составляющего приблизительно 200 нм, приблизительно 300 нм, приблизительно 2000 нм, приблизительно 3000 нм, приблизительно 4000 нм или приблизительно 5000 нм. В другом примере, смесь гидрофобизирующего агента и лигносульфоновой кислоты или ее соли может иметь размер частиц от приблизительно 30 нм до приблизительно 55 нм, от приблизительно 66 нм до приблизительно 110 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 300 нм, от приблизительно 100 нм до приблизительно 169 нм, от приблизительно 149 нм до приблизительно 210 нм, от приблизительно 200 нм до приблизительно 400 нм, от приблизительно 1005 нм до приблизительно 1755 нм, или от приблизительно 2200 нм до приблизительно 4855 нм. Смесь гидрофобизирующего агента и лигносульфоновой кислоты или ее соли может иметь средний размер частиц от минимального значения, составляющего приблизительно 80 нм, приблизительно 90 нм, приблизительно 100 нм, приблизительно 120 нм, приблизительно 140 нм, приблизительно 160 нм, приблизительно 180 нм, приблизительно 200 нм, до максимального значения, составляющего приблизительно 220 нм, приблизительно 250 нм, приблизительно 300 нм, приблизительно 400 нм, приблизительно 500 нм, приблизительно 1000 нм, приблизительно 2000 нм, приблизительно 3000 нм, приблизительно 4000 нм, или приблизительно 5000 нм. В другом примере, смесь гидрофобизирующего агента и лигносульфоновой кислоты или ее соли может иметь средний размер частиц от приблизительно 80 нм до приблизительно 175 нм, от приблизительно 110 нм до приблизительно 170 нм, от приблизительно 150 нм до приблизительно 230 нм, от приблизительно 280 нм до приблизительно 380 нм, от приблизительно 150 нм до приблизительно 190 нм, от приблизительно 150 нм до приблизительно 2000 нм, от приблизительно 160 нм до приблизительно 1000 нм, от приблизительно 800 нм до приблизительно 1200 нм, от приблизительно 2000 нм до приблизительно 3000 нм, или от приблизительно 3500 нм до приблизительно 4500 нм.

[0024] Смесь гидрофобизирующего агента и лигносульфоновой кислоты или ее соли может быть эмульгирована, суспендирована, и/или диспергирована при температуре от минимального значения, составляющего приблизительно 10°С, приблизительно 20°С, приблизительно 30°С, приблизительно 40°С, приблизительно 50°С, до максимального значения, составляющего приблизительно 80°С, приблизительно 100°С, приблизительно 120°С, приблизительно 140°С, или приблизительно 160°С. В другом примере, смесь гидрофобизирующего агента и лигносульфоновой кислоты или ее соли может быть эмульгирована, суспендирована, и/или диспергирована при температуре от приблизительно 15°С до приблизительно 35°С, от приблизительно 25°С до приблизительно 55°С, от приблизительно 65°С до приблизительно 85°С, от приблизительно 80°С до приблизительно 95ºС, от приблизительно 105ºС до приблизительно 115°С, от приблизительно 100°С до приблизительно 125°С, или от приблизительно 135°С до приблизительно 155°С.

[0025] Жидкая смесь может включать в себя воду, один или более спиртов, один или более простых эфиров, или их любую смесь, но не ограничивается этим. Подходящие спирты могут включать метанол, этанол, пропанол, изопропанол, н-бутанол, втор-бутанол, изобутанол, трет-бутанол, этиленгликоль, и их смеси, но не ограничиваются этим. Подходящие простые эфиры могут включать диметиловый эфир, диэтиловый эфир, тетрагидрофуран, и их смеси, но не ограничиваются этим.

[0026] В одном или в нескольких вариантах осуществления, жидкая среда может включать одну жидкую среду. В одном или в нескольких вариантах осуществления, жидкая среда может представлять собой или включает в себя две или более различных жидких сред. Если жидкая среда включает две различные жидкие среды, то есть, первую жидкую среду и вторую жидкую среду, то первая и вторая жидкие среды могут присутствовать в любом количестве относительно друг друга. Например, первая и вторая жидкие среды могут присутствовать в массовом соотношении, составляющем приблизительно 99:1, приблизительно 90:10, приблизительно 80:20, приблизительно 70:30, приблизительно 60:40, приблизительно 50:50, приблизительно 40:60, приблизительно 30:70, приблизительно 20:80, приблизительно 10:90, или приблизительно 1:99. В другом примере, если жидкая среда включает в себя первую жидкую среду и вторую жидкую среду, то смесь может иметь жидкую среду, которая включает первую жидкую среду в количестве от приблизительно 1% массового до приблизительно 99% массовых и в свою очередь от приблизительно 99% массовых до приблизительно 1% массового второй жидкой среды, в расчете на объединенную массу первой и второй жидких сред. В еще одном примере, количество первой жидкой среды может составлять от минимального значения, равного приблизительно 5% массовым, приблизительно 10% массовым, приблизительно 15% массовым, приблизительно 20% массовым, приблизительно 25% массовым, приблизительно 30% массовым, приблизительно 35% массовым, приблизительно 40% массовым, или приблизительно 45% массовым, до максимального значения, равного приблизительно 60% массовым, приблизительно 65% массовым, приблизительно 70% массовым, приблизительно 75% массовым, приблизительно 80% массовым, приблизительно 85% массовым, приблизительно 90% массовым, или приблизительно 95% массовым, в расчете на объединенную массу первой и второй жидких сред. В другом примере, если присутствуют три или более жидких сред, тогда три или более жидких сред могут присутствовать в любом соотношении относительно друг друга.

[0027] Лигносульфоновая кислота и одна или более ее солей могут быть получены из лигнина. Лигнин представляет собой полимерное вещество, которое может включать замещенные ароматические соединения, обнаруживаемые в растительных материалах и примесях, относящихся к целлюлозе и другим растительным составляющим. Приведенные в качестве иллюстрации растительные материалы и примеси могут включать солому, пеньку, сизаль, стебли хлопчатника, пшеницу, бамбук, траву сабаль, рисовую солому, банановые листья, бумажное дерево (то есть, лубяное волокно), листья текстильного банана, ананасовые листья, листья ковыля тянущегося, волокна растений рода Hesperaloe в семействе джута Agavaceae, камыш приморский, пальмовые ветви, льняное волокно, измельченную скорлупу орехов, твердые породы древесины, мягкие породы древесины, фибролитовые плиты на основе вторичных волокон, такие как древесно-волокнистая плита высокой плотности, древесно-волокнистая плита средней плотности, древесно-волокнистая плита низкой плотности, ориентированно-стружечную плиту, древесностружечную плиту, или их любую комбинацию, но не ограничиваются этим. Например, растительный материал может представлять собой или может включать в себя древесину, например, твердые породы древесины, мягкие породы древесины, или