BRPI0700131B1 - método para conservar madeira - Google Patents

Abstract

método para conservar madeira. um método para conservar madeira mediante o contato da madeira com uma composição aquosa compreendendo uma cera de parafina, pelo menos um tensoativo não iônico, e pelo menos um conservante para madeira orgânico.

Description

“MÉTODO PARA CONSERVAR MADEIRA” [1] A presente invenção diz respeito a um método para o tratamento de madeira para conceder proteção de organismos de deterioração da madeira.

[2] O uso de polímeros, ceras e biocidas em solventes orgânicos para tratar madeira foi relatado, por exemplo, na Patente U.S. número 4.143.010, que apresenta o tratamento de madeira com pentaclorofenol, ácidos graxos ou ceras, e polímeros sintéticos, e um solvente orgânico tal como tetracloreto de carbono. No entanto, os métodos para o tratamento de madeira sem o uso de solventes orgânicos são desejáveis, quando for um método para intensificação da penetração de biocida na madeira.

[3] O problema tratado por esta invenção é a necessidade de um método de tratamento de madeira com biocidas e ceras em uma formulação aquosa para acentuar a penetração do biocida na madeira, e um método para a estabilização da formulação de tratamento da madeira aquosa.

1. RELATÓRIO DA INVENÇÃO

[4] A presente invenção é direcionada a um método para conservar madeira mediante o contato da madeira com uma composição aquosa que compreende: (a) uma cera de parafina tendo um ponto de fusão de 45 a 75 °C, e um tamanho médio de partícula não maior do que 1 mícron; (b) pelo menos um tensoativo não iônico; e (c) um conservante para madeira orgânico.

[5] Os conservantes para madeira orgânicos incluem, por exemplo, biocidas de 3-isotiazolona halogenada, carbamato de 3-iodopropargil n-butila, propiconazol, tebuconazol, betoxazina e biocidas 3-isotiazolona não halogenada, por exemplo, 2-n-octil-4-isotiazilin-3-ona (“OIT”).

[6] Adicionalmente, um óleo, um óleo de parafina natural ou sintético, tal como óleo mineral ou um óleo de culturas, tal como um óleo de girassol, óleo de soja, óleo de palma ou seus análogos hidrogenados podem também ser usados para criar uma emulsão de tratamento de madeira mais estável. Esta emulsão pode opcionalmente conter um tensoativo aniônico.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[7] Todas as porcentagens e valores em ppm são em peso, e estão na base de peso total da mistura de tratamento, a não ser que de outra maneira indicada. Os conservantes para madeira orgânicos são aqueles não contendo metais, exceto como vestígios de impurezas. O biocida de isotiazolona halogenada preferivelmente compreende um 3-isotiazolona tendo um substituinte de N-alquila C4-C12, mais preferivelmente um 3-isotiazolona clorada, e mais preferivelmente 4,5-dicloro-2-n-octil-4-isotiazolin-3-ona (“DCOIT”).

[8] As ceras adequadas para uso na presente invenção preferivelmente possuem um ponto de fusão (às vezes relatado como um ponto de amolecimento) de 45 a 160 °C, preferivelmente não maior do que 130 °C, altemativamente não maior do que 75 °C, altemativamente não maior do que 65 °C, altemativamente não maior do que 56 °C. Parafina, tal como cera frouxa e de escala, carnaúba, polietileno, polipropileno, polietileno oxigenado, polipropileno modificado por anidrido maléico e copolímeros de anidrido maléico alquileno C8-C24 são adequados para uso nesta invenção. Mais do que uma cera pode ser incluída na mistura de tratamento de madeira. Preferivelmente, a cera possui um tamanho médio de partícula não maior do que 500 nm, altemativamente não maior do que 250 nm, altemativamente não maior do que 120 nm, altemativamente não maior do que 110 nm, altemativamente não maior do que 100 nm.

[9] Os tensoativos não iônicos típicos incluem, mas não são limitados a eles: poliéteres, por exemplo, condensados de óxido de etileno e óxido de propileno que incluem éteres e tioéteres de alquil e alquil aril polietileno glicol e polipropileno glicol de cadeia reta e ramificada, etanóis de alquil fenoxipoli(etilenoóxi) tendo grupos de alquila contendo de cerca de 7 a cerca de 18 átomos de carbono e tendo de cerca de 3 a cerca de 100 unidades de etilenoóxi, e derivados de polioxialquileno de hexitol, incluindo sorbitanos, sorbetos, manitanos, manides e poliglicosídeos de alquila.

[10] A composição aquosa usada para tratar madeira preferivelmente contém de 300 ppm a 5.000 ppm de biocida de isotiazolona halogenada, mais preferivelmente de 400 ppm a 4.000 ppm, e o mais preferível de 500 ppm a 2.000 ppm. Preferivelmente, a composição contém de 0,001% a 3% de tensoativo, mais preferivelmente de 0,01% a 1%, e o mais preferível de 0,02% a 0,7%. Em uma forma de realização da invenção, o nível de tensoativo é de 0,02% a 0,4%. Preferivelmente, o conteúdo de sólidos de cera da composição é de 0,5% a 5%, mais preferivelmente de 1% a 3%. Preferivelmente, a relação de sólidos de cera para biocida é de 1:1 a 150:1, mais preferivelmente de 3:1 a 70:1.

[11] A composição de tratamento de madeira aquosa opcionalmente contém um solvente não aquoso. Preferivelmente, a quantidade de solvente é de 0,01% a 2%, mais preferivelmente de 0,02% a 1%, e o mais preferível de 0,04% a 0,5%. Os solventes adequados incluem solventes de éster e éter tendo um ponto de ebulição de pelo menos 150 °C, e preferivelmente um ponto de inflamação de pelo menos 60 °C. Preferivelmente, a composição aquosa é substancialmente livre de outros solventes. Exemplos de solventes adequados incluem glicóis, e seus éteres e ésteres, por exemplo, TEXANOL (2,2,4-trimetil-l,3-pentanodiol, éster mono-isobutirato; disponível da Eastman Co., Kingsport TN), DOWANOL DPM (dipropileno glicol, éter metílico; disponível da Dow Chemical Co.), DOWANOL PPH (éter propileno glicol fenílico), propileno glicol (PG), dipropileno glicol, éter dipropileno glicol butüico, éter dipropileno glicol propüico, éteres alquüicos de tripropileno glicol, tal como éter tripropileno glicol metílico, éters alquílicos de etileno glicol, tais como éter etileno glicol monobutüico e éteres alquílicos de dietíleno glicol, tais como éter díetileno glicol monobutílico, e ésteres de óleo de culturas, tais como és ter de óleo de girassol Archer RC.

[12] Em certos casos, as emulsões de tratamento de madeira resultantes não são completamente compatíveis e necessitam de componentes adicionais para estabilizar a emulsão de modo que a madeira possa ser tratada sem depósito de particulados de cera sobre a superfície da madeira, Tensoativo não iônico adicional (conteúdo de oxido de etileno de 3 a ? moles) de até 10000 ppm pode ser adicionado (faixa preferida de 100 a 8000 ppm, mais preferível de 150 a 6000 ppm). Se compatibilidade adicional for necessária, então um óleo, como descrito acima, de 0,1 a 1% pode ser adicionado (faixa preferida de 0,1 a 1%, mais preferível de 0,2 a 0,6%). A relação de óleo para cera é de 2:1 a 1:50 (faixa preferida é de 1:3 a 1:10). Opcionalmente, um tensoativo aniônico pode ser adicionado, de 0,1 a 1%, para ajudar na emulsificação (faixa mais preferida de 0,2 a 0,6%), Exemplos de tensoativos aniônícos que podem ser usados são sais de metal alcalino e amônio de ácidos alquil e alquilarilsulfônicos e ácidos graxos C10-C24. Os sais de ácidos graxos, tais como ácido palmítico, ácido oléico e ácido esteárico são preferíveis quando eles podem transmitir alguma repelencía a água. Os sais preferidos são sódio, potássio, amônio e hidróxi alquil amônio, tais como hidroxietilamônio ou tri(hidroxietil)amônio.

[13] As composições aquosas usadas na presente invenção podem opcional mente conter componentes adicionais i ncluindo, mas não são limitados a eles, estabilízantes, tinturas, outros biocidas de madeira, fungicidas e inseticidas, aniíoxidantes, quelantes, descontaminantes de radica], etc. Os estabilízantes incluem, por exemplo, estabilízantes de UV orgânicos e inorgânicos, tais como, óxido de cobre ou outros sais de cobre ou complexos que resistem a lixíviação; óxido de zinco; sais de ferro, óxido de ferro, complexos de ferro, óxido de ferro transparente e óxido de ferro em nanopartículas; dióxido de titânio; benzofenona e benzofenonas substituídas; ácido cinâmico e seus ésteres e amidas; triazinas substituídas, tais como absorventes de UV de trifenil triazina e fenil triazina substituída, absorventes de UV de benzotriazol e benzotriazol substituído; estabilizantes de luz de amina impedida, usados individualmente ou em combinação. Outros biocidas, fungicidas e inseticidas para madeira incluem, por exemplo, aqueles listados na Patente U.S. número 6.610.282, por exemplo, imidaclopride e permetrina. Os antioxidantes incluem qualquer composto antioxidante comercialmente disponível, por exemplo, antioxidantes de fosfito tais como IRGAFOS; antioxidantes de lactona; antioxidantes fenólicos tais como BHT; ácido ascórbico; e IRGANOX e outros mais. Os quelantes de metal incluem, por exemplo, EDTA, NTA, 1,10-fenantrolina, ACUMER 3100, DEQUEST, TAMOL 731, tripolifosfato e outros compostos inorgânicos e orgânicos e polímeros úteis na quelação ou dispersão de sais de metal. Os descontaminantes de radical incluem, por exemplo, TEMPO.

[14] O tratamento de madeira é executado mediante o contato da madeira com a composição aquosa aqui descrita, preferivelmente sob as condições especificadas em AWPA Standards TI-05, NI-04, N2-04 e referências nela citadas.

[15] Em uma forma de realização preferida, a mistura de tratamento é formulada como uma emulsão pronta para uso em um recipiente único, com 0,5 a 5% de sólidos de cera, 400 a 4000 ppm de DCOIT, de 0 a 1,5% de tensoativo(s), e água residual.

EXEMPLOS

[16] Preparação da mistura de tratamento de madeira a partir da formulação de DCOIT/DOWANOL DPM/TEXANOL: [17] Um galão (3,8 L) da mistura de tratamento foi preparado mediante a diluição de uma emulsão de cera comercial com água da bica no peso total (menos o peso do biocida a ser adicionado) com agitação durante 20 minutos em 300 rpm. À mistura bem agitada foi lentamente adicionado DCOIT formulado suficiente {25% DCOIT e 25% TERGITOL 15-S-5 (alquila C15 ramificada com 40 unidades de óxido de etileno) dissolvido em 1:1 éter dipropileno glicol metüico, tudo em peso na formulação de DCOIT} para produzir uma concentração final de 800 ppm ou 2500 ppm DCOIT, como indicado na Tabela 1. A mistura foi agitada durante 30 minutos, e usada como está para tratar madeira.

[ 18] Procedimento para tratar madeira: [19] Duas peças de 5,5 x 5,5 x 1 polegadas (14 x 14 x 2,5 cm) de Southern Yellow Pine são carregadas para dentro de um equipamento com recipiente de pressão de 2 L com um tubo de abertura, abertura de gás/vácuo, sensores de pressão, válvula de desligamento e indicadores de nível. O recipiente é lacrado e a pressão é reduzida para 26-27 polegadas de Hg (8891) e mantido por 15 a 20 minutos. O vácuo é desligado e mistura de tratamento suficiente é retirada do recipiente para completamente cobrir a madeira. O recipiente é pressurizado por aproximadamente 150 psig (1136 kPa). Uma bomba é usada para manter o nível de líquido acima da madeira. Quando não mais a mistura de tratamento é absorvida pela madeira, a pressão é liberada e o recipiente drenado através da válvula de desligamento. A madeira pode ser removida neste ponto (tratamento de célula integral) ou um vácuo pode ser colocado no recipiente novamente por aproximadamente 5 minutos, o recipiente é novamente drenado e depois a madeira removida (célula integral com tratamento de vácuo final) para parcialmente remover um pouco da umidade superficial da madeira tratada. Toda a madeira aqui relatada foi tratada através da célula integral com procedimento de vácuo final.

[20] Análise da mistura de tratamento e madeira: [21] Uma amostra de 2 g da mistura de tratamento como está é analisada quanto a DCOIT por HPLC. A mistura de tratamento foi observada conter 800 ppm ou 1500 ppm de DCOIT, como indicado na Tabela 1.

[22] Assim que a amostra tinha secado em um peso constante, colocada em uma temperatura constante e ambiente úmido, foi analisada quanto ao conteúdo de DCOIT. Usando uma máquina de furar comendo uma broca Forstner de Va de polegada (19 mm), três orifícios foram furados na madeira. A localização dos orifícios foram sobre uma face, pelo menos Va de polegada (6,4 cm) dos lados e extremidades e onde a veia de madeira foi a mais vertical entre as duas faces. Seções de um milímetro de cada orifício em profundidades de 1, 3 e 10 milímetros foram coletadas, combinadas c analisadas com relação a DCOIT.

[23] Um peso conhecido de amostra de aplainação de madeira é extraído em metanol mediante a sonieação durante duas horas. O extrato é depois deixado esfriar para a temperatura ambiente. O extrato esfriado é analisado por uma cromatografia líquida de alto desempenho de fase reversa. A DCOIT é separada da matriz de amostra usando uma coluna Cl 8 de 25 cm utilizando agua c metanol como fase móvel. A DCOIT é detectada usando detector de ultravioleta fixado em 280 nanômetros. A concentração de DCOIT na amostra é determinada mediante a comparação da área de pico do pico de DCOIT na amostra com o pico de DCOIT em uma solução padrão usando um método de cálculo padrão externo.

[24] A Tabela 1 apresenta os dados de penetração para DCOIT na madeira em ppm em profundidades de l, 3 e 10 mm; o tamanho médio de partícula (OS) da emulsão de cera; o ponto de fusão (MP) da cera; o tipo de tensoativo (Wax Surf.) presente na formulação de cera (N = não iônico, A = aniônico), o tipo de cera; e a estabilidade (S = estável, U = não estável) da mistura de tratamento antes/durantc o tratamento da madeira.

Tabela l * O ponto de fusão para esta cera não estava disponível.

REIVINDICAÇÕES

Claims (6)

1. Método para conservar madeira, caracterizado pelo fato de que compreende o contato da madeira com uma composição aquosa compreendendo: (a) uma cera de parafina tendo um ponto de fusão de 45 a 75°C, um tamanho médio de partícula menor ou igual a 120 nm e de 0,5% a 5% em peso de sólidos de cera com base na composição como um todo; (b) 0,001 a 3%' em peso dc pelo menos um tensoatívo não iônico; e (c) pelo menos um conservante para madeira orgânico.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dito pelo menos um conservante para madeira orgânico é um biocida de 3-isotiazoIona halogenada.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato dc que o biocida de 3-ísotiazolona halogenada é 4,5-dicIoro-2-n-octiI-4-isotiazilin-3-ona.

4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a cera de parafina possui um ponto de fusão menor ou igual a 56°C.

5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a composição compreende de 0,5% a 5% de cera de parafina, e 400 ppm a 4000 ppm de 4,5-dicloro-2-n-octi 1 -4-isotiazolin-3-ona.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a cera de parafina possui um tamanho médio de partícula menor ou igual a 110 nm.