DE3339908A1 - Water-soluble fixing wood preservative - Google Patents

Water-soluble fixing wood preservative

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Abstract

The invention relates to water-soluble wood preservatives on the basis of salt mixtures containing salts of fluorine and chromium. The use of hexafluorosilicates allows the amount of chromium(VI) salts, which are required for the fixing process, to be considerably reduced.

Description

Wasserlösliche, fixierende HolzschutzmittelWater-soluble, fixing wood preservatives

Die Erfindung betrifft neue wasserlösliche, fixierende Holzschutzmittel auf der Basis von Salzmischungen, die Fluor- und Chromsalze enthalten.The invention relates to new water-soluble, fixing wood preservatives on the basis of salt mixtures containing fluorine and chromium salts.

Fluorsalze sind als äußerst wirksame Holzschutzmittel gegen Pilze und Insekten bekannt. Nachteilig ist bei ihrer Verwendung neben einer korrosiven Wirkung auf Metalle vor allem die geringe Auswaschbeständigkeit.Fluorine salts are extremely effective wood preservatives against fungi and insects. A disadvantage of using them in addition to a corrosive one The main effect on metals is the low resistance to washout.

Um diesen Nachteil zu überwinden, mischt man die Fluorsalze mit Salzen des sechswertigen Chroms, vornehmlich mit Alkalidichromaten. Diese Chromsalze setzen sich im Holz mit den Fluorsalzen unter Reduktion zu schwer auslaugbaren Komplexverbindungen um.To overcome this disadvantage, the fluorine salts are mixed with salts of hexavalent chromium, primarily with alkali dichromates. Put these chromium salts in the wood with the fluorine salts with reduction to form complex compounds that are difficult to leach around.

Sie fixieren somit die Fluorsalze.They fix the fluorine salts.

Entsprechende Holzkonservierungsmittel sind z.B. aus DE-PS 456 647 bekannt. Die dort offenbarten Mittel enthalten 30 % Fluorsalz und 20 % Alkalibichromat.Corresponding wood preservatives are e.g. from DE-PS 456 647 known. The agents disclosed therein contain 30% fluorine salt and 20% alkali metal dichromate.

Analoge Holzkonservierungsmittel gemäß DE-PS 661 496 enthalten 50 % Fluorsalz und 45 % Bichromat.Analog wood preservatives according to DE-PS 661 496 contain 50 % Fluorine salt and 45% bichromate.

Aufgrund der toxischen Eigenschaften der sechswertigen Chromsalze und der mit ihrer Anwendung verbundenen Umweltbelastung ist man bestrebt, den Einsatz dieser toxischen Chromsalze möglichst zu reduzieren. Trotzdem werden aber immer noch hohe Chromgehalte zur Fixierung von Fluorsalzen für notwendig erachtet. So fordert der Sachverständigenausschuß Holzschutzmittel beim Institut für Bautechnik, Berlin, für fixierende Holzschutzmittel, die Fluorsalze enthalten, einen Gehait der Mischung an Chrom(VI)-Verbindungen von mindestens 11 Gew.-% Chrom, entsprechend z.B. 21 Gew-% Chromtrioxid.Due to the toxic properties of the hexavalent chromium salts and the environmental pollution associated with their use, one strives to use to reduce these toxic chromium salts as much as possible. Nevertheless, but always still high chromium content is considered necessary to fix fluorine salts. So calls for the expert committee on wood preservatives at the Institute for Structural Engineering, Berlin, for fixing wood preservatives containing fluorine salts, a content the mixture of chromium (VI) compounds of at least 11 wt .-% chromium, accordingly e.g. 21% by weight chromium trioxide.

Es bestand demnach die Aufgabe, fixierende Holzschutzmittel zu entwickeln, die Fluor und Chromsalze enthalten, bei denen jedoch der Gehalt an sechswertigem Chrom wesentlich reduziert ist und die Fluorsalze trotzdem ausreichend im Holz fixiert werden. Es war eine weitere Aufgabe der Erfindung, derartige Holzschutzmittel sowohl als Salzmischungen als auch in Form einer für manche Anwendungszwecke günstigeren Paste herstellen zu können.The task was therefore to develop fixing wood preservatives, which contain fluorine and chromium salts, but which contain hexavalent Chromium is significantly reduced and the fluorine salts are still sufficiently fixed in the wood will. It was a further object of the invention to provide such wood preservatives both as salt mixtures as well as in the form of a more favorable one for some applications To be able to make paste.

Die Lösung der Aufgaben erfolgt durch die Holzschutzmittel gemäß der Ansprüche 1 bis 7.The tasks are solved by the wood preservatives according to Claims 1 to 7.

Es wurde gefunden, daß die fixierende Wirkung von Salzen des sechswertigen Chroms wesentlich größer ist, wenn man als Fluorsalz Hexafluorsilikate, insbesondere Hexafluorsilikate des Zinks und des Magnesiums einsetzt.It has been found that the fixing effect of salts of the hexavalent Chromium is much larger if one uses hexafluorosilicates as the fluorine salt, in particular Uses zinc and magnesium hexafluorosilicates.

Eine optimale Fixierwirkung und damit verbunden, die Möglichkeit, mit einem Minimum an Chrom(VI)-salzen ein gut auswaschbeständiges Holzschutzmittel zu erhalten, wird erzielt, wenn Magnesium- und Zinkhexafluorsilikate gemeinsam eingesetzt werden und das Verhältnis Magnesium- zu Zinkhexafluorsilikat im Bereich von 75 : 25 bis 50 : 50 liegt.An optimal fixing effect and, associated with it, the possibility of with a minimum of chromium (VI) salts, a wood preservative that is well resistant to leaching is obtained when magnesium and zinc hexafluorosilicates are used together and the ratio of magnesium to zinc hexafluorosilicate in the range of 75: 25 to 50:50.

Die erfindungsgemäßen Holzschutzmittel können neben oder anstelle von Magnesium- und Zinkhexafluorsilikat Ammonium- und/oder Kupferhexafluorsilikat enthalten.The wood preservatives according to the invention can be used in addition to or instead of of magnesium and zinc hexafluorosilicate, ammonium and / or copper hexafluorosilicate contain.

Die Gesamtmenge an Hexafluorsilikaten liegt im Bereich von 55 bis 85 Gew.-% der trockenen Holzschutzsalzmischung. Diese Mischung enthält als weitere Komponenten Chrom(VI)salz(e),Ammoniumsalz(e) der Phosphorsäure sowie geringe Mengen eines Netzmittels und ggf. eines Korrosionsinhibitors.The total amount of hexafluorosilicates ranges from 55 to 85% by weight of the dry wood protection salt mixture. This mixture also contains Components Chromium (VI) salt (s), ammonium salt (s) of phosphoric acid and small amounts a wetting agent and possibly a corrosion inhibitor.

Als Chrom(VI)-salze eignen sich für die erfindungsgemäßen Holzschutzmittel Chromtrioxid sowie Chromate oder Bichromate wie z.B. Ammoniumchromat oder -bichromat. Sie werden in einer Menge von 5 - 7 Gew.-%, berechnet als Chrom, bezogen auf die gesamte Salzmischung, benötigt.Chromium (VI) salts are suitable for the wood preservatives according to the invention Chromium trioxide as well as chromates or bichromates such as ammonium chromate or bichromate. They are in an amount of 5 - 7 wt .-%, calculated as chromium, based on the entire salt mixture, required.

Ammoniumsalze der Phosphorsäure, die in einer Menge von 5 bis 40 Gew.-% der Gesamtmischung zugegeben werden, sind Ammonium-, Diammoniumhydrogen- oder Dihydrogenammoniumphosphat, aber auch Ammoniumpolyphosphate. Sie werden einzeln oder als Gemisch verschiedener Phosphate zugefügt und wirken pH-Wertregulierend, wenn das Holzschutzmittel vor dem Gebrauch in Wasser gelöst wird und flammhemmend und puffernd nach der Applikation auf Holz. Ammonium salts of phosphoric acid, which are present in an amount from 5 to 40 % By weight of the total mixture are added, ammonium, diammonium hydrogen or dihydrogen ammonium phosphate, but also ammonium polyphosphates. They become single or added as a mixture of different phosphates and have a pH-regulating effect, if the wood preservative is dissolved in water before use and is flame retardant and buffering after application on wood.

Obwohl auch Chrom(VI)-salze korrosionsinhibierend wirken, empfiehlt sich doch ein Zusatz geringer Mengen (o,l 2 %) eines weiteren Korrosionsinhibitors wie etwa eines Molybdänsalzes oder Alkylamins.Although chromium (VI) salts also have a corrosion-inhibiting effect, is recommended An addition of small amounts (0.12%) of a further corrosion inhibitor is recommended such as a molybdenum salt or alkylamine.

Die Holzschutzmittel in ihrer einfachsten Form werden als Salzgemische hergestellt und vertrieben. Zur Anwendung werden etwa 3 - 35%ige wäßrige Lösungen hergestellt und mit diesen Lösungen wird Holz nach an sich bekannten Verfahren behandelt. Die wäßrigen Lösungen dringen gut in das Holz ein. Jedoch wurde gefunden, daß die Verteilung gleichmäßiger und die Eindringtiefe größer wird, wenn die Holzschutzmittel geringe Anteile (0,1 - 1 %) eines Netzmittels enthalten. Die Auswahl des Netzmittels kann nicht beliebig erfolgen, denn die wäßrigen Lösungen der erfindungsgemäßen Holzschutzmittel sind sauer und wirken stark oxidierend. Es sind somit Netzmittel gefordert, die gegen Chromsäure stabil sind wie etwa perfluorierte Alkylsulfonsäuren. Uberraschenderweise wurde gefunden, daß auch die preisgünstigen Alkalisalze der Sulfate der Fettalkohole mit Alkylketten von 10 bis 18 C-Atomen in den erfindungsgemäßen Mitteln oxidationsstabil sind.The wood preservatives in their simplest form are called salt mixtures manufactured and distributed. About 3 - 35% aqueous solutions are used produced and with these solutions wood is treated according to methods known per se. The aqueous solutions penetrate the wood well. However, it was found that the Distribution more evenly and the depth of penetration becomes greater when the wood preservatives contain small proportions (0.1 - 1%) of a wetting agent. The selection of the wetting agent cannot take place at will, because the aqueous solutions of the wood preservatives according to the invention are acidic and have a strong oxidizing effect. They are therefore wetting agents required, which are stable to chromic acid such as perfluorinated alkyl sulfonic acids. Surprisingly it has been found that the inexpensive alkali salts of the sulfates of fatty alcohols with alkyl chains of 10 to 18 carbon atoms in the agents according to the invention, stable to oxidation are.

Ein weiterer überraschender Vorteil der Alkali-Fettalkoholsulfate besteht darin, daß sie in wäßriger Suspension die Kristallbildung behindern und somit z.B.Another surprising advantage of the alkali fatty alcohol sulfates consists in the fact that they hinder crystal formation in aqueous suspension and thus e.g.

die Rekristallisation von Chromaten und Silicofluoriden und damit verbunden die Ausbildung langer Kristallnadeln verhindern.Es ist daher möglich, die erfindungsgemäßen Holzschutzmittel mit 15 - 25 Gew.-t Wasser anzupasten und dabei lagerstabile Pasten zu erhalten.the recrystallization of chromates and silicofluorides and thus prevent the formation of long crystal needles. It is therefore possible to paste the wood preservatives according to the invention with 15-25 wt. t of water and to obtain pastes that are stable in storage.

Derartige Pasten haben dann folgende Zusammensetzung: 22,2 - 50,5 Gew.-% Magnesiumhexafluorsilikat 11,1 - 33,6 Gew.-% Zinkhexafluorsilikat 5,0 - 7,0 Gew.-% Chromtrioxid (berechnet als Chrom) 5,0 - 17 Gew.-% Ammoniumsalz der Phosphorsäure 15 - 25 Gew.-% Wasser 0,1 - 1 Gew.-% Natriumsalz eines Fettalkoholsulfats 0,1 - 2 Gew.-% Korrosionsinhibitor.Such pastes then have the following composition: 22.2 - 50.5 % By weight magnesium hexafluorosilicate 11.1-33.6% by weight zinc hexafluorosilicate 5.0-7.0 % By weight of chromium trioxide (calculated as chromium) 5.0 - 17% by weight of the ammonium salt of phosphoric acid 15 - 25% by weight water 0.1 - 1% by weight sodium salt of a fatty alcohol sulfate 0.1 - 2% by weight corrosion inhibitor.

Beispiel: Prüfung eines erfindungsgemäßen Holzschutzmittels auf pilzwidrige Wirksamkeit nach Auswaschbeanspruchung Klötzchen aus Kiefernsplintholz ( 5 cm x 2,5 cm x 1,5 cm; Faserrichtung 5 cm) wurden mit einer Reihe von Lösungen vollgetränkt, die abgestufte Mengen eines Holzschutzmittels folgender Zusammensetzung enthielten: 40 Gew.-% Magnesiumhexafluorsilikat 30 Gew.-% Zinkhexafluorsilikat 13 Gew.-% Chromtrioxid 17 Gew.-% Diammoniumhydrogenphosphat (Verdünnung des Schutzmittels mit destilliertem Wasser).Example: Testing a wood preservative according to the invention for fungus-damaging Effectiveness after washing out blocks made of pine sapwood (5 cm x 2.5 cm x 1.5 cm; Fiber direction 5 cm) were soaked with a number of solutions, which contained graduated amounts of a wood preservative of the following composition: 40 % By weight magnesium hexafluorosilicate 30% by weight zinc hexafluorosilicate 13% by weight chromium trioxide 17% by weight diammonium hydrogen phosphate (dilution of the protective agent with distilled Water).

Nach 4-wöchiger "Feuchtlagerung", d.h. in zunächst geschlossenen, später immer weiter geöffneten Gefäßen, wie bei mit Wasser verdünnten Schutzmitteln üblich, wurden die getränkten Klötzchen einer erschöpfenden Auswaschung unterworfen: Zuerst wurden die Klötzchen mit destilliertem Wasser getränkt. Danach wurde bei 14-tägiger Lagerung in Wasser das Wasser neunmal erneuert. Dann wurden die Klötzchen 14 Tage an der Luft gelagert.After 4 weeks of "wet storage", i.e. in initially closed, later, more and more open vessels, as with protective agents diluted with water Usually, the soaked blocks were subjected to an exhaustive washout: First, the blocks were soaked in distilled water. After that, at 14 days of storage in water, the water is renewed nine times. Then the blocks became Stored in the air for 14 days.

Die so ausgewaschenen Klötzchen wurden zusammen mit je einem unbehandelten Vergleichsklötzchen auf Reinkulturen holzzerstörender Pilze in Kolleschalen eingebaut und dem Pilzangriff von Coniophora puteana, Poria monticola und Gloeophyllum trabeum während 16 Wochen bei 22 + 10C Lufttemperatur und 70 + 5% relativer Luftfeuchte ausgesetzt und dann ausgebaut. Die Einwirkung der Pilze auf die einzelnen Klötzchen wurde durch Berechnung von Gewichtsverlusten (bezogen auf Trockengewichte der Klötzchen) ermittelt. Hiernach wurden für die einzelnen Pilze die "Grenzwerte" bestimmte. Die Grenzwerte werden durch zwei Zahlen ausgedrückt, von denen die kleinere von beiden die höchste Schutzmittelmenge ist, bei der noch Angriff erfolgt ist, und die größere die niedrigste Menge, von der ab kein Angriff mehr erfolgt ist. Die Zahlen werden in kg Holzschutzmittel je m3 Holz angegeben, außerdem auch in %-Gehalten der Tränklösungen. Die erhaltenen Grenzwerte sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt: Grenzwerte nach Auswasch-Versuchspilz beanspruchung im t-Gehalt der kg Schutzstoff Tränklösung je m3 Holz Coniophora puteana 0,63. . l,o 4,5... .7,1 Poria monticola 0,63....7,1 4,5... .7,1 Lenzites abietina 0,63 . . l,o 4,3....7,0 Gloeophyllum trabeum 0,4 . .0,63 2,8... .4,8The blocks washed out in this way were each left with an untreated one Comparison blocks built into pure cultures of wood-destroying fungi in Koller dishes and the fungal attack by Coniophora puteana, Poria monticola and Gloeophyllum trabeum for 16 weeks at 22 + 10C air temperature and 70 + 5% relative humidity exposed and then expanded. The action of the mushrooms on the individual blocks was calculated by calculating weight losses (based on the dry weight of the blocks) determined. Then the "limit values" were determined for the individual mushrooms. the Limits are expressed by two numbers, the smaller of which is is the highest amount of protective agent at which attack has still occurred, and the larger the lowest amount from which no attack has occurred. The numbers will be in kg of wood preservative per m3 of wood, also as a percentage of the soaking solutions. The limit values obtained are compiled in the following table: Limit values after wash-out test fungus exposure in the t-content of the kg protective substance Soaking solution per m3 of wood Coniophora puteana 0.63. . l, o 4.5 ... .7.1 Poria monticola 0.63 .... 7.1 4.5 ... .7.1 Lenzites abietina 0.63. . l, o 4.3 .... 7.0 Gloeophyllum trabeum 0.4. .0.63 2.8 ... .4.8

Claims (7)

Patentansprüche 1. Wasserlösliche, fixierende Holzschutzmittel auf Basis von Salzmischungen, die Fluor- und Chrom-Salze enthalten, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et, daß sie 55 - 85 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung, eines -oder mehrerer Hexafluorsilikate und 5 - 7 Gew.-% Chrom in Form von Chromtrioxid oder der äquivalenten Menge eines verträglichen Chromats oder Bichromats enthalten.Claims 1. Water-soluble, fixing wood preservatives Based on salt mixtures that contain fluorine and chromium salts, d a d u r c h g e k e n n n n e i c h n et that they 55 - 85 wt .-%, based on the total mixture, one or more hexafluorosilicates and 5-7% by weight of chromium in the form of chromium trioxide or the equivalent amount of a compatible chromate or bichromate. 2. Holzschutzmittel nach Anspruch 1, g e k e n nz e i c h n e t d u r c h folgende Zusammensetzung: 55 - 85 Gew.-% Hexafluorsilikat 5 - 7 Gew.-% Chromtrioxid (Menge berechnet als Chrom) 5 - 40 Gew.-% Ammoniumsalz der Phosphorsäure 0,2 - 3 Gew.-% Netzmittel und Korrosionsinhibitor 2. Wood preservative according to claim 1, g e k e n nz e i c h n e t d The following composition: 55 - 85% by weight hexafluorosilicate 5 - 7% by weight chromium trioxide (Amount calculated as chromium) 5 - 40% by weight ammonium salt of phosphoric acid 0.2 - 3 % By weight of wetting agent and corrosion inhibitor 3. Holzschutzmittel nach Anspruch 1 und 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie als Hexafluorsilikate Magnesium- und Zinkhexafluorsilikat enthalten.3. Wood preservative according to claim 1 and 2, d a -d u r c h e k e n n n n z e i c h n e t that they as hexafluorosilicates Contains magnesium and zinc hexafluorosilicate. 4. Holzschutzmittel nach Ansprüchen 1 bis 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie Magnesium- und Zinkhexafluorsilikat im Verhältnis 75 : 25 bis 50 : 50 enthalten.4. Wood preservatives according to Claims 1 to 3, d a -d u r c h g e k Note that they are magnesium and zinc hexafluorosilicate in proportion 75:25 to 50:50 included. 5. Holzschutzmittel nach Ansprüchen 1 bis 4, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie als Netzmittel ein Alkalisalz eines Fettalkoholsulfats mit 10 - 18 C-Atomen enthalten.5. Wood preservatives according to claims 1 to 4, d ad u r c h g e k e It is noted that they use an alkali metal salt of a fatty alcohol sulfate as a wetting agent with 10-18 carbon atoms. 6. Holzschutzmittel nach Ansprüchen 1 bis 5, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie als Paste hergestellt werden.6. Wood preservatives according to Claims 1 to 5, d ad u r c h g e k e we do not state that they are made as a paste. 7.Holzschutzmittelpaste nach Anspruch 6, g e k e n nz e i c h n e t d u r c h folgende Zusammensetzung: 22,2 - 50,5 Gew.-% Magnesiumhexafluorsilikat 11,1 - 33,6 Gew.-% Zinkhexafluorsilikat 5,0 - 7,0 Gew.-% Chromtrioxid (berechnet als Chrom) 5,0 - 17 Gew.% Ammoniumsalz der Phosphorsäure 15 - 25 Gew.-% Wasser 0,1 - 1 Gew.-% Natriumsalz eines Fettalkoholsulfats 0,1 - 2 Gew.-% Korrosionsinhibitor.7. Wood preservative paste according to claim 6, g e k e n nz e i c h n e t has the following composition: 22.2 - 50.5% by weight magnesium hexafluorosilicate 11.1-33.6% by weight zinc hexafluorosilicate 5.0-7.0% by weight chromium trioxide (calculated as chromium) 5.0-17% by weight of the ammonium salt of phosphoric acid 15-25% by weight of water 0.1 - 1 wt .-% sodium salt of a fatty alcohol sulfate 0.1-2 wt .-% corrosion inhibitor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0393306A1 (en) * 1989-04-18 1990-10-24 DESOWAG Materialschutz GmbH Water soluble wood preservative and its use in pressure and/or vacuum impregnation or immersion processes

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