DE858770C - Verfahren zum Veredeln von Holz - Google Patents

Description

• Verfahren zum Veredeln von Holz Es ist bekannt, daß man Holz mit Phenol- oder Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukten imprägnieren und dadurch seine Härte, Druckfestigkeit, Hygroskopizität und Quellbarkeit verbessern kann. Die Imprägnierung e io-woÜl--drucklos als auch unter Druck durchgeführt und die Aushärtung der Kondensationsprodukte bei Temperaturen -über :coo' vorgenommen.
• Bei Verwendung von Phenolformaldehydharzen stört jedoch der unangenehme Geruch der Tränklösungen und auch der imprägnierten Hölzer sowie deren Neigung zum Verfärben. Bei Verwendung der gm-dens#ationsprodukte aus Phenol oder Harnstoff und Formald Verwendung geringer Mengen eines Härtungsmittels, z. B. einer Säure oder eines sauerreagierenden Salzes, erzielbar. Die Lösungen der Kondensationsprodukte sind nach Zusatz saurer Härtungsmittel jedoch nur begrenzt haltbar und lagerbeständig. Bereits nach einigen Stunden, höchstens nach i bis 2 Tagen, sind beispielsweise io0/,ige Lösungen dieser Kondensationsprodukte ausgeflockt oder ist starke Trübung und Bildung von Niederschlägen eingetreten. Außerdem sind die beim Härten sich bildenden Harze spröde und verschlechtern die Elastizität und Biegefestigkeit der behandelten Hölzer.
• Es wurde gefunden, daß man Holz durch Imprägnieren mit härtbaren Kondensationsprodukten veredeln kann, ohne daß die geschilderten Mängel auftreten, wenn man als Imprägniermittel Kondensationsprodukte aus Formaldehyd und mehrwertigen Urethanen aneeiidet-. Diese Urethane können z. B. durch von mehrwertigen Alkoholen mit Harnstoff oder durch Umsetzung von Chlorkohlensäureestern mit Ammoniak gewonnen werden. Es können auch Gemische der so erhaltenen Produkte verwendet #verden. Als besonders vorteilhaft haben sich Kondensationsprodukte erwiesen, die durch Erhitzen äquivalenter Mengen eines diprirnären Alkohols uhd Harnstoff, bis etwa 4o bis 7o 0/. Diurethan gebildet sind, und Umsetzen der erhaltenen Schmelze mit Formaldehyd nach dem Patent 85-2 45o gewonnen sind. Geeignete Alkohole sind z. B. diprimäre Alkohole, wie Propandiol-I, 3, Butandiol-i, 4, Pentandiol-i, 5, Hexandiol-i, 6, Diäthylenglykol sowie höhere Polyäthylenglykole, Dioxydibutyläther, Dio.xydiäthylsulfid, Diäthanolamin, ferner zweiwertige sek-undäre Alkohole, wie 1, 3-oder 2, 3-Butyleuglykol, sowie auch höherwertige Alkohole, wie Glycerin, Trimethylolpropan, Hexantriol und Erythrit. Auch Gemische dieser Alkohole sind geeignet.
• Die Kondensationsprodukte aus mehrwertigen Urethanen und Formaldehyd haben gegenüber den bisher verwendeten aus Harnstoff oder Phenol und Formaldehyd vor allem den Vorteil, daß sie bedeutend elastischere Imprägnierungen ergeben und daß die damit behandelten Hölzer eine höhere Biegefestigkeit aufweisen. Außerdem sind ihre wäßrigen Lösungen sowohl ohne Zusatz als auch nach Zusatz von sauer wirkenden Härtungsmitteln sehr gut lagerbeständig, so daß mit ihnen eine fortlaufende Wiederverwendung der Imprägnierlösungen ohne weiteres möglich ist. Die mit ihnen behandelten Hölzer bleiben in der Farbe unverändert und vergilben nicht. Man kann mit ihnen mit besonderem Vorteil billige Weichholzsorten in einfacher Weise veredeln. Die Hölzer werden sehr dauerhaft, so daß sie als Parkettholz, für Schwellen und an Stelle von Edelhölzern für die verschiedensten Zwecke verwendet werden können.
• Das zu veredelnde Holz wird in feuchtem oder vorgetrocknetem Zustand mit einer wäßrigen Lösung der Kondensationsprodukte von möglichst niedrigem Kondensationsgrad bei gewöhnlicher oder mäßig erhöhter Temperatur, am besten unter Vakuum oder zunächst unter Vakuum und anschließend unter Druck imprä-#n-16it. Danach wird es erhöhter Temperatur zwecks Härtung der Kondensationsprodukte ausgesetzt. Die Imprägnierung kann aber auch ohne Anwendung von Vakuum oder Druck durch einfaches Einlegen der Hölzer in die entsprechenden Imprägnierlösungen durchgeführt werden. Zweckmäßig werden den Imprägnierlösungen noch kleine Mengen eines Netzmittels von der Art der alkylnaphthalinsulfonsauren Salzen zugesetzt, um eine bessere Benetzung und damit schnellere und vollständigere Imprägnierung zu erzielen. Um die Haltbarkeit von stark sauer wirkende Härtungsmittel enthaltenden wäßrigen Lösungen der Kondensationsprodukte noch zu steigern, empfiehlt es sich, vor der Imprägnierung den pH-Wert der Lösungen durch Zusatz geringer Mengen von Basen, am besten Ammoniak, auf ein pu von etwa 7 einzustellen. Dadurch kann die Lösung unbegrenzt haltbar gemacht werden. Bei der Trocknung werden diese Basen durch .freien Formaldehyd oder Methylolgruppen gebunden oder sie verflüchtigen sich, so daß das fÜr die Härtung #iföide#r]7iche saure Medi-din wieder hergestellt wird.
• Die Imprägnierlösungen können außerdem mit wasserlöslichen Farbstoffen gefärbt und durch Zusatv '#V6h fungiziden und bakteriziden Substanzen, wiJ1 Fluoriden, Phenolen und ihren Derivaten, in an sich bekannter Weise in ihrer Wirksamkeit auch als Holzschutzmittel gesteigert werden. Auch können den Harzlösungen vor der Imprägnierung Salze zugesetzt werden, die die Brennbarkeit des imprägnierten Holzes verringern. Nach der Imprägnierung können ferner die Hölzer auch unter hohem Druck verpreßt werden, gegebenenfalls unter gleichzeitiger Härtung der Kondensationsprodukte. Dadurch wird die Härte der Hölzer noch gesteigert.
• ?D Beispiel i 3 cm starke Kiefernholzbretter werden luftfeucht iüit eüie-r- _i(50/,igi#h-To%uiig#eines Kondensationsproduktes imprägniert, das wie folgt hergestellt worden ist: 54 Teile Butandiol-i, 4 werden mit -75,6 Teilen Harnstoff bei ioo bis i5o inm Hg-Druck 3 Stunden auf i7o' erhitzt. Zur Vervollständigung der Reaktion wird das Reaktionsgemisch noch i Stunde bei i7o' gehalten. In die heiße Schmelze, die zu 65 0/0 Butandioldiurethan enthält, läßt man 15o Teile einer wäßrigen 300/,igen Formaldehydlösung einlaufen und erhitzt 2 bis 3 Stunden unter Rückflußkühlung. Das entstandene Kondensationsprodukt wird durch Zusatz von Wasser auf einen Festgehalt von io 0/0 verdünnt. Mit dieser Lösung wird dasHolz unterVakuum (iomm Hg-Druck) 8 Stunden lang behandelt, bis kein Entweichen von Luftblasen mehr zu beobachten ist. Es werden dabei keine Härtungsmittel oder Neutralisationsmittel verwendet. Die Imprägnierlösung ist gut lagerbeständig und der nach der Imprägnierung übrig bleibende Rest ohne weiteres wieder verwendbar. Nach dem Trocknen bei 130' hat das Holz eine höhere Härte und Druckfestigkeit und auch eine bedeutend geringere Hygroskopizität und Quellbarkeit als ursprünglich. Die Biegefestigkeit ist beträchtlich größer als bei dem gleichen, jedoch mit einem Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukt behandelten Holz. Die Gewichtszunahme beträgt etwa 2o 0/0. Das im Holz enthaltene Kondensationsprodukt ist nach der Trocknung praktisch unauslaugbar. Beispiel 2 2 cm starke Tannenholzbretter werden in einem A7Üi-6klav im Vakuum bei - et w-ä- 8o' getrocknet. Anschließend läßt man eine i20/,ige wäßrige Lösung eines i, 4-Butandioldiurethan-Formaldehyd-Kondensationsproduktes einfließen, das, wie im Beispiel i beschrieben, hergestellt worden ist. Das Kondensationsprodukt wird nach Umsetzung mit Formaldehyd im Vakuum bei 6o bis 70' Innentemperatur vom überschüssigen Wasser befreit. Das Molverhältnis von Diurethan zu Formaldehyd beträgt etwa 1: 2,112. Die i20/,ige wäßrige Imprägnierlösung enthält außerdem o,i"/() dibutylnaphthalinsulfonsaures Natrium, 3,30/, Am-, moniumnitrat und 3,3 % Ammoniak konz., bezogen auf festesKondensationsprodukt. Derpu-WertderLösung ist 7. Die Lösung ist noch nach 6 Monaten vollkommen einwandfrei und für die Imprägnierung geeignet. Nach Zugabe der Imprägnierlösung in den Autoklav wird das Holz 4 Stunden bei io mm Quecksüberdruck getränkt. Anschließend wird 4 Stunden lang ein Druck von 4 atü angelegt. Nach dieser Zeit ist eine völlige Durchimprägnierung erfolgt. Nun wird die unverabgelassen und das feuchte Holz bei 105' getrocknet. Das erhaltene gehärtete Holz, das 23 % an Gewicht zugenommen hat, besitzt eine gegenüber dem unbehandelten Holz um 6 o ()/, höhere Oberflächenhärte und um i i 0/,höhere Druckfestigkeit. Die Hygroskopizität (bei etwa 7 o 0/, relativer Luftfeuchtigkeit) ist um 4 0 0/" die Quellbarkeit um 6 10/, vermindert. Die Auslaugbarkeit nach 3tägiger Lagerung in fließendem Wasser ist praktisch Null. Beispiel 3 2 cm starke Holzbrettchen aus Balsaholz werden mit eiher---i2"/,igen wäßrigen Lösung eines Vorkondensats behandelt, das aus i, 4-Butandioldiurethan und Formaldehyd, wie im Beispiel i beschrieben, hergestellt ist. Die wäßrige Imprägnierlösung enthält 4 0/, einer handelsüblichen Sulfitablauge, bezogen auf festes Vorkondensat. Nach 4stündiger Imprägnierung unter Vakuum (bei io mm Hg-Druck) sind die Holzbrettchen durchtränkt. Das Holz wird dann bei iio' getrocknet. Die Harzaufnahme beträgt 45 0/" die Steigerung der Oberflächenhärte no 0/" die Zunahme der Druckfestigkeit ioo 0/, und der Biegefestigkeit 140/0. Die Hygroskopizität und Quellbarkeit des imprägnierten Balsaholzes sind um etwa 50 % gesunken. Beispiel 4 i cm starke Kiefernholzbrettchen werden mit einer i&Ö/"igen-Lös--ün-g eines Kkönden-sationsproduktes imprägniert, das, wie im Beispiel:z beschrieben, hergestellt worden ist. Die Imprägnierlösung enthält noch 2, "/, Natriumfluorid. Nach der Imprägnierung im Vakuum und Aushärtung bei 75' wurde das Holz in eine gut entwickelte Hausschwammkultur eingelegt. Nach 4monatiger Lagerung dort war es unverändert und vom Hausschwamm nicht befallen, während unbehandelte Kontrollproben unter sonst gleichen Bedingungen stark vom Hausschwamm durchsetzt waren.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Veredlung von Holz durch Imprägnieren mit liärtbaren Kunstharzen, -dadurch gekennzeichnet, daß als Imprägnierungsmittel Kondensationsprodukte aus mehrwertigen Urethänen und Formaldehyd ver -wendet werden. v- ?- Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung von Kondensationsprodukten, die durch Erhitzen äquivalenter Mengen eines diprimären Alkohols und Harnstoff, bis etwa 4o bis 7 o l)/, Diurethan gebildet sind und Umsetzen der erhaltenen Schmelze mit Formaldehyd gewonnen sind. 3. Verfahren nach Ansprüchen i und ?, dadurch gekennzeichnet, daß den wäßrigen Lösungen der Kondensationsprodukte sauer wirkende Stoffe zugesetzt werden. 4. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrigen sauer reagierenden Lösungen der Kondensationsprodukte durch Neutralisieren mit Ammoniak oder anderen Stickstoffbasen auf einen pn-W(;#t von mindestens 7 eingestellt sind. 5. Verfahren nach Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Imprägnierung verwendeten wäßrigen Lösungen fungizide oder bakterizide Stoffe oder die Brennbarkeit des Holzes verhindernde Stoffe mitenthalten.