FI95362C

FI95362C - Puunkyllästysaine ja sen käyttö

Info

Publication number: FI95362C
Application number: FI893845A
Authority: FI
Inventors: Eberhard Giebeler; Helmut Haertner; Detlef Wehle; Franz Koenig; Helmut Berenbold
Original assignee: Ruetgerswerke Ag
Priority date: 1988-08-16
Filing date: 1989-08-15
Publication date: 1996-01-25
Also published as: FI893845A; ATE112207T1; MY104050A; DE3827721A1; BR8904103A; NO893280L; AR243423A1; US4970201A; DK171367B1; EP0355316A2; ES2013219T3; DE58908437D1; PH26247A; ZA896262B; DK400989D0; PT91450B; NO893280D0; NO176702B; PT91450A; EP0355316A3

Description

95362

Puunkyllästysaine ja sen käyttö

Medel för impregnering av trä samt användning därav

Keksinnön kohteena on puun, puurakennusmateriaalin sekä muiden selluloosapitoisten tuotteiden kyllästysaine, joka perustuu kvatemäärisiin ammoniumyhdieteisiin.

Alalla tunnetaan kvaternääristen ammoniumyhdisteiden käyttö sekä vesiliukoisissa että liuottimia sisältävissä puunsuoja-aineissa (Seifen-Öle-Fette-Wachse 109, 20 vuosikerta, 1983, sivut 603-606).

Tunnettua on lisäksi näillä kvaternäärisillä ammoniumyhdis-teillä saavutettavan, sinänsä hyvän suojavaikutuksen parantaminen siten, että niihin yhdistetään muita orgaanisia ja epäorgaanisia vaikuttavia aineita (esim. patenttijulkaisu DE-A 35 02 939, DE-A 36 21 360 tai DE-A 37 18 012).

Kaikkiin näihin aineisiin liittyy kaksi haittaa: kvaternääristen ammoniumyhdisteiden suuren substantiivisuuden seurauksena niiden tunkeutumissyvyys on erittäin pieni levitettäessä niitä puun pinnalle säiliö- tai sumutusmenetelmällä. Tätä tunkeutumissyvyyttä ei saada edes erilaisilla liuottimilla suuremmaksi kuin 1-2 mm, joten nämä aineet eivät täytä rakennusmateriaaleille asetettuja hyväksymisvaatimuksia, joiden mukaan aineen tunkeutumissyvyyden on oltava vähintään 3 mm.

Lisäksi kvaternääristen ammoniumyhdisteiden jakautuminen puun pinnalle on hyvin epätasaista. Tämä niinkutsuttu täplänmuodos-tusilmiö johtaa siihen, että täten suojattu puu on osittain altis mikro-organismien vaikutukselle.

Yleisesti tunnustetaan, että puunsuojavaikutus on sitä varmempaa, mitä syvemmälle ja mitä tasaisemmin puuunsuoja-aine tunkeutuu puuhun.

2 95362 Näin ollen oheisen keksinnön tehtävänä on saada aikaan puun ja puurakennusmateriaalin kyllästysaine sekä sen käyttö, jolla kyllästysaineella on toisaalta kvaternääristen ammoniumyhdis-teiden hyvät biosidiset ominaisuudet, mutta joka kyllästysaine toisaalta jakautuu hyvin puun pinnalle ja jonka tunkeutumissyvyys sillä käsitellyssä puussa on hyvä.

Tämä tehtävä saadaan ratkaistuksi patenttivaatimusten 1-7 mukaisella puunkyllästysaineella sekä sen käytöllä patenttivaatimusten 8 ja 9 mukaisesti.

Todettiin, että polymeeristen kvaternääristen ammoniumboraat-tien liuokset tai mikroemulsiot vedessä tai orgaanisissa liuot-timissa soveltuvat puun sekä myös muiden selluloosapitoisten tuotteiden, kuten tekstiilirainojen, kangaspeitteiden tai juut-tisäkkien kyllästysaineeksi sekä täyttävät mitä parhaimmin asetetut vaatimukset. Odotetun hyvän biosidisen vaikutuksen ohella polymeerinen kvaternäärinen ammoniumboraatti jakautuu tasaisesti puun pinnalle ja tunkeutuu syvälle puuhun.

Tämä on sikäli erityisen yllättävää, koska suolamainen kvaternäärinen ammoniumboraatti, joka valmistetaan saattamalla kvaternäärinen ammoniumyhdiste reagoimaan boorihapon tai boraatin kanssa, on lähes sopimatonta puunsuoja-aineeksi.

Kvaternääristen ammoniumyhdisteiden yhdistäminen boorisuoloihin johtaa uiosuolautumisilmiöön, jonka seurauksena vastaavien tiivisteiden valmistaminen on mahdotonta. Ammoniumsuola jakautuu laimeista vesiliuoksista, kvaternäärisille ammoniumyhdis-teille tyypillisellä tavalla, epätasaisesti sillä käsiteltävälle puupinnalle, puuhun tunkeutumatta. Lisäksi boorisuola on poishuuhtoutuvaa.

Keksinnön mukaisesti käytetyt polymeeriset kvaternääriset ammoniumboraatit, joita saadaan saattamalla etyleenioksidi tai propyleenioksidi reagoimaan sekundääristen amiinien ja boorihapon kanssa, sekoittuvat sitä vastoin veteen ja tiettyihin 3 95362 orgaanisiin liuottimiin kaikissa suhteissa ja näillä liuoksilla tai mikroemulsioilla saavutetaan puun pinnalla edellä kuvatut vaikutukset. Lisäksi yllättäen biosidisesti vaikuttava boori on kiinnittynyt puuhun.

Näitä polymeerisiä kvaternäärisiä ammoniumboraatteja saadaan saattamalla yleisen kaavan I tai II

R2 R·4 Re

Ri - (I); N - A - N (II) NR3 R» 'R7 mukaiset amiinit reagoimaan samanaikaisesti etyleeni- tai propyleenioksidin, jota käytetään 2-20 moolia, edullisesti 3-10 moolia, sekä boorihapon, boorihappoesterin tai boorihapon suolojen, joita käytetään 0,6-1,5 moolia, edullisesti 1 mooli (kulloinkin typpiekvivalentin yhtä moolia kohden), kanssa, joissa kaavoissa R1 tarkoittaa Ce-Caa-alkyyliä tai Ce-Caa-alkenyyliä, tai mikäli Ra ja R3 tarkoittavat kaavan -(CaH*0)»cH tai -(CsHeO)»cH mukaisia ryhmiä, niin R1 voi tarkoittaa Ci-C4.«-alkyyliä,

Ra tarkoittaa vetyä, Cx-Caa-alkyyliä tai ryhmää, jolla on kaava - (02Η.*0)~Η, -(CsHeOJxH tai -CHaCHaCHaNHa, ·’· R3 tarkoittaa vetyä tai ryhmää, jolla on kaava -(CaH*0)*H, - (CsHeO) jcH tai -CHaCHaCHaNHa, r* ja R® tarkoittavat Ci-C4.*-alkyyliä tai ryhmää, jolla on kaava -(CaH.»0)»cH tai -(CsHeO)jcH, r» ja R7 tarkoittavat ryhmää, jolla on kaava -(CaH«0)*H tai -(C3H60),cH, A tarkoittaa ryhmää, jolla on kaava -(CHa)n-, - (CHaCHaOCHaCHa)r*- tai - (CHaCHaNHCHaCHa ) «*, 4 95362 x tarkoittaa lukuja 1-55 ja n tarkoittaa kokonaislukua 1-20.

Edullisia, edellä esitettyjen kaavojen mukaisia amiineja ovat seuraavat: 1. Amiinit, joilla on kaava I, jossa R1 tarkoittaa Ce-Caa-al-kyyliä, R2 tarkoittaa Ce-Caa-alkyyliä tai Ci-C4«-alkyyliä ja R? tarkoittaa vetyä tai ryhmää, jolla on kaava -(CaH.»0)xH tai -(CsHeOJxH.

2. Amiinit, joilla on kaava I, jossa R1 tarkoittaa Ce-Caa-alkyyliä ja R2 ja R3 tarkoittavat vetyä.

3. Amiinit, joilla on kaava I, jossa R1 tarkoittaa Ci-C4e-al-kyyliä tai Ce-Caa-alkyyliä ja R2 ja R3 tarkoittavat ryhmiä, joilla on kaava -(CaHeO)xH tai -(CeHeOJxH siten, että kummassakin jäännöksessä R2 ja R3 läsnäolevien etyleenioksidi-ryhmien yhteinen lukumäärä on 2-20.

4. Amiinit, joilla on kaava I, jossa Rl tarkoittaa Ce-Caa-alkyyliä, R2 tarkoittaa vetyä tai ryhmää, jolla on kaava -CHaCHaCHaNHa ja R3 tarkoittaa ryhmää, jolla on kaava -CHaCHaCHaNHa.

5. Amiinit, joilla on kaava II, jossa A, R·*, Rs, R« ja R7 ovat edellä esitettyjen merkitysten mukaisia, ja jossa kaikkien etyleenioksidiryhmien yhteinen lukumäärä on 4-30.

Kaavan -(CaH^OJxH ja -(CsHeOJxH mukaisista aikyleenioksidiryhmistä edullisempi on kaavan -(CaHeO)xH mukainen ryhmä. Puhtaiden polyoksietyleeni- ja polyoksipropyleeniryhmien sijasta läsnä voi olla myös sellaisia jäännöksiä, jotka ovat muodostuneet sekä etyleenioksidi- että propyleenioksidiyksiköistä.

Amiinien ja boorihapon sekä aikyleenioksidin välinen reaktio toteutetaan siten, että kyseinen amiini ja boorihappo laitetaan ensin autoklaaviin, johon sitten aikyleenioksidi annostellaan. Reaktiolämpötila on yleensä 60-130 *C, edullisesti 60- 5 95362 125 ’ C, erityisesti 60-100 *C. Reaktiopaine on 50-600 kPa.

Alkyleenioksidin lisääminen näissä reaktio-olosuhteissa toteutetaan 1-5 tunnin pituisen ajanjakson aikana. Reaktion viemiseksi loppuun seosta pidetään mainitussa paineessa 3-12 tuntia 70-120 ' C: n, edullisesti 70-100 * C: n lämpötilassa.

Boorihapon sijasta voidaan käyttää myös sen estereitä, kuten esimerkiksi trimetyyliboorihappoesteriä, tai sen suoloja, esimerkiksi Na-boraattia. Tämän reaktion sivutuotteina syntyy vettä ja polyglykoleja.

Saadut polymeeriset kvaternääriset ammoniumyhdisteet sisältävät olennaisesti rakenneominaisuuksina ryhmiä, joilla on kaava R1 Ο

Ι I

-0N-(CHaCHaO)*-B-(OCHaCHa)y-I

R2 tai ryhmiä, joilla on kaava t R·» R* O- Ο

Ι I I I

-€*I-A-©N-(CHaCHaO)X-B-(OCHaCHa)y-O-B-(OCHaCHa).

t I

Rs R7 • % * kun reaktio toteutettiin etyleenioksidin kanssa.

Polymeeristen tai oligomeeristen kvaternääristen ammoniumbo-raattien läsnäolo johtuu jo siitä, että kavojen I ja II mu-. kaisten amiinien reaktiossa boorihapon ja alkyleenioksidin kanssa muodostuu vettä, kuten esimerkeistä nähdään.

Näitä polymeerisiä kvaternäärisiä ammoniumboraatteja voidaan laimentaa vedellä; ne liukenevat hyvin glykoleihin, glykoli-eettereihin, eettereihin, alempiin alkoholeihin tai seoksiin, jotka sisältävät näitä liuottimia sekä kloroformia tai mety- • · 6 95362 leenikloridia. Viskositeetti on 1-100 Pas, mutta se voi kuitenkin yksittäisissä tapauksissa olla jopa 300 Pas. Polymeeristen kvaternääristen ammoniumboraattien viskositeetti riippuu reakti©lämpötilasta siten, että korkeammat reaktiolämpöti-lat johtavat pienempiin viskositetteihin.

Reaktion päättymisen jälkeen saatua polymeeristen kvaternääristen ammoniumboraattien raakaliuosta voidaan käyttää tiivisteenä, sitä tämän enempää puhdistamatta tai jatkokäsittelemät-tä, suoraan toivottuun tarkoitukseen, tai se voidaan jatko-käsitellä muita ylimääräisiä biosidisia vaikutusaineita ja mahdollisesti pigmenttejä, väriaineita ja muita sinänsä tunnettuja lisäaineita sisältäväksi tiivisteeksi, jolla on laajempi vaikutusalue. Nämä raakaliuokset sisältävät tavallisesti valmistuksensa seurauksena noin 6-12 % vettä ja noin 8-12 % glykoleja. Näiden sivutuotteiden, erityisesti glykolien, poistaminen on mahdollista, mutta käytännössä kuitenkin tarpeetonta.

Mainitut ylimääräiset biosidiset vaikutusaineet voivat olla sekä orgaanisia insektisidejä, joista voidaan mainita pyret-roidi, orgaanisia fungisideja, joista voidaan mainita isotiat-soliini, tai epäorgaanisia suoj asuoloj a, kuten esimerkiksi kupari-, sinkki- tai boorisuoloja. Epäorgaanisia suoloja voidaan käyttää pääasiassa vesipitoisissa valmisteissa ja orgaani-• siä vaikutusaineta voidaan käyttää sekä vesipitoisissa että myöskin olennaisesti vedettömissä valmisteissa.

Keksinnön mukaisesti käytettyjä polymeerisiä, kvaternäärisiä ammoniumboraatteja voidaan laimentaa mielivaltaisesti vedellä, jolloin saadaan stabiileja mikroemulsioita, joissa emulgoitu-neiden, polymeeristen kvaternääristen ammoniumboraattien hiukkaset ovat pienempiä kuin puun kapillaarit. 5-25 paino-% use-ampiarvoisia alkoholeja, erityisesti polypropyleeniglykolia lisäämällä saadaan muodostumaan pääasiallisesti vesipitoisina valmisteina kirkkaita liuoksia, joiden tunkeutumissyvyys (3-4 mm mäntypuun tapauksessa) on parantunut upotus- ja kyllästysso- ;i iil i mu I i i si · 7 95362 vellutuksissa.

Näitä mi kroemuls i oi ta ja pääasiassa vesipitoisia valmisteita, jotka sisältävät 3-7 paino-% polymeeristä, kvaternääristä ammoniumboraattia, seoksen kokonaispainosta laskien, voidaan käyttää erityisesti tilapäiseen sinistyrnissuojaan. Niitä levitetään näissä sovellutuksissa tunnetuilla upotus-, ruiskutusta! sivelymenetelmillä.

Parantuneen tunkeutumissyvyytensä ansiosta näitä pääasiassa vesipitoisia valmisteita voidaan käyttää lisäksi ennalta ehkäisevään puunsuojaukseen vaaraluokissa, jotka eivät käsitä tai käsittävät maakosketuksen. Niitä voidaan käyttää tässä viimeksi mainitussa sovellutuksessa erityisesti silloin, kun liuos levitetään puuhun paineastiamenetelmällä.

Keksinnön mukaisten aineiden pääasiassa vedettömiä valmisteita saadaan siten, että tiivisteet liuotetaan johonkin liuottimeen tai edullisesti liuotinseokseen.

Edullinen liuotinseos koostuu korkeassa lämpötilassa kiehuvasta polyolikomponentista, kuten esimerkiksi polyetyleeniglyko-lista tai di- tai tripropyleeniglykolimetyylieetteristä, sekä osittain yhdestä tai useammasta matalassa lämpötilassa kiehuvasta liuottimesta kuten heksaanista, tolueenista, syklohek-saanista, klooriaikaaneista, ketoneista tai alemmista alkoholeista. Korkeassa ja matalassa lämpötilassa kiehuvia liuotin-komponentteja käytetään suhteessa 1:4- 1: 10.

Valmiit aineet sisältävät 3-5 paino-% polymeeristä kvaternääristä ammoniumboraattia eekä mahdollisesti muita insektisidejä ja fungisidejä sinänsä tyypillisinä pitoisuuksina.

Niitä voidaan käyttää siveltävinä aineina tai niitä voidaan levittää upotus- ja paineastiamenetelmillä. Kuvattuihin orgaanisiin liuottimiin liuotettujen, polymeeristen, kvaternää-risten ammoniumyhdisteiden suuren tunkeutumissyvyyden (yli 5 8 95362 mm normin DIN 52 162 mukaisesti) ansiosta keksinnön mukaisilla aineilla päästään, niihin muita biosidisia vaikutusaineita lisäämättäkin, hyvään puunsuojaukseen, erityisesti sinistys-sientä ja Basidiomycetes-organismeja vastaan.

Esimerkki 1

Lasiautoklaaviin, jonka tilavuus oli 1 1, laitettiin ensin 194.4 g (0,80 mol) seosta, joka koostui 9,6 %: sta (n/n) oktyy- liamiinia, 89 %: sta (n/n) dioktyyliamiinia ja 1,4 %: sta (n/n) trioktyyliamiinia (amiiniluku 230, 9), sekä 49,4 g (0,80 mol) vedetöntä boorihappoa, ja seos kuumennettiin sekoittaen 80 C: n lämpötilaan. Tällä tavalla nestemäiseksi muuttuneeseen reaktioseokseen lisättiin 2, 5 tunnin aikana, sisälämpötilan ollessa 80-100 C, 158 ml (3,20 mol) nestemäistä etyleenioksi-dia siten, ettei sisäpaine ylittänyt arvoa 460 kPa. Tämän lisäyksen päätyttyä reaktion annettiin edetä vielä 6 tuntia. Tämän ajanjakson jälkeen paine oli pudonnut arvoon 40 kPa.

Tällä 25 C: ssa nestemäisellä ja homogeenisella reaktiotuotteella saatiin seuraavat tunnusomaiset analyysiarvot: viskositeetti (Haake RV 12, 25 *C, 25 *C, D=21 s-1): 39 Pa-s; vesi (K. Fischer): 10 % (m/m); etyleeniglykoli: 7, 4 % (m/m); diety- leeni glykoli: 3,3 % (m/m); trietyleeni glykoli: 1,7 (m/m); pH-arvo: 9,8. Etyleeni oksi di taseesta voitiin laskea tilastol liseksi arvoksi 3 moolia sitoutunutta etyleenioksidia typpi-ekvivalenttia kohden.

Esimerkki 2

Lasiautoklaaviin, jonka tilavuus oli 1 1, laitettiin ensin 194.4 g (0,80 mol) seosta, joka koostui 9,6 %: sta (n/n) oktyy- li amiini a, 89 %: sta (n/n) dioktyyliamiinia ja 1,4 %: sta (n/n) trioktyyliamiinia (amiiniluku 230, 9), sekä 49,4 g (0,80 mol) vedetöntä boorihappoa, ja seos kuumennettiin sekoittaen 80 *C: n lämpötilaan. Sitten reaktioseokseen lisättiin 2 tunnin aikana, sisälämpötilan ollessa 80-86 * C, 185,8 g (3,20 mol) 5 95362 nestemäistä propyleenioksidia, paineen ollessa alueella 140-280 kPa. Lisäyksen päätyttyä reaktion annettiin edetä vielä 12 tuntia 80-84 * C: n lämpötilassa. Tällöin saatiin nestemäinen, väritön, homogeeninen reaktiotuote, jolla saatiin seuraavat tunnusomaiset analyysiarvot: 117 mPa^s; vesi 9,0 %; propy- leeniglykoli: 2, 1 %; dipropyleeniglykoli: 3, 2 %; tripropy- leeniglykoli: 1,0 %. Propyleenitaseesta voitiin laskea tilas tolliseksi arvoksi 2, 6 mol sitoutunutta propyleenioksidia typpi ekvivalentti a kohden.

Esimerkki 3

Lasiautoklaaviin, jonka tilavuus oli 1 1, laitettiin ensin 253, 8 g (0,5 mol) dipalmityyli/distearyyliamiinia [sisälsi prim, amiineja 5,4 % (n/n), sek. amiineja 91,0 % (n/n), tert. amiineja 3, 6 % (n/n); amiiniluku 110, 5 ] ja 30, 9 g (0, 5 mol) vedetöntä boorihappoa, seos kuumennettiin sekoittaen 80 *C:n lämpötilaan ja siihen lisättiin tämän jälkeen 82-88 C:n lämpötilassa 4,5 tunnin aikana nestemäistä etyleenioksidia (197,5 ml/176,2 g; 4,0 mol), jolloin paine nousi suurimmillaan arvoon 440 kPa. Lisäyksen päätyttyä reaktion annettiin edetä vielä 16 tuntia 85-95 ’ C: n lämpötilassa, minkä jälkeen reaktio keskey tettiin. Tällöin saatiin heikosti keltainen, homogeeninen, nestemäinen reaktioseos, jolla saatiin seuraavat tunnusomaiset analyysiarvot: viskositeetti 7,0 Pa*s; vesi 3, 1 %; etyleeni- glykoli 5, 1 %; di etyl eeni glykoli 4, 5 %, trietyleeniglykoli 6, 5 %, pH-arvo 9,6. Etyleenioksiditaseesta voitiin laskea tilastolliseksi arvoksi 4, 80 mol kemiallisesti sitoutunutta etylee — nioksidia typpiekvivalenttia kohden.

.. Esimerkki 4 • «

Lasiautoklaaviin, jonka tilavuus oli 1 1, laitettiin ensin 136,5 g (0,40 mol) kovetetun talirasvan aikyyli-hydroksietyyli -metyyli amiini a (amiiniluku 149,4) ja 24,7 g (0,40 mol) vedetöntä boorihappoa, seos kuumennettiin 80 C: n lämpötilaan ja sitten siihen lisättiin 1,5 tunnin aikana 79 ml (70,5 g, 10 95362 1.60 mol) nestemäistä etyleenioksidia, jolloin sisälämpötila nousi arvoon 88-92 *C (eksoterminen reaktio). Lisäyksen aikana paine oli suurimmillaan 280 kPa. Lisäyksen jälkeen reaktion annettiin edetä vielä 7 tuntia 80-84 *C: n lämpötilassa, minkä jälkeen reaktio keskeytettiin. Tällöin saatiin tummankeltainen, nestemäinen, homogeeninen reaktioseos, jolla saatiin seuraavat tunnusomaiset analyysiarvot: viskositeetti 1,4 Pa-s; vesi 7,5 %; etyleeniglykoli 7,5 %; dietyleeniglykoli 1,1 %; trietyleeniglykoli 0, 9 %; pH-arvo 9, 7. Etyleenioksiditaseesta voitiin laskea tilastolliseksi arvoksi 3,0 mol kemiallisesti sitoutunutta etyleenioksidia typpiekvivalenttia kohden.

Esimerkki 5

Lasiautoklaaviin, jonka tilavuus oli 1 1, laitettiin ensin 136,5 g (0,40 mol) kovetetun talirasvan alkyyli-hydroksietyy-li-metyyli amiini a (amiiniluku 149,4) ja 24,7 g (0,40 mol) vedetöntä boorihappoa, seos kuumennettiin 80 ' C: n lämpötilaan ja sitten siihen lisättiin 1,5 tunnin aikana 104,3 ml (92,9 g, 1.60 mol) nestemäistä propyleenioksidia, jolloin sisälämpötila nousi arvoon 88 C. Lisäyksen aikana paine oli suurimmillaan 280 kPa. Lisäyksen jälkeen reaktion annettiin edetä vielä 16 tuntia 80-86 *C:n lämpötilassa, minkä jälkeen reaktio keskey tettiin. Tällöin saatiin vaaleankeltainen, homogeeninen, viskoosi reaktioseos, jolla eaatiin seuraavat tunnusomaiset ana-lyysiarvot: viskositeetti 20,6 Pa-s; vesi 6,1 %; propyleeni- glykoli 4, 0 %; di propyl eeni glykoli 4, 0 %; tripropyleeni glykoli 0,5 %; pH-arvo 9,4. Propyleenioksiditaseesta voitiin laskea tilastolliseksi arvoksi 3,2 mol kemiallisesti sitoutunutta propyleenioksidia typpiekvivalenttia kohden.

Esimerkki 6

Lasiautoklaaviin, jonka tilavuus oli 1 1, laitettiin ensin 105,3 g (0,80 mol) oktyyli amiini a (amiiniluku 428) ja 49,4 g (0,80 mol) vedetöntä boorihappoa, seos lämmitettiin 80 *C:n lämpötilaan ja sitten siihen lisättiin, sisälämpötilan ollessa 11 95362 80-103 ' C, 3,5 tunnin aikana 316 ml (281,9 g, 6,40 mol) neste mäistä etyleenioksidia, jolloin suurin saavutettu paine oli 560 kPa. Lisäyksen jälkeen reaktion annettiin edetä vielä 5 tuntia 80 *C:n lämpötilassa, minkä jälkeen reaktio keskeytet tiin. Tällöin saatiin tumman keltainen, erittäin viskoosi, homogeeninen reaktioseos, jolla saatiin seuraavat tunnusomaiset analyysiarvot: viskositeetti 64,2 Pa-s; vesi 9,0 %; ety- leeniglykoli 7, 3 %; dietyleeniglykoli 3, 8 %; trietyleeniglykoli 3, 6 %, pH-arvo 10, 1. Etyleenioksiditaseesta voitiin laskea tilastolliseksi arvoksi 3, 15 mol kemiallisesti sitoutunutta etyleenioksidia typpiekvivalenttia kohden.

Esimerkki 7

Lasiautoklaaviin, jonka tilavuus oli 1 1, laitettiin ensin seos, joka sisälsi 95, 80 g (0,80 mol) N-metyyli-dietanoli-amiinia ja 49, 40 g (0,80 mol) boorihappoa 51 g: ssa isopropanolia, seos kuumennettiin 80 ' C: n lämpötilaan ja siihen lisät tiin 80-93 * C: n lämpötilassa 4,5 tunnin aikana 158 ml (141 g, 3,20 mol) nestemäistä etyleenioksidia, paineen ollessa 80-460 kPa. Lisäyksen jälkeen reaktion annettiin edetä vielä 5 tuntia (84-85 * C), minkä jälkeen reaktio keskeytettiin. Tällöin saatiin tumma, erittäin viskoosi, homogeeninen reaktioseos, jolla saatiin seuraavat tunnusomaiset analyysiarvot: viskositeetti .. 71,6 Pa-s; vesi 16,4 %; etyleeni glykoli 6,3 %; di etyleeni gly koli 1,0 %; trietyleeniglykoli 0,7 %; pH-arvo 10,1. Etyleenioksiditaseesta voitiin laskea tilastolliseksi arvoksi 3,55 mol kemiallisesti sitoutunutta etyleenioksidia typpiekvivalenttia kohden.

Esimerkki 8

Lasiautoklaaviin, jonka tilavuus oli 1 1, laitettiin ensin 114,2 g (0,30 mol) N-kov. -talialkyyli-N, N-bis (3-aminopropyy-li)amiinia (ekvivalentti amiiniluku 432) ja 55,8 g (0,90 mol) boorihappoa 30,7 g:ssa 2-propanolia, seos kuumennettiin 80 ’ C: n lämpötilaan ja sitten siihen lisättiin 80-90 ‘C:n sisä- 12 95362 lämpötilassa 2 tunnin aikana, 80-320 kPa: n paineessa 118,5 ml (105,7 g, 2,40 mol) etyleenioksidia. Lisäyksen jälkeen erittäin suuren viskositeetin pienentämiseksi seokseen lisättiin vielä 30,7 g 2-propanolia ja reaktion annettiin edetä vielä 10 h 80-85 'C:n lämpötilassa. Tällöin saatiin keltainen reaktio-seos, jolla saatiin seuraavat tunnusomaiset analyysiarvot: viskositeetti 43,9 Pa*s; vesi 6,0 %; etyleeniglykoli 9,4 %; dietyleeniglykoli 8, 7 %; tri etyleeni glykoli 2, 9 %; pH-arvo 9, 5. Etyleenioksiditaseesta voitiin laskea tilastolliseksi arvoksi 2,7 mol kemiallisesti sitoutunutta etyleenioksidia typ-piekvivalenttia kohden.

Esimerkki 9

Lasiautoklaaviin, jonka tilavuus oli 1 1, laitettiin ensin 231,2 g (0,80 mol) seosta, joka koostui 8,7 %: sta (n/n) dekyy-liamiinia, 90,7 %: sta (n/n) didekyyliamiinia ja 0,6 t: sta (n/n) tridekyyliamiinia (amiiniluku 194,1), sekä 49,5 g (0,80 mol) boorihappoa, seos kuumennettiin 105 ’ C: n lämpötilaan ja siihen lisättiin tämän jälkeen 110-125 *C: n sisälämpötilassa 2,5 tunnin aikana 158 ml (141 g, 3,20 mol) etyleenioksidia, jolloin paine saavutti arvon 120-480 kPa. Lisäyksen jälkeen reaktion annettiin vielä jatkua 12 tuntia 120 *C: n lämpötilassa, minkä jälkeen reaktio keskeytettiin. Tällöin saatiin vaaleankeltainen, homogeeninen reaktioseos, jolla saatiin seuraavat tunnusomaiset analyysiarvot: viskositeetti 3, 1 Pa-s; vesi 7, 3 %; etyleeni glykoli 7, 2 %; dietyleeniglykoli 10, 9 %; trie- tyleeniglykoli 4, 6 %; pH-arvo 9, 0. Etyleenioksiditaseesta voitiin laskea tilastolliseksi arvoksi 1, 8 mol kemiallisesti sitoutunutta etyleenioksidia typpiekvivalenttia kohden.

Esimerkki 10

Lasiautoklaaviin, jonka tilavuus oli 1 1, laitettiin ensin 263,9 g (0,70 mol) didekyyliamiinia + 1,8 mol etyleenioksidia (puhtaus 95 %) sekä 43,3 g (0,70 mol) vedetöntä boorihappoa, ja seos kuumennettiin sekoittaen 80 *C: n lämpötilaan. Sitten

Iti I «llll I 1 I Id i 13 95362 seokseen lisättiin 74-90 ‘ C: n sisälämpötilassa 2,5 tunnin aikana 138,2 ml (123,3 g, 2,80 mol) nestemäistä etyleenioksi-dia. Lisäyksen aikana paine oli 100-420 kPa. Lisäyksen jälkeen reaktion annettiin jatkua vielä 8 tuntia 84-86 C:ssa (paine reaktion päätyttyä: 20 kPa), minkä jälkeen reaktio keskeytet tiin. Tällöin saatiin keltainen, homogeeninen, viskoosi reak-tioseos, jolla saatiin seuraavat tunnusomaiset analyysiarvot: viskositeetti 29,7 Pa^s; vesi 4,9 %; etyleeniglykoli 6,5 %, dietyleeniglykoli 4,1 %; trietyleeniglykoli 3,5 %; pH-arvo 9, 9. Etyleenioksiditaseesta voitiin laskea tilastolliseksi arvoksi 2,5 mol kemiallisesti sitoutunutta etyleenioksidia typ-piekvivalenttia kohden.

Esimerkki 11

Lasiautoklaaviin, jonka tilavuus oli 1 1/ laitettiin ensin 1734 g (6,0 mol) seosta, joka koostui 8,7 %: sta (n/n) dekyyli-amiinia, 90,7 %: sta (n/n) didekyyliamiinia ja 0,6 %: sta (n/n) tridekyyliamiinia (amiiniluku 194), sekä 371 g (6,0 mol) vedetöntä boorihappoa, ja seos sekoitettiin sekoittaen 75-80 C: n lämpötilaan. Sitten siihen lisättiin 80-88 *C:n sisälämpöti lassa 4,5 tunnin aikana 1185 ml (1057 g, 24 mol) nestemäistä etyleenioksidia siten, ettei sisäpaine ylittänyt arvoa 500 kPa. Lisäyksen jälkeen reaktion annettiin jatkua vielä 10 tuntia 75-80 * C: n lämpötilassa. Tämän ajanjakson aikana paine • putosi arvoon 60 kPa. Tällä tavalla saatiin 25 C: n lämpöti lassa erittäin viskoosi, heikosti keltainen, homogeeninen reaktioseos, jolla saatiin seuraavat tunnusomaiset analyysiarvot: viskositeetti 96 Pa-s; vesi 6,9 %; etyleeni glykoli 6,7 %; di etyleeni glykoli 2, 8 %; trietyleeni glykoli 1, 9 %; pH-arvo 10, 1. Etyleenioksiditaseesta voitiin laskea tilastolliseksi ’ arvoksi 3 mol kemiallisesti sitoutunutta etyleenioksidia typ- piekvivalenttia kohden.

95362

Esimerkki 12

Lasiautoklaaviin, jonka tilavuus oli 1 1, laitettiin ensin 188,5 g (0,5 mol) didekyyliamiinia +1,8 mol etyleenioksidia (puhtaus 95 %, amiiniluku 148,7) sekä 30,9 g (0,5 mol) vedetöntä boorihappoa, seos kuumennettiin 75 1C: n lämpötilaan ja sitten siihen lisättiin 75-86 ’C:n lämpötilassa 3 tunnin aikana 197,5 ml (176,2 g, 4 mol) etyleenioksidia, jolloin paine saavutti korkeintaan arvon 560 kPa. Lisäyksen jälkeen reaktion annettiin edetä vielä 7,5 tuntia 84-86 1 C: n lämpötilassa, minkä jälkeen reaktio keskeytettiin. Keltaisella, viskoosilla, homogeenisella reaktioseoksella saatiin seuraavat tunnusomaiset analyysi arvot: viskositeetti 8,0 Pa1s; vesi 3,2 %; etylee-niglykoli 5,3 %; dietyleeniglykoli 4,2 %; trietyleeniglykoli 6,2 %; pH-arvo 10,0. Etyleenioksiditaseesta voitiin laskea tilastolliseksi arvoksi 5,9 mol kemiallisesti sitoutunutta etyleenioksidia typpi ekvivalentti a kohden.

Esimerkki 13

Lasiautoklaaviin, jonka tilavuus oli 1 1, laitettiin ensin seos, joka sisälsi 206, 5 g (0,70 mol) didekyyliamiinia (amiiniluku 190,2) ja 43,3 g (0,70 mol) boorihappoa 42,4 g: ssa vettä, seos kuumennettiin 78 1C: n lämpötilaan, minkä jälkeen siihen lisättiin 78-88 'C:n lämpötilassa ja 80-340 kPa: n paineessa 2,5 tunnin aikana 138,2 ml (123,3 g, 2,80 mol) nestemäistä etyleenioksidia. Lisäyksen jälkeen reaktion annettiin vielä edetä 7 tuntia 80 'C:n lämpötilassa, minkä jälkeen reaktio keskeytettiin. Heikosti keltaisella, viskoosilla, homogeenisella reaktioseoksella saatiin seuraavat tunnusomaiset ana- : lyysiarvot: viskositeetti 3,8 Ρβ·ε; vesi 18 %; etyleeni glykoli 5, 4 %; dietyleeniglykoli 2, 3 %; tri etyleeni glykoli 1,4%; pH-arvo 10,0. Etyleenioksiditaseesta voitiin laskea tilastolliseksi arvoksi 3, 1 mol kemiallisesti sitoutunutta etyleenioksidia typpiekvivalenttia kohden.

I iu i uiiu i...» m is 95362

Esimerkki 14 Liuos, joka sisälsi 75 paino-% esimerkin 1 mukaista, teknistä laatua olevaa, polymeeristä, kvaternääristä ammoniumboraattia (PQAB) 15 paino-% polypropyleeniglykolia 10 paino-% isopropanolia laimennettiin vedellä useiksi eri näytteiksi, jotka sisälsivät yhdistettä PQAB 3, 4 ja 5 paino-%.

Mäntypuunäytteitä käsiteltiin upottamalla kukin näyte 1 minuutiksi kuhunkin näytteeseen.

PQAB: n tunkeutumistiheys, joka määritettiin normin DIN 52162 mukaisesti, oli 3 mm.

Aineen kyky toimia sinistyrnissuoja-aineena testattiin 3 kuukauden pituisessa kenttäkokeessa. Tällöin todettiin, että näyte, joka sisälsi 3 % yhdistettä PQAB, vastasi vertailunäy-tettä, joka sisälsi 2,5 % pentakloorifenoli-natriumia, eikä siinä todettu juuri lainkaan sieniesiintymiä, kun taas käsittelemätön näyte oli kontaminoitunut voimakkaasti sinistäjä- ja homesienillä.

• ·

Esimerkki 15

Mäntypuunäytteitä käsiteltiin siten, että ne upotettiin 1 minuutiksi valmistetta, joka sisälsi 5 paino-% esimerkin 1 mukaista yhdistettä PQAB

20 paino-% dipropyleeniglykolimonoetyylieetteriä 1, 5 paino-% permetriiniä 73, 5 paino-% teollisuusbensiiniä.

PQAB: n tunkeutumistiheys, joka määritettiin normin DIN 52162 mukaisesti, oli 5, 3 mm.

ie 95362 r ft Tämän valmisteen kyky toimia ennalta ehkäisevänä puunsuoja-aineena määritettiin sieni-itiöitä sisältävässä koekammiossa, 40 *C: n lämpötilassa, suhteellisen kosteuden ollessa 80 %.

Kolme kuukautta kestäneen kokeen jälkeen yhdessäkään valmisteella käsitellyssä puunäytteessä ei todettu sienikontami-naatiota.

Claims

1. Puun, puuta olevien materiaalien ja muiden selluloosa-pitoisten tuotteiden kyllästysaine, tunnettu siitä, että se sisältää polymeeristä kvaternääristä ammonium-boraattia, jota saadaan saattamalla yleisen kaavan I tai II R2 R4 R® Ri - (I); - A - (II) ^R3 R^ ^R7 mukaiset amiinit reagoimaan samanaikaisesti etyleeni- tai propyleenioksidin, jota käytetään 2-20 moolia, edullisesti 3-10 moolia, sekä boorihapon, boorihappoesterin tai boorihapon suolojen, joita käytetään 0,6-1,5 moolia, edullisesti 1 mooli (kulloinkin typpiekvivalentin yhtä moolia kohden), kanssa, j oi s s a kaavoi s s a R1 tarkoittaa Ce-Caa-alkyyliä tai Ce-Caa-alkenyyliä, tai mikäli R2 ja R3 tarkoittavat kaavan -(CaH.aO)xH tai -(CaHeOJxH : mukaisia ryhmiä, niin R1 voi tarkoittaa Ci-C^-alkyyliä, R2 tarkoittaa vetyä, Ci-Caa-alkyyliä tai ryhmää, jolla on kaava -(02Ηλ0)χΗ, -(CaHeOjxH tai -CHaCHaCHaNHa, R3 tarkoittaa vetyä tai ryhmää, jolla on kaava -(CaH*0)xH, -(CaHeOJxH tai -CHaCHaCHaNHa, R4 ja R® tarkoittavat Ci-C^-alkyyliä tai ryhmää, jolla on kaava -(CaH-aOjxH tai -(CaHeOJxH, rs j a R7 tarkoittavat ryhmää, jolla on kaava -(CaH-iOJxH tai -(C3H60)xH, A tarkoittaa ryhmää, jolla on kaava -(CHa)n-, -(CHaCHaOCHaCHa)^- tai -(CHaCHaNHCHaCHa)n, x tarkoittaa lukuja 1-55 ja n tarkoittaa kokonaislukua 1-20. 18 95362

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen aine, tunnettu siitä, että se sisältää muita biosidisia vaikutusaineita.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen aine, tunnettu siitä, että se on pääasiassa vesipitoinen liuos.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen aine, tunnettu siitä, että se on pääasiassa orgaanisessa liuottimessa oleva liuos.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen aine, tunnettu siitä, että se sisältää liuottimena polyoleja.

6. Patenttivaatimuksen 4 ja 5 mukainen aine, tunnettu siitä, että se sisältää liuottimena polypropyleeniglykolia.

7. Patenttivaatimuksen 4 ja 5 mukainen aine, tunnettu siitä, että se sisältää liuottimena dipropyleeniglykolimono- • metyyli eetteriä.

8. Patenttivaatimusten 1-3 mukaisen aineen käyttö tilapäiseen suojaukseen sini s tyrnistä vastaan.

9. Patenttivaatimusten 1-7 mukaisen aineen käyttö ennalta ehkäi s e vään puuns uo j auks een. 19 95362 φ