NO872404L - Vandig treimpregneringsmiddel. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører vandig impregneringsmiddel for tre eller trematerialer på basis av kombinasjoner av salter av forskjellige addukter av maleinsyreanhydrid på tørkende oljer oog/eller slike oljeoppbyggende umettede fettsyrer og/eller på hydroksy1 fr ie syntetisk fremstilte estere av disse fettsyrer med di- eller polyoler, idet kombinasjonsdeltager-ene adskiller seg ved forskjellig penetreringsforhold.

Tre eller trematerialer har i lengere tid blitt behandlet med forskjellige impregneringsmidler for å nedsette disse materialers tendens mot sopp-, bakterie- eller insektangrep samt mot innvirkning av svingningene av fuktighetsinnholdet. Slike trebeskyttelsesmidler som fortrinnsvis skal være utvaskbar- resp. diffusjonsfaste påføres enten direkte fra vandig emulsjon eller vandig oppløsning eller fra oppløs-ninger i organiske oppløsningsmidler. Eventuelt tilsettes for forbedring av fuktighetsregulerende virkning også vandige polymerdispersjoner eller alkydharpiksoppløsninger i oppløs-ningsmidler og/eller vann til impregneringen. Ved alle disse systemer er inntrengingsdybden av midlet i treet ikke tilstrekkelig til å sikre de ønskede effekter. Understøtt-ende tilsetninger som fuktemidler øker riktignok inntrengningsdybden, er imidlertid uheldige f.eks. med hensyn til utvaskbarheten eller fuktighetsreguleringen.

Fra DE 28 38 930 - C 2 resp. EP 0 137 126-A 1 er det kjente vandige impregneringsmidler for tre og trematerialer på basis av lavmolekylære dien(ko )polymerisater, som med tilsvarende modifisering overføres til en vannoppløselig form. Ifølge DE 28 38 930 - C 2 omsettes epoksyderte butadienpolymere med aminer og reaksjonsproduktene gjøres vannfortynnbare med saltdannelse med syrer. Den manglende tørking av disse produkter skal forbedres ifølge EP 0 137 126 -A 1 ved at man i stedet for det kationiske aminaddukt anvender karboksylerte dienpolymerisater, som gjøres vannf ortynnbare ved saltdannelse med baser.

Produkter på basis av dienpolymerisater viser riktignok ovenfor den tidligere kjente teknikkens stand fordeler med hensyn til inntrengningsdybden, en stor ulempe ligger imidlertid i en meget manglende klimabestandighet, hvorav det fremkommer en gråfarging av den impregnerte treoverflate. Dessuten har impregneringer på denne basis også etter tørking en uheldig lukt, som lar en anvendelse i lukkede rom ikke være gunstig.

Det ble nå funnet at man får impregneringer av utmerket kvaliet og optimal permanentvirkning, når impregneringsmidlet som bærer inneholder blandinger av utvalgte vannoppløselige salter av addukter av maleinsyreanhydrid til tørkende oljer og/eller til umettede fettsyrer ogg/eller deres hydroksylfrie estere resp. salter av tilsvarende addukthalvestere med monoalkoholer, idet blandingens komponenter erkarakterisertved en forskjellig inntrengningsdybde.

Oppfinnelsen vedrører følgelig vandige impregneringsmidler for tre eller trematerialer inneholdende et vannoppløselig bærermaterlal og trebeskyttelsesvirksomme stoffer samt i impregneringsteknikken vanlige tilsetningsstoffer, idet impregneringsmidlene erkarakterisert vedat det vannoppløse-lige bærermaterial består av blandinger av addukter av maleinsyreanhydrid på tørkende oljer og/eller på slike oljer oppbyggende umettede fettsyrer og/eller på hydroksylf rie syntetisk fremstilte estere av disse fettsyrer med di- eller polyoler, hvis anhydridstruktur er oppsluttet med vann og/eller fortrinnsvis ved monoalkoholer med 1 til 10 karbonatomer, og hvis ene syretall på 40 til 280 mg KOH/g tilsvarende karboksylgrupper delvis eller fullstendig er nøytrali-sert med baser med den forholdsregel at kombinasjonen minst inneholder en komponent med en penetreringsverdi , som definert i beskrivelsen, på mindre enn 2 timer og minst en andre komponent med en penetrer ingsverdi på mer enn 2,5 timer.

Som penetrer ingsverdi angis den tid som en 18#-ig vandig oppløsning av et kaliumsalt av adduktet krever, fullstendig å fukte en spesifisert filterplate (se nedenfor) av størrelse 50 x 100 mm, som står på smalsiden i et250 cm<5>begerglass, idet impregneringsoppløsningens mengde i begerglasset utgjør 25 g (f.eks. 60 min/100^). Overskrider denne tid 2,5 timer, angis den etter denne tid fuktede flate i prosent, (f.eks. 2,5 timer/80^). Den for fastleggelse av penetreringsverdien anvendte filterplate er et grovklarsiktfil ter, slik det anvendes i kunstharpiksindustrien. Etter fremstillerens angivelser (firam Seitz Filterwerke D-6550 Bad Kreuznach) består filterplaten av cellulose og krysotilfibre. Platen har en filtereffekt -4 (definert ved hjelp av en 10-delt skala: Verdi "1" skillegrense ca. 10 pm, verdi "10" skillegrense ca. 0,1 pm). Filtreringshastigheten angis med ca.

300 1 m~<2>min-<1>for vann ved 20° C og A p = 0,2 bar. Som hjelpeoppløsningsmiddel kan saltoppløsningen inneholde inntil maksimalt 20$ av en glykoleter, fortrinnsvis dietylenglykolmonoetyleter.

Blandingen av adduktsaltoppløsninger med forskjellige penetrasjonsverdi bevirker en ved den forskjellige inntreng-ingsdybde betinget fraksjonering og dermed en jevn fordelilng av impregneringen. Den skadedyrbek j empelsesvirkning , likeledes fuktighetsreguleringen, er dermed så vel gitt i nærheten av overflaten som også betinget ved høy inntreng-ingsdybde av den annen komponent, jevnt fordelt over et stort område i treets indre. Produktene krever bare små mengder av hj elpeoppløsningsmidler og har hverken ved påføring eller senesre noen uheldig lukt.

Penetrasjonsverdien kan bare i begrenset omfang bringes i forbindelse med viskositeten av det til adduktsaltet til-grunnliggende addukt, således at det i flertall av tilfellene ikke er mulig med noen forutsigelse av penetrasjonsevnen. Som adduktsalter anvendes for produktene ifølge oppfinnelsen partielt eller fullstendig med baser nøytraliserte tillagr-ingsforbindelser av maleinsyreanhydrid (MSA) til tørkende oljer og/eller til slike oljeoppbyggende umettede fettssyrer og/eller til hydroksylfrie syntetisk fremstilte estere av disse fettsyrer med di- eller polyoler. Anhydridstrukturen åpnes før nøytraliseringen ved omsetning med vann og/eller monoalkoholer med 1 til 10 C-atomer.

Til addusering anvendes naturlige tørkende oljer samt av naturlige oljer ved polymeri sasjon eller dehydrati sering bl.a. dannede produkter med et jodtall på minst 100. Fortrinnsvis inneholder disse oljer, som linolje, soyaolje eller dehydratisert rizinusolje i det vesentlige fettsyrer med isolerte dobbeltbindinger. Konjuenolje, som treolje bl.a. kan være inneholdt i underordnet grad. Konjuenoljer kan ved fremstillingen av adduktene tjene til oppfanging av rstene av ikke-addusert maleinsyreanhydrid.

De i disse oljer inneholdte umettede fettsyrer eller deres blandinger kan likeledes anvendes til addusering. Med disse utgangsstoffer fåes spesielt lavviskose addukter. Videre kan det også anvendes hydroksylfrie estere av disse syrer med dioler, som etylenglykol og dets homologer resp. de eter-gruppeholdige polymere av disse glykoler og med polyoler, som trimetyloletan eller -propan. Esterene må for en uklanderlig addusering av maleinsyreanhydridet være best mulig fri for uforestrede hydroksylgrupper.

Mengden av maleinsyreanhydrid i adduktene utgjør mellom 5 og 30 vekt-#, idet ved fettsyreestere ligger området fortrinnsvis mellom 10 og 25 vekt-#, fettsyrer mellom 20 og 30 vekt-56.

Anhydridstrukturene av adduktene hydrolyseres med vann, eventuelt i nærvær av katalysatorer, f.eks. et tertiært amin. Fortrinnsvis foregår åpningen av anhydridstrukturen ved halvesterdannelse med monoalkoholer med 1 til 10 karbonatomer. Spesielt fordelaktig er for foreliggende oppfinn-else addukthal vestere, som som monoalkoholkomponenter har glykolmonoeter, diglykolmonoeter eller triglykolmonoeter.

De forskjellige egenskaper av adduktforbindelsene kan oppnås ved tilsvarende valg (a) av olje- resp. fettsyrekomponentene, (b) av maleinsyreanhydridmengden og (c) ved typen av åpningen av anhydridringen.

For kombinasjonen ifølge oppfinnelsen anvendes så vel blandinger av høymaleiniserte fettsyreestere (20 til 25

vekt-# maleinsyreanhydrid) med lavmaleiniserte fettsyreestere (10 til 12,5 vekt-# maleinsyreanhydrid) eller tilsvarende blandinger av maleiniserte fettsyrer (25 til 30 vekt-# resp. 20 til 25 vekt-# maleinsyreanhydrid), som også blandinger av lavmaleinisesrte fettsyreestere og høymaleiniserte fettsyrer.

For oppnåelse av vannoppløseligheten nøytraliseres adduktforbindelsene alene eller allerede i blanding partielt eller fullstendig under saltdannelse med uorganiske eller organiske baser, som alkalihydroksyder, ammoniakk eller organiske aminer, fortrinnsvis tertiære eller sekundære aminer resp. alkanolaminer. Nøytraliseringsgraden er gitt ved stabiliten av den fortynnede vandige oppløsning.

Blandingen av komponentene kan varieres innen vide grenser. Fortrinnsvis skal kombinasjonen ligge i en ramme at hverken den godt penetrerende del alene eller den dårlig penetrerende alene utgjør mindre enn 30 vekt-# (referert til fastharpiks). Spesielt foretrukket er blandinger, hvori den godt penetrerende del utgjør 50 til 70 vekt-#.

Impregneringene inneholder ved siden av bærermaterialet, vannet og eventuelt hjelpeoppløsningsmidler, de vanlige trebeskyttelsesvirksomme stoffer, samt eventuelt pigmenter og hjelpestoffer, som hudhlndrlngsmidler, stabilisatorer, fuktemidler og lignende. Disse tilsetningsmidler samt formuleringen av impregneringer for forskjellige tre og trematerialer er kjent for fagfolk eller kan uttas av den angjeldende litteratur. Impregneringene overstrykes vanlig-vis etter tilstrekkelig tørketid med en trelasur.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av noen eksempler. Alle angivelser i deler eller prosenter refererer seg til vektenheter, hvis intet annet er angitt.

Fremstilling av maleinsyreadduktene:

ADD 1: 675 deler dehydratisert rizinusolje (DCO) og 225 deler linolje oppvarmes til 240°C under inertgass og holdes ved denne temperatur 1 time. Etter avkjøling til 200°C tilsettes 100 deler maleinsyreanhydrid (MSA) og temperaturen innstilles på 210°C. Etter ca. 4 timers reaksjonstid er MSA praktisk talt fullstendig bundet. Ved 100°C blandes blandingen med en blanding av 160 deler dietylenglykolmonobutyl-eter og 2 deler trietylamin (TEA) og reaksjsonen føres ved 100° C inntil et syretall på ca. 48 mg KOH/g. Blandingen fortynnes med dipropylenglykolmonometyleter (DPM) til et faststoffinnhold på 90$. Denne oppløsnings viskositet utgjør 1,09 Pa.s/20°C, penetreringsverdien 2,5 timer/88^.

Bestemmelsen av penetreringsverdien av adduktforbindelsene ADD 1 til ADD 10 gjennomføres på følgende måte: En vandig adduktsaltoppløsning fremstilles av den 90#-ige adduktoppløsning ved fortynning med 5 vekt-# (referert til fastharpiks) dietylenglykolmonoetyleter og tilsetning av en 50#-ig kaliumhydroksydoppløsning og vann, således at det fremkommer en 18%-ig oppløsning med en pH-verdi på 8,5 til 9,5. 25 g av denne oppløsning haes i et 250 ml begerglass (dia-meter ca. 6 cm) og i denne oppløsning innstilles en 100 x 50 mm stor filterplate av den i beskrivelsen spesifiserte type, f.eks. Seitz K 900 (Seitz Filterwerke, D-6550, Bad Kreuznach). Det bestemmes den tid, etter hvilken platen er fullstendig gjennomfuktet (angivelse: minutter/100%) resp. gjennomfuktningsgraden etter 2,5 timer (angivelse: 2,5 timer/% av flaten gjennomfuktet). Måle temperatur en utgjør 20 til 25°C.

ADD 2: Det fremstilles et DCO/linolje/MSA-addukt ifølge ADD 1. Etter fullstendig binding av MSA oppsluttes anhydridgruppene ved porsjonsvis tilsetning av 30 deler vann og 3 deler TEA ved 90 til 95°C i ca. 2 timer. Så snart syretallet har nådd ca. 85 mg KOH/g, fortynnes blandingen med DPM til et faststoffinnhold på 90$. Oppløsningens viskositet utgjør 3,71 Pa.s/20°C, penetreringsverdien 70 minutter/100%.

ADD 3: 975 deler DCO og 325 deler linolje omsettes, som angitt ved ADD 1, med 100 deler MSA inntil fullstendig binding av MSA. Ved 100° C tilsettes porsjonsvis 30 deler vann og 3 deler TEA og oppslutningsreaksjonen føres inntil et syretall på ca. 56 mg KOH/g. Blandingen fortynnes deretter med DPM til et f ast stof f innhold på 90%. Oppløsningens viskositet utgjør 1,41 Pa.s/20°C, penetreringsverdien 2,5 timer/60%.

ADD 4: Analogt ADD 1 fremstilles et addukt og oppsluttes ved 80 °C ved porsjonsvis tilsetning av en blanding av 35 deler metanol og 2 deler TEA og 1 times reaksjon ved 90°C. Produktets syretall utgjør 56 mg KOH/g. Blandingen innstilles med DPM på et f ast stof f innhold på 90%. Oppløsningens viskositet utgjør 1,64 Pa.s/20°C, penetreringsverdien 2,5 timer/97%.

ADD 5: 280 deler talloljefettsyre omsettes med 100 deler MSA ved 210°C inntil fullstendig binding av MSA. Ved ca. 90°C tilsettes porsjonsvis en blanding av 35 deler metanol og 2 deler TEA, og denne temperatur holdes inntil det er oppnådd et syretall på 245 mg KOH/g. Produktet har et faststoffinnhold på ca. 90%. Den 90%-ige oppløsnings viskositet i DPM utgjør 1,88 Pa.s/20°C, penetreringsverdien 30 minutter/100%.

ADD 6: Til 380 deler av det ifølge ADD 5 fremstilte ikke oppsluttede addukt settes en blanding av 162 deler dietylen-glykolmonobutyleter (BUDIGL) og 3 deler TEA og reaksjonen føres inntil et syretall på ca. 200 mg KOH/g. Produktet har et harpiksfastlegeme på 88%. Oppløsningens viskositet utgjør 0,71 Pa.s/20°C, penetreringsverdien 2,5 timer/88%.

ADD 7: Analogt ADD 1 fremstilles et addukt som oppsluttes ved 90 °C ved porsjonsvis tilsetning av en blanding av 144 deler teknisk nonanol og 2 deler TEA. Syretall ca. 47 mg KOH/g. Blandingen fortynnes til videreforarbeidelse med DPM til et faststoff innhold på 90%. Oppløsningens viskositet utgjør 0,99 pa.s/20°C, penetreringsverdien 2,5 timer/90%.

ADD 8: 868 deler linoljefettsyre forestres ved 230°C medl34 deler trimetylolpropan inntil et syretall på under 10 mg KOH/g. Etter avkjøling til 180°C tilsettes 100 deler MSA og adduseringen gjennomføres ved 210"C. Ved 100°C tilsettes en blanding av 160 deler BUDIG1 og 2 deler TEA og oppslutningen føres ved 100°C Inntil et syretall på ca. 45 mg KOH/g. Blandingen innstilles med DPM på 90%. Viskositet 0,79 Pa.s/20°C, penetreringsverdi 60 minutter/100%.

ADD 9: Analogt det som er beskrevet under ADD 1, fremstilles et addukt av 230 deler linolje, 70 deler dehydratisert rizlnusolje og 100 deler MSA og anhydridgruppene oppsluttes med respektivt 50 mol-% BUDIGL og 50 mol-% vann. Blandingen fortynnes med DPM til 90% faststoffinnhold. Viskositet 28,5 Pa.s/20°C, penetreringsverdi 2 timer/100%.

ADD 10: Et analogt ADD 9 fremstilt addukt oppsluttes med 100 mol-% vann og fortynnes med DPM på 90% faststoff innhold. Viskositet 520 Pa.s/20°C, penetreringsverdi 70 minutter/100%.

Eksempler 1 til 8:

Av adduktoppløsningene ADD 1 til ADD 10 fremstilles impreg-neringsoppløsninger som følger:

111 deler blanding av adduktoppløsninger, 90%-ig

10 deler kaliumhydroksydoppløsning, 50%-ig

10 deler dietylenglykolmonoetyleter

8 deler Kobolt-Sikkativ (1% metallinnhold)

2 deler hudhindringsmiddel (oksimbasis)

30 deler vann

blandes grundig og innstilles med vann til et faststoffinnhold på 15%. Før anvendelsen innstilles pH-verdien med K0H på 9 til 10. Det fremkommer opaleszente til svakt uklare oppløsninger.

Sammensetningene av adduktblandingene er sammenstilt i følgende tabell.

De ifølge eksemplene 1 til 8 fremstilte impregneringer appliseres ved strykning på grantreplater (300 x 150 x 20 mm). Alle plater overstrykes etter 24 timer med en handels-vanlig trelasur. Prøveplatene viser etter en fri klimapå-virkning på 6 måneder ingen vesentlig endring av overflaten resp. rissdannelse.

Ved sammenlignende forsøk under utelukkelse anvendelse av adduktoppløsningene ADD 1 og 3 resp. ADD 5 og 8 viste det seg ved de dår 1igpenetrerende typer ved samme prøve begynnende rissdannelse resp. ved de godtpenetrerende typer forvitring av overflaten.

Claims (7)

1. Vandig impregneringsmiddel for tre eller trematerialer inneholdende et vannoppløselig bærermaterial og trebeskyttelsesvirksomme virksomme stoffer samt i impregneringsteknikken vanlige tilsetningsstoffer, karakterisert ved at det vannoppløselige bærermaterial består av blandinger av addukter av maleinsyreanhydrid til tørkende oljer og/eller til slike oljeoppbyggende umettede fettsyrer og/eller til hydroksylfrie syntetisk fremstilte estere av disse fettsyrer med di- eller polyoler, hvis anhydridstrukturer er oppsluttet med vann og/eller fortrinnvis ved monoalkoholer med 1 til 10 karbonatomer og hvis ene syretallpå 40 til 280 mg KOH/g tilsvarende karboksylgrupper er delvis eller fullstendig nøytralisert med baser med den forholdsregel at kombinasjonen minst inneholder en komponent med en penetreringsverdi, som definert i beskrivelsen, på mindre enn 2 timer og minst en andre komponent med en penetreringsverdi på mer enn 2,5 timer.

2. Vandig impregneringsmiddel ifølge krav 1, karakterisert ved at adduktene i det vesentlige baserer på fettsyrer eller fettsyrerester med isolerte dobbeltbindinger.

3. Vandig impregneringsmiddel ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at adduktene i underordnet grad har fettsyrer eller fettsyrerester med konjugerte dobbeltbindinger.

4. Vandig impregneringsmiddel ifølge krav 1 til 3, karakterisert ved at adduktene har en mengde av maleinsyreanhydrid på 5 til 30 vekt-%, fortrinnsvis på 10 til 25 vekt-% ved fettsyreestere og 20 til 30 vekt-% ved fettsyrer.

5. Vandig impregneringsmiddel ifølge krav 1 til 4, karakterisert ved at enten den godt penetrerende del eller den dårlig penetrerende del minst utgjør 30 vekt-% av kombinasjonen.

6. Vandig impregneringsmiddel ifølge krav 1 til 5, karakterisert ved at den godt penetrerende del foreligger i kombinasjon i en mengde på 50 til 70 vekt-%.

7. Anvendelse av det vandige impregneringsmiddel ifølge krav 1 til 6 som grunningsmaterial for en trebeskyttelsesoppbygging, eventuelt sammen med en trelasur.