SI23315A

SI23315A - Raztopina za zaĹˇÄŤito lesa

Info

Publication number: SI23315A
Application number: SI201000103A
Authority: SI
Inventors: Miha Humar; Franc Pohleven
Original assignee: KOĹ MERL Stojan
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2011-09-30
Also published as: RU2566195C2; SI23315B; RU2011110972A

Abstract

Raztopina za zaščito lesa je namenjena zaščiti lesa pred lesnimi škodljivci, oziroma predstavlja sredstvo za povečanje odpornosti lesa proti biotičnim in abiotičnim dejavnikom razkroja. Raztopina za zaščito lesa po predloženem izumu je sestavljena iz vodne raztopine amina, bakrove spojine, borove zmesi, kvartarne amonijeve spojine in karboksilne kisline, oziroma v posebno ugodnem primeru iz vodne raztopine etanolamina, bakrovega (II) hidroksida/bakrovega (II) karbonata, borove kisline, alkilbenzildimetil amonijevega klorida, oktanojske kisline, silanov in etilenglikola.

Description

Predmet predloženega izuma je kot vodna raztopina osnovano sredstvo za zaščito lesa pred lesnimi škodljivci in za izboljšanje odpornosti lesa proti biotičnim in abiotičnim dejavnikom razkroja.

Za zaščito lesa pri stiku z zemljo se praviloma uporablja zaščitne pripravke na osnovi bakra. Za izboljšanje vezave se jih kombinira z amini in karboksilnimi kislinami. Insekticidno delovanje pri tem tipu pripravkov se omogoči z dodatkom borovih spojin, zaščito pred na baker tolerantnimi izolati pa se zagotovi z dodatkom kvartarnih amonijevih spojin. Baker-aminski pripravki sicer zagotavljajo izvrstno vezavo v les, a se v praksi pojavljajo določene težave. Namreč, les smrekovine (Picea sp.) in macesna (Larix sp.) se najpogosteje uporablja v gradbene namene v zmernem podnebnem pasu Evrope in Azije. Težava pa leži v tem, da vodotopna zaščitna sredstva težko prodirajo v omenjeni les, ki se ga zato znatno težje impregnira. Nadalje se impregniran les po impregnaciji pogosto dodatno premaže s hidrofobnimi pripravki, kar pa pri obstoječih pripravkih za zaščito lesa predstavlja znatno težavo.

Raztopina za zaščito lesa po predloženem izum ponuja okoljsko sprejemljivo zaščito lesa pred najbolj pomembnimi glivami razkrojevalkami, vključno z belo rjo, vrste rdeče rje in izolati, odpornimi proti bakru. Poleg tega se lesu, zaščitenemu s tem zaščitnim sredstvom, poveča odpornost pred insekti (hišni kozliček) in termiti. Po drugi strani pa ta zaščitna raztopina ne vsebuje kroma ali arzena. Boljše prodiranje v les omenjene raztopine se da doseči s sredstvi, ki povzročijo nabrekanje celične stene. S tem se bistveno izboljša prodiranje pripravkov v les in omogoči boljšo zaščito lesa.

Baker zagotavlja zaščito pred najpomembnejšimi glivami razkrojevalkami, etanolamin in karboksilna kislina zagotavljata primerno vezavo, kvartarna amonijeva spojina in bor pa zagotavljata zaščito pred insekti, termiti in glivami, odpornimi proti bakru.

Les, impregniran z raztopino za zaščito lesa po izumu, se po impregnaciji pogosto dodatno premaže s hidrofobnimi pripravki. Z dodatkom hidrofobnih učinkovin v baker-aminske pripravke se poveča ekonomičnost zaščite lesa, saj se s tem dvostopenjski postopek spremeni v enostopenjski. Na tak način se izboljša delovanje samega pripravka za zaščito lesa in ekonomičnost postopka zaščite.

Sestava razropine za zaščito lesa po predloženem izumu je po dolgotrajnih laboratorijskih testiranjih optimizirana glede na dva kriterija in sicer zmanjšanje izpiranje bakra in povečanje učinkovitosti pred organizmi, ki uničujejo les (glive razgrajevalke, insekti in termiti).

Sredstvo za zaščito lesa, opisano v predloženem izumu, je vodna raztopina, ki jo sestavlja:

a) izbran amin,

b) izbrana bakrova sol,

c) izbrana borova sol,

d) izbran kobiocid iz skupine kvartarnih amonijevih spojin,

e) izbrana karboksilna kislina,

L

f) sredstvo, ki povzroča nabrekanje celične stene, in

g) hidrofobna učinkovina.

a) Za izdelavo raztopine za zaščito lesa po predloženem izumu se izbere amin iz skupine, sestoječe iz etanolamina, dietanolamina in trietanolamina.

Najboljše rezultate se je doseglo, kadar se je les impregniralo z zaščitno raztopino, sestoječo iz raztopine, kjer se kot vir amina uporabi etanolamin. Izpiranje bakrovih spojin je v kombinaciji z etanolaminom do desetkrat manjše kot pri uporabi dietanolamina oziroma trietanolamina.

b) Za izdelavo raztopine za zaščito lesa po predloženem izumu se izbere bakrovo sol iz skupine, ki jo sestavljajo bakrov oksid, bakrov hidroksid in bakrov sulfat pentahidrat.

Najboljšo vezavo bakra se dobi, ko se kot bakrovo sol uporabi bakrov (II) sulfat pentahidrat (CuSO₄ ^x5H₂O) ali bakrov hidroksid/karbonat.

c) Za izdelavo raztopine za zaščito lesa po predloženem izumu se uporabi borovo sol, ki jo izberemo iz skupine, sestavljene iz borove kisline, boraksa in dinatrijevega oktaborata tetrahidrata (Na₂B₈Oi3^x4H₂O). Te spojine so dobro znane kot insekticidi in fungicidi.

Najboljše rezultate se je doseglo z uporabo dinatrijevega oktaborata tetrahidrata ali borove kisline. Kombinacija te spojine z drugimi sestavinami rezultira v najboljših lastnostih, najboljši vezavi bakra in največji fungicidni učinkovitosti.

d) Za izdelavo raztopine za zaščito lesa po predloženem izumu se kot kobiocid uporabi kvartarno amonijevo spojino. Te spojine se že skoraj 20 let uporabljajo za zaščito lesa. V zadnjih letih je na trgu na voljo nekaj kombinacij kvartarne amonijeve spojine in bakra. Najbolj pomembna prednost te spojine je znaten fungiciden učinek. Poleg tega te spojine oblikujejo nove komplekse med bakrom, etanolaminom in kvartarno amonijevo spojino, kar se izrazi v izboljšani vezavi.

Skladno s tržno razpoložljivostjo in biološko učinkovitostjo se po predloženem izumu za pripravo raztopine za zaščito lesa izbere alkilbenzildimetil amonijev i klorid.

e) Za izboljšanje vezave bakra v tej raztopini za zaščito lesa, se tej vodni raztopini doda tudi karboksilne kisline. Za pripravo raztopine po predloženem izumu se karboksilno kislino izbere iz skupine, ki jo sestavljajo heksanojska kislina, oktanojska kislina in dekanojska kislina.

Najboljše rezultate se je doseglo, ko se je v raztopino za zaščito dodalo oktanojsko kislino. Oktanojska kislina ima hidrofoben učinek. Poleg tega ima tudi omejene fungicidne lastnosti. Dodajanje karboksilne kisline znatno zmanjša izpiranje bakra.

Izpiranje iz raztopine za zaščito, vsebujoče baker, etanolamin in oktanojsko kislino je primerljivo z izpiranjem iz lesa, obdelanega z baker-kromom (Tabela 1).

f) Da se omogoči čim boljše prodiranje omenjene vodne raztopine v les, je po izumu predvideno, da se omenjeni vodni raztopini doda tudi sredstvo, ki povzroča nabrekanje celične stene. Za pripravo raztopine po predloženem izumu se omenjeno sredstvo, ki povzroča nabrekanje celične stene, izbere iz skupine, ki jo predstavljajo glikoli ali amonijeve spojine.

g) Z namenom izboljšanja ekonomičnosti zaščite lesa je po izumu nadalje predvideno, io da se omenjeni vodni raztopini doda hidrofobno sredstvo. Predvideno je, da se omenjeni vodni raztopini doda hidrofobno učinkovino v obliki vodne emulzije voskov, montanskega voska, polietilenskih voskov, silanov, silikonov, siloksanov, olj, parafinskih emulzij.

Raztopina za zaščito na osnovi bakra	Izpran baker v %
bakrov (II) sulfat	45-55 %
bakrov (II) sulfat + etanolamin	6-15 %
bakrov (II) sulfat + etanolamin + dinatrijev oktaborat tetrahidrat + kvartarna amonijeva spojina	4-8 %
CCB	0,5-2%
bakrov (II) sulfat + etanolamin + dinatrijev oktaborat tetrahidrat + kvartarna amonijeva spojina + oktanojska kislina	1,1-2%
bakrov (II) sulfat + etanolamin + dinatrijev oktaborat tetrahidrat + kvartarna amonijeva spojina + oktanojska kislina + hidrofobno sredstvo	0,5-1%
bakrov (II) sulfat + etanolamin + dinatrijev oktaborat tetrahidrat + kvartarna amonijeva spojina + oktanojska kislina + sredstvo, ki povzroča nabrekanje celične stene	1-2,5%

Poleg tega je v raztopini za zaščito pomembno tudi molarno razmerje med bakrom in etanolaminom. To razmerje vpliva tako na ceno pripravka kot tudi na hitrost izpiranja bakra. V večini zaščit je molarno razmerje Cu : amin v raztopini manjše od 1 : 12.

Sprejemljiva baker-amin molarna razmerja so med 8 : 1 in 3 : 1. Na najboljše razmerje vpliva uporabljeni bakrov vir, kobiocidi in ostali dodatki. V splošnem velja, več dodatkov zahteva večje molarno razmerje med bakrom in amini. Najmanjše izpiranje bakra je ugotovljeno na vzorcih, impregniranih z vodno raztopino, ki vsebuje baker, bor, etanolamin in kvartarno amonijevo spojino, kjer je bilo razmerje med bakrom in aminom med 1 : 5 in 1 : 6. V raztopinah, kjer je bilo molarno razmerje nižje kot 1 : 4, se je baker oboril.

Najučinkovitejša sestava raztopine za zaščito lesa po predloženem izumu je vodna raztopina, sestoječa iz etanolamina, bakrovega (II) hidroksida/bakrovega (II) karbonata (1: 1), borove kisline, alkilbenzildimetil amonijevega klorida in oktanojske kisline, v naslednji sestavi:

a) etanolamin (E A), z molarnim razmerjem med bakrom in E A enako 1 : 6,

b) 1% Cu v obliki bakrovega (II) hidroksida/bakrovega (II) karbonata,

c) 0,5 % bora v obliki borove kisline,

d) 1% kvartarne amonijeve spojine v obliki alkilbenzildimetil amonijevega klorida,

e) oktanojska kislina, z molarnim razmerjem Cu : oktanojska kislina enako 1 : 1,

f) silanov, z masnim razmerjem Cu : vodoodbojna učinkovina 1: 0,5,

g) etilenglikol, z masnim razmerjem med Cu : etilenglikol 1: 2.

ali, izraženo v gramih posameznih sestavin v lOOOg raztopine za zaščito lesa

57,69 g etanolamina,

17,39 g bakrovega (II) hidroksida/bakrovega (II) karbonata,

22,6 g borove kisline,

ΙΙΟ,8 g alkilbenzildimetil amonijevega klorida,

11,35 g oktanojske kisline, g silanov, g etilenglikola.

Les, impregniran z raztopino za zaščito, pripravljeno po predloženem izumu, je pokazal zadostno odpornost pred 'vremenskimi vplivi. Ugotovljene so bile primerljive stopnje izpiranja bakra kot pri lesu, ki je bil impregniran z raztopinami, osnovanimi na bakerkromu. Poleg tega je bil les, impregniran z raztopinami, odporen proti večini pomembnih gliv razkrojevalk. Izguba mase pri impregniranih vzorcih, ki so bili izpostavljeni pisani ploskocevki (Trametes versicolor) in rjavi trohnobi (Serpula lacrymans, Antrodia vaillantii, Coniophora puteana), je bila zanemarljiva (eksperimenti so bili izvedeni v skladu s standardnimi postopki). Zanemarljiva izguba mase je bila ugotovljena tudi po izpostavitvi umetnim vremenskim pogojem. Prav tako pa to sredstvo ščiti les pred organizmi, ki so odporni proti bakru.

Les, impregniran z raztopino za zaščito lesa po predloženem izumu, je odporen tudi proti termitom (Kalotermes flavicolis).

Priprava zaščitnega sredstva 10

V reakcijsko komoro se natehta ustrezno količino etanolamina; nato se doda ^lA vode, čemur sledi še kvartarna amonijeva spojina. Ko se kvartarna amonijeva spojina raztopi, dodamo še U vode. V raztopino stresemo še bakrov sulfat in dinatrijev oktaborat tetrahidrat in dodamo še ¼ vode. Proti koncu se natehta še oktanojsko kislino in zadnjo U vode. Povsem na koncu se doda še hidrofobno sredstvo in/ali etilen glikol. Priprava te raztopine poteka pri sobni temperaturi ob stalnem mešanju.

Claims

1. Raztopina za zaščito lesa, ki je sestavljena iz vodne raztopine amina, bakrove soli, kvartarne amonijeve spojine, karboksilne kisline, borove soli, ki je izbrana iz

5 skupine, ki jo predstavljajo borova kislina, boraks in dinatrijev oktaborat tetrahidrat, sredstva, ki povzroča nabrekanje celične stene, in hidrofobne učinkovine.

2. Raztopina za zaščito lesa po zahtevku 1, kjer je amin izbran iz skupine, ki jo sestavljajo etanolamin, dietanolamin in trietanolamin.

io

3. Raztopina za zaščito lesa po kateremkoli od predhodnih zahtevkov, kjer je amin etanolamin.

4. Raztopina za zaščito lesa po kateremkoli od predhodnih zahtevkov, kjer je bakrova

15 sol izbrana iz skupine, ki jo sestavljajo bakrov oksid, bakrov (II) hidroksid/bakrov (II) karbonat in bakrov sulfat pentahidrat.

5. Raztopina za zaščito lesa po kateremkoli od predhodnih zahtevkov, kjer je bakrova sol bakrov (II) hidroksid/bakrov (II) karbonat.

6. Raztopina z,a zaščito lesa po kateremkoli od predhodnih zahtevkov, kjer je borova spojina borova kislina.

7. Raztopina za zaščito lesa po kateremkoli od predhodnih zahtevkov, kjer je kvartarna

25 amonijeva spojina alkilbenzildimetil amonijev klorid.

8. Raztopina za zaščito lesa po kateremkoli od predhodnih zahtevkov, kjer je karboksilna kislina izbrana iz skupine, ki jo sestavljajo heksanojska kislina, oktanojska kislina in dekanojska kislina.

9. Raztopina za zaščito lesa po kateremkoli od predhodnih zahtevkov, kjer je karboksilna kislina oktanojska kislina.

10. Raztopina za zaščito lesa po kateremkoli od predhodnih zahtevkov, kjer je sredstvo,

35 ki povzroča nabrekanje celične stene izbrano iz skupine, ki jo predstavljajo glikoli ali • · amonijeve spojine

11. Raztopina za zaščito lesa po zahtevku 10, kjer je sredstvo, ki povzroča nabrekanje celične stene etilenglikol.

12. Raztopina za zaščito lesa po kateremkoli od predhodnih zahtevkov, kjer je masno razmerje med bakrom in sredstvom, ki povzroča nabrekanje med 1: 0,25 in 1 : 5.

13. Raztopina za zaščito lesa po kateremkoli od predhodnih zahtevkov, kjer je hidrofobna učinkovina v obliki vodne emulzije voskov, montanskega voska, polietilenskih voskov, Silanov, silikonov, siloksanov, olj, parafinskih emulzij.

14. Raztopina za zaščito lesa po zahtevku 13, kjer je masno razmerje med bakrom in hidrofobno učinkovino v pripravku med 1 : 0,05 in 1: 10.

15. Raztopina za zaščito lesa, ki je sestavljena iz vodne raztopine etanolamina, bakrovega (II) hidroksida/bakrovega (II) karbonata, dinatrijevega oktaborata tetrahidrata, alkilbenzildimetil amonijevega klorida in oktanojske kisline.

16. Raztopina za zaščito lesa po zahtevku 15, kjer molsko razmerje med bakrom in etanolaminom leži med 1: 8 in 1: 4, prednostno pa med 1: 5 in 1: 6.

17. Raztopina za zaščito lesa po zahtevku 15, kjer 1000 g vodne raztopine za zaščito lesa vsebuje 57,69 g etanolamina, 17,39 g bakrovega (II) hidroksida/bakrovega (II) t

karbonata, 22,6 g borove kisline, 10,8 g alkilbenzildimetil amonijevega klorida, 11,35 g oktanojske kisline, 5 g Silanov in 20 g etilenglikola.