Verfahren zur Herstellung eines Holzschutzmittels
In der Holzschutztechnik werden bereits seit mehreren Jahren einige wasseilöstiche Holzschutz- salze beziehungsweise Holzschutzsalzgemische verwendet, denen man wasserlösliche organische Farbstoffe zusetzt. Der Zusatz derartiger wasserlöslicher organischer Farbstoffe hat den Zweck, die nach ihrer chemischen Zusammensetzung nicht gefärbten Holz scltutzsalze in Lösung derart anz.ufärben, dass die damit vorgenommene Behandlung von Holz zur Markierung bzw. Kontrolle farbig hervorsticht. Mithin dient der Zusatz solcher wasserlöslicher Farbstoffe lediglich der Behandlungskontrolle, denn die wasserlöslichen Kontrollfarbstoffe sind weder licht- noch wetterbeständig.
Chromat- und bichromathaltige fixierende Salzgemische, wozu die sogenannten U- und UA-Salztypen zählen, sind durch die Bichromatkomponente bereits in wässriger Lösung gelb bzw. orange gefärbt. Nach dem Eindringen der U- und UA-Salze in das Holz findet eine Fixierung zu schwerauslaugbaren Komplexen statt, wobei das Chromat bzw. Bichromat zum dreiwertigen Chromisalz reduziert wird, das mit Fluoriden unter Bildung schwerlöslicher Kryolithe, mit Arsenat unter Bildung schwerlöslicher Chromarsenate reagiert. Im Rahmen dieses Reduktionsvorgangs schlägt der ursprüngliche gelbe bzw. orangerote Farbton zu grün um.
Diese grüne Anfärbung des Holzwerks ist wenig ansprechend und nicht wetterbeständig. Die Atmosphärilien bewirken eine allmähliche uncharakteristische Vergrabung. Schwerauslaugbar werdende, d. h. fixierende Holzschutzsalze können mithin nicht mit wasserlöslichen Farbstoffen versetzt werden, um das Ziel zu erreichen, damit behandelte bewetterte Hölzer gleichzeitig mit einer dauerhaften Anfärbung zu versehen. Die Zugabe eines wasserlöslichen organischen Farbstoffes ist bei diesen Salzen nicht möglich, weil derartige Farbstoffe durch die Chromsäure bzw. deren Salze (als starke Oxidationsmittel) zerstört werden.
Es ist weiterhin vorgeschlagen worden, elektrolytbeständige Kunststoffdispersionen, z. B. solche auf Polyvinylacetat- oder Polymetacrylsäurebasis mit Holzschutzsalzlösungen (Fluoriden, Silikofluoriden, eventuell auch Holzschutzsalzkombinationen derartiger Fluorverbindungen mit Bichromaten und Arsenaten) zu kombinieren (vergleiche DAS Nr. 1131867), um bei ihrer Anwendung auf Holz eine oberflächliche Filmausbildung und Porenfüllung zu erreichen, die den Zweck hat, Wirkungsverluste durch Abspaltung von gasförmigen Wirkstoffen, insonderheit Flusssäure oder durch Auslaugung einzuschränken bzw. zu verhüten. Hierfür sind begreiflicherweise relativ hohe Kunststoffanteile für die Filmbildung und Porenfüllung erforderlich. Da jedoch der Fachwelt die Zerstörung der organischen Farbstoffe durch die Chromsäure bzw.
Bichromsäure oder deren Salz bekannt war, hat man davon abgesehen, solche Kombinationen, die einen verhältnismässig hohen Anteil an Hochpolymeren (mehr als 5 %, vorzugsweise etwa 10 %) enthalten, zusätzlich mit organischen Farbpigmenten zu versetzen, um farbige Anstriche zu erreichen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Holzschutzmittels zur Erzielung farbiger licht- und wetterbeständiger Imprägnierungen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass einem flüssigen Holzschutzmittel, enthaltend mindestens ein auslaugbeständiges Salz, eine elektrolytbeständige Kunststoffdispersion und ein organischer Pigmentfarbstoff zugesetzt werden.
Es war nicht vorauszusehen, dass gewisse feindisperse organische Pigmentfarbstoffe, vorzugsweise vom Typ der Monoazo- und der Phthalozyaninmetallkomplexpigmente in bichromathaltigen Salzlösungen chemisch beständig sind, und dass derartige geeignete organische Farbpigmente, vorzugsweise als Farbpaste eingesetzt, schon mit einem Mengenanteil von nur 0,5 % Paste, entsprechend etwa 0,25 m Pigment, bezogen auf die anwendungsfertige Holzschutzsalzlösung ausreichen, um eine intensive Helzanfärhung zu erzielen, für deren Fixierung an der Holzoberfläche schon ein Zusatz von nur 0.5 ao einer Kunststoffdispersion, beispielsweise Polyvinylacetat bzw.
Polyvinylpropionat, Polyacrylaten, Polyacrylsäureester und andere slich als ausreichend erwies, um auf diesem Wege eine licht- und wetterbeständige Anfärbung des Holzes zu erreichen. Diese Kunststoffdispersionen müssen gegen Säure und Oxidationsmittel beständig sein, weil die in den genannten Holzschutzmitteln enthaltenen sauren Alkalisalze der Fluss- und Chromsäure in wässriger Lösung pH-Werte zwischen 4 und 5 aufweisen und stark oxidierend wirken; die der Erfindung zugrunde liegenden Kombinationen von Holzschutzsalzen mit Farbpasten aus Farbpigmenten und Kunststoffdispersionen sind in der Lösung beständig. In einer solchen Kombination kann die Kunststoffdispersion mengenmässig im Bereich von 0,5 bis 5 m, vorzugsweise 1 bis 3 xn, bezogen auf die anwendungsfertige Holzschutzsalzlösung, eingesetzt werden.
Die organischen Farbpigmente werden in Mengen von etwa 0,1 bis etwa 1 Gewichtsprozent, vorzugsweise mit 0,2 bis 0,5 Gewichtsprozent bezogen auf die anwendungsfertige Holzschutzsalzlösung verwendet.
Offenbar kommt die wetterbeständige Anfärbung dadurch zustande, dass die als Bindemittel benutzten hochpolymeren Kunststoffteilchen die organischen wasserunlöslichen Farbpartikel umhüllen und auf der Holzfaser fixieren. Anderseits aber muss die Chromatkomponente chemisch an der Fixierung der Farbstoffe beteiligt sein, weil durch chromathaltige Salzgemische eine ungleich bessere Haltbarkeit der Anfärbung erzielt wird als durch fixierende Salzgemische anderer chemischer Zusammensetzung, beispielsweise auf der Grundlage von wasserlöslichem Pentachlorphenolnatrium. das durch saure Bestandteile im Holz als unlösliches Pentachlorphenol gefällt wird.
Es hat sich durch praktische Versuche ausserdem gezeigt, dass Borverbindungen enthaltende U- und UA-Salze in der Beständigkeit der Anfärbung auch normale U- und UA-Salze einschliesslich solcher mit stärkerem Säurecharakter (niedrigerem pH-Wert) übertreffen. Es wurde weiterhin festgestellt, dass die stärker gepufferten borfluoridhaltigen U- und UA-Salztypen gemäss DAS Nr. 1 019 817 gegenüber den bekannten U- und UA-Salztypen mit niedrigeren pH Werten ihrer Lösungen in Kombination mit der von uns beschriebenen Farbkomponente vorteilhafter sind, weil sie eine deutliche Farbvertiefung auf dem Holz neben der noch grösseren Beständigkeit der Anfärbung gewährleisten. Eine weitere speziell optische Verbesserung des Färbeffektes kann dadurch erreicht werden, dass der Farbpaste Wachse und/oder Paraffine und/oder hochsiedende Öle als Emulsion zugefügt werden.
Besonders vorteilhaft ist jedoch die Anwendung solcher Stoffe, die gegenüber der Kunststoffdispersion als Weichmacher wirken. So sind z. B. als Weichmacher Phthalate (unter anderem Alkyl- oder Arylphthalate in Verbindung mit Polyvinylacetatdispersionen) Alkyl Arylphosphate, Zitronensäureester, Oxybenzoesäureester usw. von besonderem Vorteil. Während man üblicherweise bei Kunststoffdispersionen Weichmacherzusätze bis zu etwa 20 m verwendet, wird ein ölglänzendes Aussehen der mit dem erfindungsgemässen Holzschutzmittel behandelten Hölzer durch höhere Weichmacherzugaben (etwa 40 bis 100 Gewichtsprozent bezogen auf die Kunststoffestanteile) erreicht. Besonders vorteilhaft ist ein Zusatz von 60 bis 90 Gewichtsprozent Weichmachern.
Die mit solchen aus Holzschutzsalzlösungen, Farbpasten und den letztgenannten Zusatzen bereiteten Mischungen behandelten Hölzer zeigen nach dem Trocknen ein farbvertiefendes ölglänzendes Aussehen, das einer Imprägnierung mit öligen Mitteln ähnlich wird.
Mit dem erfindungsgemäss erhaltenen Holzschutzmittel geltingt es somit, Hölzer und Holzwerkstoffe, die der Feuchtigkeit oder der Witterung ausgesetzt sind, z. B.
Lattenzäune, Holzschindeln und Verschalungen an Häusern, sowie Pikierkästen in Gärtnereien mit auslaugbeständigen Holzschutzsalzen zu imprägnieren und im selben Arbeitsgang licht- und wetterbeständig lasierend anzufärben. Der Vorteil dieser Anfärbung besteht darin, mit einem geruchlos auftrocknenden, im Gegensatz zu Teeröl nach der Verarbeitung nicht mehr schmutzenden salzartigen Imprägniermittel in einem Tauchgang eine einwandfreie Holzkonservierung und zugleich einen dauerhaften Farbeffekt zu erzielen. Diese Arbeitsweise hat somit gegenüber der Imprägnierung mit Teer öl viele anwendungstechnische Vorteile. Dem erfindungsgemäss erhaltenen Holzschutzmittel können zusätzlich insektizide und/oder feuerhemmende Stoffe und/oder Bakterizide bzw. Fungizide zugesetzt werden, soweit sie nicht in chromhaltigen Lösungen zerstört werden.
Beispiele 1. 5 Gewichtsteile Phthalocyanin-Braunpigment (etwa
50 S iger Feinteig)
21 Gewichtsteile Polyvinylacetat-Dispersion (etwa 60Sig)
9 Gewichtsteile Weichmacher (Phthalsäureester) für 965 Gewichtsteile einer 10 S igen U- oder UA-Salzlösung (U-Salzlösung= Holzschutzmittel auf der Basis von Verbindungen des 6-wertigen Chroms, z. B. Chromat und Bichromat und Fluorid bzw. Bifluorid.
UA-Salzlösungen = Holzschutzmittel auf der Basis von Verbindungen des 6-wertigen Chroms, z. B. Chromat und Bichromat und Arsenverbindungen, vorzugsweise Arsenate sowie Fluoride bzw. Bifluoride usw.).
2. 4 Gewichtsteilv Monoazo-Gelbpigment (etwa
50 S iger Feinteig)
16 Gewichtsteile Polyvinylpropionat-Dispersion (etwa 50 S ig)
7 Gewichtsteile Weichmacher (geblasenes Rizinus öl) für 973 Gewichtsteile einer 10 171 igen U- oder UA-Salzlösung, vorzugsweise einer Salzlösung gemäss DAS Nr. 1 019817.
3. 10,- kg eines Holzkonservierungsmittels, auf der Basis einer Mischung von Chromaten bzw. Bichromaten und Fluoriden bzw. Bifluoriden undloder Arsenaten gegebenenfalls auch Schwermetallverbindungen, vorzugsweise jedoch Holzkonservierungsmittel gemäss DAS Nr. 1 019 817 werden in 80 1 Wasser gelöst. Zu der Lösung des Holzschutzmittels wird eine Farblösung zugesetzt, die aus 3,5 kg einer Farbpaste (organisch wasserunlösliche Farbpigmente und Kunstharzdispersion) besteht und 6,5 1 Wasser. Die Farbpaste wird unter intensivem Rühren in 6,5 1 Wasser gelöst. Erst dann wird die Farblösung unter weiterem Rühren der Holzschutzmittellösung zugesetzt. Die gebrauchsfertige angefärbte Imprägnierlösung setzt kaum ab.
Bei längeren Imprägnierpausen empfiehlt es sich jedoch, die Ilmprägnierlösung vor dem Einlegen der Hölzer kurz aufzurühren.
Process for the production of a wood preservative
In wood protection technology, some water-soluble wood protection salts or wood protection salt mixtures to which water-soluble organic dyes are added have been used for several years. The purpose of adding such water-soluble organic dyes is to color the wood protective salts, which are not colored according to their chemical composition, in solution in such a way that the treatment of wood carried out with them for marking or control stands out in color. The addition of such water-soluble dyes therefore only serves to control the treatment, because the water-soluble control dyes are neither lightfast nor weatherproof.
Fixing salt mixtures containing chromate and bichromate, including the so-called U and UA salt types, are already colored yellow or orange in aqueous solution due to the bichromate component. After the U and UA salts have penetrated the wood, they are fixed to form complexes that are difficult to leach, whereby the chromate or bichromate is reduced to the trivalent chromium salt, which reacts with fluorides to form poorly soluble cryolites and with arsenate to form poorly soluble chromium arsenates. As part of this reduction process, the original yellow or orange-red color changes to green.
This green coloring of the woodwork is not very appealing and not weather-resistant. The atmospheric lilies cause a gradual uncharacteristic burial. Difficult to leach, d. H. Fixing wood protection salts can therefore not be mixed with water-soluble dyes in order to achieve the goal of simultaneously providing weathered wood treated with them with a permanent color. The addition of a water-soluble organic dye is not possible with these salts, because such dyes are destroyed by the chromic acid or its salts (as strong oxidizing agents).
It has also been proposed to use electrolyte-resistant plastic dispersions, e.g. B. to combine those based on polyvinyl acetate or polymetacrylic acid with wood protection salt solutions (fluorides, silicofluorides, possibly also wood protection salt combinations of such fluorine compounds with bichromates and arsenates) (compare DAS No. 1131867) in order to achieve a superficial film formation and pore filling when used on wood has the purpose of reducing or preventing loss of effectiveness due to the splitting off of gaseous active substances, in particular hydrofluoric acid or due to leaching. Understandably, this requires a relatively high proportion of plastic for film formation and pore filling. However, since experts believe that the organic dyes are destroyed by chromic acid or
Bichromic acid or its salt was known, it was decided not to add organic color pigments to those combinations which contain a relatively high proportion of high polymers (more than 5%, preferably about 10%) in order to achieve colored coatings.
The invention relates to a method for producing a wood preservative to achieve colored, lightfast and weather-resistant impregnations, which is characterized in that an electrolyte-resistant plastic dispersion and an organic pigment are added to a liquid wood preservative containing at least one leach-resistant salt.
It could not be foreseen that certain finely dispersed organic pigment dyes, preferably of the monoazo and phthalocyanine metal complex pigment type, would be chemically stable in salt solutions containing bichromate, and that such suitable organic color pigments, preferably used as color paste, already had a proportion of only 0.5% paste , corresponding to about 0.25 m pigment, based on the ready-to-use wood preservative salt solution, is sufficient to achieve an intensive Helzanfärung, for its fixation on the wood surface an addition of only 0.5 ao of a plastic dispersion, for example polyvinyl acetate or
Polyvinyl propionate, polyacrylates, polyacrylic acid esters and others have been found to be sufficient to achieve a light- and weather-resistant coloring of the wood in this way. These plastic dispersions must be resistant to acids and oxidizing agents because the acidic alkali metal salts of hydrofluoric and chromic acid contained in the wood preservatives mentioned have pH values between 4 and 5 in aqueous solution and have a strong oxidizing effect; the combinations of wood protection salts with color pastes made from color pigments and plastic dispersions on which the invention is based are stable in the solution. In such a combination, the plastic dispersion can be used quantitatively in the range from 0.5 to 5 m, preferably 1 to 3 × n, based on the ready-to-use wood protection salt solution.
The organic color pigments are used in amounts of about 0.1 to about 1 percent by weight, preferably 0.2 to 0.5 percent by weight, based on the ready-to-use wood preservative salt solution.
The weather-resistant coloring is apparently due to the fact that the high-polymer plastic particles used as binders envelop the organic, water-insoluble color particles and fix them on the wood fiber. On the other hand, however, the chromate component has to be chemically involved in the fixation of the dyes, because chromate-containing salt mixtures achieve a much better durability of the coloring than fixing salt mixtures with a different chemical composition, for example based on water-soluble pentachlorophenol sodium. which is precipitated as insoluble pentachlorophenol due to acidic components in the wood.
Practical tests have also shown that U and UA salts containing boron compounds also outperform normal U and UA salts, including those with a stronger acid character (lower pH value), in terms of staining resistance. It was also found that the more strongly buffered boron fluoride-containing U and UA salt types according to DAS No. 1 019 817 are more advantageous than the known U and UA salt types with lower pH values of their solutions in combination with the color component described by us, because they ensure a clear deepening of the color on the wood in addition to the even greater resistance of the staining. A further special optical improvement of the coloring effect can be achieved by adding waxes and / or paraffins and / or high-boiling oils as an emulsion to the color paste.
However, it is particularly advantageous to use substances which act as plasticizers in relation to the plastic dispersion. So are z. B. as plasticizers phthalates (including alkyl or aryl phthalates in conjunction with polyvinyl acetate dispersions), alkyl aryl phosphates, citric acid esters, oxybenzoic acid esters, etc. are of particular advantage. While plasticizer additives of up to about 20 μm are usually used in plastic dispersions, the wood treated with the wood preservative according to the invention has an oily appearance by adding more plasticizer (about 40 to 100 percent by weight based on the residual plastic). It is particularly advantageous to add 60 to 90 percent by weight of plasticizers.
The woods treated with such mixtures prepared from wood protection salt solutions, color pastes and the last-mentioned additives show, after drying, a color-deepening, oil-glossy appearance that is similar to impregnation with oily agents.
With the wood preservative obtained according to the invention, it is therefore true that woods and wood-based materials that are exposed to moisture or weathering, eg. B.
To impregnate picket fences, wooden shingles and cladding on houses, as well as prick boxes in garden centers with leach-resistant wood protection salts and to stain them with a light and weather-resistant glaze in the same operation. The advantage of this coloring is to use a salt-like impregnation agent that dries up odorless and, in contrast to tar oil, no longer dirties after processing, to achieve perfect wood preservation and a permanent color effect at the same time. Compared to impregnation with tar oil, this method of operation has many advantages in terms of application. Insecticidal and / or fire-retardant substances and / or bactericides or fungicides can additionally be added to the wood preservative obtained according to the invention, provided they are not destroyed in chromium-containing solutions.
Examples 1. 5 parts by weight of phthalocyanine brown pigment (approx
50 S iger fine dough)
21 parts by weight of polyvinyl acetate dispersion (about 60Sig)
9 parts by weight of plasticizer (phthalic acid ester) for 965 parts by weight of a 10 S igen U or UA salt solution (U salt solution = wood preservative based on compounds of hexavalent chromium, e.g. chromate and bichromate and fluoride or bifluoride.
UA salt solutions = wood preservatives based on compounds of hexavalent chromium, e.g. B. chromate and bichromate and arsenic compounds, preferably arsenates and fluorides or bifluorides, etc.).
2. 4 parts by weight of monoazo yellow pigment (approx
50 S iger fine dough)
16 parts by weight of polyvinyl propionate dispersion (about 50 SIG)
7 parts by weight of plasticizer (blown castor oil) for 973 parts by weight of a 10 171 strength U or UA salt solution, preferably a salt solution according to DAS No. 1 019817.
3. 10, - kg of a wood preservative based on a mixture of chromates or bichromates and fluorides or bifluorides and / or arsenates, if necessary also heavy metal compounds, but preferably wood preservatives according to DAS No. 1 019 817 are dissolved in 80 l of water. A color solution consisting of 3.5 kg of a color paste (organic water-insoluble color pigments and synthetic resin dispersion) and 6.5 l of water is added to the solution of the wood preservative. The color paste is dissolved in 6.5 l of water with vigorous stirring. Only then is the color solution added to the wood preservative solution with continued stirring. The ready-to-use colored impregnation solution hardly settles.
In the case of longer impregnation breaks, however, it is advisable to stir the impregnation solution briefly before inserting the wood.