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Bindemittel zur Herstellung von Holzwerkstoffen Die Erfindung betrifft
Bindemittel zur Herstellung von Holzwerkstoffen, die widerstandafähig gegen den
Befall von Mikroorganismen sid.
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Zur Herstellung von Holzwerkstoffen, wie Sperrholz- und Spanholzplat-ten,
werden vor allem Bindemittel auf der Grundlage von Phenoplaatharzen verwendet. Um
Holzwerkstoffe zu erhalten, die widerstandsfähig gegen Befall bestimmter Mikroorganismen
sind, setzt man den Bindemitteln Holzschutzmittel zu, die sich während oder nach
dem Herstellangsvorgang des Werkstoffes in der Holzsubstanz verteilen.
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Von den synthetischen Holzleimen auf der Basis von Phenoplasten eignen
sich besonders die als Holzleim üblichen Ühenol-Formaldehyd-Kondensate. Diese synthetischen
Harze liegen in wäßriger Losung oder Dispersion vor. Zur Herstellung von Holzwerkstoffen
verwendet man üblicherweise solche wäßrigen Lösungen bzw. Dispersionen, die 20 bis
75 Gew.% der synthetischen Harze enthalten.
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Zur Herstellung von Holzwerkstoffen werden solche Mengen an Bindemittel
verwendet, daß die im Bindemittel enthaltene Harzmenge der zur Herstellung von Holzwerkstoffen
üblicherweise gebräuöhlichen Mengen entspricht. So verwendet man beispielsweise
zur Herstellung von Sperrholz solche Mengen des Bindemittels, daß 50 bis 12G g Harz
(fest) pro m2 Leimfläche entfallen. Spanplatten werden mit solchen Mengen Bindemittel
hergestellt, daß auf atro Späne 5 bis 15 Gew.% Harz (fest) kommen.
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Es ist bekannt, daß das N-Nitroso-N-cyclohexylhydroxylamin und seine
Salze eine gute fungizide Wirkung haben.
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Es wurde gefunden, daß ein Bindemittel für Holzwerkstoffe auf der
Grundlage eines Phenol-Formaldehyd-Kondensationsproduktes, das ein Alkalihydroxid,
ein llydroxy-Anionen bildendes. Metallhydroxid
und ein Alkali-
oder Ammoniumsalz des N-Nitroso-N-cyclohexylhydroxylamins enthält, eine gute fungizide
Wirkung hat.
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Unter Alkalisalzen sind das Natrium- und das Kaliumsalz zu verstehen.
Das Kaliumsalz wird wegen seiner guten Löslichkeit bevorzugt.
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tas Kaliumsalz des N-Nitroso-N-cyclohexylhydroxylamins ist in den
mit Hilfe von Alkalihydroxid hergestellten Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukten
gut löslich. Unter Alkalihydroxid sind das Natrium- und das Kaliumhydroxid zu verstehen.
Die mit Kaliumhydroxid hergestellten Phenol-Pormaldehyd-Kondensationsprodukte werden
bevorzugt.
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Unter einem Hydroxo-Anionen bildenden Metallhydroxid verstehen wir
ein mit Alkalihydroxid beispielsweise Zn (OH)3-, Cr(OH)4-, Pb(OH)3-, Sn(OH)3- und
vorzugsweise Aluminiumhydroxoanionen bildendes Metallhydroxid. Selbstverständlich
kann man auch einzelne oder Mischungen der obengenannten Verbindungen durch Substanzen
ersetzen, die in der Lösung die entsprechenden Verbindungen ergeben. Beispielsweise
kann man ein Alkalisalz des N-Nitrosohydroxylamins durch eine Mischung aus N-Nitrosohydroxylamin
und Alkalihydroxid ersetzen oder die Mischung aus Alkalihydroxid und Aluminiumhydroxid
durch Alkalialuminat ersetzen.
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Die Menge des Alkalisalzes, das in dem mit Hilfe von Alkalihydroxid
hergestellten Phënol-Pormaldehyd-Kondeneatz enthalten ist, kann in weiten Grenzen
schwanken. Im allgemeinen enthält das Kondensatz 2,5 bis 12 Gew,ß, insbesondere
4 bis 6 Ges.%, Alkalisalze des N-Nitroso-N-cyclohexylhydroxylamins, berechnet auf
den Feststoffgehalt des Kondensates.
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Im allgemeinen verwendet man Alkali-Aluminat und das Alkali-oder Ammoniumsalz
des N-Nitroso-cyclohexylhydroxylamins in stöchiometrischen Mengen (Molverhältnis
1 : 3). Es ist Jedoch auch möglich, andere Mengenverhältnisse zu verwenden. Man
kann beispielsweise Je Gewichtsteile Alkali- oder Ammoniumsalz des N-Nitrosocyclohexylamins
etwa 1 bis 50 Gewichtsteile Alkalihydroxid und 1 bis 50 Gewichtsteile Metallhydroxid
verwenden.
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Das Holzbindemittel kann in der Weise hergestellt werden, daß in einer
ersten Stufe aus Phenol, Formaldehyd, Wasser, Metallhydroxid und Alkalihydroxid
ein Kondensat hergestellt und in einer zweiten Stufe das Alkalisalz des N-Nitroso-N-cyclohexylhydroxylamins
und gegebenenfalls weiteres Formaldehyd in diesem Kondensat fein verteilt wird.
Das so erhaltene -Holzbindemittel kann in üblicher Weise zum Binden von Holz oder
Holzteilen verwendet werden und verleiht den damit hergestellten Holzformkörpern
eine große Widerstandsfähigkeit gegen Pilzbefall.
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Die folgenden Beispiele erläutern die Herstellung und -Anwendung des
erfindungsgemäßen Holzbindemittels.
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Be-ispiel 1 In einem Glaskolben werden unter Rühren 588 Teile-(Gewichtsteile)
Phenol, 962 Teile 39-proz.- Formaldehyd und 94 Teile Wasser eingetragen. Hierzu
wird vorsichtig die Hälfte von 525 Teilen 50-proz. Kalilauge-, in der 22,5 Teile
Aluminiumhydroxid gelöst sind, zudosiert. -Na-oh jeder Zugabe wird die Reaktion
abgewartet bzw, gekühlt. Man kondensiert 1/2 Stunde- bei 60 bis 650C vor und setzt
anschieße'nd- vorsichtig die Restlauge zu.
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Durch Erhitzen auf Siedetemperatur wird die Kondensation fortgerührt.
bis der Beim eine Viskosität von 35 bis 40 sek. (DIN-Becher 4) erreicht hat. Man
kühlt auf 25 bis 300C ab und versetzt mit 232 Teilen 39-proz. (Gew.%) Formaldehydlösung
und 50 Teilen Kaliumsalz des N-Nitroso-cyclohexylhydroxylamins.
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Beispiel 2 In einem Kessel werden unter Rühren 126 Teile (Gewichtsteile)
Phenol und 248 Teile 40-proz. (Gew.%) wässerige Formaldehydlösung vorgelegt und
83 Teile 50-proz, wässerige KOH-Lösung so zudosiert, daß die Temperatur 70°C nicht
überschreitet. Nach Beendigung der Vorkondensation werden 33,5 Teile 50-proz. wässerige
KOH-Lösung, die 4,4 Teile Tonerde (65 % Al2O3) gelöst enthalten, zugegen und die
Mischung zur Hauptkondensation au Siedetemperatur aufgeheizt. Die Hauptkondensation
wird so lange fortgeführt,
bis der Leim eine Viskosität von ca.
40 sek. (DIN-Becher 4) erreicht hat. Man kühlt auf 25 bis 300C ab und versetzt mit
34,2 Teilen einer 30-proz. wäßrigen Lösung des Kaliumsalzes des N-Nitroso-cyclohexylhydroxylamins.
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Beispiel 3 Aus dem folgenden Beispiel geht hervor, daß durch die
Verwendung eines erfindungsgemäßen Beim-Pungizid-Gemisches die technologischen Eigenschaften
von Spanplatten nicht nachteilig beeinflußt werden.
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Verwendet wurde ein Kondensat, das, ähnlich wie im Beispiel 1 beschrieben,
hergestellt worden war, und zwar einmal mit eingearbeitetem Fungizid und einmal
ohne Fungizid.
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Holzzusammensetzung: Fichtenspäne Festharzdosierung: 9 c/o (Gew.)
auf atro Holz Festwachszugabe: 1 ß auf atro Holz Preßtemperatur: 1600C Preßzeit:
8 Min.
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Bei dieser Harzdosierung wurden zwangsläufig an Pungizid-Wirkstoff
0,35 % (Gew.%) eingebracht, bezogen auf atro Holz.
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Prüfergebnisse Probenbezeichnung Platte A Platte B (mit Fungizid)
(ohne Pungizid) Solldicke mm 18 18 Rohdichte kp/m3 606 602 Biegefestigkeit kp/cm2
304 306 Querzugfestigkeit kp/cm2 V 20 6,76 7,48 V 100 2,28 3,28 Quellung % n. 2
Std. 5,11 4,17 n. 24 " 13,31 11,86 Die Prüfung der Platten erfolgte nach DIN 52
360 bzw. DIN 68 761 B1.3.
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Beispiel 4 Das folgende Beispiel beweist, daß die unter Verwendung
des erfindungsgemäßen Bindemittels hergestellten Holzwerkstoffe auch nach einer
Wasserbehandlung (Auslaugung) gegen Pilzbefall geschützt bleiben. Zur Ermittlung
der Widerstandsfähigkeit gegenüber dem holzzerstörenden Pilz Coniophora cerebella
wurden in Anlehnung an die deutsche Norm DIN 52 176 (Prüfung von Holzschutzmitteln
- Mykologische Kurzprüfung) Spanplatten-Prüfkörper von der Größe 50 x 25 x 17 mm
in Glasschalen mit einem Durchmesser von 15 cm und einer Höhe von 3 cm auf einen
mit dem Pilz bewachsenen Biomalz-Nähragar aufgelegt und bei 22°C dem Pilzbewuchs
über einen Zeitraum von 12 Wochen ausgesetzt. Die Auslaugungsversuche wurden in
der Weise durchgeführt, daß die Prüfkörper (vor der Pilzbeanspruchung) in 1 Liter-Glasbechern
4 Wochen lang mit destilliertem Wasser behandelt wurden. Dabei wurde das Wasser
in den Glasbechern wöchentlich gewechselt und vor der ersten Behandlung wurde die
Luft aus den Spanplatten Prüfkörpern entfernt, um ein besseres indringefl des. Wassers
zu ermöglichen.
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Ausmaß der Entwicklung ton Coniophora cerebella nach .. Wochen auf
Prüfkörpern nach 0- und 4-wöchiger Vorbehandlung (Auslaugung) in destilliertem Wasser
ohne Vorbehandlung nach Vorbehandlung 2 4 8 12 2 4 8 12 Bindemittel 0 0 0 0 0 0
0 0 gemäß Beispiel 2 0,35 Fungizid im Formkörper ohne Fungizid 1 1 2 3 1 1 2 2 (Kontrolle)
In der Tabelle bedeuten: 0 Prüfkörper 1 Spuren einer Pilzentwicklung 2 stärkere
Pilzentwicklung 3 ungehemmte Pilzentwicklung (Prüfkörper total von Pilzmyzel überwuchert)