WO2006117159A1 - Wässrige, härtbare zusammensetzungen zum imprägnieren von lignocellulosematerialien - Google Patents

Wässrige, härtbare zusammensetzungen zum imprägnieren von lignocellulosematerialien Download PDF

Info

Publication number
WO2006117159A1
WO2006117159A1 PCT/EP2006/004015 EP2006004015W WO2006117159A1 WO 2006117159 A1 WO2006117159 A1 WO 2006117159A1 EP 2006004015 W EP2006004015 W EP 2006004015W WO 2006117159 A1 WO2006117159 A1 WO 2006117159A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wood
composition
polyalkylene ether
lignocellulosic material
hydroxymethyl
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/004015
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Arend Jouke Kingma
Franz Weingart
Holger Militz
Andreas Krause
Original Assignee
Basf Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basf Aktiengesellschaft filed Critical Basf Aktiengesellschaft
Publication of WO2006117159A1 publication Critical patent/WO2006117159A1/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L71/00—Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L71/02—Polyalkylene oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
    • C08L97/02—Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/02—Processes; Apparatus
    • B27K3/15—Impregnating involving polymerisation including use of polymer-containing impregnating agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/21—Urea; Derivatives thereof, e.g. biuret

Definitions

  • Aqueous, curable compositions for impregnating lignocellulosic materials are provided.
  • the present invention relates to aqueous, curable compositions for impregnating lignocellulosic materials which comprise at least one low molecular weight compound V which contains at least two N-bonded groups of the formula CH 2 OH and / or a 1,2-bishydroxyethane-1,2-one bridging two nitrogen atoms. having diyl group.
  • the invention also relates to a process for impregnating lignocellulosic materials, in particular wood, using such compositions and the lignocellulosic materials thus obtainable.
  • lignocellulosic materials such as wood and wood-based materials
  • wood and wood-based materials A major problem with lignocellulosic materials such as wood and wood-based materials is their often only moderate to low resistance to exposure to moisture. This results from the property of the lignocellulosic materials, when in contact with water or in a humid atmosphere, to store water. As a result, the materials swell and thus change their shape, tend to crack or lose their mechanical strength in the case of molded articles based on finely divided lignocellulosic materials Microorganisms, which makes it necessary to equip these materials with appropriate fungicides and biocides. This in turn represents a not inconsiderable cost factor and is also environmentally disadvantageous.
  • wood and comparable lignocellulose-based materials are often rendered hydrophobic, e.g. B. by treatment with wax-containing impregnants. This makes penetration of water into the pores of the material more difficult.
  • SE-C 500039 describes a method for hardening wood under compaction, in which untreated wood is impregnated with various aminoplast monomers based on melamine and formaldehyde by means of vacuum pressure impregnation, then dried and cured in a press under compression at elevated temperature.
  • Crosslinkers mentioned include DMDHEU, dimethylolurea, dimethoxymethylurea, dimethylolethyleneurea, dimethylolpropyleneurea and dimethoxydimethylurea. This method has the disadvantage that the natural wood structure is lost through the compaction and the formaldehyde emission of the finished wood body is relatively high depending on the used crosslinker.
  • WO 2004/033171 describes the use of alkanols or polyols modified bis (hydroxymethyl) -4,5-dihydroxyimidazolidinone, 1, 3-bis (hydroxymethyl) - urea, 1, 3-bis (methoxymethyl) urea, 1-hydroxymethyl-3 -methylurea, 1, 3-bis (hydroxymethyl) imidazolidin-2-one, 1, 3-dimethyl-4,5-dihydroxyimidazolidin-2-one or tetra (hydroxymethyl) acetylenediurea as impregnating agent for wood.
  • the impregnating agents lead to the improvement of the durability, dimensional stability and surface hardness of wooden bodies made of solid wood.
  • the invention relates to aqueous, curable compositions
  • aqueous, curable compositions comprising: a) at least one low molecular weight compound V which contains at least two N-bonded groups of the formula CH 2 OH and / or a 1,2-bishydroxyethane-1,2-one bridging two nitrogen atoms Having diyl group, and b) at least one oligo- or polyalkylene ether polyol P having on average at least 2 OH groups, in particular 2 to 6 OH groups, per molecule, the at least one di- or polyhydric aliphatic or cycloaliphatic group having at least 3 C. -Atomen, in particular having 3 to 10 carbon atoms, and / or c) a reaction product of a low molecular weight compound V with the polyalkylene ether polyol.
  • the lignocellulosic materials impregnated using the compositions according to the invention show increased surface hardness and improved shrinkage behavior and thus improved dimensional stability.
  • they are characterized by a higher compared to the prior art elasticity and thus by an improved breaking strength, which comes especially in wood bodies made of solid or glued wood and veneer materials to fruition. Veneers themselves are easier to process due to the improved elasticity.
  • the hydrophilicity of the inventively impregnated lignocellulosic material is reduced compared to the prior art, whereby the absorption of water is reduced and so the durability is improved.
  • compositions of the invention contain as component a) at least one low molecular weight compound V.
  • the compound has by definition at least 2, z. B. 2, 3, 4, 5 or 6 CH 2 -OH groups and especially 2 CH 2 -OH groups which are bonded to a nitrogen atom.
  • the compound V may have, instead or in combination therewith, at least one 1,2-bishydroxyethane-1,2-diyl group.
  • compound V is low molecular weight and has a number average molecular weight below 500 daltons and more preferably below 300 daltons.
  • 1,3-bis (hydroxymethyl) imidazolidin-2-one (dimethylolethyleneurea), 1,3-bis (hydroxymethyl) -1,3-hexahydropyrimidin-2-one (dimethylolpropyleneurea) 1,3-bis (methoxymethyl) -4,5-dihydroxyimidazolidin-2-one (DMeDHEU) 1 tetra (hydroxymethyl) acetylenediurea and low molecular weight melamine-formaldehyde resins, especially at least 2-fold, e.g. B. 2-, 3-, 4-, 5- or 6-fold methylolated melamine and especially Trimethylolme- lamin (2,4,6-tris [bis (hydroxymethyl) amino] triazine).
  • urea compounds which each carry a CH 2 -OH group on both nitrogen atoms of the urea unit.
  • the compound V is 1, 3-bis (hydroxymethyl) -4,5-dihydroxyimidazolidin-2-one.
  • the aqueous composition according to the invention contains at least one oligo- or polyalkylene ether polyol P.
  • This is an aliphatic oligo- or polyether, which in addition to aliphatic ether units at least 2 OH groups in the molecule and also at least one aliphatic or cycloaliphatic structural unit with 3rd or more C atoms, e.g. B. 3 to 10 and in particular 3 to 6 C atoms.
  • These structural units may be repeating units or may result from the initiators used in the preparation of the oligo- or polyethers.
  • the oligo- or polyalkylene ether polyols P present in the compositions according to the invention frequently have a number average molecular weight in the range from 120 to 10,000 daltons, preferably in the range from 180 to 8,000 daltons, in particular in the range from 250 to 6,000 daltons and especially in the range from 300 to 4000 daltons on.
  • oligo- or polyalkylene ether polyols examples are:
  • Alk is C 3 -C 0 -alkylene and in particular C 3 -C 4 -alkylene, for example, 1,2-propanediyl, 1, 3-propanediyl, 1,3- or 1,4-Butand ⁇ yl and q is a number in the range of 2 to 100, in particular 2 to 50 and especially 3 to 30, ß) copolymers and cooligomers of ethylene oxide with C 3 -C 10 -alkylenox ⁇ den, in particular with C 3 -C 4 -alkylenox ⁇ den and especially with Propylene Oxide
  • the structural units derived from ethylene oxide can be arranged randomly or in blocks, the latter being the rule. These include in particular T ⁇ blockcopolymere with a central poly propylene oxide block and terminal polyethylene oxide blocks and T ⁇ blockcopo- polymers with a central polyether oxide Block and terminal polypropylene oxide blocks are preferred,
  • C-atoms in particular 3 to 10 C-atoms are available as starters
  • Typical initiators include aliphatic diols, T ⁇ ole and tetrols having 3 to 10 carbon atoms such as 1, 3-Propand ⁇ ol, 1, 3- and 1, 4-Butand ⁇ ol, 1 , 5-Pentand ⁇ ol, 1, 6-Hexand ⁇ ol, Glycenn, T ⁇ methylolethan, T ⁇ methylolpropan, Erythnt, and pentaerythritol, and Pentite and hexites such as ribitol, arabitol, xylitol, dulcitol, mannitol and sorbitol and inositol, and the like ⁇ ) oligomers and polymers, the by polymerization of C 2 -C 10 -alkylene oxides, in particular of C 2 -C 4 -alkylenoxides and especially of ethylene oxide and / or propylene oxide in the presence of
  • Alkylene oxides in particular of ethylene oxide and / or propylene oxide in the presence of a Oligoetherdiols of the formula
  • the cooligomers and copolymers ⁇ ) are in particular those with an ethylene oxide content of not more than 80% by weight, for. B. 5 to 80 wt .-% and especially 5 to 60 wt .-%, based on the total weight of the cooligomers / copolymers preferred.
  • the oligomers and polymers ⁇ ) and ⁇ ) are in particular those having an ethylene oxide content of not more than 80 wt .-%, z. B. 5 to 80 wt .-% and especially 5 to 60 wt .-%, based on the total weight of the oligomers / polymers, preferably.
  • Oligomers of the groups ⁇ ), ⁇ ), v), ⁇ ), ⁇ ) and ⁇ ) are known in the art, for. From F.E. Bailey et. al. "Polyoxyalkylene” in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Ed. on CD-ROM, Wiley-VCH, Weinheim 1997 and literature cited therein, and commercially available, e.g. These include, for example, the trade names Pluriol®, Pluronic®, De- gressal®, polyTHF®, Tetronic®, from BASF, Synperonic® brands from Uniqe- ma and Sepabase® grades from Baker-Petrolite
  • the molar ratio of compound V to the polyalkylene ether polyol P is generally in the range from 1: 0.005 to 1: 2, preferably in the range from 1: 0.01 to 1: 1 and in particular in the range from 1: 0.02 to 1: 0.5.
  • the weight ratio of the compound V to the polyalkylene ether polyol is preferably in the range of 1: 0.05 to 1: 5, more preferably in the range of 1: 0.1 to 1: 1.
  • the total concentration of the compounds V + P in the aqueous composition is usually in the range of 5 to 60% by weight, often in the range of 10 to 60% by weight, and more preferably in the range of 15 to 50% by weight, based on the Total weight of the composition.
  • the aqueous compositions according to the invention may also contain one or more alcohols A, z. B. CVC ⁇ alkanols, C 2 -C 6 polyols, or mixtures of these alcohols.
  • suitable C 1-6 -alkanols are methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol and n-pentanol, preference being given to methanol.
  • Suitable polyols are ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1, 2 and 1, 3-propylene glycol, 1,2-, 1, 3, and 1,4-butylene glycol, glycerol.
  • the proportion of such alcohols is usually 20 wt .-%, based on the total weight of Do not exceed the composition.
  • the molar ratio of polyols to the polyalkylene ether polyols P will typically be below 1: 1.
  • the composition contains less than 5% by weight of C 2 -C 6 polyols, based on the total weight of C 2 -C 6 polyoxy + polyalkylene ether polyol P.
  • the total amount of compound V, polyether polyol P and alcohol A is usually 10 to 60 wt .-% and in particular 20 to 50 wt .-% of the total weight of the aqueous composition.
  • the aqueous composition according to the invention used for impregnation generally contains at least one catalyst K which brings about the crosslinking of the compound V, of the polyether polyol and of the alcohol A which may be present.
  • catalysts K metal salts from the group of metal halides, metal sulfates, metal nitrates, metal phosphates, Metalltetrafluoroborate; boron trifluoride; Ammonium salts from the group of ammonium halides, ammonium sulfate, ammonium oxalate and diammonium phosphate; and organic carboxylic acids, organic sulfonic acids, boric acid, phosphoric acid, sulfuric acid and hydrochloric acid.
  • metal salts suitable as catalysts K are, in particular, magnesium chloride, magnesium sulfate, zinc chloride, lithium chloride, lithium bromide, aluminum chloride, aluminum sulfate, zinc nitrate and sodium tetrafluoroborate.
  • Suitable as catalysts K ammonium salts are in particular ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium oxalate and diammonium phosphate.
  • catalysts K are water-soluble organic carboxylic acids such as maleic acid, formic acid, citric acid, tartaric acid and oxalic acid, furthermore benzenesulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid, but also inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, boric acid and mixtures thereof.
  • water-soluble organic carboxylic acids such as maleic acid, formic acid, citric acid, tartaric acid and oxalic acid
  • benzenesulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid
  • inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, boric acid and mixtures thereof.
  • the catalyst K is selected from magnesium chloride, zinc chloride, magnesium sulfate, aluminum sulfate and mixtures thereof, with magnesium chloride being particularly preferred.
  • the catalyst K is usually added to the aqueous composition just before impregnation. It is usually used in an amount of 1 to 20 wt .-%, in particular 2 to 10 wt .-%, based on the total weight of the curable components contained in the aqueous composition.
  • the concentration of the catalyst, based on the total weight of the aqueous composition is usually in the range from 0.1 to 10% by weight and in particular in the range from 0.5 to 5% by weight.
  • the aqueous compositions according to the invention can furthermore also effect substances, for. As colorants such as soluble dyes and / or pigments, active against wood-damaging and / or wood-destroying microorganisms, eg.
  • compositions according to the invention can be present in the compositions according to the invention in dissolved or dispersed form. In this way, impregnated materials containing such effect substances are obtained. Due to the hardening of the composition, a fixation of the material also takes place so that a leaching, as observed in conventional impregnation with effect substances, no longer takes place.
  • the compositions of the invention may also contain dispersed waxes as well as the surfactants required to disperse these waxes.
  • compositions according to the invention are suitable for impregnating any desired lignocellulosic materials of any dimensions.
  • they are suitable for impregnating wood, including solid wood, wood-based materials and wood materials for the production of wood-based materials.
  • the compositions of the invention are suitable both for impregnating finely divided materials such as fibers, chips, strands, chips, chips and the like, for impregnating flat thin materials with thicknesses ⁇ 5 mm, in particular ⁇ 1 mm, such as veneers and in particular also for impregnating large-sized parts with minimum dimensions above 1 mm, in particular ⁇ 5 mm, especially ⁇ 10 mm.
  • compositions of the invention are particularly suitable for impregnating wood or wood-based materials or wood materials for the production of wood-based materials, especially for impregnating solid or solid wood.
  • Suitable are in principle all types of wood, in particular those which can absorb at least 30%, in particular at least 50%, of their dry weight of water and particularly preferably those which are assigned to the impregnability classes (or impregnability classes) 1 or 2 according to DIN EN 350-2.
  • impregnability classes or impregnability classes 1 or 2 according to DIN EN 350-2.
  • These include, for example, woods of coniferous trees such as pine, spruce, Douglas fir, larch, pine, fir, coastal fir, cedar, stone pine, as well as woods of deciduous trees, eg.
  • compositions according to the invention are also suitable for impregnating other lignocellulosic materials other than wood, e.g. B. natural fibers such as bamboo, bagasse, cotton stalks, jute, sisal, straw, flax, coconut fibers, banana fibers, reeds, eg. As miscanthus, ramie, hemp, Manila hemp, Esparto (Alfagras), rice husks and cork.
  • natural fibers such as bamboo, bagasse, cotton stalks, jute, sisal, straw, flax, coconut fibers, banana fibers, reeds, eg. As miscanthus, ramie, hemp, Manila hemp, Esparto (Alfagras), rice husks and cork.
  • the present invention relates to the use of the compositions described herein for impregnating lignocellulosic materials, in particular wood, wood-based materials and finely divided materials for the production of wood-based materials.
  • the invention also relates to a method for treating, in particular for impregnating lignocellulosic materials, comprising impregnating the lignocellulosic material with an aqueous composition according to the invention and a crosslinking step at elevated temperature.
  • the lignocellulosic materials obtainable according to the invention are distinguished by better fracture toughness and lower brittleness than the products of the prior art. In addition, a hydrophobic effect is achieved.
  • the impregnation can be done in a conventional manner, for. By immersion, by use of vacuum optionally in combination with pressure or by conventional application methods such as brushing, spraying and the like.
  • the particular impregnation method used naturally depends on the dimensions of the material to be impregnated. Lignocellulosematerialien small dimensions such as shavings or strands and thin veneers, ie materials with a large surface area to volume ratio, can be with little effort, eg. B. impregnate by dipping or spraying, whereas lignocellulosic materials with larger dimensions, in particular materials whose smallest extension is more than 5 mm, z.
  • solid wood molded parts made of solid wood or wood-based materials, under application of pressure or vacuum, in particular by combined application of pressure and vacuum impregnated.
  • the conditions of the impregnation will generally be chosen so that the absorbed amount of curable components of the aqueous composition is at least 1 wt .-%, based on the dry weight of the untreated material.
  • the amount of curable ingredients taken up may be up to 100% by weight, based on the dry weight of the untreated materials, and is often in the range of 1 to 60% by weight, preferably in the range of 5 to 50% by weight, and in particular in the range of 10 to 40 wt .-%, based on the dry weight of the untreated material used, is.
  • the moisture content of the watering used, untreated materials is not critical and may for example be up to 100%.
  • the term "moisture” is synonymous with the term residual moisture content according to DIN 52183.
  • the residual moisture content is below the fiber saturation point of the lignocellulosic material, which is often in the range of 1 to 80% and in particular 5 to 50%.
  • the lignocellulosic material is immersed in a container containing the aqueous composition. Dipping is preferably carried out over a period of a few seconds to 24 hours, in particular 1 minute to 6 hours.
  • the temperatures are usually in the range of 15 ° C to 50 ° C.
  • the lignocellulosic agent absorbs the aqueous composition, and by the concentration of the non-aqueous components (ie curable components) in the aqueous composition, the temperature and the treatment time, the amount of these components taken up by the lignocellulosic material can be controlled
  • the amount of constituents can be determined and controlled by the skilled person in a simple manner by means of the weight increase of the impregnated material and the concentration of the constituents in the aqueous composition.
  • Veneers can be pre-pressed, for example by means of press rolls, so-called calenders, which are in the aqueous impregnating composition
  • calenders which are in the aqueous impregnating composition
  • the vacuum occurring in the lignocellulosic material then leads to an accelerated absorption of aqueous impregnating composition
  • the impregnation is advantageously carried out by combined application of reduced and elevated pressure.
  • the lignocellulosic material which generally has a humidity in the range of 1% to 100%, first under reduced pressure, which is often in the range of 10 to 500 mbar and in particular in the range of 40 to 100 mbar, with the aqueous composition
  • the period of time is usually in the range of 1 minute to 1 hour.
  • a period at elevated pressure eg. B. in the range of 2 to 20 bar, in particular in 4 to 15 bar and especially 5 to 12 bar, to.
  • the duration of this phase is usually in the range of 1 min to 12 h.
  • the temperatures are usually in the range of 15 to 50 0 C.
  • the aqueous composition where by the concen- ration to the non-aqueous components (d. H curable ingredients) in the composition wass ⁇ - gene, by the Pressure, by the temperature and the treatment time, the amount of these components taken up by the lignocellulosic material can be controlled.
  • the actual amount absorbed can also be calculated here by the weight gain of the lignocellulosic material.
  • the impregnation can be carried out by conventional methods for applying liquids to surfaces, for. B. by spraying or rolling or brushing.
  • the application is usually carried out at temperatures in the range of 15 to 50 0 C.
  • the spraying can be carried out in a conventional manner in all suitable for spraying of flat or finely divided bodies devices, for. B. by Düsena ⁇ ord ⁇ ungen and the like.
  • brushing or rolling the desired amount of aqueous composition is applied to the flat material with rollers or brushes.
  • the curing of the crosslinkable constituents of the aqueous composition takes place.
  • the curing can be carried out in analogy to the methods described in the prior art, for. B. according to the methods described in WO 2004/033170 and WO 2004/033171.
  • the curing is typically carried out by treating the impregnated material at temperatures above 80 0 C, in particular above 90 0 C, z.
  • the derliche require for the curing time typically ranges from 10 minutes to 72 hours. Veneers and finely divided lignocellulosic materials tend to use higher temperatures and shorter times.
  • During curing not only are the pores in the lignocellulosic material filled with the hardened impregnating agent, but crosslinking between the impregnating agent and the lignocellulosic material itself is produced.
  • a drying step in the following also a predrying step, can be carried out before curing.
  • the volatile constituents of the aqueous composition in particular the water and excess organic solvents which do not react in the curing / crosslinking, are partially or completely removed.
  • Predrying means that the lignocellulosic material is dried below the fiber saturation point, which is about 30% by weight, depending on the nature of the material. This predrying counteracts the risk of cracking, especially in large-scale wood bodies.
  • the predrying can be dispensed with.
  • the predrying is beneficial. If a separate predrying is carried out, this is advantageously carried out at temperatures in the range of 20 to 80 ° C. Depending on the chosen drying temperature, partial or complete curing / crosslinking of the curable constituents contained in the composition can take place.
  • the combined predrying / curing of the impregnated materials is usually carried out by Creating a temperature profile that can range from 50 0 C to 220 0 C, in particular from 80 to 200 0 C.
  • the curing / drying can be done in a conventional fresh air exhaust system, eg. B. a drum dryer can be performed.
  • Pre-drying preferably takes place in such a way that the moisture content of the finely divided lignocellulosic materials after predrying is not more than 30%, in particular not more than 20%, based on the dry mass. It may be advantageous to carry out the drying / curing up to a moisture content ⁇ 10% and in particular ⁇ 5%, based on the dry mass.
  • the moisture content can be easily controlled by the temperature, the duration and the pressure selected during pre-drying.
  • one will remove by mechanical means adhering liquid before drying / curing.
  • the wood materials impregnated according to the invention can be further processed in a manner known per se, in the case of finely divided materials, for example.
  • molded articles such as OSB (oriented structural board) plates, chipboard, wafer boards, OSL plates and OSL (Oriented Strand Lumber), PSL plates and PSL (Parallel Strand Lumber) moldings.
  • MDF medium-density
  • HDF high-density
  • WPC wood-plastic composites
  • the further processing can take place immediately after the impregnation, during or after the hardening of the constituents Ie V, P and optionally A taken up by the lignocellulosic material. In the case of impregnated veneers, it will be advantageous to carry out the further processing before the hardening step or together with the hardening step. For molded articles of finely divided materials, the molding step and curing step are preferably carried out simultaneously.
  • the impregnated lignocellulosic material is solid wood or a ready-made wood-based material, it can be processed in the usual way. the, z.
  • the impregnated lignocellulosic material is solid wood or a ready-made wood-based material, it can be processed in the usual way. the, z.
  • sawing, planing, grinding, etc. impregnated according to the invention and hardened solid wood is particularly suitable for the production of objects that are exposed to moisture and especially weathering, z.
  • compositions (impregnating agents) of Examples 1 to 4 according to the invention were prepared by mixing the constituents.
  • DMDHEU was used as an aqueous formulation.
  • the percentages are to be understood as weight percent of the respective component, based on the total weight of the composition:
  • Example 1 The additive used was a polyethylene oxide-polypropylene oxide triblock copolymer with a central polypropylene oxide block.
  • the central polypropylene block had a number average molecular weight of about 850 daltons.
  • the ethylene oxide content was 10% by weight, based on the polymer.
  • Example 2 The additive used was a polyethylene oxide-polypropylene oxide triblock copolymer with a central polypropylene oxide block.
  • the central polypropylene block had a number average molecular weight of about 1100 daltons.
  • the ethylene oxide content was 30% by weight, based on the polymer.
  • Example 3 The additive used was a polyethylene oxide-polypropylene oxide triblock copolymer with a central polypropylene oxide block.
  • the central polypropylene block had a number average molecular weight of about 1750 daltons.
  • the ethylene oxide content was 10% by weight, based on the polymer.
  • Example 4 The additive used was a polyethylene oxide-polypropylene oxide triblock copolymer with a central polyethylene oxide block.
  • the block copolymer had a number average molecular weight of about 2150 daltons.
  • the ethylene oxide content was 20% by weight, based on the polymer.
  • the wood samples were placed in an impregnation plant.
  • the impregnation system was exposed for 30 minutes to a vacuum of absolutely 40 mbar. Subsequently, the
  • Impregnation plant with the impregnating agent while maintaining a vacuum of 50 mbar absolutely flooded. Subsequently, a pressure of 12 bar was applied for 2 hours. The printing phase was stopped and the residual liquid was removed.
  • the wood samples were then stored in a temperature and humidity controllable drying chamber and fixed so that discarding was impossible.
  • the chamber was brought to 120 ° C while maintaining a relative humidity of 95%. These conditions were maintained for a period of at least 120 ° C. for 48 hours in the interior of the wood samples.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft wässrige, härtbare Zusammensetzungen zum Imprägnieren von Lignocellulosematerialien, enthaltend: a) wenigstens eine niedermolekulare Verbindung V, welche wenigstens zwei N-gebundene Gruppen der Formel CH2OH und/oder eine zwei Stickstoffatome verbrückende 1,2-Bishydroxyethan-1,2-diyl-Gruppe aufweist, und b) wenigstens ein Oligo- oder Polyalkylenetherpolyol P mit im Mittel wenigstens 2 OH-Gruppen, insbesondere 2 bis 6 OH-Gruppen, je Molekül, der wenigstens eine zwei oder mehrwertige aliphatische oder cycloaliphatische Gruppe mit wenigstens 3 C-Atomen, insbesondere mit 3 bis 10 C-Atomen aufweist, und/oder c) ein Reaktionsprodukt einer niedermolekularen Verbindung V mit dem Polyalkylenetherpolyol. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Imprägnieren von Lignocellulosematerillien, insbesondere von Holz, unter Verwendung derartiger Zusammensetzungen und die so erhältlichen Lignocellulosematerialien.

Description

Wässrige, härtbare Zusammensetzungen zum Imprägnieren von Lignocellulosemateri- alien.
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft wässrige, härtbare Zusammensetzungen zum Imprägnieren von Lignocellulosematerialien, die wenigstens eine niedermolekulare Verbindung V enthalten, welche wenigstens zwei N-gebundene Gruppen der Formel CH2OH und/oder eine zwei Stickstoffatome verbrückende 1,2-Bishydroxyethan-1,2- diyl-Gruppe aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Imprägnieren von Lignocellulosematerialien, insbesondere von Holz, unter Verwendung derartiger Zusammensetzungen und die so erhältlichen Lignocellulosematerialien.
Ein zentrales Problem bei Lignocellulosematerialien wie Holz und holzbasierten Werk- Stoffen ist ihre häufig nur mäßige bis geringe Beständigkeit bei Einwirkung von Feuchtigkeit. Diese resultiert aus der Eigenschaft der Lignocellulosematerialien, bei Kontakt mit Wasser oder in feuchter Atmosphäre, Wasser einzulagern. Hierdurch quellen die Materialien und verändern so ihrer Form, neigen im Falle von Vollholz zur Rissbildung oder verlieren, im Falle von Formkörpern auf Basis feinteiliger Lignocellulosemateria- lien, ihre mechanische Festigkeit Zudem werden Lignocellulosematerialien, insbesondere im feuchten Zustand, von holzabbauenden oder holzverfärbenden Organismen, insbesondere Mikroorganismen, befallen, was die Ausrüstung dieser Materialien mit entsprechenden Fungiziden und Bioziden notwendig macht. Dies stellt wiederum einen nicht unbeträchtlichen Kostenfaktor dar und ist auch aus Umweltaspekten von Nachteil.
Zur Verbesserung der Haltbarkeit werden Holz und vergleichbare Lignocellulose- basierte Materialien häufig hydrophobiert, z. B. durch Behandlung mit Wachs-haltigen Tränkmitteln. Hierdurch wird ein Eindringen von Wasser in die Poren des Materials erschwert.
Es wurde vorgeschlagen, die Dimensionsstabilität von Holz und Holzwerkstoffen wie Span- und Faserplatten und ihre Beständigkeit gegenüber holzzerstörenden Organismen durch die Acetylierung der Holz-Partikel mit Hilfe von Anhydriden, wie Essigsäureanhydrid zu verbessern (siehe EP-A 213252 und darin zitierte Literatur sowie Rowell et al., Wood and Fiber Science, 21(1), S. 67-79). Nachteilig sind die hohen Kosten der Behandlung und der unangenehme Eigengeruch des so behandelten Materials, so dass sich diese Maßnahmen auf dem Markt nicht durchgesetzt haben.
Aus der Veröffentlichung "Treatment of timber with water soluble dimethylol resins to improve the dimensional stability and durability", erschienen in Wood Science and
Technology 1993, Seiten 347-355, ist es bekannt, zur Verbesserung der Schwind- und Quelleigenschaften von Holz sowie des Widerstandes gegen Pilze und Insekten dieses mit einem Imprägniermittel zu behandeln, das aus einer wässrigen Lösung von Di- methyloldihydroxyethylenharnstoff (DMDHEU oder 1,3- Bis(hydroxymethyl)-4,5- dihydroxyimidazolidinon-2) und einem Katalysator besteht. Bei erhöhter Temperatur findet eine Reaktion des DMDHEU mit sich selbst und dem Holz statt. Auf diese Weise wurden Holzkörper mit Abmessungen von 20 mm x 20 mm x 10 mm untersucht. Das beschriebene Verfahren lässt sich nur bei kleinen Abmessungen der Holzkörper anwenden, weil diese bei größeren Abmessungen zu Rissbildung neigen.
Aus der SE-C 500039 ist ein Verfahren zur Härtung von Holz unter Verdichtung beschrieben, bei dem unbehandeltes Holz mit verschiedenen Aminoplastmonomeren auf Basis von Melamin und Formaldehyd mittels Vakuumdruckimprägnierung getränkt, anschließend getrocknet und in einer Presse unter Verdichtung bei erhöhter Temperatur ausgehärtet werden. Als Vernetzer werden unter anderem DMDHEU, Dimethylol- harnstoff, Dimethoxymethylharnstoff, Dimethylolethylenharnstoff, Dimethylolpropylen- harnstoff sowie Dimethoxydimethylharnstoff genannt. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass die natürliche Holzstruktur durch die Verdichtung verloren geht sowie die Formaldehydemission des fertigen Holzkörpers je nach verwendetem Vemetzer relativ hoch ist.
WO 2004/033171 beschreibet die Verwendung von mit Alkanolen oder Polyolen modifiziertem Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidinon, 1 ,3-Bis(hydroxymethyl)- harnstoff, 1 ,3-Bis(methoxymethyl)harnstoff, 1-Hydroxymethyl-3-methylharnstoff, 1 ,3-Bis(hydroxymethyl)imidazolidin-2-on, 1 ,3-Dirnethyl-4,5-dihydroxyimidazolidin-2-on oder Tetra(hydroxymethyl)acetlyendiharnstoff als Imprägniermittel für Holz. Die Imprägniermittel führen zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit, Dimensionsstabilität und Oberflächenhärte von Holzkörpern aus Vollholz.
Problematisch bei den unter Verwendung von vernetzbaren Harnstoff- oder Melamin- Verbindungen erhaltenen Holzkörpern ist ihre Sprödigkeit und die Herabsetzung der Bruchschlagfestigkeit. Zudem erhöht sich bei Furnieren die Gefahr des Brechens oder Reißens bei der Weiterverarbeitung. Zudem führt die Modifizierung mit Alkoholen und insbesondere mit Oligoethylenglykolen zu einer erhöhten Hydrophilie und Wasseraufnahme und damit zu einer höheren Anfälligkeit gegenüber Schadorganismen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, härtbare Zusammensetzungen zum Imprägnieren von Lignocellulosematerialien, insbesondere von Holz bereitzustellen, welche die hier dargestellten Probleme zumindest teilweise lösen. Diese und weitere Aufgaben werden mit den im Folgenden beschriebenen, wässrigen, härtbaren Zusammensetzungen gelöst.
Dementsprechend betrifft die Erfindung wässrige, härtbare Zusammensetzungen, ent- haltend: a) wenigstens eine niedermolekulare Verbindung V, welche wenigstens zwei N-gebundene Gruppen der Formel CH2OH und/oder eine zwei Stickstoffatome verbrückende 1 ,2-Bishydroxyethan-1,2-diyl-Gruppe aufweist, und b) wenigstens ein Oligo- oder Polyalkylenetherpolyol P mit im Mittel wenigstens 2 OH-Gruppen, insbesondere 2 bis 6 OH-Gruppen, je Molekül, der wenigstens eine zwei- oder mehrwertige aliphatische oder cycloaliphatische Gruppe mit wenigstens 3 C-Atomen, insbesondere mit 3 bis 10 C-Atomen aufweist, und/oder c) ein Reaktionsprodukt einer niedermolekularen Verbindung V mit dem Polyalkylenetherpolyol.
Die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen imprägnierten Lignocellulosematerialien zeigen nach Härtung eine erhöhte Oberflächenhärte und ein verbessertes Schwindungsverhalten und damit eine verbesserte Dimensionsstabilität auf. Zudem zeichnen sie sich durch eine im Vergleich zum Stand der Technik höhere Elastizität und damit durch eine verbesserte Bruchschlagfestigkeit aus, die insbesondere bei Holzkörpern aus Voll- oder Leimholz sowie bei Furnierwerkstoffen zum Tragen kommt. Furniere selber sind aufgrund der verbesserten Elastizität leichter zu verarbeiten. Weiterhin ist die Hydrophilie des erfindungsgemäß imprägnierten Lignocellulose- materials im Vergleich zum Stand der Technik herabgesetzt, wodurch die Aufnahme von Wasser herabgesetzt und so die Dauerhaftigkeit verbessert wird.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten als Komponente a) wenigstens eine niedermolekulare Verbindung V. Die Verbindung weist definitionsgemäß wenigstens 2, z. B. 2, 3, 4, 5 oder 6 CH2-OH-Gruppen und speziell 2 CH2-OH-Gruppen auf, die an ein Stickstoffatom gebunden sind. Wenn die Verbindung V zwei oder mehr Stickstoffatome aufweist, kann sie anstelle dessen oder in Kombination damit wenigstens eine 1,2-Bishydroxyethan-1,2-diyl-Gruppe aufweisen. Typischerweise ist die Verbindung V niedermolekular und weist ein Molekulargewicht (Zahlenmittel) unterhalb 500 Dalton und insbesondere unterhalb 300 Dalton auf.
Beispiele für Verbindungen V sind:
1 ,3-Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidin-2-on, 1 ,3-Bis(hydroxymethyl)harnstoff,
1 ,3-Bis(hydroxymethyl)imidazolidin-2-on (Dimethylolethylenharnstoff), - 1,3-Bis(hydroxymethyl)-1 ,3-hexahydropyrimidin-2-on (Dimethylolpropylen- harnstoff) 1,3-Bis(methoxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidin-2-on (DMeDHEU)1 Tetra(hydroxymethyl)acetylendiharnstoff und niedermolekulare Melamin-Formaldehyd Harze, insbesondere wenigstens 2-fach, z. B. 2-, 3-, 4-, 5- oder 6-fach methyloliertes Melamin und speziell Trimethylolme- lamin (2,4,6-Tris[bis(hydroxymethyl)amino]triazin).
Bevorzugt sind Harnstoff-Verbindungen, die an beiden Stickstoffatomen der Harnstoffeinheit jeweils eine CH2-OH-Gruppe tragen. Insbesondere handelt es sich bei der Verbindung V um 1 ,3-Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidin-2-on.
Verbindungen V der in Rede stehenden Art sind beispielsweise aus den eingangs zitierten WO 2004/033170 und WO 2004/033171 sowie aus K. Fisher et al. "Textile Auxi- liaries - Finishing Agents" Kap. 7.2.2 in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Ed. on CD-ROM, Wiley-VCH, Weinheim 1997 und dort zitierte Literatur, z. B. US 2,731 ,364, US 2,930,715 bekannt und werden üblicherweise in Form ihrer wässri- gen Zusammensetzungen als Vernetzer für das Textilfinishing eingesetzt. Im Übrigen sind vernetzbare Verbindungen V im Handel erhältlich.
Weiterhin enthält die erfindungsgemäße wässrige Zusammensetzung wenigstens ein Oligo- oder Polyalkylenetherpolyol P. Hierbei handelt es sich um einen aliphatischen Oligo- oder Polyether, welcher neben aliphatischen Ethereinheiten wenigstens 2 OH- Gruppen im Molekül aufweist und zudem wenigstens eine aliphatische oder cycloa- liphatische Struktureinheit mit 3 oder mehr C-Atomen, z. B. 3 bis 10 und insbesondere 3 bis 6 C-Atomeπ aufweist. Diese Struktureinheiten können Wiederholungseinheiten sein oder aus den bei der Herstellung der Oligo- oder Polyether verwendeten Startern resultieren.
Die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthaltenen Oligo- oder Polyalky- lenetherpolyole P weisen häufig ein zahlenmittleres Molekulargewicht im Bereich von 120 bis 10000 Dalton, vorzugsweise im Bereich von 180 bis 8000 Dalton, insbesondere im Bereich von 250 bis 6000 Dalton und speziell im Bereich von 300 bis 4000 Dalton auf.
Beispiele für Oligo- oder Polyalkylenetherpolyole sind:
α) Oligoetherdiole der Formel
HO-[Alk-O]qH, worin Alk für C3-Ci0-Alkylen und insbesondere für C3-C4-Alkylen steht, z B für 1,2-Propandιyl, 1 ,3-Propandιyl, 1,3- oder 1,4-Butandιyl und q für eine Zahl im Bereich von 2 bis 100, insbesondere 2 bis 50 und speziell 3 bis 30 steht, ß) Copolymere und Cooligomere von Ethylenoxid mit C3-C10-Alkylenoxιden, insbe- sondere mit C3-C4-Alkylenoxιden und speziell mit Propylenoxid In den Cooligo- meren und Copolymeren können die von Ethylenoxid abgeleiteten Struktureinheiten statistisch oder blockweise angeordnet sein, wobei letzteres der Regelfall ist Hierunter sind insbesondere Tπblockcopolymere mit einem zentralen PoIy- propylenoxid-Block und terminalen Polyethylenoxid-Blocken sowie Tπblockcopo- lymere mit einem zentralen Polyetheroxid-Block und terminalen Polypropylen- oxid-Blocken bevorzugt,
Y) Oligomere und Polymere, die durch Polymerisation von C2-Ci0-Alkylenoxιden, insbesondere von C2-C4-Alkylenoxιden und speziell von Ethylenoxid und/oder Propylenoxid in Gegenwart eines ahphatischen oder cycloaliphatischen Polyols mit wenigstens 2 OH-Gruppen, z B 2 bis 6 OH-Gruppen, und wenigstens 3
C-Atomen, insbesondere 3 bis 10 C-Atomen als Starter erhaltlich sind Typische Starter umfassen ahphatische Diole, Tπole und Tetrole mit 3 bis 10 C-Atomen wie 1 ,3-Propandιol, 1 ,3- und 1 ,4-Butandιol, 1 ,5-Pentandιol, 1 ,6-Hexandιol, Glycenn, Tπmethylolethan, Tπmethylolpropan, Erythnt, und Pentaerythπt, sowie Pentite und Hexite wie Ribit, Arabit, Xylit, Dulcit, Mannit und Sorbit sowie Inosit, und dergleichen δ) Oligomere und Polymere, die durch Polymerisation von C2-C10-Alkylenoxιden, insbesondere von C2-C4-Alkylenoxιden und speziell von Ethylenoxid und/oder Propylenoxid in Gegenwart eines Amins, das wenigstens 3 C-Atome, z B 3 bis 20 C-Atome, und wenigstens eine, insbesondere wenigstens 2 und speziell 2, 3 oder 4 NH2-Gruppen aufweist, als Starter erhältlich ist Typische Amin-Starter umfassen ahphatische und cycloaliphatische Diamine, Tπamine und Tetramine mit wenigstens 3, z B mit 3 bis 20 C-Atomen , insbesondere Alkylendiamine, die gegebenenfalls in der Alkylenkette eine oder mehrere, z B 1 , 2 oder 3 nicht be- nachbarte Heteroatomgruppen, ausgewählt unter NH, N^C^^-alky!) und O, aufweisen können mit 3 bis 20 C-Atomen wie Diethylentπamin, Tnethylentetra- min, Tetraethylenpentamin, Propylendιamιn-1 ,3, Dipropylentπamin, 3-Amιno-1-(2- amιnoethyl)amιnopropan, 1,5,8,12-Tetraazadodecan, Hexamethylendiamin, Di- hexamethylentnamin, 1 ,6-Bιs-(3-amιnopropylamιno)hexan und N- Methyldipropylentπamin und Polyethylenimin (Lupasol®-Marken der BASF) ε) Oligomere sowie Polymere, welche durch Polymerisation von C2-C10-
Alkylenoxiden, insbesondere von Ethylenoxid und/oder Propylenoxid in Gegenwart eines Oligoetherdiols der Formel
HO-[(CH2)m-O]nH, worin m für 3, 4, 5 oder 6 und speziell für 4 steht und n für eine Zahl im Bereich von 2 bis 30 steht, als Starter erhältlich sind, ζ) Oligomere und Polymere, welche durch Polymerisation von C3-C10-Alkylen- oxiden, insbesondere von Propylenoxid in Gegenwart eines Oligo- oder Polyethy- lenoxids erhältlich sind.
Bevorzugt sind Polyalkylenetherpolyole P der Gruppen α), ß), ε) und ζ), insbesondere solche mit einer OH-Funktionalität im Bereich von 2 bis 6 und speziell im Bereich von 2 bis 4. Unter den Cooligomeren und Copolymeren ß) sind insbesondere solche mit ei- nem Ethylenoxid-Anteil von nicht mehr als 80 Gew.-%, z. B. 5 bis 80 Gew.-% und speziell 5 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Cooligomere/Copolymere bevorzugt. Unter den Oligomeren und Polymeren ε) und ζ) sind insbesondere solche mit einem Ethylenoxid-Anteil von nicht mehr als 80 Gew.-%, z. B. 5 bis 80 Gew.-% und speziell 5 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Oligomere/Polymere, bevorzugt.
Oligomere der Gruppen α), ß), v), δ), ε) und ζ) sind dem Fachmann bekannt, z. B. aus F.E. Bailey et. al. "Polyoxyalkylenes" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Ed. on CD-ROM, Wiley-VCH, Weinheim 1997 und dort zitierte Literatur, und im Handel erhältlich, z. B. unter den Handelsbezeichnungen Pluriol®-, Pluronic®-, De- gressal®-, polyTHF®-, Tetronic®-Marken der BASF, Synperonic®-Marken der Uniqe- ma und Sepabase®-Marken der Baker-Petrolite
Das Molverhältnis von Verbindung V zu dem Polyalkylenetherpolyol P liegt in der Re- gel im Bereich von 1 : 0,005 bis 1 : 2, vorzugsweise im Bereich von 1 : 0,01 bis 1 : 1 und insbesondere im Bereich von 1 : 0,02 bis 1 : 0,5. Das Gewichtsverhältnis der Verbindung V zu dem Polyalkylenetherpolyol liegt vorzugsweise im Bereich von 1 : 0,05 bis 1 : 5, insbesondere im Bereich von 1 : 0,1 bis 1 : 1.
Die Gesamtkonzentration der Verbindungen V + P in der wässrigen Zusammensetzung liegt üblicherweise im Bereich 5 bis 60 Gew.-%, häufig im Bereich von 10 bis 60 Gew.- % und insbesondere im Bereich von 15 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Die erfindungsgemäßen wässrigen Zusammensetzungen können auch einen oder mehrere Alkohole A, z. B. CVCβ-Alkanole, C2-C6-Polyole, oder Gemische dieser Alkohole enthalten. Geeignete C1-6-Alkanole sind beispielsweise Methanol, Ethanol, n-Propanol, iso-Propanol, n-Butanol und n-Pentanol, bevorzugt ist Methanol. Geeignete Polyole sind Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1 ,2- und 1 ,3-Propylenglykol, 1,2-, 1 ,3-, und 1,4-Butylenglykol, Glycerin. Der Anteil derartiger Alkohole wird jedoch in der Regel 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung nicht überschreiten. Das Molverhältnis von Polyolen zu den Polyal- kylenetherpolyolen P wird typischerweise unterhalb 1 :1 liegen. Insbesondere enthält die Zusammensetzung weniger als 5 Gew.-% C2-C6-Polyole, bezogen auf das Gesamtgewicht von C2-C6-PoIyOl + Polyalkylenetherpolyol P. Die Gesamtmenge an Ver- bindung V, Polyetherpolyol P und Alkohol A macht üblicherweise 10 bis 60 Gew.-% und insbesondere 20 bis 50 Gew.-% des Gesamtgewichts der wässrigen Zusammensetzung aus.
Die zum Imprägnieren eingesetzte erfindungsgemäße wässrige Zusammensetzung enthält in der Regel wenigstens einen Katalysator K, welcher die Vernetzung der Verbindung V, des Polyetherpolyols und des gegebenenfalls vorhandenen Alkohols A bewirkt. In der Regel sind als Katalysatoren K Metallsalze aus der Gruppe der Metallhalogenide, Metallsulfate, Metallnitrate, Metallphosphate, Metalltetrafluoroborate; Bortrifluorid; Ammoniumsalze aus der Gruppe der Ammoniumhalogenide, Ammonium- sulfat, Ammoniumoxalat und Diammoniumphosphat; sowie organischen Carbonsäuren, organischen Sulfonsäuren, Borsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure und Salzsäure geeignet.
Beispiele für als Katalysatoren K geeignete Metallsalze sind insbesondere Magnesi- umchlorid, Magnesiumsulfat, Zinkchlorid, Lithiumchlorid, Lithiumbromid, Aluminiumchlorid, Aluminiumsulfat, Zinknitrat und Natriumtetrafluoroborat.
Beispiele für als Katalysatoren K geeignete Ammoniumsalze sind insbesondere Ammoniumchlorid, Ammoniumsulfat, Ammoniumoxalat und Diammoniumphosphat.
Als Katalysatoren K sind insbesondere auch wasserlösliche organische Carbonsäuren wie Maleinsäure, Ameisensäure, Zitronensäure, Weinsäure und Oxalsäure, weiterhin Benzolsulfonsäuren, wie p-Toluolsulfonsäure, aber auch anorganische Säuren, wie Salzsäure, Schwefelsäure, Borsäure und deren Gemische geeignet.
Vorzugsweise ist der Katalysator K unter Magnesiumchlorid, Zinkchlorid, Magnesiumsulfat, Aluminiumsulfat und deren Gemischen ausgewählt, wobei Magnesiumchlorid besonders bevorzugt ist.
Den Katalysator K wird man üblicherweise der wässrigen Zusammensetzung erst kurz vor dem Imprägnieren zusetzen. Er wird üblicherweise in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, insbesondere 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der in der wässrigen Zusammensetzung enthaltenen härtbaren Bestandteile eingesetzt. Die Konzentration des Katalysators, bezogen auf das Gesamtgewicht der wässrigen Zu- sammensetzung, liegt üblicherweise im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-% und insbesondere im Bereich von 0,5 bis 5 Gew.-%. Die erfindungsgemäßen wässrigen Zusammensetzungen können darüber hinaus noch Effektstoffe, z. B. Farbmittel wie lösliche Farbstoffe und/oder Pigmente, Wirkstoffe gegen holzschädigende und/oder holzzerstörende Mikroorganismen, z. B. biozide, fungi- zide oder insektizide Wirkstoffe, UV-Stabilisatoren und/oder Antioxidationsmittel enthalten. Diese können in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in gelöster oder dispergierter Form vorliegen. Auf diese Weise erhält man imprägnierte Materialien, die derartige Effektstoffe enthalten. Durch die Härtung der Zusammensetzung findet zudem eine Fixierung der Materialein statt, so dass ein Leaching, wie es bei konventio- neiler Imprägnierung mit Effektstoffen beobachtet wird, nicht mehr stattfindet. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können auch dispergierte Wachse sowie die zur Dispergierung dieser Wachse erforderlichen oberflächenaktiven Substanzen enthalten.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eignen sich zum Imprägnieren beliebi- ger Lignocellulose-Materialien mit beliebigen Abmessungen. Insbesondere eignen sie sich zum Imprägnieren von Holz, einschließlich Vollholz, Holzwerkstoffen und Holzmaterialien zur Herstellung von Holzwerkstoffen. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eignen sich sowohl zum Imprägnieren feinteiliger Materialien wie Fasern, Späne, Strands, Chips, Schnitzel und dergleichen, zum Imprägnieren flächiger dünner Ma- terialien mit Dicken ≤ 5 mm, insbesondere ≤ 1 mm, wie Furniere und insbesondere auch zum Imprägnieren großformatiger Teile mit Mindestabmessungen oberhalb 1 mm, insbesondere ≥ 5 mm, speziell ≥ 10 mm.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eignen sich insbesondere zum Impräg- nieren von Holz oder Holzwerkstoffen oder Holzmaterialien zur Herstellung von Holzwerkstoffen, speziell zum Imprägnieren von Voll- bzw. Massivholz. Geeignet sind grundsätzlich alle Holzsorten, insbesondere solche, die wenigstens 30 %, insbesondere wenigstens 50 % ihres Trockengewichts an Wasser aufnehmen können und besonders bevorzugt solche, die den Imprägnierbarkeitsklassen (bzw. Tränkbarkeitsklassen) 1 oder 2 gemäß DIN EN 350-2 zugeordnet werden. Hierzu zählen beispielsweise Hölzer von Nadelbäumen wie Kiefer, Fichte, Douglasie, Lärche, Pinie, Tanne, Küstentanne, Zeder, Zirbel, sowie Hölzer von Laubbäumen, z. B. Ahorn, Hardmaple, Akazie, Ay- ons, Birke, Birne, Buche, Eiche, Erle, Espe, Esche, Eisbeere, Hasel, Hainbuche, Kirsche, Kastanie, Linde, amerikanischer Nussbaum, Pappel, Olive, Robinie, Ulme, WaI- nuss, Gummibaum, Zebrano, Weide, Zerreiche und dergleichen. Geeignet sind auch Hölzer, welche bereits mit einer Härtbaren Verbindung imprägniert sind und ausgehärtet wurden. Die erfindungsgemäßen Vorteile kommen insbesondere bei den folgenden Hölzern zum Tragen: Buche, Fichte, Kiefer, Pappel, Esche und Ahorn.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzungen eignen sich auch zum Imprägnieren anderer, von Holz verschiedener Lignocellulosematerialien, z. B. von Naturfaserstoffen wie Bambus, Bagasse, Baumwollstängel, Jute, Sisal, Stroh, Flachs, Kokosfasern, Bananenfasern, Schilf, z. B. Chinaschilf, Ramie, Hanf, Manilahanf, Esparto (Alfagras), Reisschalen und Kork.
Dementsprechend betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der hier beschriebenen Zusammensetzungen zum Imprägnieren von Lignocellulosematerialien, insbesondere von Holz, Holzwerkstoffen und feinteiligen Materialien zur Herstellung von Holzwerkstoffen.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Behandeln, insbesondere zum Imprägnieren von Lignocellulosematerialien, umfassend das Imprägnieren des Lignocellulo- sematerials mit einer erfindungsgemäßen wässrigen Zusammensetzung und einen Vernetzungsschritt bei erhöhter Temperatur.
Die erfindungsgemäß erhältlichen Lignocellulosematerialien, insbesondere Körper aus Massivholz und Holzwerkstoffe, speziell Furnierwerkstoffe, zeichnen sich durch eine bessere Bruchschlagfestigkeit und geringere Sprödigkeit aus als die Produkte des Standes der Technik. Zudem wird eine Hydrophobierwirkung erreicht.
Das Imprägnieren kann in an sich üblicher weise erfolgen, z. B. durch Tauchen, durch Anwendung von Vakuum gegebenenfalls in Kombination mit Druck oder durch konventionelle Auftragungsverfahren wie Streichen, Besprühen und dergleichen. Das jeweils angewendete Imprägnierverfahren hängt naturgemäß von den Abmessungen des zu imprägnierenden Materials ab. Lignocellulosematerialien mit geringen Abmessungen wie Späne oder Strands sowie dünne Furniere, d.h. Materialien mit einem großen Verhältnis von Oberfläche zu Volumen, lassen sich mit geringem Aufwand, z. B. durch Tauchen oder Besprühen imprägnieren, wohingegen Lignocellulosematerialien mit größeren Abmessungen, insbesondere Materialien, deren geringste Ausdehnung mehr als 5 mm beträgt, z. B. Vollholz, Formteile aus Vollholz oder Holzwerkstoffe, unter An- wendung von Druck oder Vakuum, insbesondere durch kombinierte Anwendung von Druck und Vakuum imprägniert werden. Vorteilhafterweise wird das Imprägnieren bei einer Temperatur unterhalb 50 0C, z. B. im Bereich von 15 bis 50 0C durchgeführt.
Die Bedingungen des Imprägnierens werden in der Regel so gewählt werden, dass die aufgenommene Menge an härtbaren Bestandteilen der wässrigen Zusammensetzung wenigstens 1 Gew.-%, bezogen auf die Trockenmasse des unbehandelten Materials, beträgt. Die aufgenommene Menge an härtbaren Bestandteilen kann bis zu 100 Gew.- %, bezogen auf die Trockenmasse der unbehandelten Materialien betragen und liegt häufig im Bereich von 1 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 50 Gew.-%, und insbesondere im Bereich von 10 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die Trockenmasse des eingesetzten unbehandelten Materials, liegt. Die Feuchte der zum Tränken einge- setzten, unbehandelten Materialien ist unkritisch und kann beispielsweise bis 100 % betragen. Hier und im Folgenden ist der Begriff „Feuchtigkeit" synonym mit dem Begriff Restfeuchtegehalt nach DIN 52183. Insbesondere liegt der Restfeuchtegehalt unterhalb des Fasersättigungspunkts des Lignocellulosematerials. Häufig liegt er im Bereich von 1 bis 80 % und insbesondere 5 bis 50 %.
Zum Tauchen wird das Lignocellulosemateπal, gegebenenfalls nach einer Vortrocknung, in einen Behälter, welcher die wässrige Zusammensetzung enthält, getaucht Das Tauchen erfolgt vorzugsweise über einen Zeitraum von wenigen Sekunden bis 24 h, insbesondere 1 min bis 6 h Die Temperaturen liegen üblicherweise im Bereich von 15 °C bis 50 °C. Hierbei nimmt das Lignocellulosemateπal die wassπge Zusammensetzung auf, wobei durch die Konzentration an den nicht-wässrigen Bestandteilen (d. h. härtbare Bestandteile) in der wässrigen Zusammensetzung, durch die Temperatur und die Behandlungsdauer die von dem Lignocellulosematerial aufgenommene Menge an diesen Bestandteilen gesteuert werden kann Die tatsächlich aufgenommene Menge an Bestandteilen kann der Fachmann in einfacher Weise über die Gewichtszunahme des imprägnierten Materials und die Konzentration der Bestandteile in der wässrigen Zusammensetzung ermitteln und steuern Furniere können beispielsweise mittels Pressrollen, so genannte Kalander, die sich in der wässrigen Imprägnierzu- sammensetzung befinden, vorgepresst werden Das beim Entspannen im Lignocellulosematerial auftretende Vakuum führt dann zu einer beschleunigten Aufnahme an wäss- riger Imprägnierzusammensetzung
Das Imprägnieren erfolgt vorteilhafterweise durch kombinierte Anwendung von vermin- dertem und erhöhtem Druck. Hierzu wird das Lignocellulosematerial, das in der Regel eine Feuchtigkeit im Bereich von 1 % bis 100 % aufweist, zunächst unter vermindertem Druck, der häufig im Bereich von 10 bis 500 mbar und insbesondere im Bereich von 40 bis 100 mbar liegt, mit der wässrigen Zusammensetzung in Kontakt gebracht, z B. durch Tauchen in der wässrigen Zusammensetzung Die Zeitdauer liegt üblicherweise im Bereich von 1 min bis 1 h Hieran schließt sich eine Phase bei erhöhtem Druck, z. B. im Bereich von 2 bis 20 bar, insbesondere im 4 bis 15 bar und speziell 5 bis 12 bar, an. Die Dauer dieser Phase liegt üblicherweise im Bereich von 1 min bis 12 h. Die Temperaturen liegen üblicherweise im Bereich von 15 bis 50 0C. Hierbei nimmt das Lignocellulosematerial die wässrige Zusammensetzung auf, wobei durch die Konzent- ration an den nicht-wässrigen Bestandteilen (d. h härtbare Bestandteile) in der wassπ- gen Zusammensetzung, durch den Druck, durch die Temperatur und die Behandlungsdauer die von dem Lignocellulosematerial aufgenommene Menge an diesen Bestandteilen gesteuert werden kann. Die tatsachlich aufgenommene Menge kann auch hier über die Gewichtszunahme des Lignocellulosematerial berechnet werden. Weiterhin kann das Imprägnieren durch konventionelle Verfahren zum Aufbringen von Flüssigkeiten auf Oberflächen erfolgen, z. B. durch Besprühen oder Rollen bzw. Streichen. Hierzu setzt man vorteilhafterweise ein Material mit einer Feuchtigkeit von nicht mehr als 50 %, insbesondere nicht mehr als 30 %, z. B. im Bereich von 12 % bis 30 % ein. Das Aufbringen erfolgt üblicherweise bei Temperaturen im Bereich von 15 bis 50 0C. Das Besprühen kann in üblicher Weise in allen für das Besprühen von flächigen oder feinteiligen Körpern geeigneten Vorrichtungen vorgenommen werden, z. B. mittels Düsenaπordπungen und dergleichen. Beim Streichen bzw. Rollen wird die gewünschte Menge an wässriger Zusammensetzung mit Rollen oder Pinseln auf das flächige Mate- rial aufgetragen.
Anschließend erfolgt die Härtung der vemetzbaren Bestandteile der wässrigen Zusammensetzung. Die Härtung kann in Analogie zu den im Stand der Technik beschriebenen Verfahren durchgeführt werden, z. B. nach den in WO 2004/033170 und WO 2004/033171 beschriebenen Verfahren.
Die Härtung erfolgt typischerweise durch Behandeln des imprägnierten Materials bei Temperaturen oberhalb 80 0C, insbesondere oberhalb 90 0C, z. B. im Bereich von 90 bis 220 0C und insbesondere im Bereich von 100 bis 200 0C. Die für das Härten erfor- derliche Zeit liegt typischerweise im Bereich von 10 min bis 72 Stunden. Bei Furnieren und feinteiligen Lignocellulosematerialien können eher höhere Temperaturen und kürzere Zeiten angewendet werden. Bei der Härtung werden nicht nur die Poren im Ligno- cellulosematerial mit dem gehärteten Imprägniermittel angefüllt, sondern es entsteht eine Quervernetzung zwischen Imprägniermittel und dem Lignocellulosematerial selbst.
Gegebenfalls kann man vor dem Härten einen Trockπuπgsschritt, im Folgenden auch Vortrocknungsschritt durchführen. Hierbei werden die flüchtigen Bestandteile der wässrigen Zusammensetzung, insbesondere das Wasser und überschüssige organische Lösungsmittel, die in der Härtung/Vernetzung nicht reagieren, teilweise oder vollständig entfernt. Vortrocknung bedeutet, dass das Lignocellulosematerial unter den Fasersättigungspunkt getrocknet wird, der je nach Art des Materials bei etwa 30 Gew.-% liegt. Diese Vortrocknung wirkt insbesondere bei großformatigen Holzkörpern der Gefahr einer Rissbildung entgegen. Bei kleinformatigen Lignocellulosematerialien, beispiels- weise Furnieren, Spänen, Chips, Strands, Fasern etc., kann die Vortrocknung entfallen. Bei Holzkörpern mit größeren Abmessungen ist die Vortrocknung jedoch von Vorteil. Sofern eine separate Vortrocknung durchgeführt wird, erfolgt diese vorteilhafterweise bei Temperaturen im Bereich von 20 bis 80 0C. In Abhängigkeit von der gewählten Trocknungstemperatur kann eine teilweise oder vollständige Härtung/Vernetzung der in der Zusammensetzung enthaltenen härtbaren Bestandteile erfolgen. Die kombinierte Vortrocknung/Härtung der imprägnierten Materialien erfolgt üblicherweise durch Anlegen eines Temperaturprofils, das von 50 0C bis 220 0C, insbesondere von 80 bis 200 0C reichen kann.
Die Härtung/Trocknung kann in einem konventionellen Frischluft-Abluft System, z. B. einem Trommeltrockner durchgeführt werden. Vorzugsweise erfolgt die Vortrocknung in einer Weise, dass der Feuchtegehalt der feinteiligen Lignocellulosematerialien nach der Vortrocknung nicht mehr als 30 %, insbesondere nicht mehr als 20 %, bezogen auf die Trockenmasse, beträgt. Es kann von Vorteil sein, die Trocknung/Härtung bis zu einem Feuchtegehalt < 10 % und insbesondere < 5 %, bezogen auf die Trockenmasse, zu führen. Der Feuchtegehalt kann durch die Temperatur, die Dauer und den bei der Vortrocknung gewählten Druck in einfacher weise gesteuert werden.
Gegebenenfalls wird man vor dem Trocknen/Härten anhaftende Flüssigkeit auf mechanischem Wege entfernen.
Bei großformatigen Materialien hat es sich bewährt, diese beim Trocknen/Härten zu fixieren, z. B. in Heizpressen.
Die erfindungsgemäß imprägnierten Holzmaterialien können, wenn es sich nicht be- reits um konfektionierte Endprodukte handelt, in an sich bekannter Weise weiterverarbeitet werden, im Falle feinteiliger Materialen z. B. zu Formkörpern wie OSB (oriented structural board) Platten, Spanplatten, Wafer-Boards, OSL-Platten und OSL-Formteile (Oriented-Strand-Lumber), PSL-Platten und PSL-Formteile (Parallel-Strand-Lumber). Dämmplatten und mitteldichten (MDF) und hochdichten (HDF) Faserplatten, Wood- Plastic-Composites (WPC) und dergleichen, im Falle von Furnieren zu Furnierwerkstoffen wie furnierte Faserplatten, furnierte Tischlerplatten, furnierte Spanplatten einschließlich furnierte OSL- und PSL-Platten (oriented bzw. parallel Strand lumber), Sperrholz, Leimholz, Lagenholz, Furnierschichtholz (z. B. Kerto-Schichtholz), Multiplex- Platten, laminierte Furnierwerkstoffe (Laminated Veneer Lumber LVL), dekorative Fur- nierwerkstoffe wie Verkleidungs-, Decken- und Fertigparkett-Paneele aber auch nichtflächige, 3-dimensional geformte Bauteile wie Lagenholzformteile, Sperrholzformteile und andere beliebige, mit wenigstens einer Furnierlage beschichtete Formteile. Die Weiterverarbeitung kann unmittelbar im Anschluss an das Imprägnieren, während oder im Anschluss an das Härten der vom Lignocellulosematerial aufgenommen Bestandtei- Ie V, P und gegebenenfalls A erfolgen. Im Falle von imprägnierten Furnieren wird man vorteilhafterweise die Weiterverarbeitung vor dem Härtungsschritt oder zusammen mit dem Härtungsschritt durchführen. Bei Formkörpern aus feinteiligen Materialien wird der Formgebungsschritt und Härtungsschritt vorzugsweise gleichzeitig durchgeführt.
Sofern es sich bei dem imprägnierten Lignocellulosematerial um Vollholz oder einen konfektionierten Holzwerkstoff handelt, kann dieser in üblicher Weise bearbeitet wer- den, z. B. durch Sägen, Hobeln, Schleifen etc. Erfindungsgemäß imprägniertes und gehärtetes Vollholz eignet sich insbesondere zur Herstellung von Gegenständen, die Feuchtigkeit und insbesondere Witterungseinflüssen ausgesetzt sind, z. B. für Bauholz, Balken, Bauelemente aus Holz, für Holzbalkone und Terrassen aus Holz, Dachschin- dein, Zäune, Holzmasten, Bahnschwellen, im Schiffsbau für den Innenausbau und Decksaufbauten.
Beispiele
Gemäß der folgenden allgemeinen Rezeptur wurden die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen (Imprägniermittel) der Beispiele 1 bis 4 durch Vermischen der Bestandteile hergestellt. DMDHEU wurde als wässrige Formulierung eingesetzt. Die %-Anga- ben sind als Gew.-% der jeweiligen Komponente, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung zu verstehen:
Rezeptur:
DMDHEU 22,5%
MgCI2 x 6H2O 1 ,5%
Additiv 5,0%
Wasser 63,5%
Beispiel 1 : Als Additiv wurde eine Polyethylenoxid-Polypropylenoxid-Triblockcopolymer mit zentralem Polypropylenoxidblock eingesetzt. Der zentrale Polypropylenblock wies ein zahlenmittleres Molekulargewicht von etwa 850 Dalton auf. Der Ethylenoxid-Anteil betrug 10 Gew.-%, bezogen auf das Polymer.
Beispiel 2: Als Additiv wurde eine Polyethylenoxid-Polypropylenoxid-Triblockcopolymer mit zentralem Polypropylenoxidblock eingesetzt. Der zentrale Polypropylenblock wies ein zahlenmittleres Molekulargewicht von etwa 1100 Dalton auf. Der Ethylenoxid-Anteil betrug 30 Gew.-%, bezogen auf das Polymer.
Beispiel 3: Als Additiv wurde eine Polyethylenoxid-Polypropylenoxid-Triblockcopolymer mit zentralem Polypropylenoxidblock eingesetzt. Der zentrale Polypropylenblock wies ein zahlenmittleres Molekulargewicht von etwa 1750 Dalton auf. Der Ethylenoxid-Anteil betrug 10 Gew.-%, bezogen auf das Polymer.
Beispiel 4: Als Additiv wurde eine Polyethylenoxid-Polypropylenoxid-Triblockcopolymer mit zentralem Polyethylenoxidblock eingesetzt. Das Blockcopolymer wies ein zahlen- mittleres Molekulargewicht von etwa 2150 Dalton auf. Der Ethylenoxid-Anteil betrug 20 Gew.-%, bezogen auf das Polymer. Vergleichsbeispiel: Das Additiv wurde durch die gleiche Menge an Wasser ersetzt.
Anwendungsbeispiele
In den folgenden Versuchen wurden Buchenholzproben mit den Maßen 10 x 10 x 150 mm verwendet.
Die Holzproben wurden in eine Tränkanlage eingebracht. Die Tränkanlage wurde 30 Minuten einem Vakuum von absolut 40 mbar ausgesetzt. Anschließend wurde die
Tränkanlage mit dem Imprägniermittel unter Beibehaltung eines Vakuums von 50 mbar absolut geflutet. Anschließend wurde ein Druck von 12 bar für 2 Stunden angelegt. Die Druckphase wurde beendet und die Restflüssigkeit wurde entfernt.
Die Holzproben wurden sodann in einer über Temperatur und Luftfeuchtigkeit steuerbaren Trockenkammer gelagert und so fixiert, dass ein Verwerfen unmöglich war. Die Kammer wurde unter Beibehaltung einer relativen Luftfeuchtigkeit von 95 % auf 120 °C gebracht. Diese Bedingungen wurden solange beibehalten, dass im Innern der Holzproben über einen Zeitraum von 48 Stunden eine Temperatur von mindestens 120 0C herrschte.
Von den erhaltenen Proben wurde anschließend analog DIN 52189 der maximale Bruchschlagsarbeitswert bestimmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle dargestellt:
Figure imgf000015_0001

Claims

Patentansprüche
1. Wässrige, härtbare Zusammensetzung, enthaltend a) wenigstens eine niedermolekulare Verbindung V, welche wenigstens zwei N-gebundene Gruppen der Formel CH2OH und/oder eine zwei Stickstoffatome verbrückende 1 ,2-Bishydroxyethan-1 ,2-diyl-Gruppe aufweist, und b) wenigstens ein Oligo- oder Polyalkylenetherpolyol P mit im Mittel wenigstens 2 OH-Gruppen, je Molekül, der wenigstens eine zwei oder mehrwertige aliphatische oder cycloaliphatische Gruppe mit wenigstens 3 C-Atomen, aufweist, und/oder c) ein Reaktionsprodukt einer niedermolekularen Verbindung V mit dem Polyalkylenetherpolyol.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Oligo- oder Polyalkylenetherpo- lyol P ein zahlenmittleres Molekulargewicht im Bereich von 120 bis 10000 Dalton aufweist.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Oligo- oder Polyalkylenetherpolyol ausgewählt ist unter - Oligoetherdiole der Formel
HO-[Alk-O]qH,
worin Alk für C3-C4-Alkylen steht, z. B. für 1 ,3-Propandiyl, 1 ,3- oder 1 ,4-Butandiyl und q für eine Zahl im Bereich von 2 bis 30 steht,
Copolymeren und Cooligomeren von Ethylenoxid mit C3-Cio-Alkylenoxiden, Oligomeren und Polymeren, die durch Polymerisation von C2-C10- Alkylenoxiden in Gegenwart eines aliphatischen oder cycloaliphatischen Polyols mit wenigstens 2 OH-Gruppen und wenigstens 3 C-Atomen als Starter erhältlich sind, und
Oligomeren und Polymeren, die durch Polymerisation von C2-C10- Alkylenoxiden in Gegenwart eines Amins mit wenigstens einer NH2-Gruppe und wenigstens 3 C-Atomen als Starter erhältlich sind, Oligomeren sowie Polymeren, welche durch Polymerisation von C2-C10- Alkylenoxiden in Gegenwart eines Oligoetherdiols der Formel
HO-[(CH2)m-O]nH,
worin m für 3, 4, 5 oder 6 steht und n für eine Zahl im Bereich von 2 bis 30 steht, als Starter erhältlich sind, und Oligomere und Polymere, welche durch Polymerisation von C3-C10- Alkylenoxiden in Gegenwart eines Polyethylenoxids erhältlich sind.
4. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ver- bindung V ausgewählt ist unter
1 ,3-Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxyirnidazolidin-2-on, 1 ,3-Bis(hydroxymethyl)harnstoff,
1 ,3-Bis(hydroxymethyl)imidazolidin-2-on (Dimethylolethylenharnstoff), 1 ,3-Bis(hydroxymethyl)-1 ,3-hexahydropyrimidin-2-on (Dimethylolpropylen- harnstoff)
1 ,3-Bis(methoxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidin-2-on (DMeDHEU), Tetra(hydroxymethyl)acetylendiharnstoff und niedermolekularen Melamin-Formaldehyd Harzen.
5. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, enthaltend die Verbindung V und das Polyalkylenetherpolyol P in einer Gesamtmenge von 5 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der wässrigen Zusammensetzung.
6. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, enthaltend die Verbindung V und das Polyalkylenetherpolyol P in einem Molverhältnis von
1 : 0,005 bis 1 : 2.
7. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wäss- rige Zusammensetzung zusätzlich einen Katalysator K enthält, welcher eine Ver- netzungsreaktion der Verbindung V mit dem Polyalkylenetherpolyol P bewirkt.
8. Zusammensetzung nach Anspruch 7, wobei der Katalysator K ausgewählt ist unter Metallsalzen aus der Gruppe der Metallhalogenide, Metallsulfate, Metallnitrate, Metallphosphate, Metalltetrafluoroborate; Bortrifluorid; Ammoniumsalzen aus der Gruppe der Ammoniumhalogenide, Ammoniumsulfat, Ammoniumoxalat und Diammoniumphosphat; organischen Carbonsäuren, organischen Sulfonsäu- ren, Borsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure und Salzsäure.
9. Verwendung einer Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprü- che zum Imprägnieren von Lignocellulosematerialien.
10. Verwendung nach Anspruch 9, wobei das Lignocellulosematerial Holz oder ein Holzwerkstoff ist.
11. Verfahren zum Behandeln von Lignocellulosematerialien, umfassend das Imprägnieren des Lignocellulosematerials mit einer Zusammensetzung gemäß ei- nem der vorhergehenden Ansprüche und einen Vernetzungsschritt bei erhöhter Temperatur.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei das Lignocellulosematerial Holz ist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Lignocellulosematerial ein Vollholzkörper ist.
14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Lignocellulosematerial ein Holzfurnier ist.
15. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Lignocellulosematerial ein feinteiliges Material ist und das Verfahren zusätzlich die Weiterverarbeitung zu einem Formkörper umfasst.
16. Lignocellulosematerial, erhältlich durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15.
PCT/EP2006/004015 2005-05-02 2006-04-28 Wässrige, härtbare zusammensetzungen zum imprägnieren von lignocellulosematerialien WO2006117159A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005020388.4 2005-05-02
DE102005020388 2005-05-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006117159A1 true WO2006117159A1 (de) 2006-11-09

Family

ID=36942391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2006/004015 WO2006117159A1 (de) 2005-05-02 2006-04-28 Wässrige, härtbare zusammensetzungen zum imprägnieren von lignocellulosematerialien

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2006117159A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008069684A3 (en) * 2006-12-04 2008-07-31 George William Mason John Brod Modification of wood with hydrophilic prepolymers
DE102007005527A1 (de) 2007-02-03 2008-08-07 Alzchem Trostberg Gmbh Verfahren zur Behandlung von Holzteilen
WO2010046696A1 (en) * 2008-10-23 2010-04-29 Kurawood Plc Lignocellulosic material and modification of lignocellulosic material
US7939177B2 (en) 2005-10-04 2011-05-10 Basf Aktiengesellschaft Lignocelluosic material which is low in formaldehyde and method for the production thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5627232A (en) * 1995-06-07 1997-05-06 United Catalysts, Inc. Water-based composition containing an aminoplast-ether copolymer
WO2004033170A1 (de) * 2002-10-04 2004-04-22 Basf Aktiengesellschaft Verfahren zur verbesserung der dauerhaftigkeit, dimensionsstabilität und oberflächenhärte eines holzkörpers
US20040147649A1 (en) * 2002-08-20 2004-07-29 Kovacs Stephen G. Non-toxic hydrophobic elastomeric polymer chemistry system for wood preservation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5627232A (en) * 1995-06-07 1997-05-06 United Catalysts, Inc. Water-based composition containing an aminoplast-ether copolymer
US20040147649A1 (en) * 2002-08-20 2004-07-29 Kovacs Stephen G. Non-toxic hydrophobic elastomeric polymer chemistry system for wood preservation
WO2004033170A1 (de) * 2002-10-04 2004-04-22 Basf Aktiengesellschaft Verfahren zur verbesserung der dauerhaftigkeit, dimensionsstabilität und oberflächenhärte eines holzkörpers

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7939177B2 (en) 2005-10-04 2011-05-10 Basf Aktiengesellschaft Lignocelluosic material which is low in formaldehyde and method for the production thereof
WO2008069684A3 (en) * 2006-12-04 2008-07-31 George William Mason John Brod Modification of wood with hydrophilic prepolymers
US20100068543A1 (en) * 2006-12-04 2010-03-18 Zelam Limited Modification of wood with hydrophilic prepolymers
AU2007328546B2 (en) * 2006-12-04 2011-04-21 Zelam Limited Modification of wood with hydrophilic prepolymers
US8252426B2 (en) 2006-12-04 2012-08-28 Zelam Limited Modification of wood with hydrophilic prepolymers
DE102007005527A1 (de) 2007-02-03 2008-08-07 Alzchem Trostberg Gmbh Verfahren zur Behandlung von Holzteilen
WO2010046696A1 (en) * 2008-10-23 2010-04-29 Kurawood Plc Lignocellulosic material and modification of lignocellulosic material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1858678B1 (de) Verfahren zur herstellung von holzwerkstoffen
EP1556195B1 (de) Verfahren zur verbesserung der dauerhaftigkeit, dimensionsstabilität und oberflachenhärte eines holzkörpers
EP1934027B1 (de) Herstellung modifizierter lignocellulosematerialien
EP2637829B1 (de) Schiffe mit thermisch modifizierten und imprägnierten holz oder holzwerkstoffen
EP1858677A1 (de) Herstellung von formkörpern aus feinteiligen materialien auf basis von lignocellulose
US7494718B2 (en) Method for improving the surface hardness of a wooden body using an aqueous solution of an impregnating agent
EP1937448B1 (de) Formaldehydarmes lignocellulosematerial und verfahren zu dessen herstellung
EP1934026A1 (de) Verwendung von modifizierten holzwerkmaterialien zur herstellung von gegenständen
TW202214410A (zh) 經改質的木質材料的製造方法、呋喃衍生物樹脂化溶液、及改質木質材料
WO2006117159A1 (de) Wässrige, härtbare zusammensetzungen zum imprägnieren von lignocellulosematerialien
DE102006019819A1 (de) Wässrige, härtbare Zusammensetzungen zum Imprägnieren von Lignocellulosematerialien
WO2007074136A1 (de) Verfahren zur herstellung modifizierter furnierwerkstoffe
NZ539622A (en) Method for improving the surface hardness of a wooden body using an aqueous solution of an impregnating agent
NZ539623A (en) Method for improving the durability, dimensional stability and surface hardness of a wooden body

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: RU

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06742749

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1