BE843301A

BE843301A - Compositions pour la protection et la conservation du bois

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Publication number: BE843301A
Application number: BE168220A
Authority: BE
Priority date: 1976-06-23
Filing date: 1976-06-23
Publication date: 1976-12-23

Description


  Compositions pour la protection et laconservation du bois 

  
La présente invention concerne des compositions pour la conservation du bois, qui contiennent comme principe actif un produit d'addition de l'acide

  
 <EMI ID=1.1> 

  
L'utilisation de l'acide borique pour

  
protéger le bois contre les attaques d'insectes et de champignons est connue (cf. Chemical Week, 26 juillet

  
1972, page 43).

  
La demanderesse a trouvé à présent que les produits d'addition de l'acide borique sur des oxydes d'alcoylène possèdent une action très prononcée sur les insectes xylophages et les champignons attaquant le bois

  
et constituent par conséquent des agents excellents

  
pour la conservation de ce matériau, que celui-ci se pré-  sente sous une forme massive ou sous forme d'éléments confectionnés à partir de planches ou même de copeaux

  
de bois.

  
Les principes actifs suivant l'invention

  
sont efficaces pour combattre les insectes xylophages '.  tels que Hylotrupes bajulus, Anobium punctatum et Lyctus  brunneus, ainsi que les termites, mais également les  champignons s'attaquant au bois, les champignons provoquant la putréfaction et les moisissures, tels que:

  
Coniophora cerebella, Merulius lacrimans, Lentinus lepideus, Lenzites trabea, Porio vaporaria, Polystictus (Coriolus) versicolor, Paxillus panuoides, Stereum purpureum, Fomes annosus, Bispora effusa, Stachybotrys atra, Chaetomium globosum, Trichoderma viride, Aspergillus niger,

  
Hormiscium spec. et Stemphylium spec.

  
Contrairement à l'acide borique et au

  
borax, qui sont peu solubles dans les solvants organiques et, pour cette raison, ne peuvent être employés

  
comme principes actifs dans les compositions huileuses

  
pour la conservation du bois, les produits d'addition

  
de l'acide borique sur les oxydes d'alcoylène possèdent

  
une bonne solubilité dans les solvants aromatiques et aliphatiques généralement utilisés; ils ont également

  
une bonne compatibilité avec d'autres fongicides et insecticides dissous dans un solvant, entre autres avec

  
le sel d'aluminium de la N-cyclohexyl-N-nitrosohydroxylamine, le pentachlorophénol, le chloronaphtalène, le N-dichlorofluorométhylthio-N',N'-diméthyl-N-phényl-sulfonyl-

  
 <EMI ID=2.1> 

  
méthylthio-sulfonyl-diamide.

  
Les principes actifs suivant l'invention peuvent être incorporés à des compositions pour la conservation du bois à base de solvant, à appliquer sur le bois à la brosse, par immersion ou pulvérisation, et également sous forme de solution aqueuse à des colles employées lors de la confection d'éléments en bois, qui peuvent être à base de résines d'urée-formol, de mélamine-formol,

  
 <EMI ID=3.1> 

  
directe du principe actif à la préparation de colle écarte le danger, courant dans l'emploi de l'acide borique, de

  
la formation de grumeaux, entraînant une mauvaise répartition de l'agent actif. Les produits d'addition suivant l'invention éliminent en outre les difficultés bien connues  <EMI ID=4.1> 

  
que l'on rencontre pour l'obtention d'une répartition homogène de l'acide borique sur les copeaux de bois,

  
 <EMI ID=5.1> 

  
des principes actifs suivant l'invention conviennent également pour l'imprégnation du bois à l'autoclave.

  
Sur le bois à protéger de l'attaque

  
des insectes et champignons" on applique le produit

  
de protection de manière uniforme en une quantité permettant une pénétration aussi profonde que possible du principe actif. Les quantités d'application peuvent varier entre environ 5 et 100 g de principe actif par m . Pour un traitement par immersion et pour les copeaux

  
de bois, la quantité d'application peut ae situer entre

  
 <EMI ID=6.1> 

  
Les formes d'application appropriées aont, soit des solutions dans un solvant tel que l'eau et un  solvant organique, par exemple des fractions d'essence avec une teneur en produits aromatiques pouvant aller

  
 <EMI ID=7.1> 

  
l'éther-glycol, ou encore une huile siccative du genre de celles utilisées dans les peintures, soit des mélanges avec des véhicules solides tels que l'argile, le gel de silice, la chaux en poudre, la terre de diatomées etc.

  
La proportion du produit d'addition de l'acide borique sur un oxyde d'alcoylène dans une composition pour la conservation du bois peut être comprise

  
 <EMI ID=8.1> 

  
Les principes actifs auivant l'invention sont préparés par la réaction d'un oxyde d'alcoylène

  
 <EMI ID=9.1>  molaire entre 5:1 et 1:1, dans un solvant organique aprotonique, soit en l'absence d'un catalyseur entre

  
 <EMI ID=10.1> 

  
tique d'une base ou d'un acide de Lewis entre 70 et 120[deg.]C, sous une pression de 4 à 9 bars.

  
Parmi les oxydes d'alcoylène en C2 à C&#65533;,

  
à faire réagir avec l'acide orthoborique, on peut citer en particulier les oxydes d'alcoylène aliphatiques tels que l'oxyde d'éthylène, l'oxyde de propylène, l'oxyde

  
 <EMI ID=11.1> 

  
styrène, ainsi que des mélanges de ces oxydes. Dans ce dernier cas, on obtient des acides boriques oxalcoylés.

  
 <EMI ID=12.1> 

  
utiliser pour la préparation des produits d'addition suivant l'invention sont les solvants, dont la molécule  ne comprend pas d'atome d'hydrogène mobile. Ces solvants peuvent être polaires comme, par exemple, l'acétone, le dioxanne, le diméthylformamide, le formamide et le diméthylacétamide, ou non polaires comme le tétrachlorure

  
de carbone.

  
En l'absence d'un catalyseur, la réaction d'addition peut être effectuée entre 100 et 160 et do préférence entre 120 et t50[deg.]C. La réaction d'addition est cependant réalisée de préférence en présence d'une base ou d'un acide de Lewis, qui ont un effet catalytique. Comme bases, on peut utiliser des amines tertiaires comme la diméthyl-dodécylamine, ou une quantité catalytique d'un dérivé d'un métal alcalin comme l'hydroxyde de sodium ou d'un alcoxyde comme le méthylate de sodium et le butylate de potassium; parmi les acides de Lewis qui conviennent, on peut citer l'éthérate de borofluorure, le chlorure d'aluminium et le chlorure

  
de zinc. La réaction en présence d'un catalyseur se déroule avantageusement entre 70 et 120 et de préfé-

  
 <EMI ID=13.1> 

  
La réaction d'addition est effectuée dans un système fermé, par exemple un autoclave, dans lequel on introduit le solvant aprotonique, puis

  
 <EMI ID=14.1> 

  
rapport à l'acide orthoborique d'une base ou d'un

  
acide de Lewis. On introduit ensuite sous pression

  
dans l'autoclave l'oxyde d'alcoylène en une proportion correspondant à un rapport molaire entre l'oxyde d'alcoylè-

  
 <EMI ID=15.1> 

  
rence entre 3:1 et 4:t, puis on chauffe le mélange réactionnel entre 70 et 120[deg.]C, de préférence entre 60

  
 <EMI ID=16.1> 

  
clave doit atteindre 4 à 9 et de préférence 5 à 7 bars. La durée totale de la réaction est comprise entre environ 3 et 8 et de préférence entre 5 et 6 heures.

  
La réaction terminée, le contenu de l'autoclave est détendu et le solvant et l'eau de réaction sont éliminés par distillation.

  
Suivant la nature de l'oxyde d'alcoylène de départ et la quantité de celui-ci mise en oeuvre,

  
on obtient des produits d'addition liquides à visqueux, solubles ou insolubles dans l'eau, qui peuvent être caractérisés par leur viscosité, leur spectre infrarouge et leur spectre de masse.

  
Pour les produits d'addition de l'oxyde

  
 <EMI ID=17.1> 

  
comprises entre 1600 et 1700 centistokes, pour les produits d'addition des oxydes de butylène des viscosités d'environ 100 centistokes.

  
Le spectre infra-rouge des produits

  
 <EMI ID=18.1> 

  
Le spectre de masse contient des fragments caractéristiques, permettant de déduire que les produits réactionnels, suivant la proportion molaire entre l'acide borique et l'oxyde d'alcoylène, sont des esters cycliques, parmi lesquels ceux des formules ci-après se rencontrent le plus couramment:

  

 <EMI ID=19.1> 


  
où n vaut 2 à 8.

  
Les produits préparés par le procédé suivant l'invention peuvent en général être purifiée

  
et fractionnés par distillation. Leur mise en oeuvre peut être réalisée sous forme de mélange ou de fractions individuelles.

  
Dans les exemples non limitatifs ci-après,

  
 <EMI ID=20.1>  

  
EXEMPLE 1

  

 <EMI ID=21.1> 


  
Dans un autoclave à agitateur en acier V2A,

  
 <EMI ID=22.1> 

  
injecte l'oxyde de 1,2-butylène par portions. La durée d'injection est de 8 heures, la pression effective de 7 atm.

  
 <EMI ID=23.1> 

  
butylène terminée, on poursuit l'agitation pendant 3 heures. On obtient un liquide brunâtre limpide, dans lequel le  rapport molaire entre l'acide borique et l'oxyde de butylène est de 1:3,6.

  
Après élimination de l'époxyde résiduel et

  
du mélange dioxanne-eau de réaction, on soumet à une distille tion sous vide poussée et on obtient trois fractions:
fraction I : 37 g point d'ébullition sous 0,7 mm de Hg:

  

 <EMI ID=24.1> 


  
+ 290 g d'un résidu résineux. 

  
EXEMPLE 2

  
Préparation du produit d'addition de l'acide ortho-borique sur l'oxyde d'éthylène

  

 <EMI ID=25.1> 


  
 <EMI ID=26.1> 

  
introduit par portions l'oxyde d'éthylène.

  
Durée de l'injection de l'oxyde d'éthylène:

  
6 heures; pression effective 7 atm.; température effective:

  
 <EMI ID=27.1> 

  
poursuit l'agitation pendant trois heures, puis on élimine l'oxyde d'éthylène n'ayant pas réagi et le mélange dioxanneeau de réaction entre 90 et 100[deg.]C sous un vide de 15 mm de Hg.

  
On obtient 775 parties d'un produit pâteux

  
et cireux (ressemblant à de la vaseline), dans lequel le rapport molaire entre l'acide borique et l'oxyde d'éthylène

  
 <EMI ID=28.1> 

  
EXEMPLE 3

  
Préparation du produit d'addition de l'acide ortho-borique sur l'oxyde de 1,2-butylène
 <EMI ID=29.1> 
 
 <EMI ID=30.1> 
 <EMI ID=31.1> 

  
et injecte l'oxyde de 1,2-butylène par portions.

  
Durée d'injection de l'oxyde de 1,2-butylène:
6 heures; pression effective: 7 atm.; température effective
138[deg.]C; l'injection de l'oxyde de 1,2-butylène terminée,

  
on poursuit l'agitation pendant trois heures.

  
 <EMI ID=32.1> 

  
n'ayant pas réagi et du mélange dioxanne-eau de réaction et de l'époxyde résiduel, on obtient un produit, dont le

  
 <EMI ID=33.1> 

  
Par distillation sous un vide poussé, on obtient trois fractions:

  
 <EMI ID=34.1> 

  
fraction II: 14 parties d'une huile brun clair d'un point

  
d'ébullition sous 0,2 mm de Hg de 95[deg.]C; fraction III: 42 parties d'une huile brun clair d'un point

  
d'ébullition sous 0,3 mm de Hg de 160[deg.]C, ainsi que 90 g d'un résidu résineux.

  
EXEMPLE 4

  
Préparation du produit d'addition de l'acide o-borique sur l'oxyde de propylène
 <EMI ID=35.1> 
 oxyde de propylène 928 parties (16 moles).

  
Au mélange d'acide o-borique, de dioxanne et de diméthyl-dodécyl-amine, contenu dans un autoclave

  
 <EMI ID=36.1> 

  
on injecte sous pression et par portions l'oxyde de propylène. Durée d'injection de l'oxyde de propylène:

  
 <EMI ID=37.1> 

  
effective: 108[deg.]C; l'injection de l'oxyde de propylène terminée, on poursuit l'agitation pendant trois heures.

  
Après élimination de l'oxyde de propylène n'ayant pas réagi et du mélange dioxanne-eau de réaction, on obtient 1013 parties d'une huile jaune clair avec un rapport molaire acide borique-oxyde de propylène de 1:3,3.

  
d20 : 1,070 - 1,065

  
 <EMI ID=38.1> 

  
point d'ébullition sous 760 mm de Hg : 270"C.

  
EXEMPLE 5

  
Préparation du produit d'addition de l'acide o-borique sur l'oxyde de 2,3-butylène

  

 <EMI ID=39.1> 


  
Au mélange d'acide o-borique, de dioxanne  et de diméthyl-dodécylamine, contenu dans un autoclave & 

  
 <EMI ID=40.1> 

  
on injecte par portions l'oxyde de 2,3-butylène. 

  
Durée d'injection de l'oxyde de 2, 3 -butylène:
8 heures; pression effective: 8 atm.; température effective:

  
 <EMI ID=41.1> 

  
poussé, on obtient trois fractions sous forme de liquide jaune clair à incolore: 

  

 <EMI ID=42.1> 


  
 <EMI ID=43.1> 

  

 <EMI ID=44.1> 


  
Au mélange d'acide o-borique, de dioxanne et de méthylate de sodium, contenu dans un autoclave à agita- <EMI ID=45.1> 

  
injecte par portions l'oxyde d'isobutylène. Durée d'injection de l'oxyde d'isobutylène: 9 heures; pression effectives 8 atm.; l'injection de l'oxyde d'isobutylène terminée, on poursuit l'agitation pendant trois heures.

  
Après élimination de l'époxyde résiduel et du mélange dioxanne-eau de réaction sous pression réduite, on obtient 290 parties d'une huile jaune,

  
 <EMI ID=46.1> 

  
EXEMPLE 7

  
Préparation du produit d'addition de l'acide o-borique sur l'oxyde de styrène

  

 <EMI ID=47.1> 


  
Ces réactifs sont introduits dans un autoclave

  
 <EMI ID=48.1> 

  
sous atmosphère d'azote.

  
Par élimination du dioxanne sous vide, on obtient 350 parties d'un produit visqueux d'une coloration

  
 <EMI ID=49.1>  

  
EXEMPLE 8

  
Une composition huileuse pour la conservation du bois avec une teneur en principe actif

  
 <EMI ID=50.1> 

  
geant 7,5 parties du produit d'addition de l'acide borique sur l'oxyde de propylène, préparé à l'exemple 4,

  
 <EMI ID=51.1> 

  
Après l'addition de 47,3 parties d'une fraction d'essence contenant des composés aromatiques, on filtre le cas échéant pour éliminer les impuretés, puis on porte à 100 parties à l'aide d'une fraction d'essence contenant des composés aliphatiques.

  
EXEMPLE 9

  
 <EMI ID=52.1> 

  
proportion de la fraction d'essence à composés aromatiques étant cependant réduite à 39,7 parties.

  
 <EMI ID=53.1> 

  
Pour déterminer l'efficacité des compositions préparées aux exemples 8 et 9 vis-à-vis de champignons destructeurs du bois, on enduit avec l'une

  
de ces compositions huileuses des blocs en bois d'aubier de pin ou de hêtre de 50 x 25 x 15 mm à raison de 200 g par m<2> de surface. Après une conservation de 4 semaines, on place les blocs traités, ainsi que des blocs analogues non traités, dans des bottes de Pétri, contenant un milieu nutritif avec les champignons Coniophora cerebella et

  
 <EMI ID=54.1>   <EMI ID=55.1> 

  
Après 4 mois, les blocs sont nettoyés

  
du mycélium superficiel et séchés. On détermine 

  
ensuite la perte de poids et l'étendue de la des-  truction provoquée par les champignons. L'échelle j 

  
i d'évaluation est la suivante:  1 absence d'attaque  2a faible attaque en quelques endroits ' 2b attaque peu prononcée sur toute la surface  3a forte attaque en quelques endroits 

  
3b forte attaque sur toute la surface 

  
4a destruction complète en quelques endroits

  
4b destruction pratiquement complète.

  

 <EMI ID=56.1> 


  
 <EMI ID=57.1> 

  
on incorpore en tant que produit de protection le produit d'addition de l'acide borique sur l'oxyde de propylène. On emploie ensuite cette composition pour l'encollage

  
de copeaux en bois de hêtre et de sapin, le liant étant utilisé dans une proportion de 9 parties de résine (poids à sec) pour 100 parties de copeaux. Les copeaux sont

  
 <EMI ID=58.1>  d'une épaisseur de 18 mm. La proportion du principe actif est calculée de manière à donner des panneaux terminés avec une teneur en produit d'addition acide

  
 <EMI ID=59.1> 

  
peaux secs. A titre de comparaison, on confectionne

  
des panneaux de copeaux avec une colle, dans laquelle sont incorporés 296 d'acide borique en poudre, correspondant à la teneur en acide borique des 7,5% de principe actif suivant l'exemple 4, incorporés aux premiers panneaux.

  
Des panneaux ainsi confectionnés, on

  
découpe ensuite des éprouvettes de 50 x 25 x 18 mm.

  
Pour déterminer leur résistance vis-à-vis des champignons destructeurs du bois Coniophora cerebella et Polystictus versicolor et des moisissures Aspergillus niger et Trichoderma viride, on place les éprouvettes

  
sur un milieu à la gélose, contenant du Biomalt, infesté des champignons destructeurs du bois et on incube pendant
16 semaines à 22[deg.]C. Les essais analogues avec les moisissures sont arrêtés après 15 jours, parce qu'à ce moment, les éprouvettes non traitées étaient déjà complètement moisies.

  
L'évaluation de la résistance aux champignons des éprouvettes est effectuée d'après l'échelle ci-après:

  
0 absence de champignon

  
t développement de mycélium limité aux surfaces latérales 2 développement étendu de mycélium

  
3 envahissement complet par le mycélium.

Claims

<EMI ID=60.1>

REVENDICATIONS <EMI ID=61.1>

caractérisée en ce qu'elle contient comme principe actif

un produit d'addition de l'acide borique sur un oxyde d'alcoylène.

2. Composition pour la conservation du bois, caractérisée en ce qu'elle est formée d'un produit d'additior de l'acide borique sur un oxyde d'alcoylène et d'un véhicule solide ou liquide.

3. Procédé de préparation d'une composition pour la conservation du bois, caractérisé en ce que l'on mélange un produit d'addition de l'acide borique sur un oxyde d'alcoylène avec un véhicule solide ou liquide.

4. Procédé pour protéger le bois contre les attaques par des insectes ou champignons, caractérisé en ce que le bois à protéger est traité avec un produit d'addition de l'acide borique sur un oxyde d'alcoylène.

5. Bois protégé contre les attaques d'insectes ou champignons par un produit d'addition

de l'acide borique sur un oxyde d'alcoylène.

6. Procédé de préparation d'un produit d'addition de l'acide borique sur un oxyde d'alcoylène, caractérisé en ce que l'on fait réagir un oxyde d'alcoylène

<EMI ID=62.1>

molaire entre 5:1 et 1:1, dans un solvant organique aprotonique, soit en l'absence d'un catalyseur entre 100 et

<EMI ID=63.1>

base ou d'un acide de Lewis entre 70 et 120[deg.]C, sous une pression de 4 à 9 bars.

7. Produit d'addition de l'acide borique sur un oxyde d'alcoylène, préparé par le procédé suivant la revendication 6.