CH510101A - Bindemittel zur Herstellung von Holzwerkstoffen und Verwendung desselben - Google Patents

Description

  
 



  Bindemittel zur Herstellung von Holzwerkstoffen und Verwendung desselben
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Bindemittel zur Herstellung von Holzwerkstoffen, die widerstandsfähig gegen Tierfrass und den Befall von Mikroorganismen sind, sowie eine Verwendung desselben.



   Zur Herstellung von Holzwerkstoffen, wie Sperrholz- und Spanholzplatten, werden vor allem Bindemittel auf der Grundlage von Amino- oder Phenoplastharzen verwendet. Um Holzwerkstoffe zu erhalten, die widerstandsfähig gegen Tierfrass oder gegen Befall bestimmter Mikroorganismen sind, setzt man den Bindemitteln Holzschutzmittel zu, die sich während oder nach dem Herstellungsvorgang des Werkstoffes in der Holzsubstanz verteilen. Die meisten der Holzschutzmittel sind in den Bindemittellösungen unlöslich, so dass sie zweckmässig in organischen Lösungsmitteln gelöst, im Bindemittel dispergiert werden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den die Holzschutzmittel enthaltenden Bindemitteln koagulierend wirkende Stoffe zuzusetzen, um zu erreichen, dass beim Erhitzen der Bindemittelmischung während der Herstellung des Holzwerkstoffes das Bindemittel homogen koaguliert.

  Es verteilt sich an der Oberfläche der Holzsubstanz, während die Holzschutzmittel enthaltende flüssige Phase in die Holzsubstanz eindringt. Somit wird eine gleichmässige Verteilung des Holzschutzmittels im Holz bewirkt. Unter den koagulierend wirkenden Mitteln haben sich Polyalkylenoxide bzw. Anlagerungsprodukte von   Athyleno-    xid an langkettige Alkohole oder Phenole besonders bewährt. Es zeigte sich jedoch, dass bei Verwendung solcher koagulierend wirkender Stoffe bestimmte Eigenschaften der Holzwerkstoffe, wie z. B. die Festigkeit, nachteilig beeinflusst werden.



   Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, verbesserte Bindemittel zur Herstellung von Holzwerkstoffen auf der Basis üblicher Holzleime, Holzschutzmitteln und organischen Lösungsmitteln zu finden, die die geschilderten Nachteile zumindest in vermindertem Ausmass haben. Es war eine besondere Aufgabe, Bindemittel der genannten Art zu finden, die eine gute fungizide Wirkung mit guten Festigkeitseigenschaften und niedrigen   Quellwerten    damit hergestellter Holzwerkstoffe verbinden.



   Es wurde nun gefunden, dass ein solches Bindemittel zur Herstellung von Holzwerkstoffen, das einen synthetischen Holzleim auf der Basis von Aminoplasten und/oder Phenoplasten, ein Holzschutzmittel und \ ein organisches Lösungsmittel enthält, besonders vorteilhafte Eigenschaften hat, wenn es zusätzlich eine zwei oder drei Sauerstoffatome und 5 bis 8 Ringatome aufweisende cyclische Verbindung der Formel
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 enthält, in der R1 den zweiwertigen Rest eines gegebenenfalls substituierten Alkylendiols, Butendiols, Butindiols oder Diäthylenglykols ode den Rest der Formel
EMI1.2     
 bedeutet, R für die Gruppe  
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 steht, oder eine Aethylengruppe darstellt, wenn   R1    ebenfalls eine Aethylengruppe ist, wobei R2, R3 und/oder R4 ein Wasserstoffatom, oder eine Methyl-, Aethyl-, Propyl- oder Phenylgruppe bedeutet.



   Es wurde ferner gefunden, dass Holzwerkstoffe, insbesondere Sperrholz- und Spanholzplatten, die sonst in üblicher Weise unter Verleimung mit erfindungsgemässen Bindemitteln hergestellt werden, besonders vorteilhafte Eigenschaften haben.



   Von den synthetischen Holzleimen auf der Basis von Aminoplasten und/oder Phenoplasten eignen sich besonders die als Holzleim üblichen Harnstoff- und Melaminbzw. Phenol-Formaldehyd- Kondensate. Diese synthetischen Harze liegen in wässriger Lösung oder Dispersion vor. Zur Herstellung von Holzwerkstoffen verwendet man üblicherweise solche wässrigen Lösungen bzw.



  Dispersionen, die 20 bis 75 Gewichtsprozent der synthetischen Harze bzw. Vorkondensate enthalten.



   Unter Holzschutzmitteln werden solche Stoffe verstanden, die den Holzwerkstoff vor dem Befall von Mikroorganismen bewahren bzw. Tierfrass, insbesondere Insektenfrass, verhindern. Solche Stoffe sind insbesondere Salze des N-Nitroso-N-organyl- hydroxylamins, vorzugsweise das Calciumsalz des N-Nitroso-N-cyclohexyl- hydroxylamins, ferner das Pentachlorphenol oder Salze des Pentachlorphenols, insbesondere das Penta   chlorphenolnatrium,    Hexachlorcyclohexan, Thiophosphorsäureester. Auch Gemische von Holzschutzmitteln können verwendet werden.



   Die Holzschutzmittel werden zweckmässig in organischen Lösungsmitteln gelöst verwendet. Als Lösungsmittel eignen sich z. B. die verschiedensten Glykoläther und Gasöle, auch Gemische von Lösungsmitteln. Besonders geeignet sind die Glykolmonoalkyläther, wie z. B.



  der Äthylenglykolmonomethyläther. Man verwendet zweckmässig Lösungen, die 5 bis 50 Gewichtsprozent des Holzschutzmittels gelöst enthalten.



   Die erfindungsgemässen Bindemittel enthalten aus   ser    dem synthetischen Holzleim, dem Holzschutzmittel und dem organischen Lösungsmittel, zweckmässig in einer Menge von 1 bis 60 und insbesondere 20 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf den Feststoffgehalt an synthetischem Holzleim, eines zwei oder drei Sauerstoffatome und 5 bis 8 Ringatome enthaltenden cyclischen Äthers bzw. eines cyclischen Acetals der genannten Art.



  Neben 1,4-Dioxan (R = R1 =   -CzH4-)    sind besonders die cyclischen Verbindungen geeignet, in denen R2 Wasserstoff ist und der Rest   R1 = -CH2-O-CH2 oder    den zweiwertigen Rest eines aliphatischen Diols darstellt. Gut geeignet ist 1,3,5 Trioxan. Geeignet sind von den cyclischen Acetalen eines aliphatischen Diols, das bevorzugt 2 bis 5 Kohlenstoffatome enthält, vor allem   4-Chlormethyl-4    methyl1,3-dioxan, Butandiol-1,4-formal und das entsprechende Acetal von Acetaldehyd   (Butandiol-1 ,4-acetal),    Buten2-diol-1, 4-formal, Butin-2-diol-1, 4-formal, Diäthylenglykol-formal, 4-Methoxy-dioxolan und insbesondere 1,3-Dioxolan und 1,3-Dioxan. Geeignet sind auch 1,3,5 Trioxane, die durch Umsetzung von Formaldehyd mit Acetaldehyd erhalten wurden, sowie Paraldehyd.

  Auch Gemische cyclischer Verbindungen der genannten Art sind verwendbar.



   Die Bindemittel enthalten zweckmässig, bezogen auf den Feststoffanteil an synthetischen Holzleimen, 0,5 bis
40 Gewichtsprozent Holzschutzmittel, 5 bis 60 Gewichtsprozent an organischen Lösungsmitteln und 1 bis 60, insbesondere 20 bis 40, Gewichtsprozent einer der angegebenen cyclischen Verbindungen.



   Zur Herstellung von Holzwerkstoffen werden solche Mengen an Bindemittel verwendet, dass die im Bindemittel enthaltende Harzmenge den zur Herstellung von Holzwerkstoffen üblicherweise gebräuchlichen Mengen entspricht. So verwendet man beispielsweise zur Herstellung von Sperrholz solche Mengen des Bindemittels, dass 50 bis 120 g Harz (fest) pro m2 Leimfläche entfallen. Spanplatten werden mit solchen Mengen Bindemittel hergestellt, dass auf absolut trockene Späne 5 bis 15 Gewichtsprozent Harz (fest) kommen.



   Es hat sich gezeigt, dass die Holzschutzmittel in den unter Verwendung der erfindungsgemässen Bindemittel hergestellten Holzwerkstoffen gleichmässig verteilt sind.



  Die Holzwerkstoffen haben die gleichen oder bessere Festigkeitseigenschaften und niedrigere Quellwerte als solche, die ohne Holzschutzmittel erhalten worden waren. Somit bringt das erfindungsgemässe Bindemittel einen Vorteil gegenüber bekannten Bindemitteln, die Holzschutzmittel enthalten.



   Die in den Beispielen genannten Teile und Prozente sind Gewichtseinheiten.



   Beispiel I
100 Teile eines Holzleimes auf   dei    Grundlage eines Phenol-Formaldehyd-Polykondensates (Molverhältnis   1 : 2),    der 48   O/o    Feststoffe   (40 0/o    Polykondensat und   8 0/0    Natriumhydroxyd) in wässriger Lösung enthält, wird mit 12,5 Teilen einer Lösung gemischt, die 10   o/o    Calciumsalz des N-Nitroso-N-cyclohexyl-hydroxylamins (Fungizid), 60   O/o      Äthylenglykolmonomethyläther    und   300/0      1,4-Dioxan    enthält.



   Beispiel 2
100 Teile eines Holzleimes auf der Grundlage eines Harnstoff-Formaldehyd-Polykondensates (Molverhältnis   1:1,6),    der 66,5    /0    Feststoffe in wässriger Lösung enthält, werden mit 7,5 Teilen einer Lösung gemischt, die   100/o    Calciumsalz des N-Nitroso-N- cyclohexylhydroxylamins (Fungizid),   60 0/0    Äthylenglykolmonomethyläther und 30   O/o    1,4-Dioxan enthält. Zu diesem Gemisch werden noch 30 Teile einer wässrigen Lösung, die 1,5 Teile Ammoniumchlorid enthält, und 7 Teile einer 50   0/obigen    Paraffinemulsion gegeben.

 

   Beispiele 3 bis 5
Je 100 Teile eines Holzleimes auf der Grundlage eines Harnstoff-Formaldehyd- Kondensates (Molverhältnis 1 : 1,6), der 50   O/o    Feststoff in wässriger Lösung enthält, werden mit 0,85 Teilen Ammoniumchlorid und 0,85 Teilen Harnstoff, die in 8,3 Teilen Wasser gelöst sind, und mit je 12,5 Teilen einer Lösung gemischt, die 10   O/o    Calciumsalz des N-Nitroso- N-cyclohexyl-hydroxylamins (Fungizid),   600/0    Äthylenglykolmonomethyl äther und 30   O/o    eines der folgenden cyclischen Acetale enthält:
Beispiel 3: 4-Chlormethyl-4-methyl-1,3-dioxan
Beispiel 4: 1,3-Dioxolan
Beispiel 5:

   1,3,5-Trioxan   Prüfung der Bindemittel auf Pilzbefall
Mit den Bindemittelgemischen der Beispiele 1 bis 5 werden Holzspäne beleimt, wobei jeweils solche Mengen an Bindemittel verwendet werden, dass 8 Teile Harz (Trockengewicht) auf 100 Teile Späne entfallen.



   Die mit Bindemittel beschichteten Späne werden bei einer Temperatur von 150 bis   160 0C    zu Spanplatten von 18 bis 19 mm Dicke verpresst.



   Zur Ermittlung der Widerstandsfähigkeit gegenüber Schimmelpilzen werden Spanplatten-Prüfkörper von der Grösse 25 x 17 x 10 mm in Petrischalen auf einen 5 %igen Biomalz-Nähragar, der mit Sporen der Schimmelpilze Aspergillus niger bzw. Trichoderma viride künstlich infiziert wurde, aufgelegt. Die die Spanplatten Prüfkörper enthaltenden Petrischalen werden für die Dauer von 14 Tagen bei einer Temperatur von 30  C bebrütet. Nach dieser Zeit wird das Ausmass der Pilzentwicklung auf den Spanplatten-Prüfkörpern und die Intensität des Pilzwachstums auf dem Nähragar beurteilt.



   Zur Ermittlung der Widerstandsfähigkeit gegenüber holzzerstörenden Pilzen werden Prüfkörper in gleicher Grösse, wie oben beschrieben, auf mit dem holzzerstörenden Pilz Coniophora cerebella bewachsene Biomalz Nähragarplatten aufgelegt. Nach vierwöchiger Bebrütung der Schalen bei   22 0C    wird das Ausmass der Pilzentwicklung auf den Prüfkörpern beurteilt.



   Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 zusammenge   fast.   



     Tabelle 1   
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 Prüfkörper <SEP> verleimt <SEP> Ausmass <SEP> der <SEP> Schimmelpilz-Entwicklung <SEP> Ausmass <SEP> der <SEP> Entwicklung
<tb> nach <SEP> 14 <SEP> Tagen <SEP> von <SEP> Coniophora <SEP> cerebella
<tb> mit
<tb> auf <SEP> den <SEP> Prüfkörpern <SEP> nach
<tb> Aspergillus <SEP> niger <SEP> Trichoderma <SEP> viride
<tb> vier <SEP> Wochen
<tb> Prüf- <SEP> Nähr- <SEP> Prüf- <SEP> Nährkörper <SEP> agar <SEP> körper <SEP> agar
<tb>    Bindemittel nach Beispiel 1 - +++ - ++ ohne Fungizidlösung (Kontrolle) +++ +++ +++ +++ +++ Bindemittel nach Beispiel 2 - +++ - +++ ohne Fungizidlösung (Kontrolle) +++ +++ +++ +++ +++ Bindemittel nach Beispiel 3 - +++ + ++  Bindemittel nach Beispiel 4 - +++ + ++  Bindemittel nach Beispiel 5 - +++ + ++ ohne Fungizidlösung (Kontrolle) +++ +++ +++ +++ +++ - Prüfkörper frei von Pilzbewuchs ++ stärk@re 

   Pilzentwicklung + Spuren einer Pilzentwicklung +++ ungehemmte Pilzentwicklung     
Beispiele 6 bis 12 und Vergleichsversuche   Prüfung    der Bindemittel auf Zugfestigkeit und Quellung a) Mit den Bindemittelgemischen der Beispiele 2, 4 und 5 werden Spanplatten hergestellt. An Prüfkörpern wird die Querzugsfestigkeit nach DIN 52 365 und die Dickenquellung nach DIN 52 361 ermittelt.



   Zum Vergleich wird die Querzugsfestigkeit und Dickenquellung an solchen Spanplatten ermittelt, die mit einer Fungizidlösung erhalten wurden, die anstelle von
Trioxan, Dioxan bzw. Dioxolan die gleiche Menge eines Anlagerungsprodukts von 32 Molen Äthylenoxid an einen Fettalkohol (16 bis 18 C-Atome) enthält.



   b) In gleicher Weise werden die Querzugsfestigkeiten an Spanplattenproben nach DIN 68 761 ermittelt, die unter Verwendung eines Bindemittels auf der Grundlage eines Phenol-Formaldehyd-Kondensates und der oben angegebenen Fungizidlösungen (entsprechend Beispiel) erhalten wurden. Die Ergebnisse der Ermittlung der Querzugsfestigkeit und der Dickenquellung bei Zusatz von 1,3,5-Trioxan, 1,4-Dioxan,

   1,3-Dioxolan und des oben angegebenen   Sithylenoxid-Anlagerungs-    produktes sind in der Tabelle 2 zusammengefasst.   Tabelle 2 Holzleim Zusatz in der Querzugsfestigkeit nach Dickenquellung nach Fungizidlösung DIN 52 365 und 68 761 DIN 52 361 in % V 20 # kg/cm2 # V 100 nach 24 Stunden (gereifte Platten) Harnstoff-Formalde - 5,1 - 15,2 hyd-Kondensat Harnstoff-Formalde1,3,5-Trioxan 5,9 - 11,4 hyd-Kondensat Harnstoff-Formalde1,4-Dioxan 5,6 - 14,0 hyd-Kondensat Harnstoff-Formalde1,3-Dioxolan 6,1 - 11,9 hyd-Kondensat Harnstoff-Formalde- Anlagerungsprodukt 4,0 - 15,1 hyd-Kondensat von 32 Mol Äthylenoxid an Fettalkohol Phenol-Formaldehyd - 5,8 2,5 13,6 Kondensat Phenol-Formaldehyd1,3,5-Trioxan 6,5 3,0 9,2 Kondensat Phenol-Formaldehyd1,4-Dioxan 6,5 4,4 10,2 Kondensat Phenol-Formaldehyd1,3-Dioxolan 6,8 3,2 9,3 Kondensat Phenol-Formaldehyd- Anlagerungsprodukt  

   4,5 1,4 10,5 Kondensat von 32 Mol Äthylenoxid an Fettalkohol    

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH 1 Bindemittel zur Herstellung von Holzwerkstoffen, die widerstandsfähig gegen Tierfrass und den Befall von Mikroorganismen sind, enthaltend einen synthetischen Holzleim auf der Basis eines Aminoplastes und/oder Phenoplastes, ein Holzschutzmittel und ein organisches Lösungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich eine zwei oder drei Sauerstoffatome und 5 bis 8 Ringatome aufweisende cyclische Verbindung der Formel EMI5.1 enthält, in der Rt den zweiwertigen Rest eines gegebenenfalls substituierten Alkylendiols, Butendiols, Butindiols oder Diäthylenglykols oder den Rest der Formel EMI5.2 bedeutet, R für die Gruppe. EMI5.3 steht, oder eine Äthylengruppe darstellt, wenn R' ebenfalls eine Aethylengruppe ist, wobei R2, R8 und/oder R4 ein Wasserstoffatom,

   oder eine Methyl-, Aethyl-, Propyl- oder Phenylgruppe bedeutet.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Bindemittel nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass es als cyclische Verbindung 1,4 Dioxan enthält.

   2. Bindemittel nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass es als cyclische Verbindung 1,3,5 Trioxan enthält.

   3. Bindemittel nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass es als cyclische Verbindung ein cyclisches Acetal eines aliphatischen Diols enthält.

   4. Bindemittel nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass es 1 bis 60 Gewichtsprozent der cyclischen Verbindung, bezogen auf den Feststoffanteil an synthetischen Holzleimen, enthält.

   PATENTANSPRUCH II Verwendung des Bindemittels nach Patentanspruch I zur Herstellung von Holzwerkstoffen, insbesondere von Sperrholz oder Spanplatten.