PL379415A1

PL379415A1 - Sposób powierzchniowego i/lub wgłębnego zabezpieczania drewna hydrofobowymi azotanowymi (V) cieczami jonowymi i środek do zabezpieczania drewna na bazie hydrofobowych azotanowych (V) cieczy jonowych

Info

Publication number: PL379415A1
Application number: PL379415A
Authority: PL
Inventors: Juliusz Pernak; Jadwiga Zabielska-Matejuk; Andrzej Fojutowski; Andrzej Noskowiak
Original assignee: Inst Tech Drewna
Priority date: 2006-04-07
Filing date: 2006-04-07
Publication date: 2007-10-15
Also published as: PL208336B1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób i środek do powierzchniowego i wgłębnego zabezpieczania drewna na bazie hydrofobowych azotanowych(V) cieczy jonowych, zwłaszcza do ochrony drewna przed grzybami. Środek, korzystnie zawierający substancje dodatkowe, jak pigmenty, środki zapachowe i wypełniacze, charakteryzuje się tym, że zawiera od 90% do 99% wagowych substancji aktywnych w postaci azotanów(V) dialkilodimetyloamoniowych o ogólnym wzorze 1 i/lub azotanów(V) alkilobenzylodimetyloamoniowych o ogólnym wzorze 2, w których R oznacza grupę alkilową prostołańcuchową zawierającą 6 lub 8 lub 10 lub 12 lub 14 lub 16 lub 18 atomów węgla lub mieszaninę grup alkilowych zawierającą od 8 do 18 atomów węgla, przy czym korzystnie w mieszaninie środek zawiera wymienione składniki aktywne w proporcji wzajemnej od 0 do 100% wagowych.

Description

1 37 94 15 Η

Sposób powierzchniowego i/lub wgłębnego zabezpieczania drewna hydrofobowymi azotanowymi(V) cieczami jonowymi i środek do zabezpieczania drewna na bazie hydrofobowych azotanowych(Y) cieczy jonowych.

Przedmiotem wynalazku jest sposób powierzchniowego i/lub wgłębnego zabezpieczania drewna hydrofobowymi azotanowymi(V) cieczami jonowymi i środek do zabezpieczania drewna na bazie hydrofobowych azotanowych(V) cieczy jonowych, zwłaszcza do hydrofobizacji i ochrony drewna przed grzybami z zastosowaniem czwartorzędowych soli amoniowych. W ochronie drewna przed niszczącym działaniem zespołu czynników środowiskowych m.in. przez stosowanie odpowiednich środków ochronnych, istotny jest dobór związków chemicznych.

Związki te muszą być bezpieczne dla człowieka, powinny głęboko wnikać w drewno, najlepiej, aby zakotwiczały się w nim i nie ulegały wymywaniu. Obecnie nie jest znany idealny konserwant drewna.

Znane są od ponad stu lat czwartorzędowe halogenki amoniowe, najłatwiej otrzymywane w wyniku reakcji Menschutkina, czyli reakcji substytucji nukleofilowej halogenku alkilowego z trzeciorzędową aminą.

Rozpuszczalne w wodzie czwartorzędowe halogenki amoniowe były intensywnie badane w XX wieku i znalazły wiele praktycznych zastosowań.

Ze względu na ich silne działanie wobec drobnoustrojów okazały się skutecznymi związkami w ochronie drewna przed niszczącym działaniem grzybów zarówno rozkładu brunatnego, szarego i białego.

Do dziś jako skuteczne i bezpieczne wobec człowieka fungicydy w ochronie drewna stosuje się chlorek didecylodimetyloamoniowy, chlorek benzalkoniowy (nazwa systematyczna chlorek alkilobenzylodimetyloamoniowy, w którym grupa alkilowa zawiera od 8 do 18 atomów węgla) jak i bromek benzalkoniowy (nazwa systematyczna bromek alkilobenzylodimetyloamoniowy, w którym grupa alkilowa zawiera od 8 do 18 atomów węgla). 2

Wymienione halogenki są dobrze rozpuszczalne w wodzie, dlatego popularne stało się używanie ich wodnych roztworów.

Znane są i stosowane w ochronie drewna od ponad trzydziestu lat, hydrofilowe czwartorzędowe sole amoniowe, których anionem poza halogenem są: propionian, octan czy mrówczan.

Sole te charakteryzują się bardzo dobrą skutecznością działania bakterio- i grzybobójczego. Mankamentem jednak hydrofitowych czwartorzędowych soli amoniowych, stosowanych do zabezpieczania drewna metodami powierzchniowymi (np. smarowania, natrysku), jest niezbyt głęboka penetracja tych soli w drewnie (do 1,5 mm). Podczas pękania drewna w czasie zmiennych warunków higrotermicznych może dojść do infekcji mikrobiologicznej wewnętrznych warstw zabezpieczonego drewna. Brak właściwości penetracyjnych czwartorzędowych halogenków amoniowych jest spowodowany szybką adsorpcją ich na powierzchni drewna. W procesie tym istotną rolę odgrywa aktywność powierzchniowa czwartorzędowych halogenków amoniowych. W sposobie powierzchniowego i/lub wgłębnego zabezpieczania drewna hydrofobowymi azotanowymi(V) cieczami jonowymi, według wynalazku, istota rozwiązania polega na tym, że jako środek do zabezpieczania drewna stosuje się azotany(V) dialkilo-dimetyloamoniowe o ogólnym wzorze 1 CH, I +3

R—N—R ch3 no3- i/lub azotany(Y) alkilobenzylodimetyloamoniowe o ogólnym wzorze 2,

no3- CH3 w których R oznacza grupę alkilową prostołańcuchową zawierającą 6 lub 8 lub 10 lub 12 lub 14 lub 16 lub 18 atomów węgla lub mieszaninę grup alkilowych zawierającą od 8 Λ do 18 atomów węgla, w ilości nie mniejszej niż 4 kg na 1 m drewna, przy czym wy- 3 mienione składniki aktywne w mieszaninie stosuje się w proporcji wzajemnej od 0 do 100% Wagowych.

Korzystnie jest w sposobie według wynalazku, gdy wymienione azotany(V) dial-kilodimetyloamoniowe i/lub azotany(V) alkilobenzylodimetyloamoniowe, w postaci 100% koncentratów lub ich roztworów alkoholowych lub chloroformowych lub estrowych, wprowadza się metodami ciśnieniowymi do drewna o wilgotności do punktu nasycenia włókien, korzystnie powietrzno-suchego (13-22%), w ilości nie mniejszej niż 4,0 kg na 1 m drewna. W innym wykonaniu sposobu według wynalazku korzystnie jest, gdy wymienione azotany(V) dialkilodimetyloamoniowe i/lub azotany(V) alkilobenzylodimetyloamoniowe, w postaci 100% koncentratów lub ich roztworów alkoholowych lub chloroformowych lub estrowych, nanosi się metodami bezciśnieniowymi na drewno o wilgotności do punktu nasycenia włókien, korzystnie powietrzno-suchego (13-22%) w temperaturze od 0 do 150 0 C, w ilości nie niniejszej niż 4,0 kg na 1 m3 drewna. Środek do zabezpieczania drewna na bazie hydrofobowych azotanowych(V) cieczy jonowych według wynalazku, korzystnie zawierający substancje dodatkowe jak pigmenty, środki zapachowe i wypełniacze, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera od 90% do 99% wagowych substancji aktywnych w postaci azotanów(V) dialkilodimetyloamoniowegych o ogólnym wzorze 1 CHo I +3

R—N—R ch3 no3- i/lub azotanów(Y) alkilobenzylodimetyloamoniowych o ogólnym wzorze 2,

no3- w których R oznacza grupę alkilowąprostołańcuchową zawierającą 6 lub 8 lub 10 lub 12 lub 14 lub 16 lub 18 atomów węgla lub mieszaninę grup alkilowych zawierającą od 8 do 18 atomów węgla, przy czym korzystnie w mieszaninie środek zawiera wymienione składniki aktywne w proporcji wzajemnej od 0 do 100% wagowych.

Claims

10 379415

Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób powierzchniowego i/lub wgłębnego zabezpieczania drewna hydrofobowymi azotanowymi(V) cieczami jonowymi, w szczególności do ochrony drewna przed grzybami, znamienny tym, że jako środek do zabezpieczania drewna stosuje się azotany(V) dialkilodimetyloamoniowe o ogólnym wzorze 1 CHo I +1 R—N—R CH3 ncV i/lub azotany(Y) alkilobenzylodimetyloamoniowe o ogólnym wzorze 2,

no3- CH3 w których R oznacza grupę alkilową prostołańcuchową zawierającą 6 lub 8 lub 10 lub 12 lub 14 lub 16 lub 18 atomów węgla lub mieszaninę grup alkilowych zawierającą od 8 do 18 atomów węgla, w ilości nie mniejszej niż 4 kg na 1 m1 drewna, przy czym wymienione składniki aktywne w mieszaninie stosuje się w proporcji wzajemnej od 0 do 100% wagowych.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wymienione azotany(V) dialkilodimetyloamoniowe i/lub azotany(V) alkilobenzylodimetyloamoniowe, w postaci 100% koncentratów lub ich roztworów alkoholowych lub chloroformowych lub estrowych, wprowadza się ciśnieniowo do drewna o wilgotności do punktu nasycenia włókien, korzystnie powietrzno-suchego (13-22%), w ilości nie mniejszej niż 4,0 kg na 1 m1 drewna. 1 Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wymienione azotany(V) dialkilodimetyloamoniowe i/lub azotany(V) alkilobenzylodimetyloamoniowe, w postaci 100% koncentratów lub ich roztworów alkoholowych lub chloroformowych lub estrowych, nanosi się metodami bezciśnieniowymi na drewno o wilgotności do punktu nasycenia włókien, 11 korzystnie powietrzno-suchego (13-22%) w temperaturze od 0 do 150° C, w ilości nie mniejszej niż 4,0 kg na 1 m3 drewna. 4. Środek do zabezpieczania drewna na bazie hydrofobowych azotanowych(V) cieczy jonowych, w szczególności ochrony drewna przed grzybami, korzystnie zawierający substancje dodatkowe jak pigmenty, środki zapachowe i wypełniacze znamienny tym, że zawiera od 90% do 99% wagowych substancji aktywnych w postaci azotanów(V) dialkilodimetyloamoniowych o ogólnym wzorze 1 CH3 I +3 R—N—R CH3 n03' i/lub azotanów(V) alkilobenzylodimetyloamoniowych o ogólnym wzorze 2,

N03- CH, I + R—N— I ch3 w których R oznacza grupę alkilową prostołańcuchową zawierającą 6 lub 8 lub 10 lub 12 lub 14 lub 16 lub 18 atomów węgla lub mieszaninę grup alkilowych zawierającą od 8 do 18 atomów węgla, przy czym korzystnie w mieszaninie środek zawiera wymienione składniki aktywne w proporcji wzajemnej od 0 do 100% wagowych.

Instytut Technologii Drewna, Poznań Pełnomocnik. Mirosław Szykuła rzecznik patentowy 1 379415 i Sposób powierzchniowego i/łub wgłębnego zabezpieczania drewna hydrofobowymi azotanowymi(V) cieczami jonowymi i środek do zabezpieczania drewna na bazie hydrofobowych azotanowych(V) cieczy jonowych. Przedmiotem wynalazku jest sposób powierzchniowego i/lub wgłębnego zabezpieczania drewna hydrofobowymi azotanowymi(V) cieczami jonowymi i środek do zabezpieczania drewna na bazie hydrofobowych azotanowych(V) cieczy jonowych, zwłaszcza do hydrofobizacji i ochrony drewna przed grzybami z zastosowaniem czwartorzędowych soli amoniowych. W ochronie drewna przed niszczącym działaniem zespołu czynników środowiskowych m.in. przez stosowanie odpowiednich środków ochronnych, istotny jest dobór związków chemicznych. Związki te muszą być bezpieczne dla człowieka, powinny głęboko wnikać w drewno, najlepiej, aby zakotwiczały się w nim i nie ulegały wymywaniu. Obecnie nie jest znany idealny konserwant drewna. Znane są od ponad stu lat czwartorzędowe halogenki amoniowe, najłatwiej otrzymywane w wyniku reakcji Menschutkina, czyli reakcji substytucji nukleofilowej halogenku alkilowego z trzeciorzędową aminą. Rozpuszczalne w wodzie czwartorzędowe halogenki amoniowe były intensywnie badane w XX wieku i znalazły wiele praktycznych zastosowań. Ze względu na ich silne działanie wobec drobnoustrojów okazały się skutecznymi związkami w ochronie drewna przed niszczącym działaniem grzybów zarówno rozkładu brunatnego, szarego i białego. Do dziś jako skuteczne i bezpieczne wobec człowieka fungicydy w ochronie drewna stosuje się chlorek didecylodimetyloamoniowy, chlorek benzalkoniowy (nazwa systematyczna chlorek alkilobenzylodimetyloamoniowy, w którym grupa alkilowa zawiera od 8 do 18 atomów węgla) jak i bromek benzalkoniowy (nazwa systematyczna bromek alkilobenzylodimetyloamoniowy, w którym grupa alkilowa zawiera od 8 do 18 atomów węgla). 2 Wymienione halogenki są dobrze rozpuszczalne w wodzie, dlatego popularne stało się używanie ich wodnych roztworów. Znane są i stosowane w ochronie drewna od ponad trzydziestu lat, hydrofilowe czwartorzędowe sole amoniowe, których anionem poza halogenem są: propionian, octan czy mrówczan. Sole te charakteryzują się bardzo dobrą skutecznością działania bakterio- i grzybobójczego. Mankamentem jednak hydrofilowych czwartorzędowych soli amoniowych, stosowanych do zabezpieczania drewna metodami powierzchniowymi (np. smarowania, natrysku), jest niezbyt głęboka penetracja tych soli w drewnie (do 1,5 mm). Podczas pękania drewna w czasie zmiennych warunków higrotermicznych może dojść do infekcji mikrobiologicznej wewnętrznych warstw zabezpieczonego drewna. Brak właściwości penetracyjnych czwartorzędowych halogenków amoniowych jest spowodowany szybką adsorpcją ich na powierzchni drewna. W procesie tym istotną rolę odgrywa aktywność powierzchniowa czwartorzędowych halogenków amoniowych. W sposobie powierzchniowego i/lub wgłębnego zabezpieczania drewna hydrofobowymi azotanowymi(V) cieczami jonowymi, według wynalazku, istota rozwiązania polega na tym, że jako środek do zabezpieczania drewna stosuje się azotany(V) dialkilo-dimetyloamoniowe o ogólnym wzorze 1 CH, I +3 R—N—R ch3 no3- i/lub azotany(V) alkilobenzylodimetyloamoniowe o ogólnym wzorze 2,

CH3 l + R—N—CH2 I CH3 no3- w których R oznacza grupę alkilową prostołańcuchową zawierającą 6 lub 8 lub 10 lub 12 lub 14 lub 16 lub 18 atomów węgla lub mieszaninę grup alkilowych zawierającą od 8 do 18 atomów węgla, w ilości nie mniejszej niż 4 kg na 1 m3 drewna, przy czym wy- 3 mienione składniki aktywne w mieszaninie stosuje się w proporcji wzajemnej od 0 do 100% wagowych. Korzystnie jest w sposobie według wynalazku, gdy wymienione azotany(V) dial-kilodimetyloamoniowe i/lub azotany(V) alkilobenzylodimetyloamoniowe, w postaci 100% koncentratów lub ich roztworów alkoholowych lub chloroformowych lub estrowych, wprowadza się metodami ciśnieniowymi do drewna o wilgotności do punktu nasycenia włókien, korzystnie powietrzno-suchego (13-22%), w ilości nie mniejszej niż i 4,0 kg na 1 m drewna. W innym wykonaniu sposobu według wynalazku korzystnie jest, gdy wymienione azotany(V) dialkilodimetyloamoniowe i/lub azotany(V) alkilobenzylodimetyloamoniowe, w postaci 100% koncentratów lub ich roztworów alkoholowych lub chloroformowych lub estrowych, nanosi się metodami bezciśnieniowymi na drewno o wilgotności do punktu nasycenia włókien, korzystnie powietrzno-suchego (13-22%) w temperaturze od 0 do 150 0 C, w ilości nie niniejszej niż 4,0 kg na 1 m3 drewna. Środek do zabezpieczania drewna na bazie hydrofobowych azotanowych(V) cieczy jonowych według wynalazku, korzystnie zawierający substancje dodatkowe jak pigmenty, środki zapachowe i wypełniacze, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera od 90% do 99% wagowych substancji aktywnych w postaci azotanów(V) dialkilodimetyloamoniowegych o ogólnym wzorze 1 CH, I +3 R—N—R CH3 n03~ i/lub azotanów(V) alkilobenzylodimetyloamoniowych o ogólnym wzorze 2,

N03- w których R oznacza grupę alkilową prostołańcuchowązawierającą 6 lub 8 lub 10 lub 12 lub 14 lub 16 lub 18 atomów węgla lub mieszaninę grup alkilowych zawierającą od 8 do 18 atomów węgla, przy czym korzystnie w mieszaninie środek zawiera wymienione składniki aktywne w proporcji wzajemnej od 0 do 100% wagowych. 10 37 94 15 J? Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób powierzchniowego i/lub wgłębnego zabezpieczania drewna hydrofobowymi azotanowymi(V) cieczami jonowymi, w szczególności do ochrony drewna przed grzybami, znamienny tym, że jako środek do zabezpieczania drewna stosuje się azotany(V) dialkilodimetyloamoniowe o ogólnym wzorze 1 CH, I +1 R—N—R CH3 n03~ i/lub azotany(V) alkilobenzylodimetyloamoniowe o ogólnym wzorze 2,

no3- w których R oznacza grupę alkilową prostołańcuchową zawierającą 6 lub 8 lub 10 lub 12 lub 14 lub 16 lub 18 atomów węgla lub mieszaninę grup alkilowych zawierającą od 8 do 18 atomów węgla, w ilości nie mniejszej niż 4 kg na 1 m1 drewna, przy czym wymienione składniki aktywne w mieszaninie stosuje się w proporcji wzajemnej od 0 do 100% wagowych.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wymienione azotany(V) dialkilodimetyloamoniowe i/lub azotany(V) alkilobenzylodimetyloamoniowe, w postaci 100% koncentratów lub ich roztworów alkoholowych lub chloroformowych lub estrowych, wprowadza się ciśnieniowo do drewna o wilgotności do punktu nasycenia włókien, korzystnie powietrzno-suchego (13-22%), w ilości nie mniejszej niż 4,0 kg na 1 m1 drewna. 1 Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wymienione azotany(V) dialkilodimetyloamoniowe i/lub azotany(V) alkilobenzylodimetyloamoniowe, w postaci 100% koncentratów lub ich roztworów alkoholowych lub chloroformowych lub estrowych, nanosi się metodami bezciśnieniowymi na drewno o wilgotności do punktu nasycenia włókien, 11 korzystnie powietrzno-suchego (13-22%) w temperaturze od 0 do 150° C, w ilości nie mniejszej niż 4,0 kg na 1 m3 drewna. r 4. Środek do zabezpieczania drewna na bazie hydrofobowych azotanowych(V) cieczy jonowych, w szczególności ochrony drewna przed grzybami, korzystnie zawierający substancje dodatkowe jak pigmenty, środki zapachowe i wypełniacze znamienny tym, że zawiera od 90% do 99% wagowych substancji aktywnych w postaci azotanów(V) dialkilodimetyloamoniowych o ogólnym wzorze 1 CH, I

+3 R—N—R ch3 no3- i/lub azotanów(V) alkilobenzylodimetyloamoniowych o ogólnym wzorze 2,

no3- w których R oznacza grupę alkilową prostołańcuchową zawierającą 6 lub 8 lub 10 lub 12 lub 14 lub 16 lub 18 atomów węgla lub mieszaninę grup alkilowych zawierającą od 8 do 18 atomów węgla, przy czym korzystnie w mieszaninie środek zawiera wymienione składniki aktywne w proporcji wzajemnej od 0 do 100% wagowych.

Instytut Technologii Drewna, Poznań Pełnomocnik. Mirosław Szykuła rzecznik patentowy