DE60016208T2

DE60016208T2 - Holzschutzmittel enthaltend ein aminoxid und eine biozide jodverbindung

Info

Publication number: DE60016208T2
Application number: DE60016208T
Authority: DE
Inventors: E. Leigh WALKER
Original assignee: Lonza AG; Lonza LLC
Current assignee: Lonza LLC
Priority date: 1999-05-24
Filing date: 2000-05-24
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2020-05-25
Also published as: MXPA01012013A; CA2374825C; AU781468B2; MY130072A; EP1185399A1; CA2374825A1; NZ516197A; ES2233389T3; JP2003500372A; WO2000071312A1; JP4316147B2; US6375727B1; EP1185399B1; AU781468C; DE60016208D1; ATE283155T1; AU5288300A; PT1185399E

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Holzschutzmittel und Hydrophobierungsmittel, die ein Aminoxid und ein iodhaltiges Biozid enthalten.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gemische von Didecyldimethylammoniumchlorid (DDAC) und iodhaltigen Bioziden wie Iodpropinylbutylcarbamat (IPBC) werden gegenwärtig für die Behandlung von Holz zur Verhinderung des Wachstums von fäuleverursachenden Pilzen (siehe z.B. US-Patent Nr. 4 950 685). IPBC ist bekanntermassen wirksam gegen Pilze, die bei Holz strukturelle und kosmetische Schäden verursachen.
Diese Mischungen werden oft in Form von Konzentraten vertrieben. Nach Verdünnung sind die Lösungen häufig durch schlechte Phasen- und Farbstabilität gekennzeichnet, wobei sich das IPBC oft innerhalb von ein oder zwei Tagen nach der Herstellung aus der Lösung abscheidet. Diese Lösungen besitzen auch einen geringen Widerstand gegen Korrosion. Ausserdem haben Zusammensetzungen von DDAC und IPBC, welche Rostinhibitoren enthalten, typischerweise einen niedrigen pH, was sie für Anwendungen in Sägewerken und anderen Fabriken weniger attraktiv macht. Ein weiterer Nachteil vieler Holzschutzmittel aus dem Stand der Technik liegt darin, dass sie Halogenide enthalten, welche als umweltschädlich angesehen werden.
Deshalb gibt es einen Bedarf an iodhaltigen Biozidzusammensetzungen, die verbesserte Phasen- und Farbstabilität und Korrosionsbeständigkeit aufweisen und in der Lage sind, bei höherem pH Zusammensetzungen zu bilden, die Rostinhibitoren enthalten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Anmelder haben gefunden, dass Aminoxide die Leistung von iodhaltigen Bioziden als Holzschutzmittel verbessern und hydrophobierende Eigenschaften verleihen. Die vorliegende Erfindung stellt eine Zusammensetzung bereit, die ein Aminoxid und ein iodhaltiges Biozid, insbesondere Iodpropinylbutylcarbamat, umfasst.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Konservierung und/oder Hydrophobierung eines Holzsubstrates durch Imprägnieren des Holzsubstrates mit der Zusammensetzung.
Eine weitere Ausführungsform ist ein Erzeugnis, das ein Holzsubstrat umfasst, welches mit der Zusammensetzung gemäss der vorliegenden Erfindung behandelt ist.
Die erfindungsgemässe Zusammensetzung besitzt eine verbesserte Phasenstabilität im Vergleich zu Zusammensetzungen aus dem Stand der Technik und eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen die Entstehung von Verfärbungen. Die erfindungsgemässe Zusammensetzung besitzt auch eine geringe Korrosivität gegen Metallteile, einschliesslich, aber nicht beschränkt auf, Stahlteile, wie sie in Holzbehandlungssystemen verwendet werden. Zusammensetzungen gemäss der vorliegenden Erfindung, welche Rostinhibitoren enthalten, haben in der Regel einen höheren pH als Zusammensetzungen mit iodhaltigen Bioziden gemäss dem Stand der Technik, was eine sicherere Handhabung dieser Zusammensetzungen ermöglicht. Zusätzlich können die Aminoxide in der Zusammensetzung dem Holz wasserabweisende Eigenschaften verleihen. Ausserdem können die erfindungsgemässen Zusammensetzungen vorteilhafterweise frei von Halogenidionen sein.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Beispiele von Verbindungen, die als Iodpropinyl-Komponente der Erfindung verwendet werden können, sind die fungizid wirksamen Iodalkinylderivate. Diese beinhalten Verbindungen, die sich von Propin oder Iodpropinylalkoholen ableiten, wie zum Beispiel die Ester, Ether, Acetale, Carbomate und Carbonate und die Iodpropinylderivate von Pyrimidinen, Triazolinonen, Tetrazolen, Triazinonen, Sulfamiden, Benzothiazolen, Ammoniumsalzen, Carboxamiden, Hydroxamaten und Harnstoffen.
Bevorzugte iodhaltige Biozide schliessen 3-Iod-2-propinylderivate wie 3-Iod-2-propinylbutylcarbamat, 3-Iod-2-propinylsuccinat und p-Chlorphenyl-3-iodpropinylformal, ein Iodsulfonderivat oder Triiodallylalkohol ein.
Innerhalb der allgemein nützlichen Klasse von Verbindungen haben die Iodpropinylcarbamatverbindungen die allgemeine Formel
worin R ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff und substituierten und unsubstituierten Alkyl-, Aryl- und Arylalkylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, und q und z unabhängig voneinander ganze Zahlen von 1 bis 3 sind.
Die Iodpropinylester sind eingeschlossen in der allgemein nützlichen Klasse von Verbindungen der allgemeinen Formeln
worin
R¹ und R² die nachstehend für R³ und R⁴ definierten Bedeutungen haben oder zusammen einen Cycloalkyl- oder Cycloalkenylring, einen aromatischen Ring oder einen heterocyclischen Ring mit einem Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatom, oder ein alkoxy-, amino-, carboxy-, halogen-, hydroxy-, keto- oder thiocarboxy-substituiertes Derivat der vorgenannten bilden;
R³ und R⁴ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus (A) Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Alkenyl, Cycloalkenyl, Aryl, einem heterocyclischen Ring, der ein Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatom enthält, Alkoxy, Amino, Carboxy, Halogen, Hydroxy, Keto oder Thiocarboxy und (B) substituierten Derivaten des Alkyls, Cycloalkyls, Alkenyls, Cycloalkenyls, Aryls und des heterocyclischen Rings, wobei die Substitutionen Alkyl, Cycloalkyl, Alkenyl, Cycloalkenyl, Aryl, Alkoxy, Amino, Carboxy, Halogen, Hydroxy, Keto oder Thiocarboxy sind, y 0 bis 16 ist, W eine Einfachbindung, Sauerstoff, NR⁵ oder (CR⁶R⁷)_p sein kann, worin R⁵ Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Alkenyl, Cycloalkenyl, Aryl oder ein heterocyclischer Ring mit einem Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatom oder ein substituiertes Derivat von Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl- oder Arylgruppen ist, wobei die Substitutionen Alkyl, Cycloalkyl, Alkenyl, Cycloalkenyl, Aryl, Alkoxy, Amino, Carboxy, Halogen, Hydroxy, Keto oder Thiocarboxy sind, und worin R⁶ und R⁷ die oben für R³ und R⁴ definierten Bedeutungen haben und p eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist. Die obenstehende Definition von R⁵ umfasst, unter anderem, eine Aminoalkylgruppe.
Die heterocyclischen Ringe, auf die in den obenstehenden Definitionen Bezug genommen wird, können 5 bis 8 Glieder enthalten, die Alkyl-, oder Cycloalkylgruppen 1 bis 18 Atome, die Alkenyl- oder Cycloalkenylgruppen 2 bis 18 Kohlenstoffatome und die Arylgruppen 6 bis 10 Glieder. X ist Wasserstoff oder ein salzbildendes Kation wie ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall, Ammonium, tertiäres Ammonium, quartäres Ammonium, ein Biguanid oder ein Polybiguanid.
Wenn R¹ und R² in Formel III Wasserstoff sind, ist die Verbindung ein Maleat. Wenn R¹ und R² zusammen einen Teil eines sechsgliedrigen aromatischen Ringes bilden, ist die Verbindung ein Phthalat. Wenn R¹, R², R³ und R⁴ in Formel II Wasserstoffe sind und W eine Einfachbindung ist, ist die Verbindung ein Succinat. Wenn R¹, R², R³ und R⁴ Wasserstoffe sind und W ein Sauerstoffatom ist, ist die Verbindung ein Diglycolat. Andere Verbindungen schliessen die Mono-iodpropinylester von Anhydriden wie Ethylendiamintetraessigsäuredianhydrid, 3,3-Dimethylglutarsäureanhydrid, S-Acetylmercaptobernsteinsäureanhydrid, Dichlormaleinsäureanhydrid, 2-Dodecen-1-ylbernsteinsäureeanhydrid und cis-5-Norbornen-endo-2,3-dicarbonsäureanhydrid ein. Wenn Hydrophilie erwünscht ist, können wegen ihrer extrem hohen Wasserlöslichkeit die Natriumsalze eingesetzt werden. Bevorzugte Carbonsäureanhydride schliessen Bernsteinsäure-, Itaconsäure-, Phthalsäure-, Tetrachlorphthalsäure- und Diglycolsäureanhydrid ein. Derartige Verbindungen sind in den US-Patenten 4 844 891 und 5 073 570 definiert.
Weiter bevorzugt ist das iodhaltige Biozid 3-Iod-2-propinylbutylcarbamat (IPBC). Das IPBC kann jede beliebige Qualität von IPBC sein, einschliesslich, aber nicht beschränkt auf, im wesentlichen reines handelsübliches IPBC in fester Form und eine kommerziell erhältliche 40%ige Qualität in einem Lösungsmittel.
Die Iodpropinylverbindungen werden auch von der Verbindungsklasse mit der allgemeinen Formel I-C≡C-(CH₂O)₂-R⁸ umfasst, worin R⁸ Benzyl oder mit einer Methyl-, Methoxy-, Carboxy-, Halogen- oder Nitrogruppe substituiertes Benzyl ist; vorzugsweise ist die Verbindung p-Chlorphenyl-3-iodpropinylformal.
Das Aminoxid kann ein Trialkylaminoxid, ein Oxid eines alkylierten cyclischen Amins, ein Dialkylpiperazin-di-N-oxid, ein Alkyldi(poly(oxyalkylen))aminoxid, ein Dialkylbenzyl- aminoxid, ein Fettacylamidopropyl-dimethylaminoxid, ein Diaminoxid, ein Triaminoxid oder irgendeine Kombination irgendwelcher der vorstehend genannten sein.
Bevorzugte Trialkylaminoxide haben die Formel R⁹R¹⁰R¹¹N→O, worin R⁹ eine geradkettige, verzweigte, cyclische oder irgendeine Kombination hiervon bildende C₆-C₄₀-Alkylgruppe ist und R¹⁰ und R¹¹ unabhängig voneinander geradkettige, verzweigte oder irgendeine Kombination hiervon bildende C₁-C₄₀-Alkylgruppen sind.
Weiter bevorzugt ist R⁹ eine geradkettige, verzweigte, cyclische oder irgendeine Kombination hiervon bildende C₈-C₂₂-Alkylgruppe wie Kokosalkyl, hydriertes Talgalkyl, Soyaalkyl, Decyl und Hexadecyl und R¹⁰ und R¹¹ sind unabhängig voneinander geradkettige, verzweigte oder irgendeine Kombination hiervon bildende C₁-C₂₂-Alkylgruppen wie Kokosalkyl, hydriertes Talgalkyl, Soyaalkyl, Decyl und Hexadecyl.
Ein bevorzugtes Trialkylaminoxid ist ein Dialkylmethylaminoxid der Formel R⁹R¹⁰CH₃N→O, worin R⁹ und R¹⁰ wie oben definiert sind. Ein anderes bevorzugtes Trialkylaminoxid ist ein Alkyldimethylaminoxid der Formel R⁹(CH₃)₂N→O, worin R⁹ wie oben definiert ist. Geeignete Alkyldimethylaminoxide umfassen, aber sind nicht beschränkt auf, ein C₁₀-Alkyldimethylaminoxid, ein C₁₂-C₁₄-Alkyldimethylaminoxid, ein C₁₆-C₁₈-Alkyldimethylaminoxid und jegliche Kombination irgendwelcher der vorstehend genannten.
Bevorzugte Oxide alkylierter cyclischer Amine besitzen die Formel R¹²R¹³R¹⁴N→O, worin R¹² wie vorstehend R⁹ definiert ist und R¹³ und R¹⁴ unter Bildung einer cyclischen Gruppe verknüpft sind. Die cyclische Gruppe enthält typischerweise 4 bis 10 Kohlenstoffatome und kann gegebenenfalls Sauerstoff, Schwefel, Stickstoff oder irgendeine Kombination irgendwelcher der vorgenannten enthalten. Weiter bevorzugte Oxide alkylierter cyclischer Amine umfassen, aber sind nicht beschränkt auf, ein Alkylmorpholin-N-oxid, ein Dialkylpiperazin-di-N-oxid und jegliche Kombination der vorgenannten.
Bevorzugte Alkylmorpholin-N-oxide besitzen die Formel
worin R¹⁵ wie vorstehend R⁹ definiert ist.
Bevorzugte Dialkylpiperazin-di-N-oxide besitzen die Formel
worin R wie oben R und R⁹ wie oben R¹⁰ definiert ist.
Bevorzugte Alkyldi(poly(oxyalkylen))aminoxide besitzen die Formel
worin R¹⁸ wie vorstehend R⁹ definiert ist und R¹⁹ und R²⁰ unabhängig voneinander H oder CH₃ und m und n unabhängig voneinander ganze Zahlen von 1 bis 10 sind.
Bevorzugte Dialkylbenzylaminoxide besitzen die Formel R²¹ R²²R²³N→O, worin R²¹ wie vorstehend R⁹ und R²² wie vorstehend R¹⁰ definiert und R²³ Benzyl ist. Weiter bevorzugte Dialkylbenzylaminoxide umfassen, aber sind nicht beschränkt auf, Alkylbenzylmethylaminoxide der Formel R² ¹ R²³CH₃N→O, worin R²¹ und R²³ wie vorstehend definiert sind.
Bevorzugte Fettacylamidopropyl-dimethylaminoxide besitzen die Formel
worin R²⁴ wie vorstehend R⁹ definiert ist.
Bevorzugte Diaminoxide besitzen die Formel
worin R²⁵ wie vorstehend R⁹ definiert und m eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist.
Bevorzugte Triaminoxide besitzen die Formel
worin R²⁶ wie vorstehend R⁹ definiert ist und m nd n unabhängig voneinander ganze Zahlen von 1 bis 10 sind.
Langkettige (C₁₆ und grösser) Aminoxide wie Hexadecyldimethylaminoxide, Octadecyldimethylaminoxide und hydrierte Talgalkylaminoxide sind besonders bevorzugt, um der Zusammensetzung hydrophobierende Eigenschaften zu verleihen. Kurzkettige (C₁₄ und kürzer) Aminoxide wie Decyldimethylaminoxide, Lauryldimethylaminoxide und Tetradecylaminoxide helfen, das IPBC und langkettige Aminoxide zu solubilisieren und sind wirkungsvolle Stabilisatoren.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auch eine Mischung von langkettigen und kurzkettigen Aminoxiden erwogen. Die langkettigen Aminoxide können mit den kurzkettigen Aminoxiden in einem Verhältnis von 1:10 bis 10:1 gemischt werden, um nach Auflösen des iodhaltigen Biozides in der Aminoxidlösung wie hierin beschrieben eine klare und stabile Schutzmittellösung zu liefern. Beispielsweise sorgt in einer bevorzugten Ausführungsform ein Gemisch von langkettigen (z.B. C₁₆) und kurzkettigen (z.B. C₁₂) Aminoxiden im Verhältnis von 5:2 für die gewünschte Auflösung des iodhaltigen Biozides zur Bereitstellung einer klaren und stabilen Lösung. Das zweckmässige Verhältnis von langkettigen zu kurzkettigen Aminoxiden kann durch Fachleute unter Einsatz der hier bereitgestellten Methoden zur Prüfung der Löslichkeit und der Lösungsstabilität leicht bestimmt werden.
Die Zusammensetzung kann ein Lösungsmittel enthalten, wie z.B. Wasser und wassermischbare Lösungsmittel, einschliesslich, aber nicht beschränkt auf, Alkohole wie Ethanol, Glycole, Ester, Ether, Polyether, Amine und jegliche Kombination irgendwelcher der vorstehend genannten.
In konzentrierter Form enthält die Zusammensetzung zusammengenommen bevorzugt 20 bis 70 Gew.% und vorzugsweise 30 bis 65 Gew.% Aminoxid und iodhaltiges Biozid, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung als 100 Gew.%. Das Konzentrat enthält 0,01 bis 1 Teile iodhaltiges Biozid auf 1 Teil Aminoxid und besonders bevorzugt 0,05 bis 0,5 Teile iodhaltiges Biozid auf 1 Teil Aminoxid.
Zur Behandlung von Holz kann das Konzentrat bis zu einem Bereich von 0,1 bis 5% (gesamte Feststoffe) verdünnt werden. Gebrauchsverdünnungen der Zusammensetzung umfassen typischerweise eine biozid wirksame Menge des iodhaltigen Biozids und eine schutzverbessernd und/oder hydrophobierend wirkende Menge des Aminoxids. Vorzugsweise umfassen die Gebrauchsverdünnungen 0,5 bis 2,0 Gew.% Aminoxid und 0,05 bis 0,2 Gew.% iodhaltiges Biozid, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung als 100 Gew.%.
Die Zusammensetzung kann Rostinhibitoren wie Phosphonsäurederivate enthalten. Geeignete Phosphonsäurederivate umfassen, aber sind nicht beschränkt auf Aminotri(methylenphosphonsäure), 1-Hydroxyethyliden-1,1-diphosphonsäure (HEDP), Diethylentetraminpenta-(methylenphosphonsäure), Bis(hexamethylentriaminphosphonsäure) und jegliche Kombination irgendwelcher der vorstehend genannten. Der Rostinhibitor wird in einer Menge von 0,01 bis 1%, vorzugsweise in einer Menge von 0,05 bis 0,5% und besonders bevorzugt in einer Menge von 0,1 bis 0,4% anwesend sein. Der pH einer Zusammensetzung mit Rostinhibitor ist typischerweise im Bereich von 3,0 bis 7,0 und vorzugsweise 3,8 bis 5,2.
Wie dem Durchschnittsfachmann bekannt, können andere Hilfsstoffe in der Zusammensetzung enthalten sein. Andere Biozide, Fungizide und Insektizide können in der Zusammensetzung enthalten sein.
Die Zusammensetzung gemäss der vorliegenden Erfindung ist einfach herzustellen, indem iodhaltiges Biozid, Aminoxid, Lösungsmittel und Hilfsstoffe gemischt werden. Das Gemisch kann erhitzt und/oder gerührt werden, um den Mischvorgang zu beschleunigen.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Konservierung und/oder Hydrophobierung eines Holzsubstrates durch In-Kontakt-Bringen eines Holzsubstrates mit der erfindungsgemässen Zusammensetzung. Die Zusammensetzung kann nach jeglichem dem Durchschnittsfachmann bekannten Verfahren zur Holzbehandlung aufgebracht werden, einschliesslich, aber nicht beschränkt auf, Bürsten, Tauchen, Tränken, Vakuumimprägnierung (z.B. Doppelvakuumtechnik) und Druckbehandlung unter Einsatz verschiedenartiger Zyklen.
Die folgenden Beispiele verdeutlichen die Erfindung, ohne sie zu beschränken. Alle Angaben in Teilen und Prozenten beziehen sich auf das Gewicht, soweit nicht anders angegeben.
Beispiel 1
Diese Versuche wurden durchgeführt, um die Löslichkeit und Stabilität der erfindungsgemässen Zusammensetzungen mit dem Stand der Technik zu vergleichen. Die folgenden Lösungen wurden hergestellt:

(A) 3,8 g Iodpropinylbutylcarbamat (IPBC) wurden durch Erwärmen und/oder Rühren in 100 g 30%igem Kokosalkyldimethylaminoxid in Wasser (Barlox^® 12, Lonza Inc., Fair Lawn, NJ) zu einem Konzentrat mit ca. 29% Kokosalkyldimethylaminoxid und ca. 3,7% IPBC gelöst. Das Gewichtsverhältnis von Kokosalkyldimethylaminoxid zu IPBC war etwa 8:1. Dieses Konzentrat, eine schwach gelbe klare Flüssigkeit, blieb bei Lagerung unter Umgebungsbedingungen für wenigstens 20 Monate unverändert.
(B) 3,4 g des vorstehend genannten IPBC/Kokosalkyldimethylaminoxid-Konzentrats wurden mit 100 g Wasser zu einer Gebrauchsverdünnung mit ca. 1% Kokosalkyldimethylaminoxid und ca. 0,125% IPBC verdünnt.
(C) Eine zweite IPBC/Kokosalkyldimethylaminoxid-Gebrauchsverdünnung mit einem Rostinhibitor wurde durch Zusatz von 0,25% Hydroxyethylidendiphosphonsäure (HEDP) zu der Gebrauchsverdünnung von Probe (B) hergestellt.
(D) 1 g IPBC, 10 g einer 80%igen wässrigen Lösung von Didecyldimethylammoniumchlorid (DDAC) (Bardac^® 2280, Lonza Inc., Fair Lawn, NJ) und 17 g Wasser wurden gemischt und gerührt. Das so erhaltene Konzentrat enthielt ca. 28,5% DDAC und ca. 3,6% IPBC. Das Gewichtsverhältnis von DDAC zu IPBC war etwa 8:1. Von dieser IPBC/DDAC-Lösung wurden 3,5 g mit 100g Wasser zu einer Gebrauchsverdünnung mit ca. 1% DDAC und ca. 0,125% IPBC verdünnt.
(E) Eine zweite IPBC/DDAC-Gebrauchsverdünnung wurde durch Zusatz von 0,25% HEDP zur Gebrauchsverdünnung von Probe (D) hergestellt.
(F) 50 Teile Hexadecyldimethylaminoxid (Barlox 16 S, Lonza Inc., Fair Lawn, NJ), 20 Teile Barlox 12, 80 Teile Wasser und 2,6 Teile festes IPBC wurden gemischt und zur Bildung einer klaren Lösung erwärmt.
(G) 5 g einer Barlox 12-Zubereitung (65% aktives Kokosalkyldimethylaminoxid in 20% Ethanol und 15% Wasser) wurden mit 0,4 g IPBC gemischt. Die Mischung wurde bei Raumtemperatur unter gelegentlichem Schütteln bis zur vollständigen Auflösung des Feststoffes stehengelassen. Das so erhaltene Konzentrat enthielt 60% Aminoxid und 7,4% IPBC.
(H) Eine Gebrauchsverdünnung wurde durch Auflösen von 1,7 g Konzentrat (G) in 98,3 g Wasser zu einer 1,0% Kokosalkyldimethylaminoxid und 0,15% IPBC enthaltenden Lösung hergestellt.

Eine Dispersion von IPBC in Wasser wurde durch Auflösen von 0,125 g IPBC in 1 g Ethanol und Mischen dieser Lösung mit 99 g Wasser hergestellt. Die so erhaltene Lösung enthielt ca. 0,125% IPBC, welches nicht löslich war und sich beim Stehenlassen rasch absetzte. Die Ergebnisse der Alterung der Lösungen sind in Tabelle 1 angegeben.
Tabelle 1
Die mit dem Aminoxid hergestellte erfindungsgemässe Lösung (Lösung B) verblieb in Lösung und war stabil für mindestens 20 Monate. Das IPBC mit DDAC (Lösung D), die Zusammensetzung nach dem Stand der Technik, verblieb zunächst in Lösung, schied sich aber innerhalb von Stunden aus der Lösung ab. Die DDAC/IPBC-Lösung wurde gelb und der pH sank, was auf Zersetzung hindeutete.
Die Lösung, welche das Aminoxid und den Rostinhibitor HEDP enthielt (Lösung C) hatte einen höheren (sichereren) pH im Vergleich zu der DDAC und HEDP enthaltenden Lösung (Lösung E). Ausserdem blieb die Aminoxid/HEDP-Lösung eine stabile klare Lösung, während die DDAC/HEDP-Lösung eine gewisse Abscheidung zeigte.
Das mit bis zu 60% Feststoffanteil und Ethanol hergestellte Konzentrat (G) blieb in Lösung und die daraus hergestellte Gebrauchslösung blieb nach ihrer Herstellung ebenfalls in Lösung.
Beispiel 2
Diese Versuche wurden zum Vergleich der holzkonservierenden Eigenschaften von durch Aminoxid in Lösung gebrachtem IPBC mit durch DDAC dispergiertem oder allein in Wasser dispergiertem IPBC durchgeführt.
Die in Beispiel 1 hergestellten Lösungen wurden auf ihre Wirksamkeit bei der Bekämpfung des Wachstums von natürlichen Fäuleorganismen auf weisser Birke getestet. Baumäste von weisser Birke mit 7,62 cm (3") Durchmesser und 15,24 cm (6") Länge wurden in vier Abschnitte geteilt. Die innere Rinde wurde auf den Stücken belassen. Ein Stück weisse Birke wurde für 1 Minute in eine Testlösung getaucht, in einen verschlossenen durchsichtigen Kunststoffbeutel gebracht und unter Umgebungsbedingungen gelagert. Das Stück wurde nach 1 Woche, 3 Wochen, 7 Wochen und 12 Wochen auf das Wachstum von Verfärbungen, Schimmel und Pilzen beobachtet. Die Ergebnissen sind in der folgenden Tabelle 2 dargestellt.
Tabelle 2
Bewertungsskala:

1 – Massiver Pilzbewuchs
2 – Schwarzer und/oder weisser Pilzbewuchs an allen Flächen und Enden sichtbar
3 – Spuren von weissem/schwarzem Pilzbewuchs
4 – Saubere Oberfläche ohne sichtbare Verfärbung oder Schimmel

Die Ergebnisse in Tabelle 2 zeigen, dass mit der erfindungsgemässen Zusammensetzung (Lösung B) behandelte Birkenholzproben das Holz so gut wie die Zusammensetzung D (IPBC/DDAC) nach dem Stand der Technik gegen Verfärbungen und Schimmelpilzwachstum schützten.
In einer zweiten Versuchsreihe wurde ein Stück grünes Holz der Kastanieneiche in Stücke geschnitten und in die Testlösungen getaucht. Diese Reihe enthielt eine Lösung mit dem Rostinhibitor Bis(hexamethylen)triaminphosphonsäure (Unihib^® 1704, Lonza Inc., Fair Lawn, NJ). Die Ergebnisse sind in Tabelle 3. Die Bewertungen sind wie in der vorstehenden Tabelle 2.
Tabelle 3
Das Aminoxid schützte das Holz für mehrere Wochen vor Pilzbewuchs und veranschaulichte so weiterhin die verbessernde Wirkung dieser Komponente.
Beispiel 3
Wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellte Lösungen wurden auf Agarplatten auf ihre Fähigkeit zur Verhinderung oder Verzögerung von Pilzwachstum getestet. Die Lösungen wurden nach Standardmethoden (siehe z.B. Archer et al., Forest Products Journal, 1995, 45:86–89) gegen den Weissfäulepilz Trametes versicolor, den Braunfäulepilz Gloeophyllum trabeum, welcher besondere Toleranz gegen Holzschutzmittel vom Arsen- und Phenoltyp besitzt, den Braunfäulepilz Poria placenta, welcher gegen kupferhaltige Holzschutzmittel tolerant ist, und den Weichfäulepilz Chaetomium globosum getestet. Die Konzentration, bei der eine 50%ige Verzögerung des Wachstums jedes Pilzes eintrat, welche als der IC₅₀-Wert definiert ist, wurde für jede Lösung bestimmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 4 dargestellt.
Tabelle 4
Die Ergebnisse zeigen, dass die biologische Wirksamkeit von IPBC in Gegenwart von Aminoxid (Lösung B) gleich wie oder besser als die von IPBC allein oder in der Kombination nach dem Stand der Technik (Lösung D) ist.
Beispiel 4
Die Korrosivität von Lösungen von IPBC/DDAC oder IPBC/Aminoxid wurde verglichen. Abschnitte von Kohlenstoffstahl wurden für 3 Wochen zu drei Vierteln mit den in Tabelle 5 dargestellten Testlösungen bedeckt, wobei durch gelegentliches Schütteln das Oberteil des Abschnitts periodisch benetzt wurde. Nach 3 Wochen wurde jeder Abschnitt beobachtet und der prozentuale Gewichtsverlust bestimmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 5 dargestellt.
Tabelle 5
Wie in Tabelle 5 angegeben korrodierte die Mischung von IPBC und Wasser den Kohlenstoffstahl und verursachte ein rostiges Erscheinungsbild und den Verlust eines Teils des Abschnitts. Die Lösung von IPBC/DDAC gemäss Stand der Technik korrodierte die Abschnitte ebenfalls. Die Aminoxid enthaltenden Zusammensetzungen gemäss der vorliegenden Erfindung verminderten das Ausmass und die Geschwindigkeit der Korrosion des Stahlabschnitts.
Beispiel 5
Die folgenden Versuche wurden zur Ermittlung der hydrophobierenden Eigenschaften der Zusammensetzungen gemäss der vorliegenden Erfindung durchgeführt.
Proben von Ponderosakiefer wurden nach der Doppelvakuummethode mit den in Beispiel 1 hergestellten Testlösungen behandelt. Jede Holzprobe wurde in einem Vakuumexsikkator auf ca. –80 kPa Druck evakuiert. Dann wurde eine Testlösung in die Kammer injiziert und das Vakuum mit Luft gebrochen. Überschüssige Lösung wurde von der Holzprobe abgetupft und das Holz auf einem kleinen Gestell in den Exsikkator zurückgebracht. Zur Entfernung der Flüssigkeit aus dem Holz wurde wieder Vakuum angelegt („kickback"-Lösung). Proben, die einer Bewitterung unterworfen wurden, wurden im Freien auf eine ebene Fläche gelegt und für 90 Tage den natürlichen Umwelt- und Wetterbedingungen ausgesetzt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.
Tabelle 6
Durch Verwendung von IPBC mit einem Gemisch von Aminoxiden (Lösung F) wird eine Behandlungslösung mit guten hydrophobierenden Eigenschaften bereitgestellt; sowohl frisch behandeltes als auch bewittertes Holz nahmen weniger Wasser als die anderen Testzusammenstellungen auf.

Claims

Holzschutzzusammensetzung, welche ein Aminoxid in einer schutzverbessernd und/oder hydrophobierend wirkenden Menge und ein iodhaltiges Biozid in einer biozid wirksamen Menge umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin die Zusammensetzung eine Gebrauchsverdünnung ist, welche 0,5 bis 2 Gewichtsprozent Aminoxid und 0,05 bis 0,2 Gewichtsprozent iodhaltiges Biozid, bezogen auf 100 Gewichtsprozent der gesamten Zusammensetzung, umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das Aminoxid ein Trialkylaminoxid, ein alkyliertes cyclisches Aminoxid, ein Dialkylpiperazin-di-N-oxid, ein Alkyldi(poly(oxyalkylen))aminoxid, ein Dialkylbenzylaminoxid, ein Fettacylamidopropyl-dimethylaminoxid, ein Diaminoxid, ein Triaminoxid oder irgendeine Kombination der vorstehend genannten ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, worin das Trialkylaminoxid die Formel R⁹R¹⁰R¹¹N→O hat, worin R⁹ eine lineare, verzweigte, cyclische oder eine irgendeine Kombination dieser Eigenschaften aufweisende C₆-C₄₀-Alkylgruppe ist und R¹⁰ und R¹¹ unabhängig voneinander lineare oder verzweigte C₁-C₄₀-Alkylgruppen sind.
Zusammensetzung nach Anspruch 4, worin R⁹ C₈-C₂₂-Alkyl ist und R¹⁰ und R¹¹ unabhängig voneinander C₁-C₂₂-Alkyl sind.
Zusammensetzung nach Anspruch 4, worin das Trialkylaminoxid ein Alkyldimethylaminoxid der Formel R⁹(CH₃)₂N→O ist, worin R⁹ C₆-C₄₀-Alkyl bedeutet.
Zusammensetzung nach Anspruch 6, worin R⁹ C₈-C₂₂-Alkyl ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 6, worin das Alkyldimethylaminoxid ein C₁₀-Alkyldimethylaminoxid, ein C₁₂-C₁₄-Alkyldimethylaminoxid, ein C₁₆-C₁₈-Alkyldimethylaminoxid oder irgendeine Kombination der vorstehend genannten ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 8, worin das Alkyldimethylaminoxid ein Gemisch von C₁₆-C₁₈-Alkyldimethylaminoxiden und C₁₂-C₁₄-Alkyldimethylaminoxiden in einem Verhältnis von ungefähr 5 zu 2 ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 9, worin das C₁₆-C₁₈-Alkyldimetylaminoxid ein Hexadecyldimethylaminoxid, ein Octadecyldimethylaminoxid oder ein hydriertes Talgalkyldimethylaminoxid ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 9, worin das C₁₂-C₁₄-Alkyldimethylaminoxid ein Lauryldimethylaminoxid oder Tetradecyldimethylaminoxid ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das iodhaltige Biozid ein Iodpropinylderivat der Formel
ist, worin R Wasserstoff oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Aryl- oder Alkylarylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen ist und z und q unabhängig voneinander ganze Zahlen von 1 bis 3 sind.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das iodhaltige Biozid ein Iodpropinylderivat der Formel

ist, worin R¹ und R² die weiter unten für R³ und R⁴ definierten Bedeutungen haben oder miteinander verbunden sind und einen Cycloalkyl-, Cycloalkenyl-, einen aromatischen oder einen ein Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatom enthaltenden heterocyclischen Ring, oder ein alkoxy-, amino-, carboxyl-, halo-, hydroxy-, keto- oder thiocarboxyl-substituiertes Derivat davon bilden, R³ und R⁴ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus (A) Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Alkenyl, Cycloalkenyl, Aryl, aus ein Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatom enthaltenden heterocyclischen Ringen, Alkoxy, Amino, Carboxy, Halo, Hydroxy, Keto oder Thiocarboxy, und (B) substituierten Derivaten der Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl- und Arylgruppen und der heterocyclischen Ringe, worin die Substituenten Alkyl, Cycloalkyl, Alkenyl, Cycloalkenyl, Aryl, Alkoxy, Amino, Carboxy, Halo, Hydroxy, Keto oder Thiocarboxy sind, y 0 bis 16 ist, R die in Anspruch 12 definierte Bedeutung hat, X Wasserstoff oder ein salzbildendes Kation ist, W eine Einfachbindung, Sauerstoff, NR⁵ oder (CR⁶R⁷)_p ist, worin R⁵ Wasserstoff, Alkyl, Aminoalkyl, Cycloalkyl, Alkenyl, Cycloalkenyl, Aryl oder ein ein Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatom enthaltender heterocyclischer Ring oder ein substituiertes Derivat einer Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl- oder Arylgruppe ist, wobei die Substituenten Alkyl, Cycloalkyl, Alkenyl, Cycloalkenyl, Aryl, Alkoxy, Amino, Carboxy, Halo, Hydroxy, Keto oder Thiocarboxy sind, R⁶ und R⁷ die oben für R³ und R⁴ genannten Bedeutungen haben und p eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist, und worin die heterocyclischen Ringe 5 bis 8 Ringglieder, die Alkyl- oder Cycloalkylgruppen 1 bis 18 Atome, die Alkenyl- oder Cycloalkenylgruppen 2 bis 18 Kohlenstoffatome und die Arylgruppen 6 bis 10 Ringglieder umfassen.
Zusammensetzung nach Anspruch 12, worin die Iodpropinylverbindung ein 3-Iod-2-propinylderivat ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das iodhaltige Biozid 3-Iod-2-propinylbutylcarbamat, 3-Iod-2-propinylsuccinat oder p-Chlorphenyl-3-iodpropinylformal ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 14, worin das 3-Iod-2-propinylderivat 3-Iod-2-propinyl-butylcarbamat ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, welche weiterhin ein Lösungsmittel umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 17, worin das Lösungsmittel Wasser, ein Alkohol, ein Glykol, ein Ester, ein Ether, ein Polyether oder irgendeine Kombination der vorstehend genannten ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, welche weiterhin ein Phosphonsäurederivat umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 19, worin das Phosphonsäurederivat Aminotri-(methylenphosphonsäure), 1-Hydroxyethyliden-1,1-diphosphonsäure, Diethylentriaminpenta-(methylenphosphonsäure), Bishexamethylentriaminphosphonsäure oder irgendeine Kombination der vorstehend genannten ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 20, worin das Phosphonsäurederivat in einer Menge von 0,01 bis 1 % anwesend ist.
Verfahren zur Konservierung eines Holzsubstrates, welches das In-Kontakt-Bringen des Holzsubstrats mit der Zusammensetzung nach Anspruch 1 umfasst.
Verfahren zur Hydrophobierung eines Holzsubstrates, welches das In-Kontakt-Bringen des Holzsubstrats mit der Zusammensetzung nach Anspruch 1 umfasst.