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Title:
ADDITIVES FOR USE IN A WATER-SOLUBLE POLYMER DISPERSION FOR TREATING WOOD OR WOOD PRODUCTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/085589
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to the use of an additive in an aqueous polymer dispersion which is used in the treatment of wood or wood products. Wood is treated in the form of a filler or covering and the aim thereof is to prevent discharge of the materials contained in the wood. A water-soluble titanium chelate compound was tested for such a purpose and had good results.

Inventors:
STAFFEL THOMAS (DE)
SCHMITT MICHAEL (DE)
HEILEN WERNFRIED (DE)
HOSCHKE MARKUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/002208
Publication Date:
October 31, 2002
Filing Date:
March 01, 2002
Export Citation:
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Assignee:
BK GIULINI CHEMIE GMBH UND CO (DE)
STAFFEL THOMAS (DE)
SCHMITT MICHAEL (DE)
HEILEN WERNFRIED (DE)
HOSCHKE MARKUS (DE)
GOLDSCHMIDT AG TH (DE)
International Classes:
B27K3/34; B27K3/50; C08K3/10; C08K5/00; B27K3/52; C08K5/19; C08L101/14; C09D7/12; C09D15/00; (IPC1-7): B27K3/34; C09D7/12; C08K3/10; C08K5/00
Foreign References:
US5681880A1997-10-28
EP0420293A11991-04-03
US4021398A1977-05-03
US4636548A1987-01-13
GB811426A1959-04-08
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Description:
Additiv zur Verwendunz in einer wässrigen Polymerdispersion zur Behandlung von Holz und Holzprodukten Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines Additives in einer wässrigen Polymerdispersion, die zur Behandlung von Holz und Holzprodukten eingesetzt wird. Die Behandlung von Holz erfolgt dabei in Form einer Grundierung bzw.

Beschichtung und hat vor allem das Ziel, das Austreten von Holzinhaltstoffen zu verhindern.

Viele in der Holzindustrie verwendeten Holzsorten enthalten mehr oder weniger störende Holzinhaltstoffe, die sowohl während der Bearbeitung, als auch beim späteren Gebrauch unerwünscht sind. In erster Linie handelt es sich dabei um die Stoffe Lignin und Tannin, die in größeren. Mengen beispielsweise in Hölzern wie Eiche, Red Cedar, Merbau, enthalten sind. Unter Einwirkung von Feuchtigkeit und vor allem bei erhöhten Temperaturen, aber immer bei der Verarbeitung des Holzes für industrielle oder handwerkliche Zwecke und auch beim späteren Gebrauch des Holzgegenstandes sind diese Stoffe auf der Holzoberfläche als Flecken zu sehen. Um dies zu verhindern muß die Holzoberfläche mit einer Deckbeschichtung und Grundierung behandelt und mit einer Sperrschicht versehen werden.

Fleckenbildung tritt auch auf anderen Untergründen auf, wenn diese aus der Holzverarbeitung stammende Baumaterialien enthalten. Als Beispiele seien Holzfaserplatten und Gipskartonplatten genannt, aus deren Oberfläche ebenfalls tannin- ähnliche Inhaltsstoffe. herausgelöst werden können. Dies macht sich in Form von gelblichen Flecken auf der weißen Gipsoberfläche bemerkbar.

Um diese unerwünschten Erscheinungen zu verhindern, werden vor Aufbringen der Deckbeschichtung zunächst Grundierungen appliziert, die als Sperrschicht wirken.

Eingesetzt werden in der Regel Bindemittel, die auf Basis von Polyurethanen oder Epoxidharzen aufgebaut sind und Lösemittel enthalten, so z. B. in der EP 0 420 293.

Nachteile dieser Systeme sind die langen Trocknungszeiten, der Lösemittelgehalt und schließlich der zwangsläufig zusätzliche Verarbeitungsschritt durch die vorherige Applikation.

Verbesserungen wurden in den letzten Jahren dadurch erzielt, daß bestimmte Metallverbindungen, die z. B. Chrom-, Wolfram-, Bor-, und Molybdänionen enthalten, den Farben oder auch den Bindemitteln zu gemischt wurden. Die hier eingesetzten Metallverbindungen sind jedoch toxikologisch bedenklich. In der US-A 3 847 857 wird eine solche Klasse von Metallverbindungen beschrieben.

In der EP 709 441 B 1 wird eine wässerige Dispersion, die ein Zirkoniumsalz enthält, für diesen Zweck offenbart. Gemäß Anspruch 5 enthält diese Dispersion zu 97 bis 70 Gew. % ein Emulsionspolymerisat und die wasserlösliche Zirkoniumverbindung in Mengen von 0,2 bis 20 Gew. % (berechnet als ZrO2), bezogen auf die Dispersion. Diese Zirkoniumverbindungen müssen jedoch wegen ihres niedrigen pH-Wertes mit einer Ammoniumverbindung stabilisiert werden, damit sie sich mit den anderen Bestandteilen der Dispersion verträglich zeigen.

Es bestand also weiterhin die Aufgabe, besser verträgliche Zusätze zu finden, die üblichen Dispersionen zur Grundierung oder Beschichtung zugefügt werden können, die mit den Bestandteilen dieser Dispersionen verträglich und chemisch stabil sind.

Die Lösung dieser Aufgabe wurde durch die Verwendung von wasserlöslichen Titanverbindungen gemäß den Ansprüchen 1 und 2 gelöst.

Danach ist das erfindungsgemäße Additiv eine wasserlösliche Titanverbindung. Als wasserlösliche Titanverbindungen kommen die komplexen Titanchelate mit einer organischen alpha-Hydroxycarbonsäure als Ligand, z. B. die Milchsäure in Betracht.

Besonders bevorzugt wird als Titanverbindung, ein Titanlactat eingesetzt, das die chemische Bezeichnung Titanate (2) dihydroxybis [2-hydroxypropanato (2-)-diammonium hat. Diese Titanverbindung wird zu der wässrigen Kunststoffdispersion, die als Coating oder Beschichtung für Holzoberflächen und andere, zum Ausbluten neigenden Untergründe verwendet wird, zugesetzt. Die Titanverbindung kann als wässrige Lösung direkt in Kunststoffdispersionen oder in die darauf basierenden Systeme dosiert werden.

Die bevorzugte Einsatzmenge an der Titanverbindung beträgt dabei für Grundierungen vorzugsweise 0,2 bis 20 Gew.-%, insbesondere 0, 5. bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 5 Gew-%, gerechnet als Titanoxid Ti02 und auf die wässerige Kunststoffdispersion bezogen.

Das erfindungsgemäße Additiv weist folgende Vorteile auf : Die Titanverbindung hat einen neutralen pH-Wert.

Die Titanverbindung bildet in der Dispersion eine dünne Titandioxid Schicht.

Titandioxid ist jedoch gleichzeitig als Weißpigment bekannt und trägt damit besonders zur optischen Aufhellung des damit aufgetragenen Anstriches bei.

Das erfindungsgemäße Additiv ist wasserlöslich.

Es wird in Form einer wässerigen Lösung eingesetzt und benötigt keine organischen Lösemittel.

Aufgrund des neutralen pH-Wertes der Titanverbindung ist diese mit den üblicherweise in einer Dispersionsfarbe enthaltenen Bestandteilen verträglich. Keine Ausflockung oder Entmischung beeinträchtigt die guten Gebrauchseigenschaften der damit hergestellten Kunststoffdispersionen.

Die folgenden Tabellen und Beispiele beleuchten die Erfindung näher, ohne sie einzuschränken : Prüfformulierunven Die Versuche wurden auf Basis folgender Bindemittel durchgeführt : - Acronal S 726 : eine Styrol-Acrylat-Dispersion - Mowilith LDM 6150 (48 % FK) : weichmacherfreie wässrige Dispersion auf Basis Acrylsäureester und Styrol Formulierung der Prüfbeschichtungen Zunächst wurden die zwei Bindemittel in zwei verschiedenen Formulierungen ohne der erfindungsgemäßen Dispersion geprüft.

Tabelle 1 mdd ; m X t m m 6 ea : :.. f as S 1 ! A r ru d. : Bes zel :' : B i eI. 2 ;.. Beis eI3 : ;. Beis ; : B x 1. 5.. _, n =. es P ... :. e} S 1 5, 0 1 5, 0 1 5, 0 15, 0 1 5, 0 1 5, 0 ,,.. ... :,. :. _.. :. : 15, 0 15, 0 15, 0 15, 0 15, 0 15, 0 . : : :. w. :.... 3,.. .-., _ : , <,.'.. :, .. : :.. w. -'....'.-..'. : : 'n,' :.-.." tfüö W"t 26 5 0, 5 0, 5 0, 5 0, 5 0, 5 0, 5 5, 0 5, 0 gain zut un 'K. ronös 259 = 15, 0 15, 0 15, 0 15, 0 15, 0 15, 0 Omyacäy 2 GT 15,0 15,0 15,0 15,0 1 S, 0 1 S, 0 . : Buiylgyol 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 TEGU W 265 ,, : ; 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 : firfindiingsgemaße. 5,0 5,0 W tarayerbmdüig's £ ° 3. : Trtauiit, Verbidung'nch derri :-° 3,0 3,0 StaW cler Technk X 7 50, 0 50, 0 50, 0 50, 0 50, 0 50, 0 UE : Wasser 3, 0 3, 0 ,,., f ? : ..' : . :, u. itaM, 1""37) 7) tanaMm ; , : :. 0 0.' : v,. : . . 1 K ! aß' ; M'N' Die in den Tabellen verwendeten Produktbezeichnungen werden in Form einer Legende dieser Beschreibung beigefügt.

Applikation und Prüfung der Formulierungen Die fertigen Beschichtungsstoffe wurden mit einer Naßschichtdicke von ca. 100 g/m2 mittels einer Hochdruckspritzpistole auf die Prüfplatten aufgetragen. So wurde vermieden, daß die Beschichtungsstoffe hinsichtlich der nicht optimierten Entgasung etc.

Applikationsfehler aufwiesen.

Die Trocknung erfolgte zunächst 30 Minuten bei Raumtemperatur und anschließend für 60 Minuten bei 40 °C.

Die Bretter wurden ein-und zweischichtig mit der Grundierung versehen. Der Decklack (Weiß seidenglänzend) wurde anschließend über das gesamte Brett lackiert. Hier erfolgte der Auftrag mittels Hochdruck-Spritzpistole. Die Auftragsmenge betrug hier ebenfalls ca.

100 g/m2.

Tabelle 2 : Formulieruns Decklack Weiß seidenslänzend VE Wasser 10, 0 Aciysol RM 8 0, 3 TEGO Dispers 745 W 1, 0 Aerosil 972 1, 0 Kronos2059 17, 5 TEGO° Foamex 800 0, 5 Alberdingk APU 1061 60, 0 Dowanol DPnB 3, 0 VEWasser 6, 7 urm v' : : 104, ti,', Beschichtunssaufbau Zweischichtiger Aufbau Dreischichtiger Aufbau . easng Untergruiid Eiche Schälfunier auf Spanplatte 9. mii-i Tabelle 3 : Versuchsergebnisse ... : : : Z'esiic t e. vÄuf6aü :-Llreaschicliti"r. Au a.. ! r : Biirletniüe. 3 Besptel 1-Acronal 726-0, 51-0, 08 + 0,60 -0, H-0, 06 + 0,06 + 0 ...,.. s i< : saß&S 6150 ! S' : S ; S ! hneZtsat. : 6150 ° -Beis 1 3 ; \,'''Acronal 726-0, 46-0, 10 + 0, 60 ;-0, 01-0, 10 + 0, 99 1 0 Er£'ndingsgeyaße Be =$etspiel 4 . v Mowilith-0, 54-0, 16 + 1, 59 : ; y, 69-0, 52-0, 15 + 1, 14 1, 5 ; :, ;. v T, a,v,rbmdul,g eispie W Acronal 726-0, 63-0, 04 + 0, 69 W-0, 14 + 0, 03 + 0, 32 t it Beispiel 6 Mowilith-0, 06 + 0, 03 + 0, 7 y0, 78-0,04 + 0, 07 + 0, 91 ? 9"- : xn} i Titanbrt- ; ° 6I50 Tabelle 4 : Ergebnisse beim Zweischichtaufbau ,'v, zvetscliichtige Atfb i Nr,,, ; BmdenZtl,. -0, 46-0, 10 +0, 60 '7 , : Ui"959 (iü ;", ß> 726 Tfianverbmdung Bdispiel Acronal S-0, 51-0, 08 +0, 60 726 ,.. :'r° z y.,. _ li t Acronal S-0, 5l-0, 08 + 0, 60 ! i t5 Mowilitll 0, 06 + 0, 03 + 0, 78 ffiit T 6150 Mowilith-0, 26-0, 04 + 1, 09 < 6150 : Ohne Zusatz v 6150 Tabelle 5 : Ergebnisse beim Dreischichtaufbau 'B d"tte lklz. Bneixtte.. ..,. v... :.. : ,, : va , db.. .. zS. :- ; i : 1-5 Aeronal 726-0, 14 +0, 03 +0, 32 mut Titanbit. iit ;-aii'bit i (i :'1, Aeronal 726-011-0, 06 +0, 81 mitiMült ! ! " :, Z-ÜS tzo : z. E t ? ie'hS, AtZ ; , ys. i !, Versuchsersebnisse Die besten Ergebnisse wurden mit den beiden Produkten, der erfindungsgemäßen Titanverbindung und Titanbit erzielt. Die Veränderungen im Gesamtfarbton (hE-Werte) Die in den Versuchen eingesetzten Produkte, die mit ihren Markennamen genannt sind, sind im einzelnen : 1. TEGO Dispers 745 W Dispergiermittel auf Basis eines mod. Poly- acrylates mit pigmentaffinen Gruppen 2. Acrylsol RM 8 Verdickungsmittel auf Polyurethanbasis 3. Kronos 2059 TiO2 Pigment 4. Omyacarb2 GU gefälltes Calciumcarbonat 5. TEGO Wet 265 Substratnetzmittel 6. Acronal S 726 Styrol-Acrylatdispersion 7. Mowilith LDM 6150 weichmacherfreie wässerige Dispersion auf Basis Acrylsäureester und Styrol 8. Aerosil 972 pyrogene Kieselsäure 9. TEGO Foamex 800 Entschäumer 10. Alberdingk APU 1061 Urethan-Acrylatpolymer 11. DowanolDPnB Filmbildehilfsmittel 12 Titanbit Ammoniumtitanylsulfat