Holzschutzmittel mit Fettsäureestern

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Holzschutzmittel mit einer Viskosität von ≤ (kleiner gleich) etwa 55 mm²/s bei 25 °C und einem Schmelzpunkt von ≤ (kleiner gleich) etwa 25 °C, umfassend einen oder mehrere Fettsäureester der allgemeinen Formel

         R₁-C(O)-O-R₂

wobei der Rest R₁ ein einfach ungesättigter Alkylrest mit 12 bis 20 C-Atomen ist, der Rest R₂ ein substituierter oder unsubstituierter, gesättigter oder ungesättigter, linearer oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 20 C-Atomen ist.

[0002] Rohes Holz, insbesondere aus nicht tropischen Anbaugebieten, wird mit Holzschutzmitteln behandelt, um es vor Faulen und Verrotten, beispielsweise durch Pilze und Bakterien aus der Luft oder dem Wasser, sowie vor Zersetzung und Verfärbung durch Wasser und Sonnenlicht zu schützen.

[0003] Um dieses Ziel zu erreichen, wird das Holz herkömmlicherweise entweder mit einem Lackfilm, der bisher immer aus umweltschädlichen Lösungsmitteln aufgebracht wird, oder alternativ mit wachsartigen Substanzen behandelt, die an der Holzoberfläche gebildet oder abgelagert werden. Beide Behandlungsverfahren sollen Wasser und andere Schadsubstanzen davon abhalten, in das Holzgefüge einzudringen.

[0004] Der größte Nachteil bei der Verwendung dieser Mittel ist es, dass durch Mikrobewegungen des Holzes unter Temperatur und Feuchteeinfluss die aufgebrachten Lackfilme reißen und dann die schützende Wirkung nicht mehr ausüben können. Die Verwendung von Wachsen hat den Nachteil, dass diese an der Oberfläche des Holzes verbleiben und das Bilden von Mikro- und Makrorissen nicht verhindern. Dadurch kann sowohl Wasser in das Holz eindringen als auch das Sonnenlicht das Holz schädigen.

[0005] Um trotzdem eine Schutzwirkung auch in tieferen Holzschichten zu erreichen, werden Hölzer daher oft unter Druck imprägniert und mit im allgemeinen für den menschlichen Organismus toxischen Salzverbindungen behandelt. In jüngster Vergangenheit ist bekannt geworden, dass Kinderspielplatzanlagen aus solchen Hölzern hergestellt wurden und Kinder durch intensiven Kontakt mit solchen Hölzern erkrankt sind.

[0006] Auch die Behandlung von Hölzern mit Ölen, wie Glycerinestern (Fette und fette Öle), unter Druck ist bekannt. Der Nachteil einer solchen Behandlung besteht darin, dass die Öle aufgrund der sperrigen Natur des Triglyzerids nicht in Holz löslich sind und nach einiger Zeit wieder an die Oberfläche des Holzes migrieren.

[0007] Im Jahrbuch für den Praktiker 2004, Seiten 110 - 113, Verlag für Chemische Industrie, Augsburg, wurde vorgeschlagen, Öle mit einer hohen Anzahl an Doppelbindungen, wie Leinöl, zur Holzbehandlung zu verwenden. Aufgrund der hohen Anzahl an kumulierten Doppelbindungen verharzen diese Öle, was sich durch einen Viskositätsanstieg bemerkbar macht. Somit bilden diese Öle sozusagen einen "Lackfilm im Innern des Holzes". Der Nachteil der Verwendung solcher Öle ist, dass die Vernetzung solcher hochungesättigter Öle bereits an der Holzoberfläche stattfindet und damit die Viskosität der Öle so stark ansteigt, dass diese nicht in das Holzinnere vordringen können. Damit wird kein wirksamer Schutz des Holzes erreicht.

[0008] Der Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, ein Holzschutzmittel zur Verfügung zu stellen, das keine umweltschädlichen Verbindungen enthält und dennoch tief in das Holz eindringen kann.

[0009] Die Lösung der Aufgabe ist ein Holzschutzmittel mit einer Viskosität von ≤ (kleiner gleich) etwa 55 mm²/s bei 25 °C und einem Schmelzpunkt von ≤ (kleiner gleich) etwa 25 °C, umfassend einen oder mehrere Fettsäureester der allgemeinen Formel

         R₁-C(O)-O-R₂

wobei der Rest R₁ ein einfach ungesättigter Alkylrest mit 12 bis 20 C-Atomen ist, der Rest R₂ ein substituierter oder unsubstituierter, gesättigter oder ungesättigter, linearer oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 20 C-Atomen ist.

[0010] Bevorzugt ist die Viskosität des Holzschutzmittels ≤ 55 mm²/s bis 1 mm²/s bei 25 °C. Der Schmelzpunkt des Holzschutzmittels ist bevorzugt etwa 25 bis etwa - 50 °C, bevorzugter etwa 25 bis etwa - 30 °C, insbesondere etwa 22 bis etwa - 30 °C, besonders etwa 20 bis etwa - 5 °C. Das Holzschutzmittel ist somit niedrig viskos und kann daher tief in das Holz eindringen. Das Holzschutzmittel verharzt auch nicht an der Holzoberfläche und weist eine gute Löslichkeit im Holz auf.

[0011] Bevorzugt enthält das Holzschutzmittel wenigstens etwa 50 Gew.-%, bevorzugter etwa 70 bis etwa 100 Gew.-%, insbesondere etwa 90 bis etwa 99% Gew.-%, besonders bevorzugt etwa 92 bis etwa 99% Gew.-% Fettsäureester. Das Holzschutzmittel kann auch ausschließlich aus einem oder mehreren der Fettsäureester bestehen.

[0012] In den Fettsäureestern ist der Rest R₁ bevorzugt ein Alkylrest mit 16 bis 19 C-Atomen, insbesondere ein C₁₇H₃₃ Rest, wobei die ungesättigte Bindung bevorzugt zwischen dem 8. und 9. C-Atom liegt und bevorzugt eine cis-Anordnung hat, wobei der Gehalt an Ölsäure mindestens 90% beträgt. Der Molekülteil R_1-C(O)-O stammt somit bevorzugt von Ölsäure ab. Der Rest R₂ ist bevorzugt ein Alkylrest mit 1 bis 18 C-Atomen, insbesondere ein Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Lauryl- oder Oleylrest, insbesondere ein Methyl- und/oder Oleylrest.

[0013] Wenn das Holzschutzmittel mehrere Fettsäureester umfasst, ist es bevorzugt, dass wenigstens zwei, bevorzugter zwei bis vier und insbesondere zwei Fettsäureester enthalten sind.

[0014] Wenn das Holzschutzmittel mehrere Verbindungen der Formel (I) enthält, dann kann der Rest R₂ auch verschieden sein, wie aus einer Kombination von niedermolekularen Alkoholen, wobei der Rest R₂ dann bevorzugt ein Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder Butylrest ist, und höhermolekularen Alkoholen, wobei der Rest R₂ dann bevorzugt ein Lauryl- oder Oleylrest ist, aber auch aus synthetischen, verzweigten oder linearen bzw. entsprechenden nativen Alkoholen. Die Alkohole können dementsprechend auch multifunktionell sein.

[0015] Wenn mehrere Fettsäureester im Holzschutzmittel enthalten sind, ist es besonders bevorzugt, dass die Reste R₁ in den Fettsäureestern C₁₇H₃₃ Reste sind, wobei die ungesättigte Bindung bevorzugt zwischen dem 8. und 9. C-Atom liegt und bevorzugt eine cis-Anordnung hat, und die Reste R₂ in den Fettsäureestern unterschiedlich lange Alkylreste sind. Insbesondere bevorzugt umfasst das Holzschutzmittel Methyl- und Oleyloleat.

[0016] In dem Holzschutzmittel können somit erfindungsgemäß verschiedene Fettsäureester enthalten sein, die bevorzugt von der gleichen Fettsäure stammen, d.h. der Rest R₁ ist gleich, sich jedoch im Alkoholrest, d.h. im Rest R₂ unterscheiden. Beispielsweise also solche, in denen der Molekülteil von R₁-C(O)-O von einer mono-ungesättigten Fettsäure und der Rest R₂ von synthetischen und/oder natürlichen Fettalkoholen stammt. Insbesondere sind solche Holzschutzmittel vorteilhaft, die ein Fettsäureestergemisch mit sowohl einem niedrigmolekularen Rest R₂, wie einen Methyl-, Ethyl- Propyl- und/oder Butylrest, als auch einem höhermolekularen Rest R₂, wie einem Lauryl- oder Oleylrest enthalten. Dadurch wird einerseits eine gewünschte Schmierwirkung der Holzsegmente untereinander, eine niedrige Viskosität sowie eine entsprechende Hydrophobie erreicht. Alle Eigenschaften zusammen verhindern das Eindringen von Wasser in das Holz und bewirken damit den gewünschten Holzschutz.

[0017] Wenn das Holzschutzmittel zwei Fettsäureester umfasst, ist das Gewichtsverhältnis der Fettsäureester zueinander bevorzugt etwa 0,5:1 bis etwa 2:1. Insbesondere, wenn der Rest R₁ in den beiden Fettsäureestern gleich, bevorzugt ein C₁₇H₃₃ Rest ist, wobei die ungesättigte Bindung bevorzugt zwischen dem 8. und 9. C-Atom liegt und bevorzugt eine cis-Anordnung hat, und die Reste R₂ jeweils ausgewählt sind aus Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder Butylrest für den ersten Fettsäureester und oder Lauryl- oder Oleylrest für den zweiten Fettsäureester, insbesondere ein Methyl- oder Ethyloleat und ein Oleyloleat, dann ist das Gewichtsverhältnis von dem ersten Fettsäureester mit dem kürzeren Alkylrest R₁ zu dem zweiten Fettsäureester mit dem langkettigen Alkylrest R₂ bevorzugt etwa 2:1 bis etwa 0,5:1.

[0018] In dem Holzschutzmittel können zusätzliche, im Holzschutzmittel lösliche Hilfsstoffe anwesend sein, wie konventionelle Lichtschutzmittel, Fungizide, wasserabstossende Verbindungen, wie fluorierte Verbindungen, Bakteriostatika, und Farbstoffe sowie Pigmente bzw. organische Farbstoffe.

[0019] In einer besonderen Ausführungsform des Holzschutzmittels werden dem erfindungsgemäßen Holzschutzmittel aus natürlichen Harzen gewonnene Extrakte zugegeben. Diese Zugabe ist möglich durch die Polarität und damit des Lösungsvermögens des beanspruchten Esteröls Bestandteile solcher Extrakte können, z.B. 1-8 Cineol, Limonen, Linacol, p-Menthen-3-ol, alpha-Pinen, alpha-Terpinenol, Furanodien, delta-Elemen, Nerodiiol, alpha.Amyrin, Cadiol, Bowellic acid und andere fungizid und bakterizid wirkende Komponenten dieser Naturextrakte sein. Es ist auch möglich, einzelne oder mehrere der vorstehenden Komponenten in isolierter Form zu verwenden.

[0020] Die Holzschutzmittel haben den Vorteil, aufgrund ihrer Polarität und weil diese weder vemetzen noch verharzen, tief in das Holzgefüge einzudringen und dadurch den eingangs beschriebenen Effekt hervorrufen. Die Polarität des Holzschutzmittels ist durch die asymmetrisch in der Kohlenwasserstoffkette angeordnete Estergruppe bedingt. Damit ergibt sich eine Polarität des Gesamtmoleküls und bedingt sein Lösevermögen.

[0021] Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Holzschutzmittels besteht darin, dass dieses mit einfachen Verfahren, wie Pinsel und Rolle oder Spritze (und nicht in Druckgefässen, obwohl das grundsätzlich auch möglich wäre) einfach auf das Holz aufgebracht werden und dann für einen effektiven Holzschutz sorgen. Die Holzschutzmittel sind außerordentlich umweltverträglich, da diese keine Lösungsmittel enthalten und biologisch abbaubar sind.

[0022] Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Schützen von Holz,
wobei das erfindungsgemäße Holzschutzmittel auf das Holz nach verschiedenen bekannten Methoden aufgetragen wird.

[0023] Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines oder mehrerer Fettsäureester der allgemeinen Formel

         R₁-C(O)-O-R₂

wobei der Rest R₁ ein einfach ungesättigter, substituierter oder unsubstituierter, linearer oder verzweigter Alkylrest mit 12 bis 20 C-Atomen ist, der Rest R₂ ein substituierter oder unsubstituierter, gesättigter oder ungesättigter, linearer oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 20 C-Atomen ist, mit einer Viskosität von ≤ (kleiner gleich) 55 mm2/s bei 25 °C und einem Schmelzpunkt von ≤ (kleiner gleich) 25 °C als Holzschutzmittel. Die ein oder mehreren Fettsäureester sind wie vorstehend in Bezug auf das Holzschutzmittel beschrieben.

[0024] Die Erfindung wird nunmehr an Hand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

[0025] Ein Holzschutzmittel für Außenanwendungen wurde nach folgender Rezeptur bereitet:

47,0 %	Methyloleat
47,0 %	Oleyloleat
0,5 %	Lichtschutzmittel2.Hydroxy-4-methoxy-benzophenon; Uvinul 3040, BASF AG)
2,0 %	Limonen (Zitrusterpen, p-Mentha-1,8-dien)
3,5 %	Pigment (braun)

[0026] Die Viskosität der Formulierung betrug 18 mm²/s bei 25 °C.

Beispiel 2

[0027] Ein Holzschutzmittel für helle Hölzer wurde nach folgender Rezeptur bereitet:

55 %	Methyloleat
37 %	Oleyloleat
8,0 %	ethanolischer Harzextrakt (Rivadol)

[0028] Die Viskosität der Formulierung betrug 15 mm²/s bei 25 °C.

[0029] Der Harzextrakt aus Burseraceen, Rutaceen und Lamiaceen enthält nach Herstellerangaben die folgenden Komponenten:

4216 mg/l	1,8-Cineol
1310 mg/l	Limonen
42 mg/l	Linaoöl
4125 mg/l	p-Mentheneöl
239 mg/l	alpha-Pinen
473 mg/l	alpha-Terpineol
1250 mg/l	Furanodien
650 mg/l	delta-Elemen
599 mg/l	Nerolidol
5046 mg/l	alpha-Amyrin
539 mg/l	Cadinol
1620 mg/l	Boswellsäure
1242 mg/l	11-Keto-Boswellsäure

Beispiel 3

[0030] Ein Holzschutzmittel für Innenräume wurde nach folgender Rezeptur bereitet:

34,0 %	Ethyloleat
66,0 %	Oleyloleat

[0031] Die Viskosität der Formulierung betrug 35 mm²/s bei 25 °C.

Ansprüche

1. Mittel mit einer Viskosität von ≤ (kleiner gleich) etwa 55 mm²/s bei 25 °C und einem Schmelzpunkt von ≤ (kleiner gleich) etwa 25 °C, umfassend einen oder mehrere Fettsäureester der allgemeinen Formel (III)

         R₁-C(O)-O-R₂     (III)

wobei der Rest R₁ ein einfach ungesättigter, substituierter oder unsubstituierter, linearer oder verzweigter Alkylrest mit 12 bis 20 C-Atomen ist, und
der Rest R₂ ein substituierter oder unsubstituierter, gesättigter oder ungesättigter, linearer oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 20 C-Atomen ist.

2. Mittel mit einer Viskosität von ≤ 55 mm²/s bei 25 °C und einem Schmelzpunkt von ≤ 25 °C, umfassend wenigstens zwei Fettsäureester der allgemeinen Formeln (I) und (II)

         R₁-C(O)-O-R₂     (I)

         R₁-C(O)-O-R₃     (II)

wobei der Rest R₁ ein C₁₇H₃₃-Rest ist, in welchem die ungesättigte Bindung
zwischen dem 8. und 9. C-Atom liegt und eine cis-Anordnung hat, der Rest R₂ ein Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder Butylrest ist, und der Rest R₃ ein Lauryl- oder Oleylrest ist.

3. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Viskosität ≤ 55 mm²/s bis 1 mm²/s bei 25 °C ist.

4. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schmelzpunkt bevorzugt
≤ 22 bis -30 °C beträgt.

5. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei wenigstens etwa 50 Gew.-% Fettsäureester anwesend ist.

6. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zwei Fettsäureester anwesend sind.

7. Mittel nach Anspruch 6, wobei Methyl- oder Ethyloleat und Oleyloleat anwesend sind.

8. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zusätzliche, im Holzschutzmittel lösliche Hilfsstoffe anwesend sind.

9. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei zusätzlich Mikrobiozide und/oder Lichtschutzmittel anwesend sind.

10. Verwendung des Mittels nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Behandlung von Holz.