DE102004037044A1

DE102004037044A1 - Mittel zur Ausstattung von auf Cellulose und/oder Stärke basierenden Substraten mit Wasser abweisenden und gleichzeitig pilz-, bakterien-, insekten- sowie algenwidrigen Eigenschaften

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Publication number: DE102004037044A1
Application number: DE200410037044
Authority: DE
Inventors: Roland Dipl.-Chem. Edelmann; Christian Wassmer; Peter Dipl.-Chem. Dr. Jenkner; Jaroslaw Dipl.-Chem. Dr. Monkiewicz; Holger Prof. Dipl.-Holzw. Dr. Militz; Carsten Dipl.-Chem. Dr. Mai; Steffen Dipl.-Ing. Donath
Original assignee: Degussa GmbH; Georg August Universitaet Goettingen
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 2004-07-29
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2006-03-23
Also published as: CN1787744A; NO20071144L; CA2574948A1; PL1773918T3; US20110143147A1; WO2006010667A1; EP1773918A1; EP1773918B1; CA2574948C; US8481165B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mittel zur Ausstattung von auf Cellulose und/oder Stärke basierenden Substraten mit Wasser abweisenden und gleichzeitig pilz-, bakterien-, insekten- sowie algenwidrigen Eigenschaften, das Wasser und als Wirkstoff mindestens ein lineares, cyclisches, verzweigtes oder vernetztes Cooligomer oder Gemische von Cooligomeren aus der Reihe der Alkyl-/Aminoalkyl-/Alkoxy- bzw. Hydroxy-Siloxane enthält, die Verwendung solcher Mittel sowie ein spezielles Behandlungsverfahren unter Einsatz solcher Mittel.

Description

Die Erfindung betrifft Siliciumverbindungen enthaltende Mittel für eine Schutzbehandlung von auf Cellulose und/oder Stärke basierenden Substraten, deren Verwendung sowie ein spezielles Behandlungsverfahren unter Einsatz solcher Mittel.
Nach dem sehr umfangreichen Einsatz von dauerhaften tropischen Holzarten zum Beispiel im Bauelementesektor in den 70er und 80er Jahren erfolgten zum Teil sehr restriktive Maßnahmen zur Einschränkung der Tropenholzverwendung in mehreren europäischen Ländern, beispielsweise durch Richtlinien für Ausschreibungen im kommunalen Bereich. Der in Folge dessen rückgängige Verbrauch tropischer Hölzer bedeutete aber nicht automatisch eine Verbesserung der Umweltsituation. Vielmehr war zu beobachten, dass durch den so verringerten Wert der Wälder eher die Tendenz zu Brandrodungen bestärkt wurde. Auch wurde deutlich, dass für eine nachhaltige Entwicklung in den Erzeugerländern den dort lebenden Menschen wirtschaftliche Perspektiven geboten werden müssen. Mit diesem Hintergrund wurden Zertifizierungssysteme entwickelt, die vor allem Umwelt- und soziale Standards festlegen und nach denen Wälder bewertet werden. Als bekannteste Systeme haben sich die Zertifizierung nach FSC und nach PEFC etabliert. Im Jahre 2003 erfolgte durch das Bundesumweltministerium eine Empfehlung für FSC-zertifiziertes Holz, jedoch gelten beide Systeme als vergleichbar. Durch die Zertifizierung ist die Lage inzwischen etwas entspannter, es sind aber weiterhin Restriktionen gegen die Verwendung von tropischen Hölzern in Kraft.
Unter den heutigen Rahmenbedingungen ist es sinnvoll, bei der chemischen Holzmodifizierung neben einheimischen Hölzern auch tropische Hölzer im Wesentlichen unter den Aspekten „Zertifizierung der Wälder" und „Imprägnierbarkeit des Holzes" mit einzuschließen.
So ist u. a. das typischerweise in Plantagen angebaute oder als Abfall anfallende, schnell wachsende Rubberwood, das nur über eine geringe natürliche Dauerhaftigkeit verfügt, auf Grund der guten Imprägnierbarkeit, Verfügbarkeit, Bearbeitbarkeit und des günstigen Preises ein geeignetes Substrat für die chemische Modifizierung.
Durch eine Verbesserung der Eigenschaften einheimischer Hölzer könnten tropische Hölzer mit hoher Dauerhaftigkeit ersetzt werden. Umweltaspekte und die darauf aufbauende öffentliche Diskussion mit entsprechenden Gesetzgebungstendenzen sind wichtige Argumente auch für eine chemische Modifizierung einheimischer Holzarten.
Unter anderem zeichnet sich der Werkstoff Holz durch gute Festigkeitseigenschaften und gut Verarbeitbarkeit aus und wird daher zum Beispiel im konstruktiven Baubereich und im Möbel- und Innenausbau eingesetzt. Bestimmte holztypische Eigenschaften schränken jedoch die Verwendung von Holz ein. So wirkt sich die Änderung der Dimensionen bei Klimawechsel durch Quellen und Schwinden negativ auf die Maßhaltigkeit von Bauteilen und die Haftung von Anstrichen aus. Auch aufgrund von UV-Strahlung können Holzbestandteile chemisch verändert werden und erodieren. Die mangelhafte Dauerhaftigkeit insbesondere gegen Pilze und Insekten erfordert zum Teil den Einsatz von Bioziden oder von resistenten Holzarten, beispielsweise bestimmten Tropenhölzern.
Die chemische Modifizierung von Holz kann ein Weg zur Verbesserung der Wettbewerbssituation wenig dauerhafter Hölzer sein. Dabei ist man unter anderem um die Erhöhung der Dauerhaftigkeit, die Veränderung des Sorptionsverhaltens und die Erhöhung der Dimensionsstabilität von Holz bemüht, wodurch letztlich die Wartungsintervalle und die Lebensdauer von Bauteilen aus Holz verlängert werden sollen. So wird auch eine Verbesserung der Dauerhaftigkeit gegenüber Holz zerstörenden Organismen ohne den Einsatz umwelt- und gesundheitsgefährdender Biozide angestrebt, insbesondere angesichts der rechtlichen Situation im Bereich des chemischen Holzschutzes.
Bei der chemischen Behandlung von Holz kann prinzipiell zwischen Oberflächen- und Vollschutz unterschieden werden. Beim Oberflächenschutz werden die oberflächennahen Bereiche behandelt, d. h. wenige Millimeter Eindringtiefe, oder nur eine Schicht auf der Oberfläche erzeugt. Hierdurch kann beispielsweise eine Hydrophobierung des Holzes, eine Erhöhung der Härte oder eine verbesserte UV-Stabilität erreicht werden. Beim Vollschutz wird die gesamte Holzprobe vom Imprägniermittel durchdrungen. Entwicklungsarbeiten zur chemischen Modifizierung von Holz weisen ferner darauf hin, dass die Wirkung auch durch das Eindringen der Chemikalie in die Zellwand und die dortige Fixierung, beispielsweise durch Besetzung der Hydroxylgruppen der Cellulose, bestimmt ist. So ist u. a. eine Vielzahl von Siliciumverbindungen, die die unterschiedlichsten Eigenschaften besitzen und zum Beispiel in der Bau-, Papier- und Textilindustrie als Hydrophobierungsmittel eingesetzt werden, beschrieben.

WO 01/97985 offenbart ein Verfahren zur Behandlung von Holz, wobei in Gegenwart eines Katalysators und gegebenenfalls in einem organischen Lösemittel gelöst Alkyl- sowie Arylalkoxysilane, entsprechende Chlorsilane aber auch organische Titanate, Borate und Phosphorverbindungen verwendet werden.

EP 0 747 184 A2 betrifft Schutz- und Konsolidierungsmittel für nachwachsende Rohstoffe, wie Stärke-, Cellulose- und/oder deren Abbauprodukte, wobei das Mittel auf einem modifizierten Metalloxid-Organosol basiert und gegebenenfalls weitere Zusätze, wie Wasser, wasserlösliche organische Lösemittel, Hydrolyseprodukte von organisch substituierten Trialkoxysilanen, Wirkstoffen gegen holzschädigende Organismen oder anorganische oder organische Biozide enthalten kann. Die Behandlung erfolgt durch Tauchen, Bepinseln oder Besprühen der Rohstoffe mit dem Behandlungsmittel, Gelierung des Sols und anschließende Trocknung der Präparate. So wird das Mittel für den langzeitigen Schutz besagter Rohstoffe gegen Schadorganismen, gegen korrosive Medien oder Feuer, zur Versiegelung oder Maskierung von Holzoberflächen, zur dauerhaften Dimensionsstabilisierung und Verfestigung von Holz- oder Formkörperoberflächen sowie zum Ersatz in Holzschutzmitteln zur Fixierung enthaltenen Chrom-Verbindungen verwendet.

Aus DE 39 00 303 A1 ist ein Verfahren zur Imprägnierung von Holz unter Verwendung von Alkyltrialkoxysilanen mit einem Alkylrest aus 3 bis 18 C-Atomen zur Herabsetzung der Wasseraufnahme zu entnehmen. So wird beispielsweise Kiefernholz in die Silanflüssigkeit getaucht und anschließend bei 40 bis 90 °C getrocknet.

DE-OS 29 03 376 lehrt ein Verfahren zur Herstellung von mit Kunststoff durchtränktem Holz in einem Vakuum-Druck-Prozess, vgl. auch DE 198 33 479 A1 .

DE 101 22 627 A1 beschreibt ein Verfahren zur hydrophobierenden Holzbehandlung mit unter anderem aminofunktionellen Polydimethylsiloxanen oder einem Gemisch von Octyltrimethoxysilanen, Tetraethoxysilan und Methylsiliconharz unter Vernetzung mit Butyltitanat.

EP 0 385 108 A2 offenbart die Verwendung von Organosiliciumverbindungen, unter anderem kationische Trialkoxysilane, zur hydrophobierenden und antimikrobiellen Imprägnierung von anorganischen oxidischen Materialien, wie Stein, Mauerwerk und Beton.

EP 0 846 668 B1 ist eine wässrige Zubereitung zu entnehmen, die organische Polymere, wie funktionalisiertes Polybuten, und ein Organoalkoxysilan enthält, wobei Silane mit Amino- sowie Ammoniumfunktionalitäten ausgenommen sind. Solche Zubereitungen werden ebenfalls bei der Ausstattung cellulosehaltiger Oberflächen mit Wasser abstoßenden Eigenschaften verwendet.

EP 0 882 555 A2 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit antibakteriellen/antifugalen anorganischen Stoffen ausgestattetem Holz, wobei das Holz mit einer Lösung behandelt wird, welche ein Alkoxysilan und eine antibakterielle/antifugale Organoalkoxysiliciumverbindung enthält. Insbesondere wird auf die Verwendung von Organoalkoxysiliciumverbindungen verwiesen, die quaternäre N,N-Dimethylammoniumhalogenid-Funktionalitäten enthalten.

Aus EP 0 716 127 B1 und EP 0 716 128 B1 sind auf Wasser basierende aminoalkyl/alkyl-/hydroxy- bzw. alkoxy-siloxanhaltige Zusammensetzungen zu entnehmen, die unter anderem für die Hydrophobierung von Textilien, Leder, Cellulose- und Stärkeprodukte verwendet werden. Solche in Wasser oder Wasser/Alkohol-Gemischen löslichen Aminoalkylorganohydroxysiloxane werden auch als Hydrosil-Systeme bezeichnet. Hinsichtlich fluoralkylfunktioneller Hydrosil-Systeme sei zusätzlich auf EP 0 846 716 B1 , EP 0 846 717 B1 und EP 1 101 787 A2 hingewiesen.

Der vorliegenden Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, eine weitere Möglichkeit zur Behandlung von cellulose- und/oder stärkehaltigen Substraten bereitzustellen, wobei insbesondere das Anliegen bestand, wenig dauerhafte Nutzhölzer in möglichst umweltverträglicher Weise vor dem Einfluss von Wasser, Pilzen, Bakterien, Insekten und/oder Algen zu schützen.

Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß entsprechend den Angaben der Patentansprüche gelöst.

So wurde in überraschender Weise gefunden, dass man beispielsweise – aber nicht ausschließlich – gut imprägnierbare Hölzer, wie Buche oder Kiefer, mit hydrophoben und gleichzeitig pilz-, bakterien-, insekten- und/oder algenwidrigen Eigenschaften ausstatten kann, wenn man das Cellulose- und/oder Stärkesubstrat mit einer verdünnten wässrigen Zusammensetzung, die mindestens ein Organosiloxan oder ein Gemisch aus Organosiloxanen der allgemeinen Formel I R[-O_2/2Si(R¹)₂]_w[-O_(3-h)/2Si(R¹)(OR)_h]_x[-O_(3-i-j)/2Si(R^a{·HX}_g)(CH₃)_i(OR)_j]_y[-O_(4-k)/2Si(OR)_k]_z (I), worin Gruppen R gleich oder verschieden sind und R im Wesentlichen für H, gegebenenfalls für Methyl, Ethyl oder i- bzw. n-Propyl sowie gegebenenfalls für einen Silylrest der Silyleinheiten gemäß Formel I steht,
Gruppen R¹ gleich oder verschieden sind und R¹ eine lineare, verzweigte oder cyclische, gegebenenfalls substituierte Alkylgruppe mit 1 bis 18 C-Atomen darstellt, vorzugsweise – aber nicht ausschließlich – Methyl, n-Propyl, i-Butyl, n-Octyl, teil- oder perfluorierte Alkylgruppen, insbesondere Tridecafluor-1,1,2,2-tetrahydrooctyl, Heptadecafluor-1,1,2,2-tetrahydrodecyl, i-Octyl, Hexadecyl – um nur einige zu nennen,
R^a für eine Aminoalkylgruppe der allgemeinen Formel (Ia) H₂N(CH₂)_d[(NH)_e(CH₂)_f)_β- steht, worin gilt 0 ≤ d ≤ 6, 0 ≤ f ≤ 6, e gleich 0, falls d gleich 0, dann β gleich 1, e gleich 1, falls d > 0, dann β gleich 1 oder 2, vorzugsweise 3-Aminopropyl, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyl, N-[N'-(2-Aminoethyl)-2-aminoethyl]-3-aminopropyl, N,N-[Di-(2-aminoethyl)]-3-aminopropyl, N-(n-Butyl)-3-aminopropyl,
Gruppen X gleich oder verschieden sind und X einen organischen oder anorganischen Säurerest aus der Reihe Chlorid, Formiat, Acetat und Phosphat darstellt mit g gleich 0 oder 1 oder 2 oder 3, vorzugsweise Formiat oder Acetat, h, i und j unabhängig von einander 0 oder 1 sind und k gleich 0, 1, 2 oder 3 ist und
x, y, z, w gleich oder verschieden sind und x für eine Zahl von 0 bis 50, bevorzugt 3 bis 45, besonders bevorzugt 5 bis 40, insbesondere 10 bis 30, y für eine Zahl von 1 bis 50, bevorzugt 3 bis 45, besonders bevorzugt 5 bis 40, insbesondere 10 bis 30, z für eine Zahl von 0 bis 10, bevorzugt 0,001 bis 5, besonders bevorzugt 0,01 bis 3, insbesondere 0,1 bis 2, und w für eine Zahl von 0 bis 30, bevorzugt 0,001 bis 10, besonders bevorzugt 0,1 bis 5, insbesondere 0,5 bis 3, mit (w+x) ≥ 1, bevorzugt (w+x+z) > 1, stehen, enthält, behandelt und diese Zusammensetzung einwirken lässt. Geeignete Verfahren hierzu sind beispielsweise Streichen, Spritzen, Tauchen, Fluten, Trogtränkung, Kesseldrucktränkung, Vakuumtränkung, Vakuumdrucktränkung, Bohrlochtränkung sowie Saftverdrängungsverfahren. Danach schließt sich üblicherweise ein Trocknungsprozess an. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei die Vakuum-Druck-Imprägnierung in Verbindung mit einem gezielten Trocknungsverfahren erwiesen.

Darüber hinaus kann die hier eingesetzte Zusammensetzung, nachfolgend auch Mittel genannt, vorteilhaft weitere Komponenten enthalten, beispielsweise freie Säure, Alkohole, ausgesuchte Alkylsilane sowie kationische monomere Aminosilane, wobei die Wirkung der Komponenten jeweils als Kombination der Komponenten des Mittels zu sehen ist. Darüber hinaus können weitere Additive, wie Flammschutzmittel, UV-Stabilisatoren, Insekten- und Pilzschutzmittel, Aromastoffe oder Farbpigmente zugesetzt werden.

So findet man an Präparaten, die einer erfindungsgemäßen Behandlung unterzogen wurden, nicht nur ausgezeichnete, lang anhaltende hydrophobe Eigenschaften und gleichzeitig eine hervorragende Beständigkeit gegenüber Basidiomyceten, insbesondere der Gruppe der Braunfäule- sowie Weißfäulepilzen, sondern auch vergleichbare Sorptionseigenschaften sowie Quellung und Schwindung.

Besonders hervorzuheben ist dabei die besonders vorteilhafte Unterbindung des Holzabbaus durch holzzerstörende Pilze, insbesondere Weiß- und Braunfäule. Ferner bewirkt die hydrophobe Wirkung bei dauernder Bewitterung eine deutliche Reduzierung des Befalls durch Holz verfärbende Pilze, insbesondere Bläuepilze sowie Oberflächenpilze, wie zum Beispiel Schimmelpilze. Weiterhin kann durch die erfindungsgemäße Behandlung der Einfluss durch Bakterien, Insekten sowie Algen vorteilhaft verringert werden.

Darüber hinaus weisen vorliegende Präparate eine gute Beständigkeit gegenüber UV-Licht und auch nach Lackierung ein gutes Haftvermögen der Lackschicht auf dem behandelten Substrat auf. Ebenfalls zeichnen sich erfindungsgemäß behandelte Substrate durch eine verbesserte Härte sowie Feuerfestigkeit aus.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Mittel zur Ausstattung von auf Cellulose und/oder Stärke basierenden Substraten mit Wasser abweisenden und gleichzeitig pilz-, bakterien-, Insekten- sowie algenwidrigen Eigenschaften, das Wasser und als Wirkstoff mindestens ein lineares, cyclisches, verzweigtes oder vernetztes Cooligomer oder Gemische von Cooligomeren aus der Reihe der Alkyl-/Aminoalkyl/Alkoxy- bzw. Hydroxy-Siloxane enthält, wobei solche Cooligomere im Wesentlichen der allgemeinen Formel I genügen R[-O_2/2Si(R¹)₂]_w[-O_(3-h)/2Si(R¹)(OR)_h]_x[-O_(3-i-j)/2Si(R^a{·HX}_g)(CH₃)_j(OR)_j]_y[-O_(4-k)/2Si(OR)_k]_z (I),worin Gruppen R gleich oder verschieden sind und R im Wesentlichen für H, gegebenenfalls für Methyl, Ethyl oder i- bzw. n-Propyl sowie gegebenenfalls für einen Silylrest der Silyleinheiten gemäß Formel I steht,
Gruppen R¹ gleich oder verschieden sind und R¹ eine lineare, verzweigte oder cyclische, gegebenenfalls substituierte Alkylgruppe mit 1 bis 18 C-Atomen darstellt,
R^a für eine Aminoalkylgruppe der allgemeinen Formel (Ia) H₂N(CH₂)_d[(NH)_e(CH₂)_f]_β- steht, worin gilt 0 ≤ d ≤ 6, 0 ≤ f ≤ 6, e gleich 0, falls d gleich 0, dann β gleich 1, e gleich 1, falls d > 0, dann β gleich 1 oder 2,
Gruppen X gleich oder verschieden sind und X einen organischen oder anorganischen Säurerest aus der Reihe Chlorid, Formiat, Acetat und Phosphat darstellt mit g gleich 0 oder 1 oder 2 oder 3,
h, i und j unabhängig von einander 0 oder 1 sind und k gleich 0, 1, 2 oder 3 ist und
x, y, z, w gleich oder verschieden sind und x für eine Zahl von 0 bis 50, y für eine Zahl von 1 bis 50, z für eine Zahl von 0 bis 10 und w für eine Zahl von 0 bis 30 mit (w+x) ≥ 1 stehen.

Erfindungsgemäße Mittel sind in der Regel erhältlich, indem man entsprechende monomere Alkoxy- oder Chlorsilane durch Zugabe einer zur Erlangung des gewünschten Oligomerisierungsgrads erforderlichen Menge Wasser hydrolysiert und cokondensiert. Dabei kann man in Gegenwart eines Hydrolyse- bzw. Kondensationskatalysators arbeiten. Auch kann die Hydrolyse und Cokondensation in Gegenwart eines Verdünnungs- bzw. Lösemittels, vorzugsweise Methanol, Ethanol und/oder Isopropanol, durchgeführt werden. In der Regel wird nach oder während der Umsetzung Alkohol bzw. Lösemittel zumindest anteilig aus dem System entfernt und das System in gewünschtem Umfang mit Wasser verdünnt. Darüber hinaus kann man dem vorliegenden Mittel weitere Komponenten zusetzen, beispielsweise zusätzliche Säure, Alkohol, monomere Organosilane, monomere kationische Aminosilane. Die Herstellung entsprechender Systeme sowie hierfür geeignete Einsatzstoffe sind aber auch aus EP 0 716 127 , EP 0 716 128 , EP 0 846 717 , EP 0 846 716 sowie EP 1 101 787 zu entnehmen. Der gesamte Inhalt der hier genannten Schutzrechte ist im vollen Umfang der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung zuzurechnen.

Die in Formel I in eckigen Klammern dargestellten und mit w, x, y und z indizierten Einheiten können für R bis zu 100 % der Möglichkeiten als Silanolgruppen vorliegen. Es können aber auch weniger sein, beispielsweise bis zu 90 %, wobei dann gegebenenfalls noch Alkoxygruppen vorliegen, beispielsweise bis zu 2 % der Möglichkeiten, sowie R auch für einen Silylrest aus mindestens einer Einheit vorliegender Oligomerer gemäß Formel I stehen kann, so, dass hier dann nach chemischem Verständnis die Struktur des Siloxans linear, verzweigt oder cyclisch realisiert sein kann. Bevorzugt liegen lineare oder cyclische Silanoligomere gemäß Formel I vor, d. h. hier liegen in der Regel vergleichsweise kurzkettige Organosiloxane vor, die im Wesentlichen aus M- und D-Strukturen aufgebaut sind. Es können aber auch – dann aber in deutlich untergeordnetem Umfang – hin und wieder verzweigte Strukturen oder Raumstrukturen, d. h. Organosiloxane gemäß Formel I mit T- oder Q-Strukturen, auftreten.

Erfindungsgemäße Mittel weisen bevorzugt einen Gehalt an Wirkstoff gemäß Formel I von 0,5 bis 95 Ma-%, besonders bevorzugt 2 bis 40 Ma-%, ganz besonders bevorzugt 5 bis 30 Ma-%, insbesondere 5 bis 20 Ma-%, auf, bezogen auf die Zusammensetzung.

So kann man vorteilhaft Verbindungen gemäß Formel I, beispielsweise DYNASYLAN^® HS 2909, F 8800 oder F 8815, im gewünschten Verhältnis mit Wasser mischen. Dabei kann man auch zuvor genannte Produkte bzw. Mittel zunächst mischen und anschließend gegebenenfalls mit Wasser und/oder Alkohol verdünnen. Beispielsweise kann man ein mit Essigsäure oder Ameisensäure im Wesentlichen neutralisiertes Triaminoalkyl/Tridecafluor-1,1,2,2-tetrahydrooctyl/Hydroxy- bzw. Alkoxy-Siloxangemisch oder ein mit Essigsäure im Wesentlichen neutralisiertes 3-Aminopropyl/Isobutyl/Hydroxy- bzw. Alkoxy-Siloxangemisch mit Wasser im Volumenverhältnis von etwa 1 : 0,5 bis 0,5 : 5, vorzugsweise etwa 1 : 1 bis 0,5 : 2, insbesondere rund 1 : 2, mischen.

Bevorzugt wird ein erfindungsgemäßes Mittel mit einem Gehalt an Wasser von 5 bis 99,5 Ma-%, besonders bevorzugt eines mit 50 bis 98 Ma-% Wasser, ganz besonders bevorzugt 60 bis 95 Ma-%, insbesondere 80 bis 95 Ma-%, bezogen auf die Zusammensetzung, wobei die jeweiligen Komponenten des Mittels bzw. einer Zusammensetzung in Summe 100 Ma-% ergeben.

Auch kann ein erfindungsgemäßes Mittel einen Gehalt an freier Säure von < 10 Ma-%, vorzugsweise 0 bis 7 Ma-%, besonders bevorzugt 0,001 bis 5 Ma-%, bezogen auf die Zusammensetzung, aufweisen. D. h. Säureanteile, die als Ammoniumsalz im Sinne der Formel I gemäß {·HX}_g vorliegen, sind hier bei der Angabe zu den so genannten freien Säureanteilen auszunehmen.

Weiterhin kann ein erfindungsgemäßes Mittel einen Gehalt an Alkohol, insbesondere Methanol, Ethanol, n-Propanol, i-Propanol, 2-Methoxyethanol oder eine Mischung daraus, von weniger als 95 Ma-%, vorzugsweise 0,001 bis 10 Ma-%, besonders bevorzugt 0,01 bis 5 Ma-%, insbesondere 0,1 bis 3 Ma-%, bezogen auf die Zusammensetzung, aufweisen.

Darüber hinaus kann ein erfindungsgemäßes Mittel vorteilhaft einen Gehalt von 0 bis 6 Ma-%, vorzugsweise 0,1 bis 5 Ma-%, besonders bevorzugt 1 bis 4 Ma-%, mindestens eines Alkylsilans oder entsprechender Hydrolysate oder Teilhydrolysate aus der Reihe Tetraethoxysilan, Methyltriethoxysilan, n-Propyltriethoxysilan, i-Butyltriethoxysilan, n- bzw. i-Octyltriethoxysilan, Perfluorpropyltriethoxysilan, Tridecafluor-1,1,2,2-tetrahydrooctyltriethoxysilan oder Heptadecafluor-1,1,2,2-tetrahydrodecyltriethoxysilan, aufweisen, wobei die Angaben jeweils auf die Zusammensetzung bezogen sind.

Ferner können erfindungsgemäße Mittel vorteilhaft einen Anteil an Siloxanen enthalten, die gemäß Formel I als Gruppen R¹ Alkylgruppen und Fluoralkylgruppen aufweisen, d. h. hier können im Sinne von R¹ Alkyl- und Fluoralkylgruppen nebeneinander in einem Oligomer vorliegen. Als solche können aber auch Oligomere nebeneinander vorliegen, wobei in dem Oligomermolekül des Gemischs entweder ausschließlich nicht substituierte Alkylgruppen oder nur Fluoralkylgruppen im Sinne von R¹ in einem Molekül vorliegen. Solche Gemische können, wie oben bereits beschrieben, beispielsweise durch Abmischen von Verbindungen gemäß Formel I, insbesondere DYNASYLAN^® HS 2909 mit F 8800 oder F 8815, hergestellt werden. Man kann aber auch entsprechende Alkylsilane und Fluoralkylsilane als Gemisch bei der Herstellung der Hydrosile einsetzen.

So kann der Anteil an Fluoralkylgruppen an allen Alkylgruppen im Sinne von R¹ gemäß Formel I vorteilhaft 0,001 bis 90 Mol-% betragen, vorzugsweise 0,005 bis 50 Mol-%, besonders bevorzugt 0,01 bis 10 Mol-%, ganz besonders bevorzugt 0,05 bis 5 Mol-%, insbesondere 0,1 bis 1 Mol-%.

Ebenfalls kann es vorteilhaft sein, dass das erfindungsgemäße Mittel einen Anteil an mindestens einem kationischen Aminoalkylsilan der allgemeinen Formel II (OR²)_3-r(CH₃)_rSi-(CH₂)₃[N(R³)₃]⁺[Y]^– (II),worin Gruppen R² gleich oder verschieden sind und R² für H, Methyl, Ethyl oder i- bzw. n-Propyl steht, r gleich 0 oder 1 ist, Gruppen R³ gleich oder verschieden sind und R³ für H oder eine lineare, verzweigte oder cyclischen C₁- bis C₁₈-Alkylgruppe und [Y]^– für Chlorid, Formiat, Acetat oder einen Phosphatrest stehen,
aufweist.

Beispielsweise kann das Mittel unter anderem einen Anteil an mindestens einer Verbindung aus der Reihe N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]-N,N,N-trimethylammoniumchlorid, N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]-N,N,N-triethylammoniumchlorid, N-[3-(Triethoxysilyl)propyl]-N,N,N-trimethylammoniumchlorid, N-[3-(Triethoxysilyl)propyl]-N,N,N-triethylammoniumchlorid, N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]-N-octadecyl-N,N-dimethylammoniumchlorid, N-[3-(Triethoxysilyl)propyl)-N-octadecyl-N,N-dimethylammoniumchlorid, N-[3-(Triethoxysilyl)propyl]-N-benzyl-N,N-dimethylammoniumchlorid, N-[3-(Triethoxysilyl)propyl]-N-dodecyl-N,N-dimethylammoniumchlorid, N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]-N-dodecyl-N,N-dimethylammoniumchlorid, N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]-N,N-didodecyl-N-methylammoniumchlorid, N-[3-(Triethoxysilyl)propyl]-N-tetradecyl-N,N-dimethylammoniumchlorid, N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]-N-tetradecyl-N,N-dimethylammoniumchlorid, N-[3-(Triethoxysilyl)propyl]-N-hexadecyl-N,N-dimethylammoniumchlorid, N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]-N-hexadecyl-N,N-dimethylammoniumchlorid und N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]-N,N,N-trimethylammoniumhydroacetat enthalten. Auch kann das Mittel vorteilhaft chloridfreie Verbindungen, d. h. insbesondere entsprechende Formiate oder Acetate der zuvor genannten Verbindungen, enthalten.

So kann erfindungsgemäß ein Mittel bevorzugt werden, das einen Anteil einer Verbindung der allgemeinen Formel II von < 20 Ma-% aufweist. Besonders bevorzugt sind 0,001 bis 10 Ma-%, ganz besonders bevorzugt 0,01 bis 7 Ma-%, insbesondere 0,1 bis 5 Ma-%, bezogen auf die Zusammensetzung.

Bei erfindungsgemäßen Mitteln handelt es sich in der Regel um farblose bis braune, klare Flüssigkeiten mit einer Viskosität von ca. 0,5 bis 10³ mPa s.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls ein neues Verfahren zur Ausstattung von auf Cellulose und/oder Stärke basierenden Substraten mit Wasser abweisenden und gleichzeitig pilz-, bakterien-, Insekten- sowie algenwidrigen Eigenschaften, wobei das Substrat mit einem erfindungsgemäßen Mittel behandelt und anschließend getrocknet wird.

Dabei kann man als Substrat insbesondere Holz einsetzen, beispielsweise imprägnierbare Hölzer, wie Buche, Fichte, Kiefer oder Rubberwood, wobei man das Substrat, wie bei Holz üblich, beispielsweise im Freien lagern kann und sich dabei in der Regel eine Holzfeuchte von 12 bis 18 % einstellt. Die Holzfeuchte bestimmt man üblicherweise nach DIN 52 183. Das Substrat kann, wie bei der Holzbehandlung üblich, in saftfrischem bis dorrtrockenem Zustand, bevorzugt zwischen Saftfrische und einer Holzfeuchte von 6 %, insbesondere bei einer Holzfeuchte von 10 bis 25 %, behandelt werden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann man das Substrat mit allen bei der Holzbehandlung üblichen, aus der Fachliteratur bekannten Methoden zur Einbringung von wässrigen Lösungen mit dem erfindungsgemäßen Mittel beschichten oder imprägnieren, wie zum Beispiel – aber nicht ausschließlich – durch Streichen, Spritzen, Tauchen, Fluten, Trogtränkung, Kesseldrucktränkung, Vakuumtränkung, Vakuumdrucktränkung, Bohrlochtränkung oder durch das Saftverdrängungsverfahren, vgl. auch „Holzlexikon von A-Z" (Bände I und II), Ulf Lohmann, DRW-Verlag, Leinfeld-Echterdingen, 2003, siehe u. a. „Einbringverfahren", Band I, Seiten 289 bis 292.

Bevorzugt führt man beim erfindungsgemäßen Verfahren eine Kesseldruckimprägnierung oder ein Oberflächenbehandlungsverfahren, wie Streichen, Spritzen, Tauchen oder Fluten, durch. Besonders bevorzugt führt man beim erfindungsgemäßen Verfahren eine Vakuum-Druck-Imprägnierung durch.

Dazu kann man beispielsweise – aber nicht ausschließlich – so vorgehen, dass man das zu imprägnierende Substrat in einem druckfesten Imprägnierreaktor über 5 Minuten bis 8 Stunden, vorzugsweise 15 Minuten bis 2 Stunden, insbesondere etwa eine halbe bis eine Stunde, zunächst einem Druck von 10 bis 500 mbar abs., vorzugsweise 50 bis 200 mbar abs., insbesondere etwa 100 mbar abs., aussetzt, diesen Druck beibehält und das Substrat in das Imprägniermittel eintaucht bzw. mit dem Imprägniermittel bedeckt, beispielsweise durch Fluten, und den Druck für 0,5 bis 4 Stunden auf 1,5 bis 20 bar abs., vorzugsweise für 1 bis 3 Stunden auf 5 bis 15 bar abs., insbesondere etwa für 2 bis 3 Stunden auf 10 bis 12 bar abs., anhebt. Anschließend kann der Druck auf Umgebungsdruck abgesenkt werden. Man entnimmt das Substrat der Imprägnierlösung, lässt gegebenenfalls Nachvakuum einwirken bzw. lässt abtropfen und führt das so vakuumdruck-getränkte Substrat der Trocknung zu.

Vorteilhaft führt man beim erfindungsgemäßen Verfahren nach dem Imprägnierschritt ein gezieltes Trocknungsverfahren an dem imprägnierten Substrat durch. So sollte beim erfindungsgemäßen Verfahren dem Imprägnierschritt eine gezielte Lufttrocknung und/oder ein gezieltes technisches Trocknungsverfahren folgen, beispielsweise – aber nicht ausschließlich – eine Mikrowellentrocknung, IR-Trocknung, Frisch/Ablufttrocknung, Heißlufttrocknung, Vakuumtrocknung, Gefriertrocknung oder eine Kombination der Methoden, wie sie beispielsweise aus „Holzlexikon von A-Z" (Bände I und II), Ulf Lohmann, DRW-Verlag, Leinfelden-Echterdingen, 2003, siehe u. a. „Holztrocknung", Band I, Seite 605, zu entnehmen sind.

Bevorzugt führt man den Trocknungsschritt bei einer Temperatur zwischen Umgebungstemperatur, d. h. Außentemperatur bzw. Raumtemperatur und 250 °C durch, wobei für die Trocknung von Holzwerkstoffen, wie Fasern, Späne, Furniere, 50 bis 250 °C, bei Massivholzprodukten bis zu 140 °C besonders bevorzugt sind. Die Trocknungszeit ist in der Regel abhängig von der Holzart und den Abmessungen des Werkstoffs, wie es vorteilhaft auch den Beispielen zu entnehmen ist.

Der erfindungsgemäße Trocknungsschritt des vorliegenden Verfahrens ist für die chemische bzw. physikalische Fixierung der Wirkstoffe des hier eingesetzten Mittels auf den Cellulose- bzw. Stärke-Substraten wichtig. Unter Variation der Parameter lassen sich die gewünschten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Verbindungen durch Kondensation bzw. chemische Anbindung an die Substratoberfläche vorteilhaft anpassen.

Daher bedeutet Trocknung beim erfindungsgemäßen Verfahren auch eine möglichst produktschonende Fixierung der Imprägnierwirkstoffe am Substrat. So kann man das erfindungsgemäß imprägnierte Substrat wie oben beschrieben trocknen, jedoch bevorzugt man beim erfindungsgemäßen Verfahren insbesondere die Kombination des erfindungsgemäßen Imprägnierschritts mit einem besonders produktschonenden Trocknungsschritt, der darüber hinaus eine zusätzliche thermische Behandlung für eine nochmals verbesserte Fixierung der Wirkstoffe des Imprägniermittels beinhalten kann.

So kann man insbesondere Oberflächen-, teil- oder vollimprägniertes Holz zunächst bei Umgebungstemperatur bzw. Raumtemperatur bis 250 °C, vorzugsweise bis 180 °C, besonders bevorzugt aber auch bei 20 bis 120 °C, ganz besonders bevorzugt bei 40 bis rund 60 °C, trocknen.

Dabei kann man vorteilhaft auch die Luftfeuchtigkeit gezielt einstellen, beispielsweise in einer Klimakammer, wobei man die Luftfeuchtigkeit über einen Tag bis acht Wochen, vorzugsweise ein bis vier Wochen, gezielt verringern kann und gegebenenfalls die Temperatur nachregelt bis man eine Holzfeuchte < 30 %, vorzugsweise 6 bis 20 %, besonders vorzugsweise 12 bis 18 %, insbesondere von rund 15 %, erreicht hat.

Darüber hinaus kann man für eine gute Verwirbelung der Luft in der Trocknungs- bzw. Klimakammer während der Trocknung sorgen.

So kann beispielsweise – aber nicht ausschließlich – das Trocknungsprogramm bei einer Temperatur zwischen 10 und 130 °C, insbesondere bei 30 bis 60 °C, bei 80 bis 100 % rel. Feuchte starten, wobei man geeigneterweise zunächst die Feuchtigkeit reduziert und anschließend die Temperatur anheben kann.

Man kann aber auch die relative Luftfeuchtigkeit auf einem hohen Niveau im Wesentlichen zunächst konstant halten und dabei die Temperatur anheben, um anschließend bei höherer Temperatur die relative Luftfeuchtigkeit auf einen mittleren Wert abzusenken und gegebenenfalls noch einige Zeit bis zum Absenken der Temperatur auf Umgebungstemperatur zu belassen.

Man kann das imprägnierte Substrat aber auch unter Außenbedingungen trocknen lassen (Lufttrocknung) und anschließend – sofern für die spätere Applikation erforderlich – thermisch nachbehandeln, beispielsweise bei einer Temperatur im Bereich zwischen 40 und 250 °C in einer Trocken- oder Klimakammer. Dabei kann die Trocknung einige Stunden bzw. Tage bis mehrere Wochen in Anspruch nehmen.

So kann man Substrate, die beispielsweise – aber nicht ausschließlich – über eine besondere Auswaschbeständigkeit der Siloxanwirkstoffe oder über zusätzliche Härte verfügen sollen, vorzugsweise bei 80 bis 160 °C, insbesondere bei rund 100 bis 140 °C, endtrocknen bzw. thermisch behandeln.

Weiterhin kann beim erfindungsgemäßen Verfahren eine gezielte Trocknung vorteilhaft so erfolgen, dass man das imprägnierte Substrat gegebenenfalls im Freien trocknet (Lufttrocknung), vorzugsweise über 2 Tage bis 6 Wochen, insbesondere über etwa 4 Tage bis 4 Wochen, bis sich eine Holzfeuchte von 12 bis 18 % einstellt, und anschließend

(i) über 2 Stunden bis 4 Wochen, vorzugsweise etwa 6 Stunden bis 3 Wochen, bei 50 bis 120 °C, vorzugsweise etwa 60 bis 70 °C, behandelt, d. h. als Frisch- bzw. Ablufttrocknung, oder
(ii) über 2 Stunden bis 4 Wochen, vorzugsweise über 4 Stunden bis 10 Tage, bei rund 50 bis 60 °C trocknet und gegebenenfalls über weitere 2 bis 48 Stunden bei etwa 120 °C nachbehandelt oder
(iii) über 2 Stunden bis 2 Wochen, vorzugsweise 6 bis 180 Stunden, bei etwa 50 bis 130 °C, vorzugsweise 105 bis 120 °C, eine Klima- bzw. Heißdampftrocknung, d. h. bei > 90 % Feuchtigkeitssättigung der erhitzten Luft, durchführt.

Im Allgemeinen führt man das erfindungsgemäße Verfahren zur Behandlung von auf Cellulose bzw. Stärke basierenden Substraten wie folgt aus: Geeigneterweise verwendet man ein wässriges erfindungsgemäßes Mittel für die Durchführung der Substratimprägnierung. Dazu kann man das Substrat beispielsweise durch konventionelle technische Trocknung oder konventionelle Lagerung, d. h. Lagerung im Freien, vorkonditionieren. Nun bringt man das zu behandelnde Substrat mit dem Imprägniermittel in Kontakt, beispielsweise durch Tauchen oder Fluten in einem dafür geeigneten Reaktor oder Behälter, wobei das Substrat geeigneterweise durch das Mittel vollständig bedeckt wird. Vor oder während der Imprägnierung kann man den Druck einstellen oder variieren. Vorzugsweise führt man – in an sich bekannter Weise – eine Vakuum-Druck-Imprägnierung durch. So kann man das Substrat unter vermindertem Druck, bei Normaldruck oder erhöhtem Druck imprägnieren. Auch kann man den Druck bei der Durchführung der Imprägnierung ein- oder mehrfach variieren. Geeigneterweise lässt man das Präparat nach der Imprägnierung ablaufen und führt das so imprägnierte Substrat nun einem gezielten Trocknungsverfahren, beispielsweise in einer klimatisierbaren Trockenkammer, zu. Nach gezielter Trocknung bzw. thermischer Nachkonditionierung des imprägnierten Substrats erhält man ein erfindungsgemäß behandeltes Substrat mit all seinen bereits oben aufgezählten Vorteilen.

Somit ist auch Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Mittels für die Vergütung von Holz oder Holzprodukten.

So verwendet man ein erfindungsgemäßes Mittel besonders vorteilhaft für die Ausstattung von Holz oder Holzprodukten mit Wasser abweisenden und gleichzeitig pilz-, bakterien-, Insekten- und/oder algenwidrigen Eigenschaften.

Insbesondere kann man so für den Schutz von Holz und Holzprodukten vor den Auswirkungen, die durch Holz abbauende bzw. Holz verfärbende Pilze (Schimmel, Bläue) bedingt sind, insbesondere Braunfäule- sowie Weißfäulepilz, sorgen.

Vorteilhaft verwendet man erfindungsgemäß ein Mittel, das Silancooligomere gemäß Formel 1 in einer Menge von 0,5 bis 95 MA-%, bezogen auf die Zusammensetzung des Mittels, enthält, und der Herstellung des Silanoligomerengemischs ein molares Verhältnis von Aminoalkoxysilan zu Alkylalkoxysilan von 4 : 1 bis 1 : 4, geeigneterweise 2 : 1 bis 1 : 1, zugrunde liegt. Dabei sind als Beispiele für Aminoalkoxysilane insbesondere 3-Aminopropyltrimethoxysilan (AMMO), 3-Aminopropyltriethoxysilan (AMEO) und DYNASYLAN^® TRIAMO sowie als Beispiele für Alkylalkoxysilane Isobutyltrimethoxysilan (DYNASYLAN^® IBTMO), Isobutyltriethoxysilan (DYNASYLAN^® IBTEO), 2-Aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilan (DYNASYLAN^® DAMO), Methyltrimethoxysilan (DYNASYLAN^® MTMS) und Methyltriethoxysilan (DYNASYLAN^® MTES) zu nennen.

Weiterhin kann man erfindungsgemäß ein Mittel verwenden, das Silancooligomere gemäß Formel I in einer Menge von 0,5 bis 95 MA-%, bezogen auf die Zusammensetzung des Mittels, enthält, und man bei der Herstellung des Silanoligomerengemischs 0,001 bis 55 Mol-% des eingesetzten Alkylalkoxysilans durch eine entsprechende molare Menge an mindestens einem weiteren Alkylalkoxysilan und/oder Tetraalkoxysilan, insbesondere Tetraethoxysilan (DYNASIL^® A), ersetzt.

Ferner kann man erfindungsgemäß ein Mittel verwenden, das Silancooligomere gemäß Formel I in einer Menge von 0,5 bis 95 MA-%, bezogen auf die Zusammensetzung des Mittels, enthält, und der Herstellung des Silanoligomerengemischs ein molares Verhältnis von Aminoalkoxysilan zu Fluoralkylalkoxysilan von 3 : 1 bis 1 : 3,33, vorzugsweise 2 : 1 bis 1 : 3, zugrunde liegt. So kann man als Fluoralkylalkoxysilan insbesondere – aber nicht ausschließlich – DYNASYLAN^® F 8261 einsetzen.

Ebenfalls kann man erfindungsgemäß ein Mittel verwenden, das Silancooligomere gemäß Formel I in einer Menge von 0,5 bis 95 MA-%, bezogen auf die Zusammensetzung des Mittels, enthält, und man bei der Herstellung des Silanoligomerengemischs 0,001 bis 99,999 Mol-% des eingesetzten Fluoralkylalkoxysilans durch eine entsprechende molare Menge an mindestens einem Alkylalkoxysilan und/oder Tetraalkoxysilan ersetzt. So kann man beispielsweise folgende Kombinationen bevorzugen: DYNASYLAN^® AMEO mit DYNASYLAN^® F 8261/DYNASIL° A; DYNASYLAN^® AMEO mit DYNASYLAN^® F 8261/DYNASYLAN^® PTEO; DYNASYLAN^® AMEO mit DYNASYLAN^® F 8261/DYNASYLAN^® MTES; DYNASYLAN^® AMEO mit DYNASYLAN^® F 8261/DYNASYLAN^® IBTMO; DYNASYLAN^® AMEO mit DYNASYLAN^® F8261/DYNASYLAN^® OCTEO; DYNASYLAN^® AMEO mit DYNASYLAN^® F 8261/DYNASYLAN^® PTEO/DYNASIL^® A; DYNASYLAN^® AMEO mit DYNASYLAN^® F 8261/DYNASYLAN^® IBTMO/DYNASIL^® A; DYNASYLAN^® DAMO mit DYNASYLAN^® F 8261/DYNASYLAN^® DAMO mit DYNASYLAN^® F 8261/DYNASYLAN^® PTEO; DYNASYLAN^® DAMO mit DYNASYLAN^® F 8261/DYNASYLAN^® MTES; DYNASYLAN^® DAMO mit DYNASYLAN^® F 8261/DYNASYLAN^® IBTMO; DYNASYLAN^® DAMO mit DYNASYLAN^® F8261/DYNASYLAN^® OCTEO; DYNASYLAN^® DAMO mit DYNASYLAN^® F 8261/DYNASYLAN^® PTEO/DYNASIL^® A; DYNASYLAN^® DAMO mit DYNASYLAN^® F 8261/DYNASYLAN^® IBTMO/DYNASIL^® A; DYNASYLAN^® TRIAMO mit DYNASYLAN^® F 8261/DYNASIL^® A; DYNASYLAN^® TRIAMO mit DYNASYLAN^® F 8261/DYNASYLAN^® PTEO; DYNASYLAN^® TRIAMO mit DYNASYLAN^® F 8261/DYNASYLAN^® MTES; DYNASYLAN^® TRIAMO mit DYNASYLAN^® F 8261/DYNASYLAN^® IBTMO; DYNASYLAN^® TRIAMO mit DYNASYLAN^® F8261/DYNASYLAN^® OCTEO; DYNASYLAN^® TRIAMO mit DYNASYLAN^® F 8261/DYNASYLAN^® PTEO/DYNASIL^® A; DYNASYLAN^® TRIAMO mit DYNASYLAN^® F 8261/DYNASYLAN^® IBTMO/DYNASIL^® A, um nur einige Beispiele zu nennen.

Die Verhältnisse der genannten funktionellen Organosilane bzw. Kieselsäureester können in unterschiedlichster Form variieren, wobei jedoch der Anteil der aminofunktionellen Komponente bzw. die kationisierte oder neutralisierte aminofunktionelle Komponente bevorzugt 0,1 bis 40 Mol-%, besonders bevorzugt rund 10 bis 30 Mol-%, beträgt.

Auch kann man erfindungsgemäß ein Mittel verwenden, das Silancooligomere gemäß Formel I in einer Menge von 0,5 bis 95 MA-%, bezogen auf die Zusammensetzung des Mittels, enthält, und man das Silancooligomerengemisch durch Abmischen eines Aminoalkyl-/Alkyl-/Hydroxy- bzw. Alkoxy-funktionellen Siloxangemischs A mit einem Aminoalkyl-/Fluoralkyl-/Hydroxy- bzw. Alkoxy-funktionellen Siloxangemisch B in einem molaren Verhältnis von Alkylgruppen gemäß A zu Fluoralkylgruppen gemäß B von 99,9 : 0,1 bis 0,1 : 99,9 herstellt.

Insbesondere verwendet man erfindungsgemäß ein Mittel, das pro Mol Aminogruppe in den Silancooligomeren 0,9 bis 3,6 Mol HCOOH oder H₃CCOOH enthält, vorzugsweise 1 bis 1,1 Mol Säure pro Mol Stickstoff der Aminofunktionen.

Darüber hinaus kann man erfindungsgemäß ein Mittel verwenden, das neben den Silancooligomeren gemäß Formel I pro Mol Si der Silancooligomere 0,001 bis 0,2 Mol mindestens eines Alkoxysilans aus der Reihe Tetraethoxysilan, Methyltriethoxysilan, n-Propyltriethoxysilan, i-Butyltriethoxysilan, n- bzw. i-Octyltriethoxysilan, Perfluorpropyltriethoxysilan oder Tridecafluor-1,1,2,2-tetrahydrooctyltriethoxysilan, Heptadecafluor-1,1,2,2-tetrahydrodecyltriethoxysilan oder entsprechende Hydrolysate, Teilhydrolysate oder deren Reaktionsfolgeprodukte enthält.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind weiterhin mit Wasser abweisenden und gleichzeitig pilz-, bakterien-, insekten- und/oder algenwidrigen Eigenschaften ausgestattete, auf Cellulose und/oder Stärke basierende Substrate, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlich sind.

Die vorliegenden, vorteilhaften Ergebnisse haben eine hohe Bedeutung für den Einsatz von Holz im Innen- und Außenbereich, insbesondere für eine spätere Anwendung für Bauelemente aus Holz, beispielsweise Fenster, Türen, Fassaden, Holzböden, Spielplätze, Elemente für den Garten- und Landschaftsbau sowie im Wasserbau und im Schiffsbau. Bei den meisten Anwendungen sind die eingesetzten Hölzer durch biologische und klimatische Einflüsse, insbesondere durch Holz zerstörende und Holz verfärbende Pilze und Schimmel gefährdet. Der dadurch erforderliche chemische Holzschutz kann durch die vorliegende Erfindung bei entsprechend behandelbaren Holzarten vorteilhaft gelöst werden.

Daher sind ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung Artikel, die auf mindestens einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Substrat bzw. einem so ausgestatteten Produkt basieren.

Die vorliegende Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert, ohne den Gegenstand zu beschränken.
Beispiele
In den Beispielen beschriebene Vakuum-Druck-Imprägnierungen wurden nach folgender Vorschrift durchgeführt: Die zu imprägnierenden Holzproben wurden für die Imprägnierflüssigkeit frei zugänglich in einem Imprägniergefäß angeordnet und mit geeigneten Gewichten beschwert. Anschließend wurde die Imprägnierflüssigkeit zugegeben, sodass die Proben vollständig bedeckt waren. In einem Vakuum-Druck-Kessel wurde ein Unterdruck von rd. 100 mbar angelegt und für die Dauer von 1 Stunde aufrechterhalten, anschließend wurde für die Dauer von 2 Stunden ein Druck von 12 bar angelegt. Danach wurde der Druck auf atmosphärischen Luftdruck abgesenkt.
Beispiel 1
Beeinflussung des Sorptionsverhaltens
Proben aus Kiefernsplintholz mit den Abmessungen 5 × 10 × 30 mm wurden bis zum Erreichen der Ausgleichsfeuchte in einer Klimakammer bei 20 °C/65 % r. F. gelagert und im Vakuum-Druck-Verfahren mit (a) einer 33%igen (w/w) und (b) einer 10%igen (w/w) wässrigen Verdünnung von DYNASYLAN^® HS 2909 (einem Gemisch aus mit HCOOH im Wesentlichen neutralisierten Isobutyl-/3-Aminopropyl-/Hydroxy-Siloxanen) imprägniert. Nach Entnahme aus der Tränkflüssigkeit wurden die Proben 4 Stunden bei 60 °C und weitere 16 Stunden bei 120 °C getrocknet. Anschließend wurden die Proben bis zum Erreichen der Ausgleichsfeuchte nach DIN 52183 in einer Klimakammer bei 20 °C/65 % r. F. und 20 °C/91 %°r. F. gelagert. Das Sorptionsverhalten wurde durch die Behandlung nicht nachteilig beeinflusst (vgl. 1).
Beispiel 2
Verringerung der Wasseraufnahme (Hydrophobierung)
Proben aus Kiefernsplintholz mit den Abmessungen 15 × 70 × 100 mm wurden auf den Hirnflächen mit einem elastischen Versiegelungsmaterial abgedichtet und bis zum Erreichen der Ausgleichsfeuchte in einer Klimakammer bei 20 °C/65 % r. F. gelagert. Die Proben wurden im Vakuum-Druck-Verfahren (a) mit einer 33%igen (w/w) wässrigen Verdünnung, (b) mit einer 8%igen (w/w) wässrigen Verdünnung bzw. (c) im Tauchverfahren mit einer 33%igen (w/w) wässrigen Verdünnung von DYNASYLAN^® HS 2909 behandelt und anschließend für 16 Stunden bei 60 °C erhitzt. Die Proben wurden vollständig in Leitungswasser untergetaucht, und die Wasseraufnahme wurde nach 1 Stunde, 4 Stunden und 24 Stunden gravimetrisch bestimmt. Wie in 2 dargestellt, war die Wasseraufnahme der behandelten Proben gegenüber den unbehandelten Kontrollproben deutlich reduziert.
Dieses Beispiel zeigt die sehr gute Wasser abweisende Wirkung durch die Behandlung mit dem hier eingesetzten Mittel.
Beispiel 3
Erhöhung der Resistenz gegenüber Braunfäule
Proben aus Kiefernsplintholz mit den Abmessungen 15 × 25 × 50 mm wurden bis zum Erreichen der Ausgleichsfeuchte in einer Klimakammer bei 20 °C/65 % r. F. gelagert und im Vakuum-Druck-Verfahren mit einer 33%igen wässrigen Verdünnung von DYNASYLAN^® HS 2909 imprägniert. Nach Entnahme aus der Tränkflüssigkeit wurden die Proben 4 Stunden bei 60 °C und weitere 16 Stunden bei 120 °C getrocknet. Anschließend wurden die Proben nach EN 84 auf Auswaschung beansprucht und danach auf ihre Dauerhaftigkeit gegenüber den Braunfäuleerregern Coniophora puteana und Gloeophyllum trabeum entsprechend EN 113 geprüft. In 3 ist der korrigierte Masseverlust nach EN 113 dargestellt. Die behandelten Proben zeigten eine hohe Dauerhaftigkeit gegenüber beiden Braunfäulepilzen, während die unbehandelten Proben stark abgebaut wurden.
In diesem Beispiel sieht man die sehr gute Wirksamkeit des hier eingesetzten Mittels zum Schutz vor Braunfäulepilzen.
Beispiel 4
Erhöhung der Resistenz gegenüber Weißfäule
Proben aus Rotbuchenholz mit den Abmessungen 5 × 10 × 30 mm wurden bis zum Erreichen der Ausgleichsfeuchte in einer Klimakammer bei 20 °C/65 % r. F. gelagert und im Vakuum-Druck-Verfahren mit einer 33%igen wässrigen Verdünnung von DYNASYLAN^® HS 2909 imprägniert. Nach Entnahme aus der Tränkflüssigkeit wurden die Proben 4 Stunden bei 60 °C und weitere 16 Stunden bei 120 °C getrocknet. Anschließend wurden die Proben in Anlehnung an EN 113 auf ihre Dauerhaftigkeit gegenüber dem Weißfäuleerreger Trametes versicolor geprüft. In 4 ist der korrigierte Masseverlust nach 12 Wochen in Anlehnung an EN 113 dargestellt. Die behandelten Proben zeigten eine hohe Dauerhaftigkeit gegenüber dem Weißfäuleerreger, während die unbehandelten Proben stark abgebaut wurden.
In diesem Beispiel sieht man die sehr gute Wirksamkeit des hier eingesetzten Mittels zum Schutz vor Weißfäulepilzen.
Beispiel 5
Erhöhung der Resistenz gegenüber Holz verfärbende Pilze und Schimmel
Proben aus Kiefernsplintholz mit den Abmessungen 15 × 70 × 270 mm wurden bis zum Erreichen der Ausgleichsfeuchte in einer Klimakammer bei 20 °C/65 % r. F. gelagert. Die Proben wurden im Vakuum-Druck-Verfahren (a) mit einem hydrophobierenden Alkyl-Alkoxy-Silan, (b) mit einer 33%igen wässrigen Verdünnung von DYNASYLAN^® HS 2909 behandelt und anschließend für 16 Stunden bei 60 °C erhitzt. Nach zwei Wochen Lagerung in einer Klimakammer bei 20 °C/65 % r. F. wurden die Hirnflächen mit einem elastischen Versiegelungsmaterial abgedichtet und die behandelten Proben entsprechend EN 927 auf einem Bewitterungsgestell mit einer horizontalen Neigung von 45° im Freien exponiert. Nach einem Jahr Bewitterung wurden auf den Rückseiten der unbehandelten und der nach a) behandelten Proben starke Verfärbungen durch Holz verfärbende Pilze und Schimmel festgestellt, während die nach b) behandelten Proben frei von Verfärbungen waren. In 5 sind die Probenrückseiten dargestellt.
In diesem Beispiel sieht man die sehr gute Wirksamkeit des hier eingesetzten Mittels zum Schutz vor Holz verfärbenden Pilzen und Schimmel.
Beispiel 6
Erhöhung der Resistenz gegen Insekten (Termiten)
Proben aus Kiefernsplintholz mit den Abmessungen 25 × 30 × 300 mm wurden bis zum Erreichen der Ausgleichsfeuchte in einer Klimakammer bei 20 °C/65 % r. F. gelagert und anschließend mit einer wässrigen Lösung, bestehend aus 1/3 DYNASYLAN^® HS 2909 und 2/3 Leitungswasser, im Vakuum-Druck-Verfahren imprägniert. Nach Entnahme aus der Tränkflüssigkeit wurden die Proben 4 Stunden bei 60 °C und weitere 16 Stunden bei 120 °C getrocknet. Die Proben wurden in einem aktiven Termitenfeld in Peroguarda (Südportugal) exponiert. Nach einer Beanspruchungsdauer von 6 Monaten wurde an unbehandelten Proben z. T. deutlicher Abbau durch Termiten und das Auftreten lebender Termiten beobachtet, während die behandelten Proben nur vereinzelt sehr geringen Abbau aufwiesen und keine lebenden Termiten beobachtet wurden.
In diesem Beispiel sieht man die sehr gute Wirksamkeit des hier eingesetzten Mittels zum Schutz vor Insekten.
Beispiel 7
Verbesserung der Oberflächenhärte
Proben aus Rotbuchenholz mit den Abmessungen 4 × 50 × 50 mm wurden bis zum Erreichen der Ausgleichsfeuchte in einer Klimakammer bei 20 °C/65 % r. F. gelagert und anschließend im Vakuum-Druck-Verfahren mit DYNASYLAN^® HS 2909 durchtränkt. Nach Entnahme aus der Tränkflüssigkeit wurden die Proben 4 Stunden bei 60 °C und weitere 16 Stunden bei 120 °C getrocknet. Anschließend wurden die Proben bis zum Erreichen der Ausgleichsfeuchte in einer Klimakammer bei 20 °C/65% r. F. gelagert. Die Prüfung der Oberflächenhärte nach Brinell entsprechend EN 1534 ergab bei einer Prüfkraft von 1 000 N für die so behandelten Proben 36,7 N/mm² und für unbehandelte Proben 25,0 N/mm².
In diesem Beispiel sieht man die sehr gute Eignung des hier eingesetzten Mittels zur Erhöhung der Oberflächenhärte.
Beispiel 8
Schutz von Wirkstoffen vor Auswaschung
Proben aus Kiefernsplintholz mit den Abmessungen 5 × 10 × 30 mm wurden bis zum Erreichen der Ausgleichsfeuchte in einer Klimakammer bei 20 °C/65 % r. F. gelagert. Die Proben wurden mit einer Lösung bestehend aus (a) 3 % Borsäure, 33 DYNASYLAN^® HS 2909 und 64 % Wasser bzw. (b) 3 % Borsäure und 97 % Wasser im Vakuumverfahren imprägniert. Nach Entnahme aus der Tränkflüssigkeit wurden die Proben 4 Stunden bei 60 °C und weitere 16 Stunden bei 120 °C getrocknet und anschließend 24 Stunden in der Klimakammer bei 20 °C/65% r. F. gelagert. Jeweils 5 Proben wurden mit 37,5 ml demineralisiertem Wasser vollständig bedeckt und mit Hilfe eines Unterdruckes von 100 mbar durchtränkt und verblieben anschließend bei Normaldruck für 4 Tage im Wasser. Die Analyse der den Gefäßen entnommenen Wasserproben ergab einen Bor-Anteil von 0,3 g/l bei den nach (a) behandelten Proben und von 0,6 g/l bei den nach (b) behandelten Proben.
In diesem Beispiel sieht man die sehr gute Eignung des hier eingesetzten Mittels zum Schutz von Wirkstoffen vor Auswaschung.
Beispiel 9
UV-Schutz
Proben aus Kiefernsplintholz mit den Abmessungen 15 × 70 × 270 mm wurden bis zum Erreichen der Ausgleichsfeuchte in einer Klimakammer bei 20 °C/65 % r. F. gelagert. Die Proben wurden im Vakuum-Druck-Verfahren mit einer 3%igen wässrigen Verdünnung des Radikalfängers CGL 1198 (CIBA) imprägniert und anschließend 3 Tage bei 20 °C/65% r. F, 1 Tag bei 30 °C, 1 Tag bei 40 °C, 1 Tag bei 50 °C und 1 Tag bei 60 °C getrocknet. Einem Mol DYNASYLAN^® IBTEO wurden 2,5 Mol salzsaures Wasser (pH-Wert 1,5) zugegeben und das Gemisch bis zum Aufklaren gerührt. Dem so hergestellten Hydrolysat wurden 3 % (w/w) Tinuvin 384 (CIBA) zugegeben und für 15 Minuten verrührt. Die Holzproben wurden für 15 Minuten darin vollständig untergetaucht und anschließend einen Tag bei 20 °C/65% r. F. und 1 Stunde bei 60 °C getrocknet. Danach wurden die Proben für 15 Minuten in F 8815 vollständig untergetaucht und anschließend einen Tag bei 20 °C/65% r. F. und 1 Stunde bei 60 °C getrocknet. Die Proben wurden einer zweiwöchigen Bewitterung im QUV-Schnellbewitterungsgerät mit zyklischer Belastung durch UV(A)-Strahlung und Beregnung entsprechend EN 927-6 ausgesetzt. Die behandelten Proben waren nach der Bewitterung deutlich weniger verfärbt als die unbehandelten Proben.
In diesem Beispiel sieht man die sehr gute Wirksamkeit des hier eingesetzten Mittels zum Schutz vor UV-Strahlung.
Beispiel 10
Gewährleistung der Überlackierbarkeit
Proben aus Kiefernsplintholz mit den Abmessungen 15 × 75 × 300 mm wurden bis zum Erreichen der Ausgleichsfeuchte in einer Klimakammer bei 20 °C und 65 % r. F. gelagert und anschließend mit einer wässrigen Lösung bestehend aus 1/6 DYNASYLAN^® HS 2909 und 5/6 Leitungswasser im Vakuum-Druck-Verfahren imprägniert. Nach Entnahme aus der Tränkflüssigkeit wurden die Proben 48 Stunden bei 110 °C getrocknet. Die behandelten Proben wurden mit handelsüblichen Holzlacken (Hersteller: Akzo Nobel) durch Streichen beschichtet:

a) dreimaliger Auftrag von Cetol WF 760 (wasserverdünnbares transparentes Acrylsystem), Gesamtschichtdicke: 90 μm
b) Grundierung mit Cetol WP 560 und Deckauftrag von Cetol WF 780 (wasserverdünnbare transparente Acrylsysteme), Gesamtschichtdicke: 120 μm
c) zweimaliger Auftrag von Rubbol WF 350 (wasserverdünnbares deckendes Acrylsystem)

Die beschichteten Proben wurden 2 Wochen bei 20 °C und 65 % r. F gelagert und anschließend einem Lackhaftungstest in Anlehnung an DIN EN ISO 4624 mit einem PosiTest^® Adhesion Tester (DeFelsko Corporation Ogdensburg, New York) unterzogen. Es ergaben sich für die Lackhaftung folgende Medianwerte aus jeweils drei Messungen:
Tabelle zu Beispiel 10:
Lackhaftung auf unbehandeltem und erfindungsgemäß behandeltem Kiefernsplintholz in Anlehnung an DIN EN ISO 4624.
Es ist deutlich zu erkennen, dass durch die erfindungsgemäße Behandlung die Lackhaftung nicht negativ beeinflusst wurde.
Beispiel 11
Feuerschutz
Proben aus Kiefernsplintholz mit den Abmessungen 5 × 10 × 100 mm wurden bis zum Erreichen der Ausgleichsfeuchte in einer Klimakammer bei 20 °C und 65 % r. F. gelagert und im Vakuum-Druck-Verfahren mit DYNASYLAN^® HS 2909 imprägniert. Nach Entnahme aus der Tränkflüssigkeit wurden die Proben 4 Stunden bei 60 °C und weitere 16 Stunden bei 120 °C getrocknet. Danach wurden die Proben bis zum Erreichen der Ausgleichsfeuchte in einer Klimakammer bei 20 °C und 65 % r. F gelagert. Anschließend wurden jeweils eine behandelte und eine unbehandelte Probe V-förmig in einem Winkel von etwa 45° zur Waagerechten angeordnet, wobei der Abstand am tiefsten Punkt 5 mm betrug. Die Kontrolle und die behandelte Probe wurden zur gleichen Zeit mit einem Bunsenbrenner für 25 Sekunden entzündet. Als 2/3 der unbehandelten Probe verbrannt waren, wurde die Flamme gelöscht. Die Abbrandstrecke der behandelten Holzprobe wurde mit dem unbehandelten Holzstück verglichen.
Die Abbrandstrecke der behandelten Proben betrug durchschnittlich 36 mm, während die unbehandelte Probe 66 mm abgebrannt war. Daran ist zu erkennen, dass durch die erfindungsgemäße Behandlung das Holz mit Feuer hemmenden Eigenschaften ausgerüstet wurde.

Claims

Mittel zur Ausstattung von auf Cellulose und/oder Stärke basierenden Substraten mit Wasser abweisenden und gleichzeitig pilz-, bakterien-, insekten- und/oder algenwidrigen Eigenschaften, das Wasser und als Wirkstoff mindestens ein lineares, cyclisches, verzweigtes oder vernetztes Cooligomer oder Gemische von Cooligomeren aus der Reihe der Alkyl-/Aminoalkyl-/Alkoxy- bzw. Hydroxy-Siloxane enthält, wobei solche Cooligomere im Wesentlichen der allgemeinen Formel I genügen R[-Ov_2/2Si(R¹)₂]_w[-O_(3-h)/2Si(R¹)(OR)_h]_x[-O_(3-i-j)/2Si(R^a{·HX]_g)(CH₃)_i(OR)_j]_y[-O_(4-k)/2Si(OR)_k]_Z (I),worin Gruppen R gleich oder verschieden sind und R im Wesentlichen für H, gegebenenfalls für Methyl, Ethyl oder i- bzw. n-Propyl sowie gegebenenfalls für einen Silylrest der Silyleinheiten gemäß Formel I steht, Gruppen R¹ gleich oder verschieden sind und R¹ eine lineare, verzweigte oder cyclische, gegebenenfalls substituierte Alkylgruppe mit 1 bis 18 C-Atomen darstellt, R^a für eine Aminoalkylgruppe der allgemeinen Formel (Ia) H₂N(CH₂)_d[(NH)_e(CH₂)_f]_β- steht, worin gilt 0 ≤ d ≤ 6, 0 ≤ f ≤ 6, mit e gleich 0, falls d gleich 0, dann β gleich 1, mit e gleich 1, falls d > 0, dann β gleich 1 oder 2, Gruppen X gleich oder verschieden sind und X einen organischen oder anorganischen Säurerest aus der Reihe Chlorid, Formiat, Acetat und Phosphat darstellt mit g gleich 0 oder 1 oder 2 oder 3, h, i und j unabhängig von einander 0 oder 1 sind und k gleich 0, 1, 2 oder 3 ist und x, y, z, w gleich oder verschieden sind und x für eine Zahl von 0 bis 50, y für eine Zahl von 1 bis 50, z für eine Zahl von 0 bis 10 und w für eine Zahl von 0 bis 30 mit (w + x) ≥ 1 stehen.
Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Wirkstoff gemäß Formel I von 0,5 bis 95 Ma-%, bezogen auf die Zusammensetzung.
Mittel nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Wasser von 5 bis 99,5 Ma-%, bezogen auf die Zusammensetzung.
Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Gehalt an freier Säure < 10 Ma-%, bezogen auf die Zusammensetzung.
Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Alkohol von weniger als 95 Ma-%, bezogen auf die Zusammensetzung.
Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 0 bis 6 Ma-% mindestens eines Alkylsilans oder entsprechender Hydrolysate oder Teilhydrolysate aus der Reihe Tetraethoxysilan, Methyltriethoxysilan, n-Propyltriethoxysilan, i-Butyltriethoxysilan, n- bzw. i-Octyltriethoxysilan, Perfluorpropyltriethoxysilan oder Tridecafluor-1,1,2,2-tetrahydrooctyltriethoxysilan, bezogen auf die Zusammensetzung.
Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Anteil an Siloxanen, die gemäß Formel I als Gruppen R¹ Alkylgruppen und Fluoralkylgruppen aufweisen.
Mittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Fluoralkylgruppen an allen Alkylgruppen im Sinne von R¹ gemäß Formel I 0,001 bis 99,999 Mol-% beträgt.
Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen Anteil an mindestens einem kationischen Aminoalkylsilan der allgemeinen Formel II (OR²)_3-r(CH₃)_rSi-(CH₂)₃[N(R³)₃]⁺[Y]^- (II),worin Gruppen R² gleich oder verschieden sind und R² für H, Methyl, Ethyl oder i- bzw. n-Propyl steht, r gleich 0 oder 1 ist, Gruppen R³ gleich oder verschieden sind und R³ für H oder eine lineare, verzweigte oder cyclischen C₁- bis C₁₈-Alkylgruppe und [Y]^- für Chlorid, Formiat, Acetat oder einen -Phosphatrest stehen.
Mittel nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Anteil an mindestens einer Verbindung aus der Reihe N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]-N,N,N-trimethylammoniurnchlorid, N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]-N,N,Ntriethylammoniumchlorid, N-[3-(Triethoxysilyl)propyl]-N,N,N-trimethylammoniumchlorid, N-[3-(Triethoxysilyl)propyl]-N,N,N-triethylammoniumchlorid, N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]-N-octadecyl-N,N-dimethylammoniumchlorid, N-[3-(Tri ethoxysilyl)propyl]-N-octadecyl-N,N-dimethylammoniumchlorid, N-[3-(Triethoxysilyl)propyl]-N-benzyl-N,N-dimethylammoniumchlorid, N-[3-(Triethoxysilyl)propyl]-N-dodecyl-N,N-dimethylammoniumchlorid, N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]-N-dodecyl-N,N-dimethylammoniumchlorid, N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]-N,N-didodecyl-Nmethylammoniumchlorid, N-[3-(Triethoxysilyl)propyl]-N-tetradecyl-N,N-dimethylammoniumchlorid, N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]-N-tetradecyl-N,N-dimethylammoniumchlorid, N-[3-(Triethoxysilyl)propyl]-N-hexadecyl-N,N-dimethylammoniumchlorid, N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]-N-hexadecyl-N,N-dimethylammoniumchlorid und N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]-N,N,N-trimethylammoniumhydroacetat.
Mittel nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch einen Anteil der allgemeinen Formel II von < 20 Ma-%, bezogen auf die Zusammensetzung des Mittels.
Verfahren zur Ausstattung von auf Cellulose und/oder Stärke basierenden Substraten mit Wasser abweisenden und gleichzeitig pilz-, bakterien-, insekten- und/oder algenwidrigen Eigenschaften, wobei man das zu behandelnde Substrat mit einem Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 11 in Kontakt bringt, einwirken lässt und anschließend trocknet.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat oberflächlich, tiefer gehend oder vollständig imprägniert wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass man das Substrat unter vermindertem Druck, bei Normaldruck oder erhöhtem Druck tauchimprägniert oder dass man den Druck bei der Durchführung der Imprägnierung ein- oder mehrfach variiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass man die Imprägnierung als Vakuum-Druck-Imprägnierung durchführt.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass man das zu imprägnierende Substrat in einem druckfesten Imprägnierreaktor über 5 Minuten bis 8 Stunden zunächst einem Druck von 10 bis 500 mbar abs. aussetzt, diesen Druck beibehält und das Substrat in das Imprägniermittel eintaucht bzw. mit dem Imprägniermittel bedeckt und anschließend den Druck für 0,5 bis 4 Stunden auf 1,5 bis 20 bar abs. anhebt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass man das imprägnierte Substrat unter kontrollierten Bedingungen im Freien trocknet, bis sich eine Holzfeuchte von 12 bis 18 % einstellt, und anschließend (i) über 2 Stunden bis 4 Wochen bei 50 bis 120 °C behandelt oder (ii) über 2 Stunden bis 4 Wochen bei rund 50 bis 60 °C trocknet und gegebenenfalls über weitere 2 bis 48 Stunden bei etwa 120 °C nachbehandelt oder (iii) über 2 Stunden bis 2 Wochen bei etwa 50 bis 130 °C eine Klima- bzw. Heißdampftrocknung durchführt.
Verwendung eines Mittels nach den Ansprüchen 1 bis 17 für die Vergütung von Holz oder Holzprodukten.
Verwendung eines Mittels nach den Ansprüchen 1 bis 18 für die Ausstattung von Holz oder Holzprodukten mit Wasser abweisenden und gleichzeitig pilz-, bakterien-, insekten- und/oder algenwidrigen Eigenschaften.
Verwendung eines Mittels nach den Ansprüchen 1 bis 19 für den Schutz von Holz und Holzprodukten vor den Auswirkungen, die durch Pilze bedingt sind, insbesondere durch Basidiomyceten.
Verwendung eines Mittels nach den Ansprüchen 1 bis 18 für die Härtung von Holz oder Holzprodukten.
Verwendung eines Mittels nach den Ansprüchen 1 bis 18 zum Schutz von Holz oder Holzprodukten gegenüber UV-Strahlung.
Verwendung eines Mittels nach den Ansprüchen 1 bis 18 zur Verbesserung der Beständigkeit von Holz oder Holzprodukten gegenüber Feuer.
Verwendung eines Mittels nach einem der Ansprüche 18 bis 23, wobei man ein Mittel einsetzt, das Silancooligomere gemäß Formel I in einer Menge von 0,5 bis 95 MA-%, bezogen auf die Zusammensetzung des Mittels, enthält, und der Herstellung des Silanoligomerengemischs ein molares Verhältnis von Aminoalkoxysilan zu Alkylalkoxysilan von 4 : 1 bis 1 : 4 zugrunde liegt.
Verwendung eines Mittels nach Anspruch 24, wobei man ein Mittel einsetzt, das Silancooligomere gemäß Formel I in einer Menge von 0,5 bis 95 MA-%, bezogen auf die Zusammensetzung des Mittels, enthält, und man bei der Herstellung des Silanoligomerengemischs 0,001 bis 55 Mol-% des eingesetzten Alkylalkoxysilans durch eine entsprechende molare Menge an mindestens einem weiteren Alkylalkoxysilan und/oder Tetraalkoxysilan ersetzt.
Verwendung eines Mittels nach einem der Ansprüche 18 bis 23, wobei man ein Mittel einsetzt, das Silancooligomere gemäß Formel I in einer Menge von 0,5 bis 95 MA-%, bezogen auf die Zusammensetzung des Mittels, enthält, und der Herstellung des Silanoligomerengemischs ein molares Verhältnis von Aminoalkoxysilan zu Fluoralkylalkoxysilan von 3 : 1 bis 1 : 3,33 zugrunde liegt.
Verwendung eines Mittels nach Anspruch 26, wobei man ein Mittel einsetzt, das Silancooligomere gemäß Formel I in einer Menge von 0,5 bis 95 MA-%, bezogen auf die Zusammensetzung des Mittels, enthält, und man bei der Herstellung des Silanoligomerengemischs 0,001 bis 99,999 Mol-% des eingesetzten Fluoralkylalkoxysilans durch eine entsprechende molare Menge an mindestens einem Alkylalkoxysilan und/oder Tetraalkoxysilan ersetzt.
Verwendung eines Mittels nach einem der Ansprüche 18 bis 23, wobei man ein Mittel einsetzt, das Silancooligomere gemäß Formel I in einer Menge von 0,5 bis 95 MA-%, bezogen auf die Zusammensetzung des Mittels, enthält, und man das Silancooligomerengemisch durch Abmischen eines Aminoalkyl-/Alkyl-/Hydroxybzw. Alkoxy-funktionellen Siloxangemischs A mit einem Aminoalkyl-/Fluoralkyl/Hydroxy- bzw. Alkoxy-funktionellen Siloxangemisch B in einem molaren Verhältnis von Alkylgruppen gemäß A zu Fluoralkylgruppen gemäß B von 99,9:0,1 bis 0,1 : 99,9 herstellt.
Verwendung nach den Ansprüchen 18 bis 28, gekennzeichnet durch ein Mittel, das pro Mol Aminogruppe in den Silancooligomeren 0,9 bis 3,6 Mol HCOOH oder H₃CCOOH enthält.
Verwendung eines Mittels nach einem der Ansprüche 18 bis 29, wobei man ein Mittel einsetzt, das neben den Silancooligomeren gemäß Formel I pro Mol Si der Silancooligomere 0,001 bis 0,2 Mol mindestens eines Alkoxysilans aus der Reihe Tetraethoxysilan, Methyltriethoxysilan, n-Propyltriethoxysilan, i-Butyltriethoxysilan, n- bzw. i-Octyltriethoxysilan, Perfluorpropyltriethoxysilan oder Tridecafluor-1,1,2,2-tetrahydrooctyltriethoxysilan oder entsprechende Hydrolysate, Teilhydrolysate oder deren Reaktionsfolgeprodukte enthält.
Mit Wasser abweisenden und gleichzeitig pilz-, bakterien-, Insekten- und/oder algenwidrigen Eigenschaften ausgestattete, auf Cellulose und/oder Stärke basierende Substrate, erhältlich nach den Ansprüchen 12 bis 30.
Artikel, die auf mindestens einem nach einem der Ansprüche 12 bis 29 erhältlichen Substrat bzw. einem so ausgestatteten Produkt basieren.