Formulaciones protectoras de madera a base de cobre micronizado

Por Chiara Civardi

 

El presente artículo proporciona información sobre la composición de productos protectores de la madera a base de cobre micronizado. La composición de la formula comprende compuestos de metal micronizado. La composición del protector de la madera comprende un componente inorgánico que contiene un metal o compuesto metálico y un biocida orgánico.

Cuando el compuesto comprende un componente inorgánico y un biocida orgánico, el componente inorgánico o el biocida orgánico o ambos están presentes como partículas micronizadas. Cuando se utilizan compuestos de la presente formulación para la protección de la madera, las partículas micronizadas se pueden observar como uniformemente distribuida dentro de la madera y no hay lixiviación mínima del metal y biocida de la madera.

Antecedentes del uso del cobre

Los protectores de la madera contra los organismos responsables de su destrucción, son bien conocidos, muchos de estos protectores contienen complejos de aminas cuaternarias porque la amina solubiliza el cobre en soluciones acuosas.

La desventaja de utilizar amoniaco como agente solubilizante de cobre se encuentra en el fuerte olor a amoniaco. Además, los residuos de conservantes de amoníaco en el cobre pueden afectar a la apariencia de la superficie de la madera tratada y dar un color indeseable.

En los últimos años, muchos compuestos que contienen amina, tales como las etanolaminas y poliaminas alifáticas, se han utilizado para reemplazar amoniaco para formular soluciones de cobre solubles en agua. Estos compuestos fueron escogidos debido a su fuerte capacidad de formar complejos con el cobre y porque no tienen olor.

Además de los compuestos de cobre que actúan como  biocidas metálicos en la protección de la madera, estos compuestos también pueden contener biocidas orgánicos. Sin embargo, muchos biocidas orgánicos actualmente en uso no son solubles en agua. Por lo tanto, los agentes tensioactivos, agentes solubilizantes y humectantes se añaden a menudo ya sea para solubilizar o formar emulsiones del biocida orgánico para formular un producto que sea adecuado para el tratamiento.

Sin embargo, los agentes solubilizantes, agentes tensioactivos, y agentes humectantes son costosos y el uso de estos productos pueden resultar costoso en una  lixiviación de los biocidas cuando el material tratado entra en contacto con el agua y la humedad.

Tal lixiviación mejorada con estos aditivos se considera que es el resultado de los agentes solubilizantes, agentes tensioactivos y agentes humectantes que quedan en la madera después del tratamiento. Debido a que estos compuestos siguen causando la lixiviación del metal y / o biocida de la madera tratada, pueden dar lugar a problemas de rendimiento de campo o cuestiones ambientales.

A pesar de muchos esfuerzos para abordar estas deficiencias en los protectores de la madera, ha habido una necesidad no satisfecha para producir protectores a base de metal acuosas que son adecuados para el tratamiento de la madera y reducir al mínimo la lixiviación de iones metálicos indeseables y / o biocida desde materiales tratados cuando se expone al agua.

Las formulaciones

El presente artículo proporciona una orientación de unas formulaciones micronizadas para la protección de la madera. En una formula, las composiciones comprenden compuestos de metal o de metal como partículas micronizadas.

En otra formulación, las composiciones comprenden compuestos de metal o de metal y biocidas orgánicos. El metal está en una forma insoluble (micronizado).Los compuestos metálicos pueden estar en una forma soluble o en una forma insoluble en agua (micronizado). Los biocidas orgánicos pueden ser solubles o insolubles en agua (micronizado). En las composiciones de esta forma de realización, al menos un componente (ya sea un compuesto de metal / metal o un biocida) se microniza.

                    

En la formulación, el metal preferido para la protección de la madera es el cobre en forma de un compuesto que tiene un tamaño de partícula 0,001 micras a 25,0 micras. El compuesto de cobre, opcionalmente, puede mezclarse con una variedad de soluble en agua y / o agua biocidas insolubles y luego impregnado al vacío, vacío / presión o inmersión impregnado en material celulósico por métodos estándar para preservar eficazmente el material de los agentes que degradan material celulósico tales como hongos, insectos, bacterias etc.

Las composiciones de las formulaciones se pueden ajustar al pH deseado. Por ejemplo, el pH se puede ajustar entre 2 a 13 mediante la adición de ácidos o componentes alcalinos. Los componentes ácidos o alcalinos se pueden añadir antes, durante o después de la preparación de las partículas micronizadas.

Descripción de las formulaciones

A menos que se indique lo contrario, en los ejemplos que se indican, todas las cantidades y números utilizados en esta memoria descriptiva están destinados a ser interpretado como modificados por el término «aproximadamente». Del mismo modo, todos los elementos o compuestos identificados en esta memoria descriptiva, a menos que se indique lo contrario, están destinados a ser no limitante y representativa de otros elementos o compuestos generalmente considerados por los expertos en la técnica como dentro de la misma familia de elementos o compuestos.

Obtención de las partículas micronizadas

Las partículas micronizadas se pueden obtener por humectación / dispersión y molienda de los compuestos de cobre usando un molino de molienda o cualquier otro producto químico, medios físicos o mecánicos. Alternativamente, los compuestos de cobre micronizados también se pueden comprar a partir de fuentes comerciales, que generalmente necesitan ser molido más para ser útil para la protección de la madera. 

La fuente de cobre se puede mezclar con agua, con o sin adición de un aditivo reológico disponible comercialmente tal como un derivado de celulosa para formar una suspensión finamente dispersada que se puede mezclar con un biocida para formar un sistema de protección que es adecuada para tratar y proteger la madera de agentes causantes de la degradación.

Los biocidas orgánicos

Los biocidas orgánicos útiles en las formulaciones pueden ser solubles en agua así como insolubles en agua. Tales biocidas orgánicos incluyendo fungicidas, insecticidas, bactericidas, alguicidas etc. son bien conocidos por los expertos en la técnica e incluyen azoles, compuestos de amonio cuaternario, compuestos de borato, compuestos de flúor y combinaciones de los mismos. Algunos ejemplos no limitativos de biocidas solubles en agua son compuestos de amonio cuaternario, tales como cloruro de alquildimetilbencilamonio, cloruro de dimetil didecil amonio, dimetildidecilamonio carbonato / bicarbonato y similares.

Compuestos no biocidas

Los productos no biocidas tales como repelentes de agua (tales como emulsiones de cera), colorantes, agentes emulsionantes, dispersantes, estabilizantes, inhibidores de UV, agentes (tales como los óxidos de trialquilamina y diaminas alcoxiladas)  también se pueden añadir a la formulación según la invención para mejorar aún más el rendimiento del sistema o de la apariencia y el rendimiento resultante de los productos tratados. Algunos de estos agentes también pueden tener ciertas propiedades biocidas.

Las formulaciones

Los siguientes ejemplos se proporcionan describiendo de una manera no limitativa los productos, las cantidades y los procesos de manipulación de las formulas. Los ejemplos demuestran la formulación de las dispersiones concentradas de los compuestos de cobre y las dispersiones concentradas de los compuestos de cobre que comprenden diversos biocidas orgánicos.

Ejemplo 1

Se añaden 500 g de hidróxido de cobre a un recipiente que contiene 1090 gramos de agua y 75,0 gramos de dispersantes / agentes humectantes comercialmente disponibles. La mezcla se agita mecánicamente durante 5 minutos y luego se coloca en un molino de molienda. La muestra se molió durante aproximadamente 30 minutos, y se obtiene aproximadamente 30% de hidróxido de cobre que contiene una dispersión estable. Es de 0,195 micrómetros (um) con un rango de distribución de 0,04 um a 1,5 um.

Ejemplo 2

1.000 gramos de carbonato de cobre básico se mezcló con 2160 gramos de agua y 175 gramos de agentes humectantes comercialmente disponibles / dispersantes. La mezcla se agita mecánicamente durante 10 minutos. A continuación, la mezcla se colocó en un molino y se muele durante aproximadamente 20 minutos. Se obtiene una dispersión estable  con un tamaño medio de partícula de 0,200 micrómetros.

Ejemplo 3

1.000 gramos de carbonato de cobre y 20 gramos de tebuconazol se mezclaron con 3.780 gramos de agua y 200 gramos de agentes humectantes / dispersantes. La mezcla se agitó mecánicamente durante unos 10 minutos. A continuación, la mezcla se colocó en un molino y se muele durante aproximadamente 30 minutos. Una dispersión estable que contiene 25% de carbonato básico de cobre y 0,5% tebuconazol se obtuvo con un tamaño medio de partícula de 0,200 micrómetros.

Ejemplo 4

300 gramos de cobre 8-hidroxiquinolato (Cu-8) se mezclaron con 855 gramos de agua y 45 gramos de dispersantes. La mezcla se mezcló mecánicamente durante unos 5 minutos y se colocó en un molino de molienda. La mezcla se molió durante aproximadamente 30 minutos y una dispersión estable que contiene 25% de Cu-8 se obtuvo con un tamaño medio de partícula de 0,280 micrómetros.

Ejemplo 5

50,0 g de dispersión de CuO  se mezclan con 2940 g de agua y 7,5 g de cloruro de didecildimetilamonio. El producto se mezcla hasta que se dispersa uniformemente y se obtiene una  solución de tratamiento que contiene las siguientes composiciones: Oxido cúprico 0,50 % y Cloruro de didecildimetilamonio 0,25 %

Ejemplo 6

Se añaden 0,15 kg de dispersión de carbonato de cobre con 0.025 kg de un compuesto de amonio cuaternario, carbonato de dimetil didecil amonio / bicarbonato y 4,830 kg de agua. Este líquido se mezcla hasta formar un fluido homogéneo.

Ejemplo 7

Se añaden 54 g de la dispersión de carbonato de cobre  y 7,5 g de N, N-dimetil-1-hexadecilamina-N-óxido (AO) se mezclan con 2.940 gramos de agua para obtener un producto protector que contiene 0,45% de carbonato, 0,009% y 0,25 tebuconazol % AO. 

Ejemplo 8

Se añade mezclando 175 g de dispersión concentrada que contiene 20% de carbonato de cobre y 0,5% ciproconazol con 3.325 g de agua. La solución resultante contiene 1,0% de carbonato de cobre y 0,025% ciproconazol.

Ejemplo 9

Una formula de tratamiento protector  se ha preparado  mediante la mezcla de solución de sulfato de cobre y ciproconazol micronizada a una concentración de 0,25% de Cu y 0,01% ciproconazol.