BR112020018829B1 - Composição adesiva monocomponente compreendendo resina à base de formaldeído com um teor de formaldeído livre abaixo de 0,1 % em peso compreendendo resorcinol, alquilresorcinol e/ou tanino - Google Patents
Composição adesiva monocomponente compreendendo resina à base de formaldeído com um teor de formaldeído livre abaixo de 0,1 % em peso compreendendo resorcinol, alquilresorcinol e/ou tanino Download PDFInfo
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Abstract
trata-se da composição adesiva monocomponente compreendendo uma resina à base de formaldeído e pelo menos um composto selecionado a partir de resorcinol, alquilresorcinol e/ou tanino que não são condensados com a resina. a composição adesiva monocomponente de acordo com a invenção é útil na fabricação de vários materiais, por exemplo, de placas compósitas de madeira, como placas derivadas de madeira, placas de fibras, mantas de fibra tecidas ou não tecidas naturais e/ou sintéticas para moldagem por compressão e os compósitos resultantes, aglomerados, placas compactadas, placas de partícula orientada, aglomerados e papelões, mas também de isolamentos de lã de pedra ou fibra de vidro.
Description
[0001] A presente invenção se refere a uma composição adesiva monocomponente compreendendo uma resina à base de formaldeído e pelo menos um componente adicional selecionado a partir de resorcinol, alquilresorcinol e/ou tanino que não é condensado com a resina. O fenol da resina à base de formaldeído pode ser parcialmente substituído por matérias- primas biobaseadas. A composição adesiva monocomponente de acordo com a invenção é útil na fabricação de vários materiais, por exemplo, de placas compósitas de madeira, como placas derivadas de madeira, placas de fibra, mantas de fibra naturais e/ou sintéticas, tecidas ou não tecidas para moldagem por compressão e os compósitos resultantes, aglomerados, placas compactadas, placas de partícula orientada, aglomerados e papelões, mas também de isolamentos de lã de pedra ou fibra de vidro. A composição adesiva monocomponente de acordo com a invenção tem um teor de formaldeído livre de 0,1 % em peso ou menos, atendendo, assim, aos padrões legais cada vez mais estritos em relação à emissão de formaldeído, e, surpreendentemente, permite, como uma vantagem adicional da invenção, uma temperatura de prensa inferior e fator de prensa durante a fabricação de placas.
[0002] A fabricação de placas compósitas de madeira, como aglomerado, placa de fibra (MDF e HDF), mantas de fibra natural para moldagem por compressão e os compósitos resultantes, placas compactadas, placas de partícula orientada e similares, em geral, compreende primeiramente combinar lascas, fibras ou partículas de madeira e um adesivo. A mistura é, então, aquecida sob pressão para curar o adesivo e para formar a placa desejada. Resinas à base de formaldeído, como fenol-formaldeído (PF), são adesivos típicos usados na fabricação de tais painéis.
[0003] As resinas fenólicas são um dos adesivos mais fabricados devido a suas propriedades físico-químicas que as mesmas fornecem aos materiais fabricados com as mesmas. De fato, as mesmas são uma das resinas mais usadas para a fabricação de materiais compósitos de madeira: aglomerado, placa de fibra, placa de fibra orientado, mantas de fibra moldáveis, etc.
[0004] Uma das principais desvantagens de resinas fenólicas (em comparação, por exemplo, as resinas de formaldeído de ureia ou resinas de formaldeído de ureia e melamina) é sua reatividade inferior.
[0005] Para mitigar isso, há catalisadores de diversas naturezas químicas (incluindo, por exemplo, resorcinol), mas com as desvantagens relacionadas à necessidade de fornecer uma solução de dois componentes, o que dificulta a manipulação e a aplicação (consulte, por exemplo, Martin W. Feng et al. (2010), Wood and fibre science, Número 2, páginas 192-201).
[0006] Pl acas compósitas de madeira assim como isolamentos de lã de pedra ou fibra de vidro fabricadas com adesivos à base de formaldeído são conhecidas por resultar em emissões de formaldeído, tanto durante sua fabricação quanto posteriormente, ao longo do tempo, durante seu armazenamento ou uso. É um fato geralmente conhecido que o formaldeído é um forte irritante e um agente alergênico e também é classificado como um carcinógeno.
[0007] A fabricação de produtos de isolamento de lã de pedra e fibra de vidro geralmente compreende uma etapa de fabricação das próprias lã de pedra e fibra de vidro, que pode ser realizada por diferentes procedimentos, por exemplo, de acordo com as técnicas conhecidas no estado da técnica como processo giratório (centrífuga interna), processo de cascata (centrífuga externa) e processo de atenuação de chama (recipiente e mármore).
[0008] Para assegurar a montagem e a adesão das fibras, uma resina adesiva, geralmente uma resina termofixa, é projetada sobre as fibras (fibra de vidro ou lã de pedra) ou misturada com as fibras. A mistura de fibras e resinas é submetida a um tratamento térmico, a uma temperatura, em geral, superior a 100 °C, a fim de efetuar a policondensação da resina e, assim, obter um produto de isolamento térmico e/ou acústico. As composições adesivas usadas comumente são resinas derivadas de formaldeído, similares àquelas usadas na fabricação de placas derivadas de madeira ou placas compósitas de madeira. Durante a fabricação, aditivos adicionais podem ser adicionados à mistura de fibras e adesivo como, por exemplo, catalisadores para reticular a resina ou emulsões de impermeabilidade (tipicamente à base de parafina).
[0009] Ou seja, a fabricação de isolamentos de fibra de vidro e isolamentos de lã de pedra tem muitas similaridades com a fabricação de placas derivadas de madeira ou placas compósitas de madeira.
[0010] O formaldeído é um monômero, que é usado para polimerizar com ureia, melamina, fenol para formar resinas aminoplásticas. O formaldeído está em discussão como um poluente de ar de ambiente interno desde 1960 (O. Wittmann (1962), Holz Roh-Werkst., 20, 221 - 224), quando a liberação de formaldeído do aglomerado durante o uso foi documentada. Os efeitos adversos à saúde de exposição em ambientes fechados ao formaldeído, especialmente irritação dos olhos e vias aéreas superiores, foram primeiro relatados em meados da década de 1960. As emissões de formaldeído a partir de materiais ligados à resina de formaldeído de ureia foram logo identificadas como a causa das reclamações. Como uma consequência, um valor de referência de 0,1 ppm já foi proposto em 1977 pela antiga Agência Federal Alemã de Saúde para limitar a exposição humana em habitações. Os critérios para a limitação e regulação de emissões de formaldeído a partir de materiais à base de madeira foram estabelecidos em 1981 na Alemanha e na Dinamarca. Outros países seguiram e emitiram regulações em meados da década de 1980. O formaldeído foi identificado como um dentre os poluentes atmosféricos internos de prioridade (Spengler J.D. et al. (1983). Science, 221(4605), 9-17). Em paralelo, os primeiros estudos sobre a carcinogenicidade do formaldeído desencadearam uma avalanche de trabalho científico.
[0011] O REACH (Registro, Avaliação, Autorização e Restrição de Agentes Químicos) entrou em vigência em 2007. Essa é a principal estrutura para a regulação química na União Europeia e é adotada para aprimorar a proteção da saúde humana e do ambiente contra os riscos que podem ser gerados por agentes químicos. O REACH não apenas se aplica a esses agentes químicos usados nos processos industriais, mas também, a agentes químicos em produtos para uso pretendido no local de clientes, por exemplo, materiais de construção, produto têxtil, bens de consumo e outros aparelhos.
[0012] A Agência Europeia de Agentes Químicos solicita a provisão de um Relatório de Segurança Química (CSR) para produtos fabricados com o uso de formaldeído, após o “DECISION ON SUBSTANCE EVALUATION PURSUANT TO ARTICLE 46(1) OF REGULATION (EC) NO 1907/2006 for formaldehyde, CAS No 5000-0 (EC No 200-001-8)”.
[0013] A Agência Internacional para Pesquisa sobre Câncer (IARC) classificou o formaldeído como um carcinógeno humano (Grupo 1) em 2004. A definição de um carcinógeno de Grupo 1 de acordo com a IARC é conforme a seguir: “Há evidências suficientes para concluir que o mesmo pode causar câncer em seres humanos”. A avaliação é baseada em informações a respeito da relação entre o câncer nasofaríngeo e a leucemia relacionada à exposição ao formaldeído (Agência Internacional para Pesquisa sobre Câncer (IARC), 2006). A Comissão Europeia classificou o formaldeído como um carcinógeno tipo 1B e mutagênico 2 em 5 de junho de 2014 na ordenação EU 605/2014. A categoria 1B declara que o efeito carcinogênico foi demonstrado em testes animais e é provável para seres humanos. A reclassificação resulta em uma série de consequências dependendo da legislação nacional.
[0014] Para a área de trabalho, o Comitê Científico sobre Limites de Exposição Ocupacional (SCOEL) recomendou uma TWA (média ponderada de tempo) de 8 horas de 0,3 ppm e um STEL (Limite de Exposição a Curto Prazo) de 0,6 ppm (Comitê Científico sobre Limites de Exposição Ocupacional (SCOEL), 2015). O SCOEL considera o formaldeído como um Grupo C de carcinógeno (carcinógeno genotóxico com um limiar com base no modo de ação). A Comissão de MAK Alemã (Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), 2016) também define uma concentração de local de trabalho máxima de 0,3 ppm e classifica o formaldeído como um carcinógeno de Grupo 4 (substâncias que causam câncer em seres humanos ou animais ou que são consideradas como carcinogênicas para seres humanos e para as quais um valor de MAK pode ser derivado). O German Federal Institute for Occupational Health and Safety [Instituto Federal Alemão para a Saúde e Segurança Ocupacional] (BAuA) argumenta que a literatura atual indica a concentrações de exposição ao formaldeído sem efeitos adversos, o que sustenta a suposição de uma concentração de limiar e permite a derivação de um valor de limite ocupacional (Bundesanstalt fur Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA), 2015).
[0015] A WHO confirmou seu valor de referência interno para o formaldeído como 0,1 mg/m3 no ano 2010 (World Health Organization, 2010). A avaliação da WHO foi estudada minuciosamente em um estudo adicional e uma referência de formaldeído de qualidade de ar de 0,1 mg/m3 foi considerada como protetora contra irritação sensorial tanto aguda quanto crônica nas vias aéreas na população geral (Nielsen GD et al. (2010), Arch Toxicol., 84, 423-446). Ademais, os mesmos autores declaram que o valor de linha de guia de WHO do formaldeído também é considerado defensável para a prevenção de todos os tipos de câncer, incluindo malignidades de linfo- hematopoiese.
[0016] Em 2016, a Alemanha adotou o valor de linha de guia de WHO. O Comitê sobre Valores de Guia Interno esboçou o seguinte: “Com base em um NOAEC (sem concentração de efeito adverso observada) de 0,63 mg/m3 para a irritação sensorial em seres humanos, um fator de 1 para extrapolação de tempo e um fator de 5 para variabilidade inter-humana, o Comitê deriva um valor de guia de ar interno de precaução (RW I) de 0,1 mg de formaldeído por metro cúbico...Em conclusão, o valor de guia de ar interno para formaldeído também é protetor contra o risco de câncer de formaldeído inalado” (Ausschuss fur Innenraumrichtwerte, 2016a). O mesmo comitê declarou que, com base nos dados atuais, não há uma associação clara entre a exposição de formaldeído no ambiente interno e a asma em crianças (Ausschuss fur Innenraumrichtwerte, 2016b).
[0017] Ao longo dos anos, inúmeras autoridades nacionais também reavaliaram seus valores de referência de ar interno (Salthammer et al. (2011), Chemosphere, 82(11), 1507-17) e subsequentemente pretendem concordar com a recomendação da WHO de 0,1 mg/m3. Essa harmonização é uma etapa pragmática visto que o valor de WHO é muito bem avaliado e justificado. Além disso, o valor de referência não também é normalmente restritivo como condições de formaldeído em condições vitais normais tende a ser a média entre 0,02 e 0,04 mg/m3 (Salthammer T et al. (2010), Chem Rev. 110, 2536-2572). De acordo com o estado da técnica atualmente disponível, uma orientação para o valor de referência da WHO de 0,1 mg/m3 pareceria sensível, praticável e toxicologicamente defensável (Salthammer et al (2015), Int J Hyg Environ Health., 218(4), 433-6). O argumento é sustentado por Nielsen et al.(2013), Arch Toxicol., 87, 73-98. Esses autores avaliaram abordagens de linha de guia atuais e chegaram à conclusão de que a linha de guia de WHO foi fortalecida.
[0018] Portanto, um objetivo contínuo consiste em absorver ou "sequestrar" o formaldeído contido em placas compósitas de madeira e/ou gerado durante a fabricação de tais placas ou outros materiais, como isolamentos de lã de pedra ou fibra de vidro.
[0019] Muit as organizações definiram o método de teste com o qual o nível de emissões de formaldeído deve ser determinado:
[0020] ISO 11402:2004, “Resinas fenólicas, de amino e de condensação -- Determinação do teor de formaldeído livre”, especifica três métodos para determinar o teor de formaldeído livre no seguinte: a) Resinas fenólicas por titulação potenciométrica em solução aquosa ou orgânica (procedimento com cloridrato de hidroxilamina). O método é aplicável a resinas com teores de formaldeído livre até e incluindo 15 % em massa. Para teores de formaldeído livre entre 15 % em massa e 30 % em massa, pode ser necessário ajustar as concentrações das soluções volumétricas padrão consequentemente usadas. b) Resinas de amino e resinas de furano (procedimento com sulfito). O método é aplicável a resinas resultantes da policondensação de ureia e melamina com formaldeído e a resinas de furano resultantes da policondensação de álcool furfurílico com formaldeído sem modificação adicional. c) Resinas de condensação (procedimento com KCN), incluindo resinas de ureia, resinas de furano, resinas de melamina e resinas fenólicas assim como combinações e modificações dessas resinas.
[0021] O teor de formaldeído livre determinado nas resinas de condensação de formaldeído com o uso do ISO 11402:2004 representa o teor real no momento da determinação. O valor não tem relação quantitativa com o teor de formaldeído livre durante ou após o processamento.
[0022] TSCA Título VI fornece teste trimestral e de controle de qualidade para compensado de madeira maciça, aglomerados e MDF com o uso de métodos especificados desenvolvidos por ASTM Internacional, dentre os mesmos, é válido observar:
[0023] ASTM D5582-00 (Reaprovado 2006), Método de Teste Padrão para Determinar os Níveis de Formaldeído de Produtos de Madeira Com o Uso de um Dessecador. Esse método de teste descreve um procedimento em pequena escala para medir potencial de emissões de formaldeído de produtos de madeira. O nível de formaldeído é determinado através da coleta de formaldeído atmosférico em um reservatório de água destilado pequeno dentro de um dessecador fechado. A quantidade de formaldeído é determinada por um procedimento de teste de ácido cromotrópico.
[0024] ASTM D6007-02, o Método de Teste Padrão para Determinar as Concentrações de Formaldeído no Ar de Produtos de Madeira com o Uso de uma Câmara de Pequena Escala. Esse método de teste mede as concentrações de formaldeído no ar a partir de produtos de madeira sob condições de teste definidas de temperatura e unidade relativa. Os resultados obtidos a partir desse método de teste de câmara de pequena escala são destinados a ser comparáveis com os resultados obtidos testando amostras maiores de produto através do método de teste de câmara grande para produtos de madeira, o Método de Teste E 1333.
[0025] ASTM E1333-10, Método de Teste Padrão para Determinar as Concentrações de Formaldeído no Ar e Taxas de Emissão a partir de Produtos de Madeira com o Uso de uma Câmara Grande. Esse método de teste mede a concentração de formaldeído no ar e a taxa de emissão de produtos de madeira contendo formaldeído sob condições projetadas para similar o uso do produto. A concentração no ar e a taxa de emissão são determinadas em uma câmara grande sob condições de teste específicas de temperatura e unidade relativa. Os procedimentos gerais também são destinados para as combinações de produto de teste em razões de carregamento de produto e em taxas de troca de ar típicas do ambiente interno.
[0026] BS EN 120:1992, Painéis à base de madeira. Determinação de método de Extração de teor de formaldeído denominado método perfurador, Versão em Inglês. Esse padrão europeu descreve um método de extração, conhecido como o método de perfurador, para determinar o teor de formaldeído de painéis à base de madeira não laminados e não revestidos.
[0027] Documento BS EN 717-2:1995, Wood-based panels - Determination of formaldehyde release - Part 2: Liberação de formaldeído pelo método de análise de gás, Versão em inglês. Esse padrão europeu descreve um procedimento para a determinação de liberação de formaldeído acelerada a partir dos painéis à base de madeira.
[0028] Documento JIS A 1460:2001 Building boards- Determination of emission of formaldehyde-Desiccator method Esse método descreve um método para testar emissões de formaldeído de placas de construção ao medir a concentração de formaldeído absorvida em água destilada ou deionizada de amostras de uma área de superfície especificada colocada em um dessecador de vidro por 24 horas.
[0029] Vários compostos úteis como sequestrantes de formaldeído são conhecidos no Estado da Técnica, como, por exemplo, ureia, derivados de ureia, resinas de ureia, metabissulfito de sódio, bissulfito de amônio.
[0030] Vários estudos do estado da técnica são relacionados a sequestrantes de catalisador e sistemas de resina, como alguns publicados por pesquisadores no Departamento de Manipulação Química da Universidade de Oporto
[0031] “Sodi um metabisulphite as a scavenger of air pollutants for wood-based building materials”, N A Costa et al., International Wood Products Journal, Volume 4 (2013), Edição 4, páginas 242-247, estuda as diferentes aplicações de metabissulfito de sódio como um sequestrante de formaldeído, mas não fornece uma análise em profundidade da perda de propriedades mecânicas e resistência à água da placa, o que significa que essa opção não é viável em um nível industrial. Ademais, a partir do ponto de vista da REACH, bissulfato de amônio é uma substância perigosa; o manuseio dessa substância envolve medidas significativas para impedir que os trabalhadores respirem óxidos sulfúricos no ar.
[0032] “Formaldehyde emission in wood based panels: effect of curing reactions”, N. A. Costa et al. (2014), International Wood Products Journal, Volume 5, Edição 3, páginas 146-150, estuda o efeito de hexamina como um sequestrante de catalisador de formaldeído, o uso de catalisadores de ácido versus catalisadores latentes e seus prós e contras. O mesmo estabelece que a combinação de ácidos cítricos e oxálicos em forma sólida com catalisadores de sulfato de amônio latentes é a melhor solução, combinada com uma resina de razão molar baixa, para obter valores menores do que 4 mg de formaldeído por 100 g de placa seca, aplicando o método de perfurador de EN120.
[0033] A razão molar das resinas usadas é muito baixa: 0,90 mols de formaldeído por mol de ureia. No artigo, as propriedades mecânicas de tração são muito baixas para os padrões de qualidade industrial aceitos pela EPF (Federação Europeia de Painel).
[0034] Nas conclusões do artigo em si, é justificada a necessidade de encontrar novos sistemas de sequestrante de catalisador de formaldeído que atendem às exigências em termos de propriedades mecânicas e emissão de formaldeído da placa, que confirma que alcançar uma solução que satisfaz essas exigências é atualmente um desafio industrial.
[0035] “Sequestrantes para alcançar uma emissão nula de formaldeído de painéis à base de madeira”, Nuno A. Costa et al., Wood Science and Technology (2013), 47, páginas 12611272, examinou o desempenho de três sequestrantes de formaldeído conhecidos na fabricação de placas: metabissulfito de sódio, bissulfito de amônio e ureia.
[0036] Para obter baixos valores de emissão de formaldeído pelo método de dessecador (método JIS), mais de 5 % do catalisador precisa ser adicionado na resina, documentando até 15 %; isso significa que as propriedades de tração diminuem drasticamente; constatou-se que as placas apresentadas como conclusões desse estudo não atendem aos padrões de qualidade mínimos para o mercado, assim, essa opção não é viável no nível industrial.
[0037] Resorcinol, ou seja, 1,3-di-hidroxibenzeno, é um fenol natural presente, por exemplo, no óleo de argan. É usado como antisséptico e desinfetante, e também como um intermediário químico para a síntese de compostos orgânicos.
[0038] As resinas de fenol-formol-resorcinol são conhecidas a partir do estado da técnica; no entanto, tais resinas são produtos condensados (isto é, os componentes (fenol, formol e resorcinol) são covalentemente ligados entre si, formando materiais poliméricos) e não têm as propriedades vantajosas fornecidas pela composição adesiva da presente invenção: a composição da invenção tem uma reatividade superior da composição (o que resulta na temperatura de prensa inferior e em fatores de pressão, e ainda permite uma dosagem inferior de adesivo) assim como uma temperatura de prensa inferior para alcançar as propriedades desejadas no compósito final.
[0039] Por exemplo, o documento GB 612 525 A descreve produtos de condensação produzidos a partir de resorcinol e formaldeído. Os produtos de condensação devem ser usados como colas de resina solúvel em água para aderir de modo eficaz uma pluralidade de superfícies de madeira entre si.
[0040] O documento GB 1 584 800 A revela um método de fabricação de um ligante que compreende uma resina de fenol- formaldeído resol modificada, compreendendo efetuar reações de condensação entre fenol, formaldeído, hidróxido de sódio, um ou mais resorcinóis e ureia, ou diciandiamida ou melamina a uma temperatura acima de 50 °C.
[0041] O documento US 4.172.042 A revela um ligante a ser aplicado em madeira mineral, o ligante sendo resina de fenol- formaldeído resol modificada à base de fenol, formaldeído, hidróxido de sódio, um aditivo de impermeabilidade à água e um composto nitrogenado. O aditivo de impermeabilidade à água pode ser resorcinol ou um derivado de resorcinol. Reage- se fenol e formaldeído e, em um estágio posterior, são condensados com alquil resorcinol a uma temperatura de 50 a 70 °C.
[0042] O documento DE 27 56 848 A1 descreve um processo incluindo uma primeira etapa de policondensação em que se reage fenol e formaldeído. Então, reage-se o produto de reação, dentre outros, com aquil resorcinol. A temperatura de reação é 50 a 70 °C.
[0043] O documento EP 2 841 478 B1 se refere à preparação de uma resina de fenol-formaldeído que tem uma baixa quantidade de formaldeído livre, em particular, abaixo de 0,5 % em peso; particularmente, é descrito um processo para a preparação de uma resina de fenol-formaldeído modificada que inclui o uso de um fenol ou derivado de anilina para reduzir o teor de formaldeído livre; a resina é usada para a fabricação de produtos de isolamento de madeira mineral. Diz-se que a resina de fenol-formaldeído da invenção é obtida ao modificar uma resina de fenol-formaldeído contendo cerca de 5 a 8,5 % em peso de formaldeído livre que tem uma viscosidade abaixo de 100 mPa.s a 20 °C, que é modificada pelo fenol ou derivado de anilina, a resina resultante sendo essencialmente composta de condensados produzidos mediante a condensação de fenol e formaldeído, condensados produzidos mediante a condensação do fenol ou derivado de anilina e formaldeído, e condensados produzidos mediante a condensação de fenol, formaldeído e o derivado de fenol ou anilina. Diz- se que a resina de fenol-formaldeído modificada resultante do processo do documento EP 2 841 478 B1 tem um teor de formaldeído livre abaixo de 0,5 % em peso, como medido de acordo com o método do ISO 11402. O documento EP 2 841 478 B1 descreve ainda o uso de tal resina de fenol-formaldeído modificada para a preparação de uma composição de ligante para substratos fibrosos, particularmente, fibras de madeira mineral, que pode compreender pelo menos um aditivo, como, por exemplo, ureia. Nos exemplos, é descrita apenas uma resina de fenol-formaldeído modificada obtida ao partir de uma resina contendo 6,9 % em peso de formaldeído livre, obtendo, assim, uma resina modificada com resorcinol com 0,48 % em peso de formaldeído livre.
[0044] Adicionalmente, o resorcinol foi usado algumas vezes como um catalisador, em baixas concentrações ou necessariamente em combinação com outros compostos.
[0045] Po r exemplo, na publicação “Effects of esters and resorcinol on fenolic resins as adhesives in medium-density fibreboard manufacturing’’ (2010), Martin W. Feng et al., Wood and fibre science, Número 2, páginas 192-201, a velocidade de cura de duas resinas fenólicas comerciais foi estudada ao usar vários compostos, incluindo carbonato de etileno, carbonato de propileno, gliceril triacetina e resorcinol como catalisadores externos.
[0046] Adi cionalmente, no documento WO 2002102915, com o título “Resorcinol-glutaraldehyde resin as an accelerator for curing phenol-formaldehyde resins”, é descrito o uso de resorcinol como um catalisador em combinação com glutaraldeído em resinas de fenol-formaldeído.
[0047] No documento US 20080293911, com o título "Anhydride and resorcinol latent catalyst system for improving cure characteristics of fenolic resins”, é descrito o uso de resorcinol como um catalisador em combinação com anidrido em resinas de fenol-formaldeído.
[0048] Figura 1: Representação gráfica de IB e porcentagem de inchaço tanto antes quanto após submeter os mesmos a um teste de envelhecimento V-100 (EN-319 1087 Parte 1) de placas de fibra fabricadas ao usar as resinas de PF do Exemplo 6, a resina de PF com resorcinol pós-adicionado do Exemplo 10, e as resinas de PF dos Exemplos 11, 12 e 13 contendo tanino pós-adicionado (Bondtite 345).
[0049] Figura 2: Fluxograma de uma linha de produção de MDF (Metso Panelboard)
[0050] No quadro da presente invenção, os seguintes termos têm os significados indicados:
[0051] Os termos “Resinas à base de formaldeído” ou “Resinas derivadas de formaldeído” são, em geral, usados para se referirem a qualquer resina ou plástico que é produzido a partir de formaldeído com outros reagentes, como ureia, fenol ou melamina. Por exemplo, a resina de ureia- formaldeído é uma resina termofixa ou plástica não transparente, produzida a partir de ureia e formaldeído. As mesmas são usadas nos adesivos, acabamentos, aglomerados, MDF e objetos moldados. As resinas de formaldeído de fenol (PF) ou resinas fenólicas são polímeros sintéticos obtidos pela reação de fenol ou fenol substituídos por formaldeído. As mesmas foram amplamente usadas para a produção de produtos moldados incluindo bolas de bilhar, balcões de laboratório e como revestimentos e adesivos. -No entanto, no quadro da presente invenção, os termos “resinas à base de formaldeído” ou “resinas derivadas de formaldeído” se referem a uma resina obtida através de reação de formaldeído com um segundo componente, em que o dito segundo componente pode consistir em fenol, ou o dito componente pode ser uma mistura de fenol e pelo menos um dentre lignina, lignossulfonato, tanino, cardanol, óleo de pirólise de biomassa ou hidrocarvão obtido através de tratamento térmico de resíduos agroflorestais, em que, na resina de formaldeído-fenol, até 50 % em peso do fenol é substituído por uma quantidade equivalente em peso de pelo menos um dentre lignina, lignossulfonato, tanino, cardanol, óleo de pirólise de biomassa ou hidrocarvão obtidos através de tratamento térmico de resíduos agroflorestais.
[0052] O termo “monocomponente” na expressão “composição adesiva monocomponente” significa que nenhuma mistura de duas ou mais composições é necessária para obter uma composição adesiva útil, mas a composição é diretamente usada sem outras adições, fazendo a mistura por adição de quaisquer componentes, por exemplo, catalisadores desnecessários antes do uso da composição.
[0053] “Sequestrante de formaldeído” no quadro da presente invenção se refere a qualquer composto que permite reduzir o teor de formaldeído livre em qualquer produto ou composição. Qualquer sequestrante de formaldeído conhecido no Estado da Técnica pode ser usado. Por exemplo, o sequestrante de formaldeído pode ser selecionado a partir de, mas sem limitações, ureia, derivados de ureia, hexamina, grupo amino contendo compostos, hexamina, sais de sulfito e sais de metabissulfito.
[0054] “Resíduos agroflorestais”, como usado no quadro da presente invenção, se refere a qualquer tipo de resíduos biodegradáveis de culturas ou árvores, como, por exemplo, mas sem limitação a, podas de árvore, palhas de cereais, farelo de cereal, cascas de cereal, cascas de milho, cascas de arroz, ervas daninhas, resíduos de cultura, lascas de madeira, pó de serragem e materiais similares, etc.
[0055] “O hidrocarvão obtido através de tratamento térmico de resíduos agroflorestais” se refere ao processo de HTC (Carbonização hidrotérmica) que converte biomassa lignocelulósica em um material carbonáceo de grau lignito. O processo é executado a 200 °C na presença de água. Consequentemente, a água não precisa ser removida antes do processo por secagem, que é uma vantagem do ponto de vista energético em relação a outros processos termoquímicos como torrefação, pirólise ou gaseificação. Por outro lado, a água gera uma pressão de 1,6 MPa (16 bar) e o processo deve ser executado em um reator de pressão de aço inoxidável.
[0056] “Óleo de pirólise de biomassa” se refere a um processo de decomposição térmica na ausência de oxigênio. Três frações são obtidas nesse processo: sólida (carvão, hidrocarvão ou carvão vegetal), gasosa (CO, CO2, H2, CH4, C2Hx,...) e líquida (alcatrão, bio-óleo). O óleo de pirólise se refere à fração líquida.
[0057] “Placas compósitas de madeira” no quadro da presente invenção se refere a placas obtidas aglutinando-se e comprimindo fibras naturais, opcionalmente em combinação com as fibras sintéticas, Exemplos das mesmas, mas sem limitações, são aglomerados, placas de fibra (MDF e HDF), placas compactadas, placas de partícula orientada e compensado.
[0058] “Fibras sintéticas” no quadro da presente invenção se refere às fibras a partir de poliéster, polietileno ou polipropileno.
[0059] “Fibras naturais” no quadro da presente invenção se refere a fibras de madeira, lascas, partículas, flocos ou filamentos e/ou outras fibras naturais como linho, cânhamo, palha de centeio, palha de trigo, palha de arroz, talos de cânhamo, talos de kenaf ou resíduos de cana-de-açúcar.
[0060] A presente invenção se refere a uma composição adesiva monocomponente que compreende uma resina à base de formaldeído e resorcinol, alquilresorcinol e/ou tanino que não são condensados com a resina. A composição adesiva tem um teor de formaldeído livre de 0,1 % em peso ou menos atendendo aos padrões legais cada vez mais restritos em relação à emissão de formaldeído. Na resina à base de formaldeído, fenol pode ser parcialmente substituído por matérias-primas biobaseadas.
[0061] A composição adesiva monocomponente de acordo com a invenção é útil na fabricação de vários materiais, por exemplo, de placas compósitas de madeira, como placas derivadas de madeira, placas de fibra, mantas de fibra naturais e/ou sintéticas, tecidas ou não tecidas para moldagem por compressão e os compósitos resultantes, aglomerados, placas compactadas, placas de partícula orientada, aglomerados e papelões, mas também de isolamentos de lã de pedra ou fibra de vidro.
[0062] De acordo com um primeiro aspecto, a presente invenção se refere a uma composição adesiva aquosa monocomponente que é útil como uma composição de ligante para substratos fibrosos. A composição adesiva aquosa monocomponente da invenção é caracterizada por compreender: (A) de 5 % em peso a 75 % em peso de uma resina à base de formaldeído; a dita resina à base de formaldeído sendo obtida através de reação de formaldeído com um segundo componente, a dita resina à base de formaldeído compreendendo de 0,5 % em peso a 30 % em peso de um sequestrante de formaldeído de modo que a resina à base de formaldeído compreenda 0,1 % em peso ou menos de formaldeído livre, como determinado pelo método de ISO 11402:2004. Em relação ao dito segundo componente na resina à base de formaldeído, há duas opções: - o dito segundo componente consiste em fenol, a razão molar de formaldeído em relação a fenol na resina à base de formaldeído sendo entre 1,5 e 3,0; ou - o dito segundo componente é uma mistura de fenol e pelo menos um dentre lignina, lignossulfonato, tanino, cardanol, óleo de pirólise de biomassa ou hidrocarvão obtido através de tratamento térmico de resíduos agroflorestais, em que, em uma resina de formaldeído- fenol que tem uma razão molar de formaldeído em relação a fenol entre 1,5 e 3,0, até 50 % em peso do fenol é substituído por uma quantidade em peso, de pelo menos um dentre lignina, lignossulfonato, tanino, cardanol, óleo de pirólise de biomassa ou hidrocarvão através de tratamento térmico de resíduos agroflorestais, a dita quantidade em peso sendo exatamente a mesma quantidade de fenol substituído ou até 25 % mais ou menos da quantidade em peso de fenol substituído; (B) de 0,5 a 10 % em peso de pelo menos um composto selecionado a partir de resorcinol, metilresorcinol, etilresorcinol ou tanino não condensados com a resina de formaldeído-fenol;
[0063] A composição adesiva é caracterizada ainda pelo teor de formaldeído livre ser 0,1 % em peso ou menos como determinado pelo método de ISO 11402:2004.
[0064] A porcentagem em peso indicada para o component (8) se refere à soma total de quantidades de resorcinol, metilresorcinol, etilresorcinol ou tanino na composição adesiva.
[0065] O sequestrante de formaldeído pode ser selecionado a partir de, mas sem limitações, ureia, derivados de ureia, hexamina, compostos contendo grupo amino, hexamina, sais de sulfito e sais de metabissulfito. O sequestrante pode estar contido na resina à base de formaldeído em concentrações, por exemplo, entre 0,5 % em peso e 20 % em peso, ou entre 0,5 % em peso e 15 % em peso, ou entre 1 % em peso e 30 % em peso, ou entre 1 % em peso e 20 % em grupo, ou entre 1 % em peso e 15 % em peso, ou entre 2 % em peso e 20 % em peso, ou entre 5 % em peso e 20 % em peso, ou entre 5 % em peso e 15 % em peso, dentre outras.
[0066] Quando o segundo componente é uma mistura de fenol e pelo menos um dentre lignina, lignossulfonato, tanino, cardanol, óleo de pirólise de biomassa ou hidrocarvão obtido através de tratamento térmico de resíduos agroflorestais, significa que, em uma resina de formaldeído-fenol que tem uma razão molar teórica de formaldeído em relação a fenol que é entre 1,5 e 3,0 antes de reagir o dito formaldeído com o segundo componente, até 50 % em peso do fenol é substituído por pelo menos um dentre lignina, lignossulfonato, tanino, cardanol, óleo de pirólise de biomassa ou hidrocarvão obtido através de tratamento térmico de resíduos agroflorestais. A quantidade em peso de fenol retirado é substituída por uma quantidade em peso que é exatamente a mesma quantidade em peso de fenol substituído, ou até 3 %, até 5 %, até 10 %, até 20 % ou até 25 % mais ou menos da quantidade em peso de fenol substituído de um dentre lignina, lignossulfonato, tanino, cardanol, óleo de pirólise de biomassa ou hidrocarvão obtido através de tratamento térmico de resíduos agroflorestais, ou por uma quantidade em peso que é exatamente a mesma quantidade em peso de fenol substituído, ou até 3 %, até 5 %, até 10 %, até 20 % ou até 25 % mais ou menos da quantidade em peso de fenol substituído de uma mistura compreendendo dois ou mais dentre lignina, lignossulfonato, tanino, cardanol, óleo de pirólise de biomassa ou hidrocarvão obtido através de tratamento térmico de resíduos agroflorestais. De preferência, o fenol é substituído por uma quantidade em peso de um dentre, ou uma mistura de dois ou mais, lignina, lignossulfonato, tanino, cardanol, óleo de pirólise de biomassa ou hidrocarvão obtido através de tratamento térmico de resíduos agroflorestais que é exatamente a mesma quantidade em peso de fenol substituído, ou até 3 % mais ou menos da dita quantidade em peso. De preferência, mas sem limitação a, no mesmo segundo componente, a lignina é selecionada a partir de lignina kraft e lignina organosolv; o lignossulfonato é selecionado a partir de sais de sódio, potássio e amônio; e o tanino é selecionado a partir de tanino de quebracho, mimosa, pinho ou abeto.
[0067] De acordo com uma modalidade, a composição adesiva monocomponente da invenção compreende de 30 % em peso a 65 % em peso da resina à base de formaldeído definida acima. De acordo com uma modalidade adicional, a composição compreende de 40 % em peso a 55 % em peso da resina à base de formaldeído.
[0068] Como indicado acima, a composição adesiva monocomponente da invenção compreende entre 0,5 % em peso e 10 % em peso de um dentre resorcinol, metilresorcinol, etilresorcinol ou tanino, ou entre 0,5 % em peso e 10 % em peso de uma mistura de dois ou mais dentre resorcinol, metilresorcinol, etilresorcinol ou tanino. De acordo com modalidades particulares, a composição compreende entre 2 % em peso e 8 % em peso de resorcinol, metilresorcinol, etilresorcinol ou tanino, ou entre 2 % em peso de 8 % em peso de uma mistura de dois ou maia dos mesmos; ou entre 3 % em peso e 8 % em peso, ou entre 4 % em peso e 8 % em peso ou entre 4 % em peso e 6 % em peso de resorcinol, metilresorcinol, etilresorcinol ou tanino, ou de uma mistura de dois ou mais dos mesmos. O resorcinol, metilresorcinol, etilresorcinol ou tanino não é condensado com a resina de formaldeído-fenol, isto é, a composição é livre de condensados de fenol-formaldeído- (resorcinol/metilresorcinol/etilresorcinol/tanino). Isso é alcançado, como será detalhado ainda doravante no presente documento, ao adicionar o resorcinol à composição uma vez que a reação ou condensação de fenol e formaldeído se concluiu, em condições que evitam condensação adicional, a saber, a temperaturas de 20 °C ou menos, de preferência, a temperaturas de 15 °C ou menos, por exemplo, entre 10 e 20 °C, ou por exemplo, a 14 e 16 °C.
[0069] A razão molar de formaldeído em relação a fenol na resina à base de formaldeído que é parte da composição adesiva monocomponente da invenção pode ser entre 1,5 e 3, ou entre 1,6 e 2,7.
[0070] De acordo com um aspecto adicional, a invenção se refere a um processo para obter a composição adesiva monocomponente da invenção como definido acima. O processo compreende as etapas de: a) fornecer uma resina à base de formaldeído, obtida através de reação de formaldeído com um segundo componente, em que - o dito segundo componente consiste em fenol, a razão molar de formaldeído em relação a fenol na resina à base de formaldeído sendo entre 1,5 e 3,0; ou - o dito segundo componente é uma mistura de fenol e pelo menos um dentre lignina, lignossulfonato, tanino, cardanol, óleo de pirólise de biomassa ou hidrocarvão obtido através de tratamento térmico de resíduos agroflorestais, em que, em uma resina de formaldeído-fenol que tem uma razão molar de formaldeído em relação a fenol entre 1,5 e 3,0, até 50 % em peso do fenol é substituído por uma quantidade em peso, de pelo menos um dentre lignina, lignossulfonato, tanino, cardanol, óleo de pirólise de biomassa ou hidrocarvão através de tratamento térmico de resíduos agroflorestais, a dita quantidade em peso sendo exatamente a mesma quantidade de fenol substituído ou até 25 % mais ou menos da quantidade em peso de fenol substituído; b) adicionar de 0,5 % em peso a 30 % em peso de um sequestrante de formaldeído selecionado a partir de ureia, derivados de ureia, hexamina, compostos contendo grupo amino, hexamina, sais de sulfito e sais de metabissulfito a uma temperatura de 20 a 60°C até uma resina à base de formaldeído compreendendo 0,1 % em peso ou menos de formaldeído livre como determinado pelo método de ISO 11402:2004 ser obtida; c) resfriar a 10-20 °C e adicionar de 1 a 10 % em peso de pelo menos um composto selecionado a partir de resorcinol, metilresorcinol, etilresorcinol ou tanino.
[0071] Ao resfriar a mistura a uma temperatura tão baixa quanto 10-20 °C, evita a formação de condensados de fenol- formaldeído-(resorcinol/metilresorcinol/etilresorcinol/tanino).
[0072] De acordo com uma modalidade, na etapa a) do processo descrito acima, a resina à base de formaldeído é preparada através de reação de condensação de formaldeído com um segundo componente, em um meio aquoso, na presença de 0,5 % em peso a 15 % em peso de um catalisador básico em um pH inicial de 8 a 13, e a temperaturas entre 55 °C e 90 °C.
[0073] No processo acima, o catalisador básico é selecionado a partir de NaOH, KOH e Ca(OH)2, embora outros catalisadores básicos possam ser usados e sejam destinados a serem incluídos no escopo da presente invenção.
[0074] Um aspecto adicional da invenção consiste em uma composição de ligante para substratos fibrosos que compreende a composição adesiva monocomponente definida acima ou obtida de acordo com o processo definido acima. A composição de ligante pode compreender ainda um ou mais aditivos que podem ser selecionados a partir de, mas sem limitação, emulsão hidrofóbica, amaciantes de fibra (por exemplo, mas sem limitação a, sais de sulfito e bissulfito), promotores de adesão (por exemplo, mas sem limitação a, aminossilanos, etilsilanos, metilsilanos e vinilsilanos), retardadores de chama (por exemplo, mas sem limitação a, polifosfato de amônio e sais de fosfato), reticuladores (por exemplo, mas sem limitação a, diciandiamina e guanidina), catalisadores (por exemplo, mas sem limitação a, ácidos e sais), e corantes (por exemplo, mas sem limitação a, verde de malaquita).
[0075] De acordo com um aspecto adicional, a invenção se refere ao uso da composição de ligante acima para ligar vários materiais, como fibras, lascas, partículas, flocos ou laminados de madeira, e/ou fibras sintéticas, como fibras obtidas a partir de poliéster, polietileno ou polipropileno ou fibra de vidro ou lã de pedra, e/ou fibras naturais como linho, cânhamo, palha de centeio, palha de trigo, palha de arroz, talos de cânhamo, talos de kenaf ou resíduos de cana- de-açúcar e/ou fibras de celulose e/ou partículas de celulose. As fibras ou partículas de celulose são, de preferência, de tamanho micrométrico ou nanométrico, por exemplo, entre 70 nm e 700 μm, ou entre 100 nm e 100 μm.
[0076] A composição de ligante definida acima pode ser usada, por exemplo, mas sem limitação a, na fabricação de placas compósitas de madeira, como placas derivadas de madeira, placas de fibra, naturais e/ou sintéticas, mantas de fibra tecidas ou não tecidas para moldagem por compressão e os compósitos resultantes, aglomerados, placas compactadas, placas de partícula orientada.
[0077] A presente invenção se refere também a quaisquer produtos obtidos do uso da composição de ligante definida acima, especialmente, mas sem limitação a, quaisquer placas de madeira ou compósitas fabricadas ao ligar vários materiais, como fibras, lascas, partículas, flocos ou laminados de madeira, e/ou fibras sintéticas, como fibras obtidas a partir de poliéster, polietileno ou polipropileno ou fibra de vidro ou lã de pedra, e/ou fibras naturais como linho, cânhamo, palha de centeio, palha de trigo, palha de arroz, talos de cânhamo, talos de kenaf ou resíduos de cana- de-açúcar e/ou fibras de celulose e/ou partículas de celulose. Ou seja, as placas podem ser fabricadas apenas através de ligação com a composição de ligante definida acima, fibras derivadas de madeira ou outras fibras naturais ou fibras/partículas de celulose, ou podem ser fabricadas através de ligação com a composição de ligante definida acima, fibras derivadas de madeira combinada com fibras sintéticas, ou fibras sintéticas combinadas com outras fibras naturais como definido acima, ou uma combinação de derivados de madeira, fibras sintéticas e outras fibras naturais como definido acima.
[0078] A seguir, a invenção será adicionalmente ilustrada por meio de exemplos e exemplos comparativos. Os exemplos não devem, em caso algum, ser interpretados como limitantes do escopo da invenção, mas apenas como uma ilustração da invenção.
[0079] Foram carregados 270 g de solução de formaldeído aquosa a 55 % em peso em um frasco de 1 l e o agitador foi ligado. Foram carregados 429 g de água. Foram carregados 240 g de Fenol. A mistura foi resfriada a 29-31 °C. Foram adicionados 20 g de hidróxido de sódio em uma solução aquosa a 50 % em peso; a mistura foi aquecida a 63-65 °C.
[0080] Nesse momento, a reação exotérmica começou. Nessa primeira fase, a condensação foi executada a 85 °C. Portanto, a reação exotérmica teve que ser completamente controlada até que sua temperatura fosse atingida. Quando se atingiu 65°C, a mistura foi resfriada a 63 °C. Quando se atingiu 75 °C, a mistura foi resfriada a 73 °C. Quando se atingiu 85°C, a mistura foi resfriada a 84 °C. Então, a mistura foi entre 84 e 86 °C até uma viscosidade de 20-30 cP ser atingida.
[0081] Então, alíquotas de 50 ml foram tomadas (as alíquotas são retornadas para o frasco após medir a viscosidade das mesmas), e sua viscosidade medida a 20 °C, em intervalos de 15 minutos, e os valores obtidos foram registrados em um gráfico correspondente. Quando uma viscosidade a 20 °C de entre 20 - 30 cP foi atingida, a mistura foi resfriada a 74 - 76 °C; quando uma viscosidade a 20 °C de 40 - 50 cP foi atingida, a mistura foi resfriada a 58 - 62 °C, a fim de controlar melhor o corte de condensação. Então, a viscosidade a 20 °C foi medida em intervalos de 10 a 15 minutos até uma viscosidade a 20 °C entre 140 e 160 cP ser atingida. (Medida com o viscosímetro rotacional Brookfield).
[0082] Uma vez que essa viscosidade foi atingida, a mistura foi resfriada o mais rápido possível.
[0083] Quando a mistura foi resfriada a 55 - 60 °C, foram adicionados 40 g de ureia.
[0084] A mistura foi resfriada ainda a 12 - 15 °C.
[0085] Uma resina de acordo com o Exemplo 1 foi preparada; uma vez que a mistura atingiu uma temperatura de 12 - 15 °C, foram adicionados 20 g de uma solução de resorcinol a 50 % em peso em água.
[0086] Uma resina de acordo com o Exemplo 1 foi preparada; uma vez que a mistura atingiu uma temperatura de 12 - 15 °C, foram adicionados 40 g de uma solução de resorcinol a 50 % em peso em água.
[0087] Uma resina de acordo com o Exemplo 1 foi preparada; uma vez que a mistura atingiu uma temperatura de 12 - 15 °C, foram adicionados 60 g de uma solução de resorcinol a 50 % em peso em água.
[0088] Uma resina de acordo com o Exemplo 1 foi preparada;uma vez que a mistura atingiu uma temperatura de 12 - 15 °C, foram adicionados 80 g de uma solução de resorcinol a 50 % em peso em água.
[0089] Fo ram carregados 364 g de uma solução de formaldeído aquosa a 55 % em peso em um frasco de 1 l e o agitador foi ligado. Foram carregados 230 g de água. Foram carregados 295 g de Fenol. A mistura foi resfriada a 29-31 °C. Foram adicionados 33 g de uma solução de hidróxido de sódio aquosa a 50 % em peso.
[0090] Nesse momento, a reação exotérmica começou.
[0091] A mistura foi aquecida a 60 °C, e é levada a 85 °C através de uma reação exotérmica controlada.
[0092] Quando se atingiu 56 °C, a mistura foi resfriada a 55 °C.
[0093] Quando se atingiu 65 °C, a mistura foi resfriada a 64 °C.
[0094] Quando se atingiu 73 °C, a mistura foi resfriada a 72 °C.
[0095] Quando se atingiu 78 °C, a mistura foi resfriada a 77 °C.
[0096] Quando se atingiu 86 °C, a mistura foi resfriada a 85 °C.
[0097] A mistura foi mantida a 84 - 86 °C durante a condensação.
[0098] Alíquotas de 50 ml foram tomadas em intervalos de 15 minutos (as alíquotas são retornadas para o frasco após medir a viscosidade das mesmas), e a viscosidade a 25 °C foi medida e os valores registrados no gráfico correspondente.Quando a viscosidade a 25 °C estava entre 30-35 cP, a mistura era resfriada a 78-80 °C.
[0099] Novamente, alíquotas de 50 ml foram tomadas em intervalos de 15 minutos, e a viscosidade a 25 °C foi medida, e os valores registrados no gráfico correspondente. Quando a viscosidade a 25 °C atingiu 40-60 cP, a reação foi interrompida através de resfriamento rápido até atingir 7476 °C. A viscosidade a 25 °C foi determinada novamente por meio de uma alíquota de 50 ml, anotando o valor como viscosidade de corte da primeira condensação.
[0100] Uma vez que a dita temperatura de 74-76 °C foi atingida, foram adicionados 33 g de Hidróxido de Sódio. Uma reação exotérmica se desenvolveu, a qual teve que ser controlada não permitindo que a temperatura eleve acima de 78-80 °C, aplicando resfriamento, se necessário.
[0101] A 78 - 80 °C, a viscosidade a 25 °C foi determinada por meio de uma alíquota de 50 ml em intervalos de 15 minutos, e os valores foram registrados no gráfico correspondente. Quando a viscosidade a 25 °C atingiu 100-130 cP, a reação foi interrompida através de resfriamento rápido para atingir 72-74 °C. A viscosidade a 25 °C foi determinada novamente por meio de uma alíquota de 50 ml, anotando o valor como viscosidade do segundo corte de condensação.
[0102] Uma vez que a dita temperatura de 72-74 °C foi atingida, foram adicionados 33 g de Hidróxido de Sódio. Uma reação exotérmica se desenvolveu, a qual teve que ser controlada não permitindo que a temperatura eleve acima de 76-78 °C, aplicando resfriamento, se necessário.
[0103] A 76-78 °C, a viscosidade a 25 °C foi determinada em intervalos de 15 minutos por meio de uma alíquota de 50 ml, e os valores foram registrados no gráfico correspondente. Quando a viscosidade a 25 °C atingiu 140 - 180 cP, a mistura de reação foi resfriada entre 3 e 5 C abaixo da temperatura anterior a fim de controlar melhor a reação até atingir uma viscosidade de 240 - 280 cP a 25 °C; uma vez que essa viscosidade foi atingida, a mistura de reação foi resfriada o mais rápido possível para interromper a reação até atingir 59 - 61 °C. A essa temperatura, a viscosidade a 25 °C foi determinada por meio de uma alíquota de 50 ml, anotando o valor como viscosidade do terceiro corte de condensação.
[0104] Uma vez que essa viscosidade foi atingida, a mistura de reação foi resfriada o mais rápido possível.
[0105] Quando a mistura foi resfriada a 55 - 60 °C, foram adicionados 10 g de ureia.
[0106] A mistura foi resfriada a 12 - 15 °C.
[0107] Uma resina de acordo com o Exemplo 6 foi preparada; uma vez que a mistura atingiu uma temperatura de 12 - 15 °C, foram adicionados 20 g de uma solução de resorcinol a 50 % em peso em água.
[0108] Uma resina de acordo com o Exemplo 6 foi preparada; uma vez que a mistura atingiu uma temperatura de 12 - 15 °C, foram adicionados 40 g de uma solução de resorcinol a 50 % em peso em água.
[0109] Uma resina de acordo com o Exemplo 6 foi preparada; uma vez que a mistura atingiu uma temperatura de 12 - 15 °C,foram adicionados 60 g de uma solução de resorcinol a 50 % em peso em água.
[0110] Uma resina de acordo com o Exemplo 6 foi preparada; uma vez que a mistura atingiu uma temperatura de 12 - 15 °C, foram adicionados 80 g de uma solução de resorcinol a 50 % em peso em água.
[0111] Uma resina de acordo com o Exemplo 6 foi preparada; uma vez que a mistura atingiu uma temperatura de 12 - 15 °C, foram adicionados 40 g de uma solução de tanino de mimosa aquosa a 50 % em peso (Bondtite 345).
[0112] Uma resina de acordo com o Exemplo 6 foi preparada; uma vez que a mistura atingiu uma temperatura de 12 - 15 °C,foram adicionados 80 g de uma solução de tanino de mimosa a 50 % em peso (Bondtite 345).
[0113] Uma resina de acordo com o Exemplo 6 foi preparada; uma vez que a mistura atingiu uma temperatura de 12 - 15 °C, foram adicionados 120 g de uma solução de tanino de mimosa a 50 % em peso (Bondtite 345).
[0114] Uma resina de acordo com o Exemplo 1 foi preparada; uma vez que a mistura atingiu uma temperatura de 12 - 15 °C, foram adicionados 40 g de uma solução de alquilresorcinol a 50 % em peso (uma mistura de metilresorcinol (superior a 48 % em peso) e etilresorcinol (inferior a 12 % em peso)) em água.
[0115] Uma resina de acordo com o Exemplo 1 foi preparada; uma vez que a mistura atingiu uma temperatura de 12 - 15 °C, foram adicionados 60 g de uma solução de alquilresorcinol a 50 % em peso (uma mistura de metilresorcinol (superior a 48 % em peso) e etilresorcinol (inferior a 12 % em peso)) em água.
[0116] Uma resina de acordo com o Exemplo 1 foi preparada; uma vez que a mistura atingiu uma temperatura de 12 - 15 °C, foram adicionados 80 g de uma solução de alquilresorcinol a 50 % em peso (uma mistura de metilresorcinol (superior a 48 % em peso) e etilresorcinol (inferior a 12 % em peso)) em água.
[0117] As placas de fibra foram fabricadas em escala industrial na fábrica da MDF FINSA localizada em Padron (A Coruna), 6 de setembro de 2017, ao usar a resina de PF do Exemplo 6 e a resina de PF com resorcinol pós-adicionado do Exemplo 10. A resina foi adicionada à fibra de madeira de Pinus Pinaster em um sistema de linha de sopro e após a secagem em dois estágios, a manta foi formada e prensada em uma prensa contínua. O fluxograma do processo é mostrado na Figura 2. As condições, como porcentagem de cola, fator de prensa e temperatura, foram alteradas, e a qualidade das placas obtidas testada e comparada.
[0118] Os resultados são mostrados nos Exemplos subsequentes.
[0119] As placas de fibra foram fabricadas em escala industrial de acordo com o Exemplo 17.
[0120] A placa de fibra FB1 foi fabricada com o uso da resina de acordo com o Exemplo 6; as placas de fibra FB2 a FB6 foram fabricadas com o uso da resina de acordo com o Exemplo 10.
[0121] Para a fabricação de placas de fibra FB1 e FB2, um fator de prensa de cerca de 14,5 foi aplicado. Para a placa de fibra FB3, o fator de prensa foi reduzido para cerca de 13,5; para as placas de vidro FB4 e FB5, para cerca de 13,0; para FB6, para cerca de 12,5.
[0122] Para a fabricação de placas de fibra FB1 a FB4, resina a 17 % em peso foi usada, para as placas de fibra FB5 e FB6, essa porcentagem foi reduzida (consulte a Tabela 1 abaixo).Tabela 1Tabela 2
[0123] Como pode ser observado, as placas de fibra obtidas com a resina de PF com resorcinol pós-adicionado, isto é, placas de fibra FB2 a FB6, têm todas uma resistência à ligação similar ou mesmo aumentada (I.B.). A IB após submeter às placas a um teste de envelhecimento V-100 (EN-319 1087 Parte 1) é muito melhor nas placas de fibra fabricadas com o uso de resina com resorcinol pós-adicionado (FB2 a FB6), independentemente de condições, como fator de prensa ou % de cola, que na resina sem resorcinol pós-adicionado (FB1). Outras propriedades, como inchaço, absorbância de água ou umidade, não são alteradas ao usar resina com resorcinol pós-adicionado.
[0124] As placas de fibra foram fabricadas ao usar a resina de PF do Exemplo 1, uma resina de PF comercial (RES 3250®), a resina de PF com resorcinol pós-adicionado do Exemplo 5 (contendo resorcinol a 4 % em peso), e a dita resina de PF comercial, adicionando resorcinol a 4 % em peso à mesma. A fibra de madeira de Pinus pinaster e resina (15 % em peso de resina, seca/seca) foram misturadas na usina piloto da FORESA (empresa espanhola FORESA, S.A. (http://www.foresa.com/en), com o uso de um misturador para aspergir a resina sobre a fibra, uma formação manual da manta e a prensa de placa de formação de compósito. Na fabricação de placas de fibra com o uso da resina de PF do Exemplo 1, a temperatura de prensa foi gradualmente diminuída a partir de 200 °C (placa 1,1 na Tabela 3) para 135 °C (placa 1,6 na Tabela 3). Todas as placas remanescentes foram fabricadas através do uso da temperatura de prensa mais baixa, ou seja, 135 °C. A aparência de compósito foi inspecionada em relação a bolhas e manchas. Os resultados estão reunidos na Tabela 3 abaixo.Tabela 3
[0125] As placas fabricadas com a resina de acordo com o Exemplo 1 (sem resorcinol: placas 1,1 a 1,6 na Tabela 3) apenas apresentaram uma aparência perfeita quando fabricadas na temperatura de prensa padrão de 200 °C (placa 1,1 na Tabela 3). Assim que a temperatura de prensa foi 160 °C ou menos, bolhas apareceram e as placas não atenderam aos requisitos de qualidade (placas 1,2 a 1,6 na Tabela 3). Todas as placas fabricadas com a resina de PF comercial a 135 °C, apresentaram bolhas, e, assim, as placas não atenderam aos requisitos de qualidade (placas 23,1 e 3,5 na Tabela 3).
[0126] Tanto as placas fabricadas com a resina de acordo com o Exemplo 5 (com resorcinol pós-adicionado: placas 2,1 a 2,4 na Tabela 3) e quanto com a resina de PF comercial contendo resorcinol pós-adicionado (placas 4,1 a 4,4 na Tabela 3) fabricada a uma temperatura de prensa de 135 °C tiveram uma aparência perfeita com a exceção de manchas eventuais. Assim, mesmo com uma temperatura de prensa muito inferior (135 °C versus o padrão de 200 °C), as placas fabricadas com resinas contendo resorcinol pós-adicionado tiveram uma aparência perfeita e atenderam aos requisitos de qualidade.
[0127] As placas de fibra foram fabricadas com o uso das resinas de PF do Exemplo 6, da resina de PF com resorcinol pós-adicionado do Exemplo 10 e das resinas de PF dos Exemplos 11, 12 e 13, contendo tanino pós-adicionado (Bondtite 345). A fibra de madeira de Pinus pinaster e resina foram misturadas em condições conhecidas no estado da técnica na usina piloto da FORESA com o uso de um misturador para aspergir a resina sobre a fibra, uma formação manual da manta e a prensa de placa de formação de compósito. A IB e a porcentagem de inchaço foram determinadas para todas as placas tanto antes quanto após submeter as mesmas a um teste de envelhecimento V-100 (EN-319 1087 Parte 1). Os resultados são mostrados na Tabela 4 e na Figura 1.Tabela 4
[0128] Fo ram carregados 364 g de uma solução de formaldeído aquosa a 55 % em peso em um frasco de 1 l e o agitador foi ligado. Foram carregados 230 g de água. Foram carregados 220 g de Fenol e foram adicionados 75 g de lignin kraft. A mistura foi resfriada a 29 - 31 °C. Foram adicionados 40 g de uma solução de hidróxido de sódio aquosa a 50 % em peso.
[0129] Nesse momento, a reação exotérmica começou.
[0130] A mistura foi aquecida a 60 °C, e é levada a 85 °C através de uma reação exotérmica controlada.
[0131] Quando se atingiu 56 °C, a mistura foi resfriada a 55 °C.
[0132] Quando se atingiu 65 °C, a mistura foi resfriada a 64 °C.
[0133] Quando se atingiu 73 °C, a mistura foi resfriada a 72 °C.
[0134] Quando se atingiu 78 °C, a mistura foi resfriada a 77 °C.
[0135] Quando se atingiu 86 °C, a mistura foi resfriada a 85 °C.
[0136] A mistura foi mantida a 84 - 86 °C durante a condensação.
[0137] Alíquotas de 50 ml foram tomadas em intervalos de 15 minutos (as alíquotas são retornadas para o frasco após medir a viscosidade das mesmas), e a viscosidade a 25 °C foi medida e os valores registrados no gráfico correspondente. Quando a viscosidade a 25 °C estava entre 30-35 cP, a mistura era resfriada a 78-80 °C.
[0138] Novamente, alíquotas de 50 ml foram tomadas em intervalos de 15 minutos, e a viscosidade a 25 °C foi medida, e os valores registrados no gráfico correspondente. Quando a viscosidade a 25 °C atingiu 40-60 cP, a reação foi interrompida através de resfriamento rápido até atingir 7476 °C. A viscosidade a 25 °C foi determinada novamente por meio de uma alíquota de 50 ml, anotando o valor como viscosidade de corte da primeira condensação.
[0139] Uma vez que a dita temperatura de 74-76 °C foi atingida, foram adicionados 40 g de Hidróxido de Sódio. Uma reação exotérmica se desenvolveu, a qual teve que ser controlada não permitindo que a temperatura eleve acima de 78-80 °C, aplicando resfriamento, se necessário.
[0140] A 78 - 80 °C, a viscosidade a 25 °C foi determinada por meio de uma alíquota de 50 ml em intervalos de 15 minutos, e os valores foram registrados no gráfico correspondente. Quando a viscosidade a 25 °C atingiu 100-130 cP, a reação foi interrompida através de resfriamento rápido para atingir 72-74 °C. A viscosidade a 25 °C foi determinada novamente por meio de uma alíquota de 50 ml, anotando o valor como viscosidade do segundo corte de condensação.
[0141] Uma vez que a dita temperatura de 72-74 °C foi atingida, foram adicionados 40 g de Hidróxido de Sódio. Uma reação exotérmica se desenvolveu, a qual teve que ser controlada não permitindo que a temperatura eleve acima de 76-78 °C, aplicando resfriamento, se necessário.
[0142] A 76-78 °C, a viscosidade a 25 °C foi determinada em intervalos de 15 minutos por meio de uma alíquota de 50 ml, e os valores foram registrados no gráfico correspondente. Quando a viscosidade a 25 °C atingiu 140 - 180 cP, a mistura de reação foi resfriada entre 3 e 5 C abaixo da temperatura anterior a fim de controlar melhor a reação até atingir uma viscosidade de 240 - 280 cP a 25 °C; uma vez que essa viscosidade foi atingida, a mistura de reação foi resfriada o mais rápido possível para interromper a reação até atingir 59 - 61 °C. A essa temperatura, a viscosidade a 25 °C foi determinada por meio de uma alíquota de 50 ml, anotando o valor como viscosidade do terceiro corte de condensação.
[0143] Uma vez que essa viscosidade foi atingida, a mistura de reação foi resfriada o mais rápido possível.
[0144] Quando a mistura foi resfriada a 55 - 60 °C, foram adicionados 10 g de ureia.
[0145] A mistura foi resfriada a 12 - 15 °C.
[0146] Uma vez que a mistura atingiu uma temperatura de 12 - 15 °C, foram adicionados 80 g de uma solução de resorcinol a 50 % em peso em água.
[0147] Fo ram carregados 364 g de uma solução de formaldeído aquosa a 55 % em peso em um frasco de 1 l e o agitador foi ligado. Foram carregados 230 g de água. Foram carregados 220 g de Fenol e foram adicionados 75 g de óleo de pirólise. A mistura foi resfriada a 29 - 31 °C. Foram adicionados 40 g de uma solução de hidróxido de sódio aquosa a 50 % em peso.
[0148] Nesse momento, a reação exotérmica começou.
[0149] A mistura foi aquecida a 60 °C, e é levada a 85 °C através de uma reação exotérmica controlada.
[0150] Quando se atingiu 56 °C, a mistura foi resfriada a 55 °C.
[0151] Quando se atingiu 65 °C, a mistura foi resfriada a 64 °C.
[0152] Quando se atingiu 73 °C, a mistura foi resfriada a 72 °C.
[0153] Quando se atingiu 78 °C, a mistura foi resfriada a 77 °C.
[0154] Quando se atingiu 86 °C, a mistura foi resfriada a 85 °C.
[0155] A mistura foi mantida a 84 - 86 °C durante a condensação.
[0156] Alíquotas de 50 ml foram tomadas em intervalos de 15 minutos (as alíquotas são retornadas para o frasco após medir a viscosidade das mesmas), e a viscosidade a 25 °C foi medida e os valores registrados no gráfico correspondente. Quando a viscosidade a 25 °C estava entre 30-35 cP, a mistura era resfriada a 78-80 °C.
[0157] Novamente, alíquotas de 50 ml foram tomadas em intervalos de 15 minutos, e a viscosidade a 25 °C foi medida, e os valores registrados no gráfico correspondente. Quando a viscosidade a 25 °C atingiu 40-60 cP, a reação foi interrompida através de resfriamento rápido até atingir 7476 °C. A viscosidade a 25 °C foi determinada novamente por meio de uma alíquota de 50 ml, anotando o valor como viscosidade de corte da primeira condensação.
[0158] Uma vez que a dita temperatura de 74-76 °C foi atingida, foram adicionados 40 g de Hidróxido de Sódio. Uma reação exotérmica se desenvolveu, a qual teve que ser controlada não permitindo que a temperatura eleve acima de 78-80 °C, aplicando resfriamento, se necessário.
[0159] A 78 - 80 °C, a viscosidade a 25 °C foi determinada por meio de uma alíquota de 50 ml em intervalos de 15 minutos, e os valores foram registrados no gráfico correspondente. Quando a viscosidade a 25 °C atingiu 100-130 cP, a reação foi interrompida através de resfriamento rápido para atingir 72-74 °C. A viscosidade a 25 °C foi determinada novamente por meio de uma alíquota de 50 ml, anotando o valor como viscosidade do segundo corte de condensação.
[0160] Uma vez que a dita temperatura de 72-74 °C foi atingida, foram adicionados 40 g de Hidróxido de Sódio. Uma reação exotérmica se desenvolveu, a qual teve que ser controlada não permitindo que a temperatura eleve acima de 76-78 °C, aplicando resfriamento, se necessário.
[0161] A 76-78 °C, a viscosidade a 25 °C foi determinada em intervalos de 15 minutos por meio de uma alíquota de 50 ml, e os valores foram registrados no gráfico correspondente. Quando a viscosidade a 25 °C atingiu 140 - 180 cP, a mistura de reação foi resfriada entre 3 e 5 C abaixo da temperatura anterior a fim de controlar melhor a reação até atingir uma viscosidade de 240 - 280 cP a 25 °C; uma vez que essa viscosidade foi atingida, a mistura de reação foi resfriada o mais rápido possível para interromper a reação até atingir 59 - 61 °C. A essa temperatura, a viscosidade a 25 °C foi determinada por meio de uma alíquota de 50 ml, anotando o valor como viscosidade do terceiro corte de condensação.
[0162] Uma vez que essa viscosidade foi atingida, a mistura de reação foi resfriada o mais rápido possível.
[0163] Quando a mistura foi resfriada a 55 - 60 °C, foram adicionados 10 g de ureia.
[0164] A mistura foi resfriada a 12 - 15 °C.
[0165] Uma vez que a mistura atingiu uma temperatura de 12 - 15 °C, foram adicionados 80 g de uma solução de resorcinol a 50 % em peso em água.
[0166] Fo ram carregados 364 g de uma solução de formaldeído aquosa a 55 % em peso em um frasco de 1 l e o agitador foi ligado. Foram carregados 230 g de água. Foram carregados 220 g de Fenol e foram adicionados 75 g de cardanol. A mistura foi resfriada a 29-31 °C. Foram adicionados 40 g de uma solução de hidróxido de sódio aquosa a 50 % em peso.
[0167] Nesse momento, a reação exotérmica começou.
[0168] A mistura foi aquecida a 60 °C, e é levada a 85 °C através de uma reação exotérmica controlada.
[0169] Quando se atingiu 56 °C, a mistura foi resfriada a 55 °C.
[0170] Quando se atingiu 65 °C, a mistura foi resfriada a 64 °C.
[0171] Quando se atingiu 73 °C, a mistura foi resfriada a 72 °C.
[0172] Quando se atingiu 78 °C, a mistura foi resfriada a 77 °C.
[0173] Quando se atingiu 86 °C, a mistura foi resfriada a 85 °C.
[0174] A mistura foi mantida a 84 - 86 °C durante a condensação.
[0175] Alíquotas de 50 ml foram tomadas em intervalos de 15 minutos (as alíquotas são retornadas para o frasco após medir a viscosidade das mesmas), e a viscosidade a 25 °C foi medida e os valores registrados no gráfico correspondente. Quando a viscosidade a 25 °C estava entre 30-35 cP, a mistura era resfriada a 78-80 °C.
[0176] Novamente, alíquotas de 50 ml foram tomadas em intervalos de 15 minutos, e a viscosidade a 25 °C foi medida, e os valores registrados no gráfico correspondente. Quando a viscosidade a 25 °C atingiu 40-60 cP, a reação foi interrompida através de resfriamento rápido até atingir 7476 °C. A viscosidade a 25 °C foi determinada novamente por meio de uma alíquota de 50 ml, anotando o valor como viscosidade de corte da primeira condensação.
[0177] Uma vez que a dita temperatura de 74-76 °C foi atingida, foram adicionados 40 g de Hidróxido de Sódio. Uma reação exotérmica se desenvolveu, a qual teve que ser controlada não permitindo que a temperatura eleve acima de 78-80 °C, aplicando resfriamento, se necessário.
[0178] A 78 - 80 °C, a viscosidade a 25 °C foi determinada por meio de uma alíquota de 50 ml em intervalos de 15 minutos, e os valores foram registrados no gráfico correspondente. Quando a viscosidade a 25 °C atingiu 100-130 cP, a reação foi interrompida através de resfriamento rápido para atingir 72-74 °C. A viscosidade a 25 °C foi determinada novamente por meio de uma alíquota de 50 ml, anotando o valor como viscosidade do segundo corte de condensação.
[0179] Uma vez que a dita temperatura de 72-74 °C foi atingida, foram adicionados 40 g de Hidróxido de Sódio. Uma reação exotérmica se desenvolveu, a qual teve que ser controlada não permitindo que a temperatura eleve acima de 76-78 °C, aplicando resfriamento, se necessário.
[0180] A 76-78 °C, a viscosidade a 25 °C foi determinada em intervalos de 15 minutos por meio de uma alíquota de 50 ml, e os valores foram registrados no gráfico correspondente. Quando a viscosidade a 25 °C atingiu 140 - 180 cP, a mistura de reação foi resfriada entre 3 e 5 C abaixo da temperatura anterior a fim de controlar melhor a reação até atingir uma viscosidade de 240 - 280 cP a 25 °C; uma vez que essa viscosidade foi atingida, a mistura de reação foi resfriada o mais rápido possível para interromper a reação até atingir 59 - 61 °C. A essa temperatura, a viscosidade a 25 °C foi determinada por meio de uma alíquota de 50 ml, anotando o valor como viscosidade do terceiro corte de condensação.
[0181] Uma vez que essa viscosidade foi atingida, a mistura de reação foi resfriada o mais rápido possível.
[0182] Quando a mistura foi resfriada a 55 - 60 °C, foram adicionados 10 g de ureia.
[0183] A mistura foi resfriada a 12 - 15 °C.
[0184] Uma vez que a mistura atingiu uma temperatura de 12 - 15 °C, foram adicionados 80 g de uma solução de resorcinol a 50 % em peso em água.
[0185] Fo ram carregados 364 g de uma solução de formaldeído aquosa a 55 % em peso em um frasco de 1 l e o agitador foi ligado. Foram carregados 230 g de água. Foram carregados 220 g de Fenol e foram adicionados 75 g de lignossulfonato. A mistura foi resfriada a 29-31 °C. Foram adicionados 40 g de uma solução de hidróxido de sódio aquosa a 50 % em peso.
[0186] Nesse omento, a reação exotérmica começou.
[0187] A mistura foi aquecida a 60 °C, e é levada a 85 °C através
[0188] de uma reação exotérmica controlada. Quando se atingiu 56 °C, a mistura foi resfriada a 55 °C.
[0189] Quando se atingiu 65 °C, a mistura foi resfriada a 64 °C.
[0190] Quando se atingiu 73 °C, a mistura foi resfriada a 72 °C.
[0191] Quando se atingiu 78 °C, a mistura foi resfriada a 77 °C.
[0192] Quando se atingiu 86 °C, a mistura foi resfriada a 85 °C.
[0193] A mistura foi mantida a 84 - 86 °C durante a condensação.
[0194] Alíquotas de 50 ml foram tomadas em intervalos de 15 minutos, e a viscosidade a 25 °C foi medida, e os valores registrados no gráfico correspondente. Quando a viscosidade a 25 °C estava entre 30-35 cP, a mistura era resfriada a 7880 °C.
[0195] Novamente, alíquotas de 50 ml foram tomadas em intervalos de 15 minutos, e a viscosidade a 25 °C foi medida, e os valores registrados no gráfico correspondente. Quando a viscosidade a 25 °C atingiu 40-60 cP, a reação foi interrompida através de resfriamento rápido até atingir 74 - 76 °C. A viscosidade a 25 °C foi determinada novamente por meio de uma alíquota de 50 ml, anotando o valor como viscosidade de corte da primeira condensação.
[0196] Uma vez que a dita temperatura de 74-76 °C foi atingida, foram adicionados 40 g de Hidróxido de Sódio. Uma reação exotérmica se desenvolveu, a qual teve que ser controlada não permitindo que a temperatura eleve acima de 78-80 °C, aplicando resfriamento, se necessário.
[0197] A 78 - 80 °C, a viscosidade a 25 °C foi determinada por meio de uma alíquota de 50 ml em intervalos de 15 minutos, e os valores foram registrados no gráfico correspondente. Quando a viscosidade a 25 °C atingiu 100-130 cP, a reação foi interrompida através de resfriamento rápido para atingir 72-74 °C. A viscosidade a 25 °C foi determinada novamente por meio de uma alíquota de 50 ml, anotando o valor como viscosidade do segundo corte de condensação.
[0198] Uma vez que a dita temperatura de 72-74 °C foi atingida, foram adicionados 40 g de Hidróxido de Sódio. Uma reação exotérmica se desenvolveu, a qual teve que ser controlada não permitindo que a temperatura eleve acima de 76-78 °C, aplicando resfriamento, se necessário.
[0199] A 76-78 °C, a viscosidade a 25 °C foi determinada em intervalos de 15 minutos por meio de uma alíquota de 50 ml, e os valores foram registrados no gráfico correspondente. Quando a viscosidade a 25 °C atingiu 140 - 180 cP, a mistura de reação foi resfriada entre 3 e 5 C abaixo da temperatura anterior a fim de controlar melhor a reação até atingir uma viscosidade de 240 - 280 cP a 25 °C; uma vez que essa viscosidade foi atingida, a mistura de reação foi resfriada o mais rápido possível para interromper a reação até atingir 59 - 61 °C. A essa temperatura, a viscosidade a 25 °C foi determinada por meio de uma alíquota de 50 ml, anotando o valor como viscosidade do terceiro corte de condensação.
[0200] Uma vez que essa viscosidade foi atingida, a mistura de reação foi resfriada o mais rápido possível.
[0201] Quando a mistura foi resfriada a 55 - 60 °C, foram adicionados 10 g de ureia.
[0202] A mistura foi resfriada a 12 - 15 °C.
[0203] Uma vez que a mistura atingiu uma temperatura de 12 - 15 °C, foram adicionados 80 g de uma solução de resorcinol a 50 % em peso em água.
[0204] Fo ram carregados 364 g de uma solução de formaldeído aquosa a 55 % em peso em um frasco de 1 l e o agitador foi ligado. Foram carregados 230 g de água. Foram carregados 295 g de Fenol. A mistura foi resfriada a 29-31 °C. Foram adicionados 40 g de uma solução de hidróxido de sódio aquosa a 50 % em peso.
[0205] Nesse momento, a reação exotérmica começou.
[0206] A mistura foi aquecida a 60 °C, e é levada a 85 °C através
[0207] de uma reação exotérmica Quando se atingiu 56 ° controlada. C, a mistura foi resfriada a 55 °C.
[0208] Quando se atingiu 65 ° C, a mistura foi resfriada a 64 °C.
[0209] Quando se atingiu 73 ° C, a mistura foi resfriada a 72 °C.
[0210] Quando se atingiu 78 ° C, a mistura foi resfriada a 77 °C.
[0211] Quando se atingiu 86 ° C, a mistura foi resfriada a 85 °C.
[0212] A mistura foi mantida a 84 - 86 °C durante a condensação.
[0213] Alíquotas de 50 ml foram tomadas em intervalos de 15 minutos (as alíquotas são retornadas para o frasco após medir a viscosidade das mesmas), e a viscosidade a 25 °C foi medida e os valores registrados no gráfico correspondente. Quando a viscosidade a 25 °C estava entre 30-35 cP, a mistura era resfriada a 78-80 °C.
[0214] Novamente, alíquotas de 50 ml foram tomadas em intervalos de 15 minutos, e a viscosidade a 25 °C foi medida, e os valores registrados no gráfico correspondente. Quando a viscosidade a 25 °C atingiu 40-60 cP, a reação foi interrompida através de resfriamento rápido até atingir 7476 °C. A viscosidade a 25 °C foi determinada novamente por meio de uma alíquota de 50 ml, anotando o valor como viscosidade de corte da primeira condensação.
[0215] Uma vez que a dita temperatura de 74-76 °C foi atingida, foram adicionados 40 g de Hidróxido de Sódio. Uma reação exotérmica se desenvolveu, a qual teve que ser controlada não permitindo que a temperatura eleve acima de 78-80 °C, aplicando resfriamento, se necessário.
[0216] A 78 - 80 °C, a viscosidade a 25 °C foi determinada por meio de uma alíquota de 50 ml em intervalos de 15 minutos, e os valores foram registrados no gráfico correspondente. Quando a viscosidade a 25 °C atingiu 100-130 cP, a reação foi interrompida através de resfriamento rápido para atingir 72-74 °C. A viscosidade a 25 °C foi determinada novamente por meio de uma alíquota de 50 ml, anotando o valor como viscosidade do segundo corte de condensação.
[0217] Uma vez que a dita temperatura de 72-74 °C foi atingida, foram adicionados 40 g de Hidróxido de Sódio. Uma reação exotérmica se desenvolveu, a qual teve que ser controlada não permitindo que a temperatura eleve acima de 76-78 °C, aplicando resfriamento, se necessário.
[0218] A 76-78 °C, a viscosidade a 25 °C foi determinada em intervalos de 15 minutos por meio de uma alíquota de 50 ml, e os valores foram registrados no gráfico correspondente. Quando a viscosidade a 25 °C atingiu 140 - 180 cP, a mistura de reação foi resfriada entre 3 e 5 C abaixo da temperatura anterior a fim de controlar melhor a reação até atingir uma viscosidade de 240 - 280 cP a 25 °C; uma vez que essa viscosidade foi atingida, a mistura de reação foi resfriada o mais rápido possível para interromper a reação até atingir 59 - 61 °C. A essa temperatura, a viscosidade a 25 °C foi determinada por meio de uma alíquota de 50 ml, anotando o valor como viscosidade do terceiro corte de condensação.
[0219] Uma vez que essa viscosidade foi atingida, a mistura de reação foi resfriada o mais rápido possível.
[0220] Quando a mistura foi resfriada a 55 - 60 °C, foram adicionados 10 g de ureia.
[0221] A mistura foi resfriada a 12 - 15 °C.
[0222] Uma vez que a mistura atingiu uma temperatura de 12 - 15 °C, foram adicionados 80 g de uma solução de resorcinol a 50 % em peso em água.
[0223] O aglomerado foi fabricado com o uso da resina de PF do Exemplo 25 e da resina de PF com resorcinol pós- adicionado do Exemplo 26.
[0224] As composições de resina foram formuladas como a seguir: 100 kg de resina 37,5 kg de carbonato de cálcio 12,5 kg de pó de caroço de azeitona 1,5 kg de água.
[0225] O aglomerado de espessura de 12 mm foi produzido e os resultados de acordo com o padrão EN-314 são mostrados na Tabela 4 abaixo:Tabela 4
[0226] A temperatura de prensa pode ser reduzida em 10 °C sem prejudicar o desempenho do aglomerado (ou, surpreendentemente, aprimorando ainda o mesmo).
[0227] Um gráfico de um reômetro (Discovery HR-2 (TA Instruments)) foi obtido a fim de comparar o efeito de adicionar diferentes concentrações de tanino de mimosa (Bondtite 345) a uma resina de PF comercial (RES 3250®); módulo de armazenamento versus aumento de temperatura é representado. Como pode ser observado, quando mesmo tão baixo quanto 0,5 % em peso de tanino de mimosa é adicionado à resina de PF comercial, pode ser observada uma redução da temperatura na qual o polímero é curado.
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