BRPI0714975A2 - uso de materiais derivados de madeira - Google Patents

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BRPI0714975A2
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wood
mol
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binder
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BRPI0714975-1A
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Stephan Weinkoetz
Eva Rueba
Michael Schmidt
Michael Finkenauer
Christian Beil
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Basf Se
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Abstract

USO DE MATERIAIS DERIVADOS DE MADEIRA. A presente invenção refere-se ao uso de materiais derivados de madeira para a produção de peças de mobília, revestimentos protetores para paredes, materiais de isolamento e similares para reduzir o teor de formaldeído no ar ambiente, em que os materiais derivados de madeira. (i) compreendem poliamina como aglutinante ou (ii) compreendem um aglutinante sem ser a poliamina e também, dentro ou sobre as camadas externas do material, poliamina e a massa molar da poliamina é de pelo menos 500 g/mol e a poliamina tem pelo menos 6 grupos amino primários ou secundários.

Description

"USO DE MATERIAIS DERIVADOS DE MADEIRA"
A presente invenção refere-se ao uso de materiais derivados de madeira para a produção de peças de mobília, revestimentos protetores para paredes, materiais de isolamento e similares para reduzir o teor de formaldeído no ar ambiente, os materiais derivados de madeira
(i) compreendendo poliamina como um aglutinante ou
(ii) compreendendo um aglutinante diferente de poliamina e adicionalmente tendo poliamina dentro ou sobre as camadas externas do material derivado de madeira
e a poliamina tendo um peso molecular de pelo menos 500 g/mol e de pelo menos 6 grupos amino primários e secundários.
Os condensados à base de uréia, se apropriado, de melamina e de formaldeído têm sido usados há muito tempo para a produção de materiais derivados de madeira. Eles são usados principalmente para a produção de placas de fibra ou de placas de partículas para a construção de mobílias. Além do seu baixo preço vantajoso, estas resinas têm as vantagens de fácil processabilidade e longos drop times em combinação com altas reatividades. No entanto, a forte desvantagem é que estes materiais derivados de madeira eliminam o formaldeído durante e depois do processamento.
A própria madeira também pode liberar o formaldeído para o ambiente, em particular depois do tratamento térmico. Os materiais derivados de madeira revestidos geralmente apresentam menores emissões de formaldeído do que os substratos não revestidos ("Holz ais Roh und Werkstoff', volume 47, 1989, página 227).
Acima de certos limites, o formaldeído pode causar alergias e irritação da pele, do trato respiratório ou dos olhos em seres humanos. A redução de formaldeído no interior ou na área de convivência é, portanto uma característica importante.
A DE 43 08 089 Al descreve um aglutinante para colagem de madeira, que compreende a) uma poliamina, b) desde 0,01 até 0,25 mol de açúcar por mol de grupo amino de a) e c) desde 0,01 até 0,25 mol de um ou mais componentes do grupo que consiste de derivados de ácido dicarboxílico, aldeídos que tenham dois ou mais átomos de carbono e epóxidos por mol de grupo amino de a). Por exemplo, a polietilenoimina ou N, N', N"-tris (6- amino-hexil) melamina é mencionada como a poliamina. Nos exemplos, é descrita uma emissão de formaldeído de desde 0,04 até 0,1 mg de HCHO /m2h.
A EP 1 192 223 Bl descreve uma placa de fibra que compreende poliaminas ou resinas de aminoplasto que contenha poliamina como um aglutinante. Entre outras, uma solução aquosa de uma poliamina alifática que tenha pelo menos três grupos funcionais, selecionados do grupo que consiste dos grupos amino primários e secundários, é mencionada como solução de cola, cuja poliamina tem um peso molecular médio em peso de desde 600 até 1000000 g/mol e, exceto grupo amino terciários, é substancialmente livre de outros grupos funcionais. É declarado que é usada a polietilenoimina ou a polivinilamina como uma poliamina preferida. E divulgado que a polietilenoimina de preferência tem um peso molecular médio em peso de desde 800 até 100000 e a polivinilamina de preferência tem um peso molecular médio em peso de desde 5000 até 200000.
Conseqüentemente, a técnica anterior contém diversas indicações de como podem ser substituídos os ditos aglutinantes que contêm formaldeído. No entanto, há outras fontes de formaldeído, tais como, por exemplo, artigos têxteis, placas de partícula, mobília, em particular mobília mais antiga e fumaça de cigarro na área de convivência.
A CA 1 241 524 descreve o uso de poliaminas como um agente de expulsão de formaldeído. Por exemplo, filtros em sistemas de aquecimento são revestidos com as poliaminas ou as poliaminas são adicionadas como aditivos a tintas para paredes. O objetivo da presente invenção foi fornecer materiais derivados de madeira que podem absorver formaldeído do ar ambiente, estes materiais derivados de madeira já tendo sido usados na área de convivência ou produtivamente sendo capazes de serem integrados à área de convivência.
O objetivo foi alcançado usando-se materiais derivados de
madeira para a produção de peças de mobília, revestimentos protetores para paredes, materiais de isolamento e similares para reduzir o teor de formaldeído no ar ambiente, o material derivado de madeira
(i) compreendendo poliamina como um aglutinante ou (ii) compreendendo um aglutinante diferente de poliamina e
adicionalmente tendo poliamina dentro ou sobre as camadas externas do material derivado de madeira e a poliamina tendo um peso molecular de pelo menos 500 g/mol e de pelo menos 6 grupos amino primários e secundários.
De preferência são usadas poliaminas que tenham um peso molecular de pelo menos 800 g/mol e de pelo menos 6, em particular de pelo menos 10, grupos amino primários e secundários. É possível usar apenas uma poliamina específica ou misturas de um grande número de poliaminas. A polietilenoimina ou a polivinilamina ou misturas das mesmas são de preferência escolhidas como poliaminas. O peso molecular médio em peso da polivinilamina é
vantajosamente de desde 5.000 até 500.000 g/mol, de preferência de desde 5.000 até 350.000 g/mol, em particular de desde 5.000 até 100.000. O peso molecular médio em peso da polietilenoimina é vantajosamente de desde 500 até 100.000 g/mol, de preferência de desde 500 até 70.000 g/mol, particularmente de preferência de desde é vantajosamente de desde 500 até 50.000 g/mol e em particular de desde 500 até 20.000 g/mol.
Para uso da poliamina como um aglutinante de acordo com o
caso (i):
A poliamina é vantajosamente usada na forma de soluções aquosas que têm um teor de sólidos de poliamina de desde 1 até 95% em peso, de preferência de desde 5 até 80% em peso, como um aglutinante. No caso de uma solução aquosa de polivinilamina, o teor de sólidos é de preferência de desde 5 até 30% em peso, em particular de desde 5 até 15% em peso. No caso de uma solução aquosa de polietilenoimina, o teor de sólidos é de preferência de desde 10 até 60% em peso, em particular de desde 30 até 50% em peso.
A solução de poliamina pode compreender auxiliares e aditivos costumeiros, tais como repelentes à água, por exemplo, parafinas, conservantes de madeira ou agentes à prova de chama.
A solução de poliamina é aplicada por métodos costumeiros a aparas / fibras contendo celulose (cf. "MDF - Mitteldichte Faserplatten", Hans-Joachim Deppe, Kurt Ernst, 1996, DRW-Verlag Weinbrenner GmbH & Co., 70771 Leinfelden-Echterdingen, capítulo 4.3, página 81 e seguintes; ver também a EP 1 192 223 B1, parágrafo [0034]).
A solução de poliamina é vantajosamente usada como um aglutinante em quantidades tais como de desde 0,1 até 20 g, de preferência de desde 0,2 até 5 g, particularmente de preferência de desde 0,5 até 2,5 g, de poliamina são usados por 100 g de fibras / aparas completamente secos. As aparas ou as fibras que contêm celulose são então
prensados por um processo costumeiros para fornecer materiais derivados de madeira. Para esta finalidade, é produzida uma placa de apara ou de fibra espalhando-se os aparas ou as fibras que contêm celulose sobre um suporte e a dita placa é então prensada a temperaturas de desde 80 até 250° Cea pressões de desde 5 até 50 bar para fornecer materiais derivados de madeira (cf. loc. cit. capítulo 4.5, página 93 e seguintes).
As fibras que contêm celulose são de preferência espalhadas para fornecer materiais derivados de madeira que tenham uma espessura da camada tal que, depois da prensagem a quente, resultem materiais derivados t ι
de madeira que têm uma densidade de desde 100 até 1000 kg/m , de preferência de desde 450 até 900 kg/m3 e uma espessura de desde 0,5 até 200 mm, de preferência de desde 1 até 40 mm, particularmente de preferência de desde 1,5 até 20 mm.
Para uso da poliamina em uma camada protetora para um
material derivado de madeira de acordo com o caso (ii):
As poliaminas ou a solução aquosa de polímero pode ser aplicada ao material derivado de madeira colado. Todos os aglutinantes conhecidos de uma pessoa perita na técnica podem ser usados como aglutinantes para a produção do material derivado de madeira, em particular resinas de aminoplasto.
A solução aquosa de polímero pode ser obtida em particular por misturação - em cada caso baseada na solução de polímero - (a) desde 1 até 99% em peso de poliamina (b) desde 0 até 5% em peso de aditivos para melhorar a
capacidade de umedecimento
(c) desde 0 até 30% em peso de aditivos para o ajuste do pH
(d) desde 0 até 30% em peso de outros aditivos, tais como fungicidas, repelentes de água, corantes, solventes orgânicos
(e) desde 0 até 20% em peso de uréia
e água para completar até 100% em peso, estes dados estando baseados no início da misturação.
A solução aquosa de poliamina compreende vantajosamente desde 5 até 90% em peso de poliamina, de preferência desde 10 até 75% em peso de poliamina, em particular desde 15 até 45% em peso de poliamina, particularmente de preferência desde 25 até 40% em peso de poliamina, baseados em cada caso na solução de polímero.
Como componente (b) opcional da solução aquosa de polímero, é possível usar tenso ativos iônicos e não iônicos, como descrito, por exemplo, em H. Stache, "Tensid-Taschenbuch", Carl Hanser Verlag, Munique, Viena, 1981, em uma concentração, vantajosamente, de desde 0 até 5% em peso, de preferência de desde 0 até 2% em peso, para melhorar a capacidade de umedecimento.
O pH pode ser ajustado pelos aditivos a seguir como
componente opcional (c): ácidos minerais ou orgânicos, tais como, por exemplo, ácido sulfurico ou ácido fórmico. O componente (c) pode ser adicionado à solução aquosa de polímero em uma quantidade de desde 0 até 30% em peso, de preferência de desde 0 até 20% em peso. Como componente opcional (d), é possível adicionar outros
aditivos à solução aquosa de polímero, por exemplo, aditivos do grupo que consiste de repelentes à água, por exemplo, emulsões de parafina e ceras, fungicidas, solventes orgânicos ou corantes. O componente (d) pode ser adicionado à solução aquosa de polímero em uma quantidade de desde 0 até 30% em peso, de preferência de desde 0 até 10% em peso.
Como componente (e) opcional, a solução aquosa de poliamina pode compreender até 20% em peso de uréia, baseado na solução de polímero. A solução aquosa de polímero vantajosamente compreende menos do que 15% em peso de uréia, de preferência menos do que 10% em peso de uréia e em particular menos do que 5% em peso de uréia, baseado em cada caso na solução de polímero. Particularmente, de preferência, a solução de polímero é livre de uréia.
A solução de poliamina é vantajosamente aplicada com um pH de desde 3 até 12, de preferência de desde 6 até 11, em particular com um pH de desde 9 até 11.
Uma quantidade suficiente de solução de poliamina é aplicada de modo que a quantidade de poliamina por m2 de área da superfície do material derivado de madeira seja de desde 0,1 g até 100 g, de preferência de desde 0,5 g até 50 g, particularmente de preferência de desde 1 g até 10 g. A solução aquosa de polímero pode ser aplicada ao à base de madeira por vários meios conhecidos da pessoa perita na técnica. Estes incluem, por exemplo, borrifação, revestimento por meio de rolo, imersão, aplicação de revestimento com espátula, aplicação de revestimento com pincel ou cortina. A solução de amina é de preferência aplicada por borrifação e por meio de rolo em particular aplicação de revestimento por meio de rolo.
Os materiais derivados de madeira obtidos pelo processo (i) ou (ii) podem ser ainda processados como de costume e são adequados em particular para a produção de peças de mobília, revestimentos protetores para paredes, materiais para isolamento e similares, isto é, artigos / objetos que compreendem madeira que estão em contato direto com o ar ambiente ou com uma fonte de formaldeído. De preferência, os materiais derivados de madeira assim produzidos são usados para a produção de painéis para a parte de trás de mobília.
De preferência, os materiais derivados de madeira são obtidos
pelo processo (i) e são assim livres de formaldeído.
As peças de mobília, revestimentos protetores para paredes, materiais para isolamento e similares que são produzidos desta maneira não são apenas por si mesmos artigos livres de formaldeído ou com baixo teor de formaldeído, porém estes artigos também podem absorver formaldeído do ar ambiente e assim reduzir permanentemente a poluição por formaldeído, por exemplo, em salas de estar. Exemplos Exemplo 1:
Uma placa A de MDF (30 χ 30 cm) que tinha uma densidade
de 850 kg/m3 e uma espessura de 4 mm foi produzida usando-se um aglutinante que consiste de uma solução aquosa de polietilenoimina a 30% em peso (peso molecular médio em peso da polietilenoimina: 5000 g/mol), o aglutinante tendo sido usado em uma quantidade de 1,5 g de sólido por 100 g de fibras completamente secas. A prensagem foi realizada a uma pressão de 4 N/mm2 e a uma temperatura de prensagem de 200° C e em um período de tempo de prensagem de 120 s.
A espessura e a densidade da placa de MDF foram escolhidas de acordo com as forma usual para a produção, por exemplo, de painéis para a parte de trás de mobília. Exemplo 2:
Uma placa B de MDF (30 χ 30 cm) que tinha uma densidade de 850 kg/m3 e uma espessura de 4 mm foi produzida usando-se um aglutinante que consiste de uma solução aquosa de polietilenoimina a 30% em peso (peso molecular médio em peso da polietilenoimina: 5000 g/mol), o aglutinante tendo sido usado em uma quantidade de 3 g de sólido por 100 g de fibras completamente secas. A prensagem foi realizada analogamente ao Exemplo 1. Exemplo 3:
Uma placa C de MDF (30 χ 30 cm) que tinha uma densidade de 850 kg/m3 e uma espessura de 4 mm foi produzida usando-se uma resina de condensação de uréia-formaldeído (cola Kaurit 340, teor de resina sólida de 68%), o aglutinante tendo sido usado em uma quantidade de 12 g de resina sólida por 100 g de fibras completamente secas. A prensagem foi realizada analogamente ao Exemplo 1. Depois disso, a placa foi borrifada no topo e no fundo com 10 g/m2 de uma solução de polietilenoimina com uma concentração de 30% em peso (peso molecular médio em peso da polietilenoimina: 1300 g/mol) (substância ativa: 3 g/m2) e seca durante 24 horas à temperatura ambiente. Exemplo 4:
Uma placa D de MDF (30 χ 30 cm) que tinha uma densidade de 850 kg/m3 e uma espessura de 4 mm foi produzida sem o uso de um aglutinante, a torta de fibra úmida (com 20% de umidade) tendo sido prensada para fornecer uma placa solta a uma pressão de 4 N/mm2 e a uma temperatura de prensagem de 200° C e em um período de tempo de prensagem de 200 segundos.
Exemplo 5: Placa de partícula comercialmente disponível como uma fonte de formaldeído
Esta é uma placa de partícula E comercialmente disponível que tinha uma densidade de 670 kg/m3 e uma espessura de 16 mm e uma emissão de formaldeído de 1,16 mg/l (método com dessecador). A espessura e a densidade da placa de partícula foram escolhidas de acordo com a forma usual para a produção de mobília.
Medição da emissão de formaldeído:
A emissão de formaldeído foi determinada por meio do método com dessecador (JIS A 5908). Cada medição no dessecador foi efetuada usando-se 10 corpos de prova. Foi medido 10 corpos de prova de um tipo de placa (placas A a D) ou foram medidos 5 corpos de prova (da placa E) e 5 corpos de prova (da placa A ou B ou C ou D). Os valores do dessecador estão relacionados na Tabela 1.
Tabela 1: Visão geral dos valores do dessecador
Corpo de prova Valor do dessecador [mg/11 placa A de MDF <0,01 placa B de MDF <0,01 placa C de MDF 0,03 placa D de MDF 0,12 placa E de partícula 1,16 placa E de partícula + placa A de MDF 0,29 placa E de partícula + placa B de MDF 0,21 placa E de partícula + placa C de MDF 0,25 placa E de partícula + placa D de MDF 0,80
Os exemplos demonstram que o formaldeído que foi liberado para o ar ambiente pela placa de partícula E foi expulso pelo uso de uma placa Α, B ou C de MDF e o teor de formaldeído do ar ambiente podia então ser reduzido eficazmente.

Claims (6)

1. Uso de materiais derivados de madeira, caracterizado pelo fato de ser para a produção de peças de mobília, revestimentos protetores para paredes, materiais de isolamento e similares para reduzir o teor de formaldeído no ar ambiente, os materiais derivados de madeira (i) compreendendo poliamina como um aglutinante ou (ii) compreendendo um aglutinante diferente de poliamina e adicionalmente tendo poliamina dentro ou sobre as camadas externas do material derivado de madeira e a poliamina tendo um peso molecular de pelo menos 500 g/mol e de pelo menos 6 grupos amino primários e secundários.
2. Uso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a poliamina tem um peso molecular de pelo menos 800 g/mol e de pelo menos 10 grupos amino primários e secundários.
3. Uso de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a poliamina usada é a polivinilamina e/ou a polietilenoimina.
4. Uso de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a polivinilamina tem um peso molecular médio em peso de desde 5.000 até 500.000 g/mol e a polietilenoimina tem um peso molecular médio em peso de desde 500 até 100.000 g/mol.
5. Uso de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a polivinilamina tem um peso molecular médio em peso de desde 5.000 até 100.000 g/mol e a polietilenoimina tem um peso molecular médio em peso de desde 500 até 20.000 g/mol.
6. Uso de materiais derivados de madeira de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de ser para a produção de painéis para a parte de trás de mobília.
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