CH652964A5 - Verfahren zur herstellung von platten aus verdichtbarem teilchenfoermigem organischem material. - Google Patents

Verfahren zur herstellung von platten aus verdichtbarem teilchenfoermigem organischem material. Download PDF

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CH652964A5
CH652964A5 CH1751/81A CH175181A CH652964A5 CH 652964 A5 CH652964 A5 CH 652964A5 CH 1751/81 A CH1751/81 A CH 1751/81A CH 175181 A CH175181 A CH 175181A CH 652964 A5 CH652964 A5 CH 652964A5
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Reinhard Hans Richter
Harold Eugene Jun Reymore
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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Platten aus verdichtbarem teilchenför-migem organischem Material, das mit einer mindestens ein Polyisocyanat aufweisenden Zusammensetzung in Berührung gebracht und anschliessend unter Anwendung von Wärme und Druck zu Platten geformt wird.
Die Verwendung organischer Polyisocyanate, speziell von Toluol-diisocyanat, Methylen-bis-(phenil-isocyanat) und Polymethylen-polyphenyl-polyisocyanaten, als Bindemittel oder als Komponente eines Bindemittels für die Herstellung von aus Teilchen zusammengesetzten Platten ist weit verbreitet; siehe z.B. die US-Patente 3 428 592; 3 440 189; 3 557 263; 3 636 199; 3 870 665; 3 919 017 und 3 930 110.
In einem typischen bekannten Verfahren werden die Bindemittelharze, vorzugsweise in der Form einer Lösung oder einer wässrigen Suspension oder Emulsion, auf die Teilchen aus Zellulosematerial appliziert oder mit diesen vermischt, oder mit anderen Arten von Materialien behandelt, welche befähigt sind, aus Teilchen zusammengesetzte Platten zu bilden. Dabei wird gewöhnlich eine Tumbler-Apparatur, ein Mischer oder eine andere Form einer Rührvorrichtung verwendet. Das Gemisch aus Teilchen und Bindemittel kann anschliessend zu einer Matte geformt und einer Wärme- und Druckbehandlung unter Verwendung von erwärmten Platten ausgesetzt werden. Das Verfahren kann kontinuierlich oder chargenweise ausgeführt werden. Um ein Haften der so gebildeten Platte auf die erwärmten Platten zu verhindern, war es bis jetzt notwendig, ein Blatt, welches für das Isocya-nat undurchlässig ist, zwischen die Oberfläche der Platte und die Platten während dem Formungsverfahren zu legen oder die Oberfläche der Platten vorgängig jeder Form-Operation mit einem geeigneten Trennmittel zu überziehen oder die Oberfläche der Teilchen selbst mit einem Material zu überziehen, welches auf den Platten nicht haftet. Jede dieser Alternativen, speziell dann, wenn das Verfahren kontinuierlich durchgeführt wird, ist lästig und stellt einen Nachteil des sonst sehr befriedigenden Verfahrens zur Herstellung von aus Teilchen zusammengesetzten Platten mit guten Festigkeitseigenschaften dar.
Im Schweizer Patent Nr. 648575-3 ist beschrieben, dass die obengenannten Nachteile bei der Verwendung von organischen Isocyanaten als Bindemittel für aus Teilchen zusammengesetzten Platten in einer sehr befriedigenden Art durch Einverleibung bestimmter phosphorhaltiger Verbindungen als interne Trennmittel in den so verwendeten Isocyanat-Zusammensetzungen auf ein Minimum herabgesetzt werden können.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich also auf ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Platten aus verdichtbarem teilchenförmigem organischem Material, das mit einer mindestens ein Polyisocyanat aufweisenden Zusammensetzung in Berührung und anschliessend unter Wärme-
und Druckanwendung zu Platten geformt wird, und dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man diese Teilchen zusätzlich zu der Behandlung mit der mindestens ein Polyisocyanat aufweisenden Zusammensetzung mit 0,1 bis 20 Gew.-Teilchen pro 100 Gewichtsteile der Polyisocyanat-zusammensetzung mit mindestens einem Phosphat der Gruppe
(a) Säurephosphate der Formeln
O
t
RO P OH
J l -1-'
OH
und
O
î
(RO) „P OH
2 (II)
bzw. den Ammonium-, Alkalimetall-, Erdalkalimetall- und Amin-Salzen davon;
(b) von Säurephosphaten der Formeln I und II abgeleitete Pyrophosphate sowie Mischungen davon, in Berührung bringt, worin in den Formeln I und II jeder Rest R unabhängig voneinander aus der Gruppe gegebenenfalls substituiertes Alkyl mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen, gegebenenfalls substituiertes Alkenyl mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen, gegebenenfalls substituiertes Aryl und
R1-(O-CH-CH )
ab ausgewählt ist, worin
R' gegebenenfalls substituiertes Alkyl oder gegebenenfalls substituiertes Aryl bedeutet, einer der Reste A und B Wasserstoff ist und der andere Wasserstoff, Methyl, Chlormethyl oder 2,2,2-Trichlorethyl darstellt und m eine Zahl mit einem durchschnittlichen Wert von 1 bis 25 ist, mit der Massgabe, dass
(i) R' keine Alkylgruppe mit 8 oder mehr Kohlenstoffatomen bedeutet, wenn m einen Wert von weniger als 6 hat,
(ii) wenn einer der Reste R in der Formel (II) eine Alkylgruppe mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen bedeutet, der andere Rest R ebenfalls Methyl oder Ethyl sein kann;
und
(iii) in Formel (II) die beiden RO-Gruppen zusammen mit dem P-Atom, an welches sie gebunden sind, zusätzlich einen heterocyclischen Rest mit 5 bis 6 Ringatomen bilden können, wobei dieser Rest die Formel
.Ov O
\t
CnH2n /-
\/
aufweist, worin n 2 oder 3 ist.
Der Ausdruck «Alkyl mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen» bedeutet einen gesättigten monovalenten, aliphatischen Rest, der geradkettig oder verzweigt ist und die genannte Zahl an Kohlenstoffatomen im Molekül aufweist. Derartige. Reste sind Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl und Heptyl sowie isomere Formen davon.
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Die Definition «Alkyl» ohne Angabe der Anzahl der Kohlenstoffatome umfasst die oben genannten Alkylgrup-pen sowie vorzugsweise auch Reste mit bis zue 35 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dode-cyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Hexadecyl, Heptade-cyl, Octadecyl, Nonadecyl, Eicosyl, Heneicoxyl, Docosyl, Tricosyl, Pentacoxyl, Hexacosyl, Octacosyl, Nonacosyl, Tri-acontyl, Pentatriacontyl und ähnliche, einschliesslich isomerer Formen davon.
Der Ausdruck «Alkenyl von 3 bis 7 Kohlenstoffatomen» bedeutet einen monovalenten, geradkettigen oder verzweigten, aliphatischen Rest mit wenigstens einer Doppelbindung und mit der genannten Anzahl von Kohlenstoffatomen im Molekül. Illustrativ für solche Gruppen sind Allyl, Butenyl, Pentenyl, Hexenyl und Heptenyl, einschliesslich isomerer Formen davon.
Der Ausdruck «Aryl» bedeutet den monovalenten Rest, welcher durch Entfernung eines am Kern gebundenen Wasserstoffatoms aus einem aromatischen Kohlenwasserstoff erhalten wird. Illustrativ für Aryl sind Phenyl, Naphthyl, Bi-phenylyl, Triphenylyl und ähnliche. Der Ausdruck «Aryl, substituiert mit wenigstens einer Alkyl-Gruppe» bedeutet einen Aryl-Rest, wie weiter oben definiert, welcher mindestens einen Alkyl-Substituenten trägt. Illustrativ für solche Gruppen sind Tolyl, Xylyl, Butylphenyl, Octylphenyl, Nonylphe-nyl, Decylphenyl, Decyltolyl, Octadecylphenyl und ähnliches.
Der Ausdruck «Rest eines heterocyclischen Rings mit 5 bis 6 Ringatomen», welcher durch die beiden RO-Gruppen und das P-Atom, an welches sie gebunden sind, gebildet wird, bedeutet die Gruppe der Formel c:H2n n oder Alkyl-monoisocyanate und -polyisocyanate, N,N'-Dihydrocarbylcarbodiimide und ähnliche, in Übereinstimmung mit im Stand der Technik gut bekannten Verfahren erhalten werden; siehe z.B. F. Cramer und M. Winter, Chem. s Ber. 94, 989 (1961); ibid 92,2761 (1959); M. Smith, J.G. Moffat und H.G. Khorana, J. Amer. Chem. Soc. 80, 6204 (1958); F. Ramirez, J.F. Marecek und I. Ugi, JACS 97, 3809 (1975). Die einzelnen Säurephosphate (I) und (II) können einzeln in die entsprechenden Pyrophosphate oder Gemische io der beiden Arten von Säurephosphaten (I) und (II) können in die entsprechenden Gemische an Pyrophosphaten übergeführt werden.
Im Falle der Säurephosphate der obigen Formel (II) werden die entsprechenden Pyrophosphate durch folgende For-15 mei dargestellt:
0 ?
(R0)2P-
0 T
-0—P(0R)2
(III) »
worin R die weiter oben genannte Bedeutung besitzt.
Im Falle der Säurephosphate der obigen Formel (I) sind die entsprechenden Pyrophosphate ein komplexes Gemisch, 25 dessen durchschnittliche Zusammensetzung dargestellt wird durch die Formel
HO-
0
Î
>P-
1
0R
35
0
T
-p-
1
0R
-OH (IV) ,
worin CnH2n Alkylen mit 2 bis 3 Kohlenstoffatomen in der Alkylenkette bedeutet, wobei diese Ethylen- oder Propylen-reste mit Alkylgruppen bis zu total 18 Kohlenstoffatomen im Rest substituiert sein können. Illustrativ für Alkylen sind Ethylen, 1,3-Propylen, 1,2-Butylen, 1,2-Hexylen, 2-Methyl-1,3-octylen, 2,5-Diethyl-l,3-hexyIen, 2,4-Dihexyl-l,3-penty-len und ähnliche.
Der Ausdruck «Pyrophosphate...., abgeleitet von den Säurephosphaten der Formeln (I) und (II) und Gemischen der letzteren» hat die folgende Bedeutung. Die Säurephosphate (I) und (II) werden im allgemeinen in Form von Gemischen der Mono-säurephosphate (II) und der Di-säure-phosphate (I) hergestellt, wobei diese Gemische durch Reaktion des entsprechenden Alkoholes ROH, worin R weiter oben definiert worden ist, mit Phosphorpentoxid in Übereinstimmung mit Verfahren, welche im Stand der Technik gut bekannt sind, erhalten werden können; siehe z.B. Kosolapoff, Organophosphorus Compounds, Seiten 220-221, John Wiley and Sons, Inc., New York, (1950). Das Gemisch der so erhaltenen Mono- und Di-säurephosphate kann getrennt werden, falls gewünscht, beispielsweise durch fraktionierte Kristallisation des Bariumsalzes und ähnlichen Salzen wie es in der oben genannten Literaturstelle beschrieben ist. Die einzelnen Säurephosphate oder Gemische der beiden können im erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden. Die Pyrophosphate können leicht aus den entsprechenden Säurephosphaten (II) und (I) durch Reaktion der letzteren mit einem Dehydratisierungsmittel, wie Carbonyl-chlorid, Aryl-
worin x eine Zahl mit einem durchschnittlichen Wert von 1 40 oder höher ist und R die weiter oben genannte Bedeutung hat.
Jede der Gruppen R und R' in den verschiedenen weiter oben genannten Formeln kann durch einen oder mehrere inerte Substituenten substituiert sein, z.B. Substituenten, 45 welche keine aktiven Wasserstoffatome enthalten und welche daher in Gegenwart des Polyisocyanates nicht reaktionsfähig sind. Illustrativ für solche inerten Substituenten sind Alkoxy, Alkylmercapto, Alkenyloxy, Alkenylmercapto, Chlor, Brom, Iod, Fluor, Cyano und ähnliche.
so Der Ausdruck «Alkalimetall» umfasst Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium und Cäsium. Der Ausdruck «Erdalkalimetall» umfasst Calcium, Strontium, Magnesium und Barium. Der Ausdruck «Aminsalze» bezieht sich auf die Salze der Säurephosphate in Verbindung mit organischen Ami-55 nen, wobei von letzteren beispielhaft genannt seien: Die Mo-noalkylamine, wie Methylamin, Ethylamin, Isopropylamin, sek-Butylamin, Amylamin, Hexylamin, Isohexylamin, Octylamin und ähnliche; die Dialkylamine, wie Dimethyl-amin, N-Ethyl-N-methylamin, N-Methyl-N-propylamin, N-60 Methyl-N-isobutylamin, Diisopropylamin, N-Ethyl-N-he-xylamin, N-Methyl-N-isooctylamin und ähnliche; die Trial-kylamine, wie Triethylamin, Trimethylamin, N,N-Dimethyl-propylamin, N,N-Dimethylhexylamin, N,N-Diethylisobu-tylamin und ähnliche; die Monoalkenylamine, wie Allyl-65 amin, 2-Butenylamin, 3-Hexenylamin, Octenylamin und ähnliche; die Dialkenylamine, wie Diallylamin, di-2-Butenyl-amin, di-3-Hexenylamin und ähnliche; die Cycloalkylamine, wie Cyclopropylamin, Cyclobutylamin, Cyclopentylamin,
Cyclohexylamin und ähnliche; die N-Alkyl-cycloalkylamine, wie N-Methylcyclopentylamin, N-Ethylcyclopentylamin, N-Propylcyclohexylamin und ähnliche; die Cycloalkenylamine, wie Cyclopentenylamin, Cyclohexenylamin und ähnliche; die Aralkylamine, wie Benzylamin, Phenethylamin, Phe-nylpropylamin, Benzhydrylamin und ähnliche; die N-Alkyl-N-aralkylamine, wie N-Methylbenzylamin, N-Propylbenzyl-amin, N-Isobutylbenzylamin, N-Octylbenzylamin, N-Methylphenethylamin und ähnliche; die N,N-disubstituier-ten Aralkylamine, wie N,N-Dimethylbenzylamin, N-Methylbenzhydrylamin, N,N-Diethyl-3-phenylpropylamin, N-Butyl-2-phenethylamin und ähnliche; die N-Alkyl-aryl-amine, wie N-Methylanilin, N-Isopropylanilin, N-Hexylani-lin, N-Methyl-p-toluidin, N-Ethyl-m-xylidin, N-Methyl-naphthylamin, N-Methylbenzidin, N,N'-Dimethylbenzidin und ähnliche; die N,N-Dialkylarylamine, wie N,N-Dime-thylanilin, N,N-Dibutylanilin, N-Hexyl-N-methylanilin, N,N-Dimethyltoluidin und ähnliche; die N-Aralkyl-arylami-ne, wie N-Benzylanilin, N-Phenethylanilin, N-Benzhydryl-anilin und ähnliche; die Arylamine, wie Anilin, o-, m- und p-Toluidin, o-, m- und p-Xylidin, 1-Naphthylamin, 2-Naph-thylamin und ähnliche; die Alkanolamine, wie Ethanolamin, Propanolamin, Diethanolamin und ähnliche; die heterozyklischen Amine, wie Pyridin, Chinolin, Pyrrolidin, Piperazin, Morpholin, und die Alkyl-substituierten Pyrrolidine, Piperi-dine, Piperazine und Morpholine, wie N-Methylpyrrolidin, N-Ethylpiperidin, N-Methyl-N'-hexylpiperazin, N-Methyl-morpholin und ähnliche.
Das erfmdungsgemässe Verfahren kann im wesentlichen in Übereinstimmung mit Verfahren ausgeführt werden, welche vorgängig im Stand der Technik beschrieben wurden und bei welchen ein organisches Polyisocyanat als Bindemittelharz, oder als eine Komponente davon (siehe z. B. Deutsche Offenlegungsschrift 2610552 und US-Patent 3 428 592) eingesetzt wird, mit dem Hauptunterschied, dass ein Phosphat, wie es hierin weiter oben definiert worden ist, in Kombination mit der weiter oben definierten Isocyanat-Zusam-mensetzung zur Behandlung von Teilchen, welche miteinander verbunden werden müssen, zur Bildung einer aus Teilchen zusammengesetzten Platte eingesetzt wird.
Demgemäss kann eine aus Teilchen zusammengesetzte Platte z.B. durch Verbindung von Holzteilchen oder andern Zellulose- oder organischen oder anorganischen Materialien, welche verdichtbar sind, unter Anwendung von Wärme und Druck in Gegenwart eines Bindemittelsystems hergestellt werden, welches eine Kombination von mindestens einem organischen Polyisocyanat und mindestens einem Phosphat, wie sie hierin weiter oben definiert worden sind, umfasst; dieses System wird im folgenden als «Phosphat-Trennmittel» bezeichnet.
Das Polyisocyanat und das Phosphat-Trennmittel können mit den Teilchen als getrennte, individuelle Komponenten in Berührung gebracht werden oder bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden das Polyisocyanat und das Phosphat mit den Teilchen entweder gleichzeitig oder nach der Beimischung in Berührung gebracht. Das Poylisocyanat und das Phosphat können also separat oder als Gemisch eingeführt werden, wobei sie unverdünnt, z. B. ohne Verdünnungsmittel oder Lösungsmittel, verwendet werden können, oder das eine oder das andere oder beide können in der Form von wässrigen Dispersionen oder Emulsionen verwendet werden.
Die Polyisocyanat-Komponente des Bindemittelsystems kann jedes organische Polyisocyanat sein, welches wenigstens 2 Isocyanat-Gruppen pro Molekül enthält. Illustrativ für organische Polyisocyanate sind Diphenylmethan-diisocy-anat, m- und p-Phenylen-diisocyanat. Chlorphenylen-diiso-cyanat, a,a-Xylylen-diisocyanat, 2,4- und 2,6-Toluol-diiso-
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cyanat und die Gemische von diesen beiden Isomeren, welche im Handel erhältlich sind, Triphenylmethan-triisocya-nat, 4,4'-Diisocyanatodiphenyl-äther und Polymethylen-polyphenyl-polyisocyanate. Die letzteren Polyisocyanate sind Gemische und enthalten 25 bis etwa 90 Gew.-% an Me-thylen-bis-(phenyl-isocyanat), wobei der Rest des Gemisches aus Polymethylen-polyphenyl-polyisocyanaten mit einer Funktionalität von mehr als 2,0 besteht. Solche Polyisocyanate und Verfahren für deren Herstellung sind gut bekannt; siehe z.B. die US-Patente 2 683 730; 2 950 263; 3 012 008 und 3 097 191. Diese Polyisocyanate sind ebenfalls in verschiedenen modifizierten Formen erhältlich. Eine solche Form enthält ein Polymethylen-polyphenyl-polyisocyanat wie oben, welches einer Wärmebehandlung unterworfen wurde, im allgemeinen bei Temperaturen von etwa 150°C bis etwa 300 CC, bis die Viskosität (bei 25 °C) auf einen Wert innerhalb des Bereiches von etwa 800 bis 1500 • 10"3 Pa.s zugenommen hat. Ein weiteres bevorzugtes modifiziertes Po-lymethylen-polyphenyl-polyisocyanat ist ein solches, welches mit geringen Mengen an einem Epoxid behandelt wurde, um die Acidität davon zu reduzieren, in Übereinstimmung mit dem US-Patent 3 793 362.
Die Polymethylen-polyphenyl-polyisocyanate sind die bevorzugten Polyisocyanate für die Verwendung in den Bindemittelsystemen des erfindungsgemässen Verfahrens. Speziell bevorzugte Polymethylen-polyphenyl-polyisocyanate sind solche, welche 35 bis 65 Gew.-% an Methylen-bis-(phenyl-isocyanat) enthalten.
Wenn z. B. das organische Polyisocyanat als Bindemittelsystem in der Form einer wässrigen Emulsion oder Dispersion verwendet wird, kann die wässrige Emulsion oder Dispersion unter Verwendung aller bekannten Techniken für die Herstellung von wässrigen Emulsionen oder Dispersionen, vorgängig der Verwendung der Zusammensetzung als Bindemittel, hergestellt werden. Beispielsweise wird das Polyisocyanat in Wasser dispergiert in Gegenwart eines Emulgierungsmittels. Das letztere kann jedes bekannte Emulgierungsmittel sein, einschliesslich anionischer und nichtionischer Mittel. Beispiele von nichtionischen Emulgie-rungsmitteln sind Polyoxyethylen- und Polyoxypropylen-alkohole und Block-copolymere aus zweien oder mehreren Bestandteilen der Gruppe Ethylen-oxid, Propylen-oxid, Bu-tylen-oxid und Styrol; alkoxylierte Alkylphenole, wie No-nylphenoxy-poly(ethylenoxy)-ethanole; alkoxylierte, aliphatische Alkohole, wie ethoxylierte und propoxylierte alphatische Alkohole, enthaltend 4 bis 18 Kohlenstoffatome; Gly-ceride von gesättigten und ungesättigten Fettsäuren, wie Stearinsäure, Ölsäure und Rizinolsäure und ähnliche; Poly-oxyalkylen-Ester von Fettsäuren, wie Stearinsäure, Laurin-säure, Ölsäure und ähnliche Säuren; Fettsäureamide, wie die Dialkonolamide von Fettsäuren, wie Stearinsäure, Laurin-säure, Ölsäure und ähnliche Säuren. Eine detaillierte Aufzählung solcher Materialien findet sich beispielsweise in En-cyclopedia of Chemical Technology, zweite Ausgabe, Band 19, Seiten 531-554, 1969, Interscience Publishers, New York.
Die Bildung der Emulsion oder Dispersion kann jederzeit vor deren Gebrauch als Bindemittelzusammensetzung ausgeführt werden, jedoch vorzugsweise wird die Emulsion bzw. Dispersion innerhalb von 3 Stunden vor dem Gebrauch hergestellt. Jedes übliche Verfahren kann für die Herstellung von wässrigen Emulsionen zur Herstellung der wässrigen Polyisocyanat-Emulsionen, welche im erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden, eingesetzt werden. Beispielsweise wird die Emulsion gebildet, indem man das Polyisocyanat, das Emulgierungsmittel und Wasser unter Druck zusammenbringt, unter Verwendung einer herkömmlichen Spritzpistole, wobei der Wasserstrahl und der Polyisocyanat-
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strahl zusammenstossen und unter turbulenten Bedingungen in der Mischkammer der Spritzpistole gemischt werden. Die so gebildete Emulsion wird in der Form eines Sprays abgeführt, welcher z. B. auf Zellulose-Teilchen, aus denen die Platten gebildet werden sollen, in der Art und Weise, wie sie weiter unten beschrieben ist, angewendet werden kann.
Wie weiter oben diskutiert, kann das Phosphat-Trennmittel mit den Teilchen als eine einzelne Komponente in Kontakt gebracht werden, wobei es in diesem Fall in der unverdünnten Form, z.B. ohne Verdünnungsmittel, verwendet wird, oder als eine wässrige Lösung oder Dispersion. Vorzugsweise wird das Phosphat, entweder unverdünnt oder in verdünnter Form, wenn es alleine verwendet wird, z.B. getrennt com Polyisocyanat, auf die Teilchen in der Form eines Sprays aufgetragen. Wie auch immer, in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden das Phosphat-Trennmittel und das Polyisocyanat zusammen in einer einzigen Zusammensetzung verwendet. Dies kann auf verschiedenen Wegen zustande gebracht werden. Demnach, wenn das Polyisocyanat als Bindemittelharz ohne Verdünnungsmittel, wie Wasser, verwendet wird, kann das Phosphat-Trennmittel dem Polyisocyanat durch einfaches Mischen einverleibt werden. Dort, wo das Polyisocyanat als Bindemittelharz in der Form einer wässrigen Emulsion verwendet wird, kann das Phosphat-Trennmittel als eine getrennte Komponente während oder nach der Bildung der Emulsion hinzugegeben werden, oder, in einer speziell vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Phosphat mit dem organischen Polyisocyanat vorgemischt, vorgängig der Emulgierung des letzteren. So können das organische Polyisocyanat und das Phosphat-Trennmittel vorgemischt und während jeder gewünschten Zeitspanne, vorgängig zur Bildung der Emulsion gelagert werden. Ferner, wenn ein Emulgierungsmittel bei der Herstellung der Emulsion verwendet wird, kann das genannte Mittel auch in die Mischung aus organischem Polyisocyanat und Phosphat-Trennmittel inkorporiert werden, um eine lagerstabile Zusammensetzung zu bilden, welche bei jeder gewünschten Zeit in eine wässrige Emulsion für die Verwendung als ein Bindemittelharz übergeführt werden kann, z.B. durch einfaches Mischen mit Wasser.
Wenn das Polyisocyanat als Bindemittel in der Form einer wässrigen Emulsion verwendet wird, so ist der Anteil des organischen Polyisocyanates, welches in der genannten, wässrigen Emulsion vorhanden ist, vorteilhafterweise im Bereich von 0,1 bis 99 Gew.-% und vorzugsweise im Bereich von 25 bis 75 Gew.-%.
Ob das Phosphat-Trennmittel als eine einzelne Komponente, oder ob es in Kombination mit dem Polyisocyanat eingeführt wird, liegt der Anteil an verwendetem Phosphat-Trennmittel erfindungsgemäss innerhalb dem Bereich von 0,1 bis 20 Gewichtsteilen pro 100 Teile an Polyisocyanat, und vorzugsweise im Bereich von etwa 2 bis 10 Gewichtsteilen pro 100 Teile an Polyisocyanat. Der Anteil an erforderlichem Emulgierungsmittel zur Herstellung der wässrigen Emulsion ist nicht kritisch und variiert entsprechend dem speziellen verwendeten Emulgierungsmittel, liegt jedoch im allgemeinen im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 20 Gew.-%, basierend auf dem Polyisocyanat.
Das Ausgangsmaterial für die aus Teilchen zusammengesetzten Platten stellt bevorzugt Teilchen aus Zellulose-Mate-rial oder einem ähnlichen Material dar, welches befähigt ist, zu Platten verdichtet und gebunden zu werden. Typischerweise sind solche Materialien Holzteilchen, wie z.B. Holz-Verarbeitungs-Abfall, wie etwa planare Holzspäne, Deckblatt-Hobelspäne und ähnliches, Teilchen aus anderen Zellulose-Materialien, wie etwa zerschnitzeltes Papier, Papierbrei oder pflanzliche Fasern, wie etwa Getreidehalme, Stroh, Bagasse und ähnliches, und nichtzellulose Materialien, wie etwa als Ausschuss ausgeschiedene Polyurethan-, Polyiso-cyanurat- und ähnliche polymere Schäume. Anorganische Materialien, wie etwa hydratisiertes Aluminiumoxid, Gips, zerhackte Mineralfasern und ähnliche, können ebenfalls, 5 entweder alleine oder in Kombination mit jedem der oben genannten Zellulose- oder Nichtzellulose-Materialien bei der Herstellung von aus Teilchen zusammengesetzten Platten in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Falls gewünscht, können Gemische aus Zellulose-io Teilchen verwendet werden. Besonders bevorzugt sind beispielsweise Holzteilchen-Gemische, welche bis zu etwa 30% Rinde enthalten.
Der Feuchtigkeitsgehalt der Teilchen variiert vorzugsweise von etwa 0 bis 24 Gew.-%. Typischerweise enthalten i5 Teilchen aus Holzabfallmaterialien etwa 10 bis 20% Feuchtigkeit und können verwendet werden, ohne eist getrocknet zu werden.
Eine aus Teilchen zusammengesetzte Platte wird z.B. hergestellt, indem die Teilchen mit den Komponenten der 20 Bindemittelzusammensetzung besprüht werden, entweder getrennt oder in Kombination, während die Teilchen bewegt oder in einem Mischer oder einer ähnlichen mischenden Apparatur gerührt werden. Beispielsweise wird eine totale Menge von etwa 2 bis 8 Gew.-% des Bindemittelsystems (unter 25 Ausschluss jeglichen darin vorhandenen Wassers) hinzugefügt, basierend auf dem «staubtrockenen» Gewicht der Teilchen, aber grössere oder kleinere Mengen an Bindemittelharz können in jeder gegebenen Applikation verwendet werden. Beispielsweise dort, wo die Teilchen von einer grossen 30 Grösse sind, wie etwa in Spanplatten und in Sperrholz, ist es möglich, so geringe Mengen an Bindemittel zu verwenden wie 1 Gew.-% oder weniger, basierend auf dem «staubtrok-kenen» Gewicht der Teilchen. Falls die Teilchen sehr klein sind, z.B. wenn sie ein grosses Oberflächenzone/Volumen-35 Verhältnis haben, wie im Falle von gepulverten, anorganischen Materialien, ist es wünschbar, so grosse Mengen an Bindemittel zu verwenden wie etwa 20 Gew.-% oder sogar mehr. Falls gewünscht, können andere Materialien wie etwa Hilfsmittel aus Wachs, Flammschutzmittel, Pigmente und 40 ähnliche, ebenfalls zu den Teilchen während dem Mischschritt gegeben werden.
Nach dem Mischen, welches genügend lang dauert, um ein einheitliches Gemisch herzustellen, werden die beschichteten Teilchen gewöhnlich in eine lockere Matte oder in ei-45 nen Filz geformt, der vorzugsweise zwischen etwa 4 und etwa 18 Gew.-% an Feuchtigkeit enthält. Die Matte kann anschliessend in eine gewärmte Presse zwischen polierte Platten gegeben und gepresst werden, um die Teilchen zu einer Platte zu verdichten. Die Presszeiten, Temperaturen und die so angewandten Drucke variieren stark und sind abhängig von der Dicke der hergestellten Platte, der gewünschten Dichte der Platte, der Grösse der verwendeten Teilchen und weiteren Faktoren, welche gut bekannt sind. Beispielsweise sind für eine 1,27 cm dicke aus Teilchen zusammengesetzte Platte 55 von einer mittleren Dichte Drucke von etwa 20,41 bis 47,63 • 98,07 • 103 Pa und Temperaturen von etwa 162,7 °C bis 190,5 °C typisch. Die Presszeiten betragen typischerweise etwa 2 bis 5 Minuten. Weil ein Teil der in der Matte vorhandenen Feüchtigkeit mit dem Polyisocyanat unter Bildung 60 von Polyharnstoff, wie früher beschrieben, reagiert, ist die Menge an vorhandener Feuchtigkeit in der Matte mit Iso-cyanat-Bindemitteln nicht so kritisch wie mit andern Bindemittelsystemen.
Das oben beschriebene Verfahren kann chargenweise 65 ausgeführt werden. So können einzelne Blätter zu aus Teilchen zusammengesetzten Platten geformt werden, indem man eine geeignete Menge an Teilchen mit der Bindemittel-harz-Zusammensetzung behandelt und dann erwärmt und
presst. Alternativ kann das Verfahren kontinuierlich ausgeführt werden, indem die behandelten Teilchen in der Form einer kontinuierlichen Bahn oder Matte durch eine Wärmund Press-Zone geführt werden, die durch obere und untere kontinuierliche Stahlbänder definiert sind und an die bzw. durch die die notwendige Wärme und der notwendige Druck angewandt werden.
Es wurde gefunden, dass, wenn das erfindungsgemässe Verfahren chargenweise oder auf kontinuierliche Art und Weise ausgeführt wird, die hergestellten, aus Teilchen zusammengesetzten Platten unter Verwendung der beschriebenen Polyisocyanat- und Phosphat-Trennmittel-Zusammen-setzung sich leicht von den Druck-Metallplatten, welche für die Herstellung verwendet wurden, ablösen und keine Tendenz zeigen, an den genannten Platten zu kleben oder zu haften. Dies steht in direktem Kontrast zu früheren Erfahrungen bei der Verwendung von Polyisocyanaten alleine als Bindemittelharze, wie es weiter oben diskutiert worden ist.
Währenddem jedes der Phosphat-Trennmittel, wie es weiter oben definiert worden ist, entweder alleine oder in Kombination im erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden kann, ist es bevorzugt, die Pyrophosphate oder gemischte Pyrophosphate, abgeleitet aus Mischungen der Säurephosphate (I) und (II), zu verwenden. So sind die vorhandenen freien Hydroxyl-Gruppen in den Pyrophosphaten oder alle vorhandenen freien Hydroxyl-Gruppen in der Form von nicht umgesetztem Säurephosphat-Ausgangsma-terial im allgemeinen genügend gehindert, um bei umgebenden Temperaturen nich reaktionsfähig mit dem verwendeten Polyisocyanat im erfindungsgemässen Verfahren zu sein und die Pyrophosphate können zusammen mit genanntem Polyisocyanat während längeren Zeitspannen gelagert werden, ohne dass eine Verschlechterung festgestellt werden konnte. Wie auch immer, wenn das Gemisch aus Pyrophosphat und Polyisocyanat emulgiert ist und im erfindungsgemässen Verfahren verwendet wird, wird angenommen, dass die Verfahrenstemperatur und der bei der Bildung der aus Teilchen zusammengesetzten Platte erzeugte Dampf bewirken, dass die Hydrolyse des Pyrophosphates auftritt, verbunden mit der Regeneration der entsprechenden Säurephosphate, wobei letztere dann dazu dienen, das folgende Ablösen der aus Teilchen zusammengesetzten Platte aus den Druckplatten zu erleichtern. Es sei festgehalten, dass die obige Theorie nur dem Zweck einer Erklärung dient und nicht als begrenzend für den Bereich der vorliegenden Erfindung betrachtet werden darf.
Wie weiter oben ausgeführt, können die Mono-säure-phosphate (II) und die Di-säurephosphate (I) und die Salze davon, welche im erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden, mittels herkömmlichen Verfahren, wie etwa durch Reaktion des entsprechenden Alkoholes ROH, worin R weiter oben definiert worden ist, mit Phosphorpentoxid erhalten werden; Kosolapoff, ibid. Es ist dem Fachmann ohne weiteres klar, dass es möglich ist, Gemische von 2 oder mehreren verschiedenen Alkoholen in der obigen Reaktion zu verwenden, um ein entsprechendes Gemisch der Säurephosphate (I) und/oder (II) zu erhalten, wobei die verschiedenen Komponenten des Gemisches gewöhnlich verschiedene Bedeutungen der Gruppen R haben. Wie weiter oben ausgeführt,
kann das Gemisch der erhaltenen Mono- und Di-säurephosphate in der obigen Reaktion in seine individuellen Komponenten mittels herkömmlichen Verfahren getrennt werden, wie fraktionierte Kristallisation und ähnliche, und die so erhaltenen einzelnen Verbindungen können im erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden. Alternativ hierzu und bevorzugt kann das Gemisch der erhaltenen Mono- und Di-säurephosphate in der obigen Reaktion auf solche Weise und ohne Auftrennung in seine Komponenten
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im erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden, oder es kann in das entsprechende Gemisch aus Pyrophosphaten unter Verwendung der weiter oben diskutierten Verfahren überführt werden, wobei letzteres Gemisch dann im erfindungsgemässen Verfahren verwendet wird.
Beispiele für Säurephosphate der obigen Formel (I), welche einzeln oder in Kombination mit andern Säurephosphaten im erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden können sind: Mono-O-propyl-, Mono-O-butyl-, Mono-O-pentyl-, Mono-O-hexyl- und Mono-O-heptyl-phosphate und die Di-säurephosphate, in welchen der veresterte Rest ein solcher ist, der aus einem eine Hydroxyl-Gruppe enthaltenden Alkohol abgeleitet ist und unter Verwendung der geeigneten molaren Mengen an Ethylen-oxid, Propylen-oxid, Epi-chlorhydrin oder 1,1,1-Trichlorbutylen-oxid hergestellt werden konnte.
Beispiele von Säurephosphaten der obigen Formel (II), welche einzeln oder in Kombination mit andern Säurephosphaten im erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden können, sind: 0,0-Di(propyl), 0,0-Di(butyl), 0,0-Di(pentyl), 0,0-Di(hexyl) und 0,0-Di(heptyl) und die di-veresterten Mono-säurephosphate, in welchen sich der ver- " esterte Rest von einem eine Hydroxyl-Gruppe enthaltenden Alkohol ableitet, welcher hergestellt wurde mit der geeigneten molaren Menge an Ethylen-oxid, Propylen-oxid, Epi-chlorhydrin oder 1,1,1-Trichlorbutylen-oxid. Beispiele für die letzteren Typen von Phosphaten, welche in Gemischen mit den entsprechenden Di-säurephosphaten erhältlich sind, sind solche Materialien, welche unter dem Handelsnamen «Tryfac» von Emery Industries Inc. vertrieben werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wurde gefunden, dass die Kombination von Polyisocyanat und Phosphat-Trennmittel, verwendet als Bindemittel im erfindungsgemässen Verfahren, in Verbindung mit bekannten, hitzehärtbaren Harzbindemitteln, wie etwa Phenolformaldehyd, Resorcin-formaldehyd, Melamin-formalde-hyd, Harnstoff-formaldehyd, Harnstoffurfural und kondensierte Furfuryl-alkoholen eingesetzt werden kann. Die Verwendung einer solchen Kombination verhindert nicht nur die Probleme der Haftung der fertigen, aus Teilchen bestehenden Platten an den Druckplatten, also Probleme, welche früher mit einem Gemisch aus Isocyanat und der obigen Art an hitzehärtbaren Harzbindemitteln auftraten, sondern auch die physikalischen Eigenschaften der so erhaltenen, aus Teilchen zusammengesetzten Platten sind markant bei der Verwendung der beschriebenen Bindemittelkombination verbessert.
Die folgende Herstellung und die Beispiele beschreiben die Erfindung.
Herstellung
Eine Reihe von Säurephosphaten (Gemische aus Mono-und Di-säurephosphaten) wurde hergestellt, indem man den entsprechenden Alkohol mit Phosphorpentoxid zur Reaktion brachte, unter Verwendung des folgenden Standardverfahrens, welches durch die Herstellung des Gemisches des entsprechenden Mono- und Di-(hexyloxyethylenoxyethyl)-phosphates durch Reaktion von Hexyl-carbitol (Hexyläther von Diethylen-glycol) mit Phosphorpentoxid illustriert wird.
Eine Gesamtmenge von 9,97 g (0,07 Mol) Phosphorpentoxid wurde unter Stickstoff und in der Abwesenheit von Feuchtigkeit in 50 g frisch destilliertem Methylenchlorid vorgelegt. Zum erhaltenen Gemisch wurde unter raschem Rühren eine Menge von 41,4 g (0,218 Mol) Hexyl-carbitol mit einer solchen Geschwindigkeit hinzugegeben, dass ein stetes Rückflussieren des Lösungsmittels aufrechterhalten
7
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
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60
65
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8
werden könne. Nachdem die Hinzugabe beendet war, wurde das Lösungsmittel langsam aus dem Reaktionsgemisch abdestilliert, wobei darauf geachtet wurde, dass die Temperatur des Reaktionsgeflsses nicht über etwa 80 "C stieg. Die letzten Spuren des Lösungsmittels wurden unter Vakuum an einem Rotationsverdampfer während 15 bis 30 Minuten bei einer Temperatur von 85 °C bis 90 °C entfernt. Es wurde ein Gemisch aus den Mono- und Di-(hexyloxyethylenoxyethyl)-säurephosphaten erhalten.
Unter Anwendung des obigen Verfahrens, aber unter Ersetzung des dort verwendeten Hexyl-carbitols durch eine äquivalente Menge der folgenden Alkohole:
Propyloxypropanol;
Butyloxypropanol;
Phenoxypropanol;
Phenoxyethanol;
Nonylphenoxyethanol;
Butyl-carbitol;
Tridecylphenoxyethylenoxyethanol-[C13H27 0(CH)20(CH2)20H];
Butyl-äther von Tri(ethylen-glycol)-[C4H90(CH2)20(CH2)20(CH2)20H];
Tridecyl-äther von Nona(ethylen-glycol)-[C j 3H270(CH2CH20)9H];
Methyl-äther von Dodeca(ethylen-glycol) [CH30(CH2CH20)12H].
Dodecyl-äther von Dodeca(ethylen-glycol)-[C12H250(CH2CH20)12H];
Methyl-äther von Heptadeca(ethylen-glycol)-[CH30(CH2CH20)17H];
Phenol;
Gemisch von Methanol und Dodecanol;
n-Propanol;
n-Butanol;
Heptanol; und
Tridecyl-alkohol;
wurden die entsprechenden Gemische der Mono- und Di-säurephosphate erhalten.
Alle der obigen Säurephosphate wurden als Trennmittel in Kombination mit einem Polyisocyanat-Bindemittel bei der Herstellung von aus Teilchen zusammengesetzten Platten in Übereinstimmung mit der Erfindung verwendet.
Beispiel 1
Eine Serie von Proben aus Holzteilchenplatten wurde unter Verwendung einer Kombination von einem Polymethy-len-polyphenyl-polyisocyanat und einem Säurephosphat als Bindemittel hergestellt. Das in allen Fällen verwendete Polyisocyanat war ein Polymethylen-polyphenyl-polyisocyanat, welches ungefähr 48 Gew.-% Methylen-bis-(phenylisocya-nat) enthielt und ein Isocyanat-Äquivalent von 134,5 und eine Viskosität bei einer Temperatur von 25 °C von 173 • 10-3 Pa.s hatte. In jedem Falle wurde ein anderes Säurephosphat verwendet, doch waren alle Säurephosphate Gemische von Di-säurephosphaten der Formel
0 Î
RO-P(OH)2
und Mono-säurephosphaten der Formel
0 f
(RO)2P (OH) ,
worin R die Bedeutung hatte, welche in Tabelle 1 angegeben ist, und das Gemisch der Säurephosphate wurde hergestellt, wie es in der obigen Herstellung beschrieben ist, wobei Ausnahmen speziell vermerkt sind.
Das Verfahren zur Herstellung einer aus Teilchen zusammengesetzten Platten-Probe war in allen Fällen das folgende:
Eine Charge von 2500 g von Douglas-Tannenholzspänen wurde in einer rotierenden Mischtrommel vorgelegt und unter Mischen mit 112 g Polyisocyanat unter Verwendung einer Farbspritzpistole besprüht. Nachdem die Besprühung und die Mischung mit Polyisocyanat beendet war, wurden die behandelten Späne anschliessend unter Verwendung des gleichen Verfahrens und der gleichen Apparatur mit einer Menge eines Gemisches aus Säurephosphaten, derart besprüht, dass die Gesamtmenge an vorhandenem Phosphor in der Kombination von Säurephosphat und Polyisocyanat annähernd 1 Gew.-% betrug. Die genaue Menge an Säurephosphat, welche in jedem Beispiel verwendet wurde, ist in Tabelle 1 angegeben. Das Gemisch der Säurephosphate wurde mit 40 bis 50 g an «Freon RI 1» (Trichlorfluormethan) oder Wasser (das Verdünnungsmittel ist in jedem Falle in Tabelle 1 angegeben) verdünnt, um die Besprühung zu vereinfachen. Eine Teilmenge (2156 g) der behandelten Späne wurde anschliessend verwendet, um eine aus Teilchen zusammengesetzte Platte herzustellen, welche eine Dicke von 0,95 cm hatte, unter Verwendung des folgenden Verfahrens. Die beschichteten Teilchen wurden zu einer verfilzten Matte auf einer 60,96 cm x 91,44 cm kalt gerollten Stahlplatte, welche mit einem Blatt Aluminiumfolie bedeckt war, mit Hilfe von einem Sperrholz-Form-Gestell, welches eine innere Abmessung von 46,99 cm x 76,2 cm hatte, geformt. Nach dem Entfernen des Form-Gestelles wurden Stahlschienen mit einer Dicke von 0,95 cm (identisch mit der gewünschten Dicke der aus Teilchen zusammengesetzten Platte) um die Kanten der verfilzten Matte angebracht, und ein Blatt einer Aluminiumfolie und eine zweite 60,96 cm x 91,44 cm kalt gerollte Stahlplatte wurden auf den oberen Teil der Matte gegeben. Der gesamte Aufbau wurde anschliessend auf die untere Platte einer Presse gegeben und dem Pressen ausgesetzt, 2,5 Minuten lang unter Verwendung eines Druckes von mindestens 34,02-98,07-103 Pa. Die Platten der Presse waren auf eine Temperatur von 176,67 °C vorgeheizt worden, bevor der Pressvorgang stattfand. Nachdem die aus Teilchen zusammengesetzte Platte, in Kontakt mit Aluminiumblättern, von den Platten der Presse entfernt worden war, wurde die relative Leichtigkeit, mit welcher die Aluminiumfolie von der aus Stücken zusammengesetzten Platte entfernt werden konnte, als «hervorragend» (kein Widerstand beim Entfernen), «gut» (kein Widerstand beim Abnehmen der Folie) oder «schwach» (etwas Widerstand, doch konnte die Folie abgenommen werden, ohne zu zerreissen oder ohne andere Beschädigung der Folie) bewertet. Es war offensichtlich, dass alle verwendeten Säurephosphate signifikante Trenneigenschaften ergaben. Die Daten der Proben sind in der folgenden Tabelle 1 gezeigt.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
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Tabelle 1
R im Säurephosphat
% w/w P im
% w/w Säu
Verdün
Leichtigkeit der
Bindemittel rephosphat nungsmittel
Entfernung
im Bindemit für das
tel1
Phosphat
c3h70-c3h6-
1.1
8.6
Freon gut c4h9o-c3h6-
1.0
8.7
Freon hervorragend c6h5o-c3h6-
1.0
9.7
Freon schwach
2c4h9o-ch2ch2-
1.0
12.4
Wasser gut
Nonylphenyl-0-CH2CH2-
0.9
14.4
Freon hervorragend
C4H9-(OCH2CH,)2-
1.0
10.2
Freon hervorragend
C6H13-(OCH2CH2)2-
1.0
11.9
Freon hervorragend
T ridecylphenyl-(OCH2 CH2)2-
0.8
16.8
Freon hervorragend
C4H9-(OCH2CH,)3-
1.0
12.1
Freon hervorragend
*3di(Nonyl)phenyì (OCH2CH2)3-
0.8
28.9
Freon hervorragend
*C13H27-(OCH2CH2)9-
0.8
25.1
Freon hervorragefld
*4Nonylphenyl-(OCH2CH2)9-
0.8
30.1
Freon hervorragend
*CH3-(OCH2CH2)12-
1.2
24.3
Freon hervorragend
*C12H25-(OCH2CH2)12-
0.8
29.4
Freon hervorragend
*CH3-(OCH2CH2)17-
1.2
30.0
Freon hervorragend
C12H25-(OCH2CH2)23-
0.7
42.2
Freon schwach c4h9-
1.0
6.2
Freon schwach
C6H5-
1.5
10
Freon schwach
Gemisch aus CH3- und Ci2H25-
0.9
7.1
Freon hervorragend
Nonylphenyl
0.6
7.4
Freon hervorragend
1. Bindemittel = Polyisocyanat + Säurephosphat
2. Als Diethylamin-Salz: Virco Pet 30: Mobil Corporation
3. Tryfac 5555: Emery Industries
4. Tryfac 5556: Emery Industries
* Jedes dieser Säurephosphate im Gemisch mit dem Isocyanat bildete eine gute Emulsion, wenn mit Wasser geschüttelt wurde.
Beispiel 2
Unter Verwendung des im Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens, aber unter Ersetzung des Gemisches der Säurephosphate durch Dibutylpyrophosphorsäure (Mobil Corporation) in einer Menge, welche 12 Gew.-% ausmachte, basierend auf dem Gesamtgewicht von Pyrophosphorsäure und Polyisocyanat, wurde eine aus Teilchen zusammengesetzte Platte mit einer Leichtigkeit zum Abtrennen, welche als «schwach» bewertet wurde, erhalten.
Beispiel 3
Eine weitere Serie von aus Holzteilchen zusammengesetzten Platten wurde unter Verwendung des gleichen Verfahrens, welches in Beispiel 1 beschrieben wurde, hergestellt, mit der einzigen Ausnahme, dass das Gemisch der Säurephosphate mit dem Polyisocyanat vermischt wurde und dass das Gemisch mit 40 bis 50 g an Freon RI 1 verdünnt wurde, bevor es auf die Holzspäne gesprüht wurde. Das in der ganzen Serie verwendete Polyisocyanat war das gleiche wie jenes, welches in Beispiel 1 verwendet wurde. Ein anderes Säure45
50
phosphat wurde in jedem Falle verwendet, jedoch waren alle Säurephosphate Gemische der Di-säurephosphate der Formel 0 'f
RO-P(OH)2 und Mono-säurephosphate der Formel
0 t
(RO)2P(OH) ,
worin R die Bedeutung hat, welche in der untenstehenden Tabelle 2 angegeben ist, wobei genanntes Gemisch aus Säurephosphaten hergestellt wurde, wie es weiter oben beschrieben ist, wobei Ausnahmen speziell erwähnt sind. Die Leichtigkeit des Abtrennens der aus Teilchen zusammengesetzten Platten von der Aluminiumfolie wurden auf der Basis gewertet, welche in Beispiel 1 angegeben ist. Die Resultate sind in der folgenden Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2
R im Säurephosphat
% w/w P im Bindemittel
% w/w Säurephosphat im Bindemittel"
Leichtigkeit der Entfernung
*2ci3h27(och2ch2)-6 c3h7-
c4h9-c7h15
*32-Ethylhexyl-
0.6 1.0 1.7 1.3 1.2
14.3 5.0 10.0 10.0 10
hervorragend schwach hervorragend hervorragend gut
* Dieses Säurephosphat im Gemisch mit dem Isocyanat bildete eine Emulsion beim Schütteln mit Wasser.
1. Bindemittel = Polyisocyanat + Säurephosphat
2. Tryfac 610A: Emery Industries
3. Mobil Corporation.
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10
Wie im obenstehenden Beispiel und im Beispiel 1 angegeben, besitzt eine Anzahl von darin verwendeten Säurephosphaten «selbst-emulgierende» Eigenschaften, z. B. bilden sie Emulsionen, wenn sie geschüttelt oder anderswie mit Wasser vermischt werden, und zwar in Abwesenheit eines zusätzlichen oberflächenaktiven Mittels. Diese Erkenntnis ist speziell vorteilhaft, wenn das Polyisocyanat-Bindemittel, welches das Säurephosphat-Trennmittel enthält, in Form einer wässrigen Emulsion verwendet wird, weil im Falle der obigen Säurephosphate kein Bedarf besteht, ein zusätzliches Emulgierungsmittel einzusetzen, das Säurephosphat dient sowohl als Trennmittel als auch als Emulgierungsmittel. Es wurde gefunden, dass solche «selbst-emulgierende» Eigenschaften im Falle von solchen Säurephosphaten der Formeln (I) und (II) auftreten, worin R die Bedeutung von
R ' - ( O-CH-CH-}— ,
i i m
A B
hat, worin R', A und B weiter oben definiert sind und m einen durchschnittlichen Wert von 3 bis 25 hat.
5
10
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25
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40
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S

Claims (10)

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    2
    PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von Platten aus verdichtbarem teilchenförmigem organischem Material, das mit einer mindestens ein Polyisocyanat aufweisenden Zusammensetzung in Berührung gebracht und anschliessend unter An-wendunq von Wärme und Druck zu Platten geformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass man diese Teilchen zusätzlich zu der Behandlung mit der mindestens ein Polyisocyanat aufweisenden Zusammensetzung mit 0,1 bis 20 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile der Polyisocyanatzusammensetzung mit mindestens einem Phosphat der Gruppe (a) Säurephosphate der Formeln ro
    O
    t
    -p_
    -oh
    (I)
    oh und
    0
    T
    (RO) 2P-
    -oh
    C H_ n 2n
    ,Ov 0
    kOy aufweist, worin n 2 oder 3 ist.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Polyisocyanat ein Gemisch aus Polyme-
    (II)
    bzw. den Ammonium-, Alkalimetall-, Erdalkalimetall- und Amin-Salzen davon;
    (b) von Säurephosphaten der Formeln I und II abgeleitete Pyrophosphate sowie Mischungen davon, in Berührung bringt, worin in den Formeln I und II jeder Rest R unabhängig voneinander aus der Gruppe gegebenenfalls substituiertes Alkyl mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen, gegebenenfalls substituiertes Alkenyl mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen, gegebenenfalls substituiertes Aryl und
    R' - (O-CH-CH HjJ ,
    A B
    ausgewählt ist, worin
    R' gegebenenfalls substituiertes Alkyl oder gegebenenfalls substituiertes Aryl bedeutet, einer der Reste A und B Wasserstoff ist und der andere Wasserstoff, Methyl, Chlormethyl oder 2,2,2-Trichlorethyl darstellt und m eine Zahl mit einem durchschnittlichen Wert von 1 bis 25 ist, mit der Massgabe, dass
    (i) R' keine Alkylgruppe mit 8 oder mehr Kohlenstoffatomen bedeutet, wenn m einen Wert von weniger als 6 hat,
    (ii) wenn einer der Reste R in der Formel (II) eine Alkylgruppe mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen bedeutet, der andere Rest R ebenfalls Methyl oder Ethyl sein kann; und
    (iii) in Formel (II) die beiden RO-Gruppen zusammen mit dem P-Atom, an welches sie gebunden sind, zusätzlich einen heterocyclischen Rest mit 5 bis 6 Ringatomen bilden können, wobei dieser Rest die Formel thylen-polyphenyl-polyisocyanat ist, welches 25 bis 90 Gew.-% Methylen-bis-(phenyl-isocyanat) enthält, wobei der Rest des genannten Gemisches aus oligomeren Polymethylen-polyphenyl-polyisocyanaten mit einer Funktionalität von s mehr als 2 besteht.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymethylen-polyphenyl-polyisocyanat enthaltende Gemisch 35 bis 65 Gew.-% Methylen-bis-(phenyl-isocya-nat) enthält.
    io 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rest R in den Formeln (I) und (II) eine Alkylgruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen bedeutet.
  4. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Herstellung der aus Teilchen zusammengesetz-
    i5 ten Platte eingesetzten Teilchen Holzspäne sind.
  5. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das genannte Polyisocyanat und das genannte Phosphat gleichzeitig auf die. genannten Teilchen in Form einer wässrigen Emulsion anwendet.
    20 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Emulsion aus Polyisocyanat ebenfalls ein Emulgierungsmittel enthält.
  6. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Teilchen getrennt mit dem genannten Po-
    25 lyisocyanat und dem genannten Phosphat in Kontakt gebracht werden.
  7. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Polyisocyanat und das genannte Phosphat jeweils in Form einer wässrigen Dispersion eingesetzt wer-
    30 den.
  8. 10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Teilchen mit Wasser in Kontakt gebracht werden, bevor man sie mit genanntem Polyisocyanat und dem genannten Phosphat in Kontakt bringt.
    35 11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Phosphat aus der Gruppe Butyl-disäure-phosphat, Dibutyl-monosäure-phosphat und Mischungen davon ausgewählt ist, und dass man Pyrophospha-te einsetzt, wie sie durch die Entfernung von Wasser bei der
    40 Kondensation der genannten Mono- und Di-säure-phospha-te sowie Mischungen davon erhältlich sind.
  9. 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Phosphat aus der Gruppe Heptyl-disäure-phosphat, Diheptyl-monosäure-phosphat sowie Mi-
    45 schungen davon ausgewählt ist, und dass man Pyrophospha-te einsetzt, wie sie durch Entfernung von Wasser bei der Kondensation der genannten Mono- und Di-säure-phospha-te sowie Mischungen davon erhältlich sind.
  10. 13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-
    50 net, dass als Phosphat ein Gemisch von Phosphaten eingesetzt wird, wobei das Gemisch ein selbst-emulgierendes Phosphat der Gruppe Säurephosphate der folgenden Formeln und Mischungen davon enthält und man Pyrophosphate einsetzt, wie sie durch Entfernung von Wasser bei der
    55 Kondensation der genannten Säurephosphaten und Mischungen davon erhältlich sind, wobei die Säurephosphate die folgenden Formeln aufweisen
    O
    ro
    -oh und oh
    O
    Î
    (ro)2p-
    -oh
    I
    3
    652 964
    worin R die Gruppe
    R'-(O-CH-CH )
    I I m
    A B
    bedeutet, worin R', A und B in Anspruch 1 definiert sind und m eine Zahl mit einem durchschnittlichen Wert von 3 bis 25 ist.
CH1751/81A 1980-03-26 1981-03-13 Verfahren zur herstellung von platten aus verdichtbarem teilchenfoermigem organischem material. CH652964A5 (de)

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US06/134,315 US4257995A (en) 1979-05-03 1980-03-26 Process for preparing particle board and polyisocyanate-phosphorus compound release agent composition therefor

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CH652964A5 true CH652964A5 (de) 1985-12-13

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Application Number Title Priority Date Filing Date
CH1751/81A CH652964A5 (de) 1980-03-26 1981-03-13 Verfahren zur herstellung von platten aus verdichtbarem teilchenfoermigem organischem material.

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