CS209521B2

CS209521B2 - Reactive catalyzer for the polycondensation of the amino-resins

Info

Publication number: CS209521B2
Application number: CS782372A
Authority: CS
Inventors: Andrew Markessini
Original assignee: Teukros Ag
Priority date: 1977-04-27
Filing date: 1978-04-11
Publication date: 1981-12-31
Also published as: DK157878A; NL7803822A; DK145499C; AR217841A1; CA1098508A; LU79413A1; DK145499B; FI73707B; FI781082A; SE7803991L; DD135728A5; HU178763B; PL205994A1; NO781269L; AT381947B; JPS5817547B2; AU3495378A; BG36500A3; PL111972B1; BG36629A3

Description

Vynález se týká reaktivního katalyzátoru, který obsahuje .směs organických a anorganických složek a jehož ' přídavek k aminopryskyrícím, používaným k pojení částeček celulosy propustných pro vodu, umožňuje použití menších množství pevné látky pryskyřice za současného zvýšení rychlosti výroby a bez snížení pevnosti pojení.

Až dosud se pro polykondenzaci aminopryskyřic používalo kyselých vytvrzovacích katalyzátorů. Jejich nevýhodou je, že použitelné rychlosti vytvrzování pryskyřice, kterých se dosáhne jejich použitím, jsou při vyšší · teplotě relativně nízké. Přídavkem kyselých vytvrzovacích katalyzátorů se sice zvýší rychlost vytvrzování, ale postupně se dosáhne hodnoty, při níž další zvyšování rychlosti vede ke zhoršení vlastností pojeného materiálu.

Kromě toho dochází při přídavku těchto známých katalyzátorů ve větším množství k polykondenzaci i při teplotě okolí (a to i přes přídavek inhibitorů polykondenzace, jakými jsou například amoniak nebo hexamethylenletramin). Tím se zkracuje doba skladovatelnostl pojivá při teplotě okolí, a to védo k vytvrzování směsi. před jejím uvedením do lisu a Ke všem známým nedostatkům, které s tím souvisí.

Předmětem vynálezu je reaktivní kataly2 zátor pro polykondenzaci aminopryskyřic, používaných k pojení částic celulosy propustných pro vodu, přičemž tento katalyzátor při použití v kombinaci se známými katalyzátory zvyšuje rychlost polykondenzace aminopryskyřic a umožňuje použití menšího množství pevného podílu aminopryskyřic, aniž přitom dochází ke snížení pevnosti pojení. Jeho podstata .spočívá v tom, že je tvořen roztokem 30 až 150 hmotnostních dílů směsi organické a anorganické složky ve 100 hmotnostních dílech vody, přičemž organickou složkou je formaldehyd a močovina nebo · nezpryskyřičnatělý kondenzační produkt formaldehydu a močoviny a organickou složkou je ve vodě rozpustný halogenid alkalického· kovu a roztok obsahuje organickou a anorganickou složku v poměru 0,1 až 10 hmotnostních dílů organické složky na 1 hmotnostní díl anorganické složky, přičemž množství vody závisí na rozpustnosti organické a anorganické složky a na požadovaném obsahu pevného podílu pro použitý výrobní systém.

Reaktivní katalyzátor podle vynálezu s výhodou obsahuje jako organickou . složku formaldehyd a močovinu a jako anorganickou sl ·. · žku chlorid sodný.

Přídavkem katalyzátoru podle vynálezu se zvýší rychlost vytvrzování při vyšší tep209521 lotě na takovou hodnotu, které není možné dosáhnout jednoduchým přidáním kyselých vytvrzovacích katalyzátorů.

Přídavkem katalyzátoru podle vynálezu se mohou rychlosti vytvrzování - ještě dále zvýšit a zároveň zkrátit následující lisovací doby, aniž se projeví jakékoliv zhoršení vlastností pojeného materiálu. Přídavek katalyzátoru je účinný pouze při vysokých teplotách. Proto se podstatně zvyšuje rychlost polykondenzace pryskyřice při teplotě lisování, ale při teplotě okolí nikoliv, takže se odstraní potíže spojené s předčasným vytvrzováním. Katalyzátor podle vynálezu se s pryskyřicí spojuje a tvoří potom její součást.

Kombinace organické a anorganické složky katalyzátoru podle vynálezu vykazuje synergické chování. Pokud se jednotlivé složky přidají k pryskyřici samostatně, dojde sice k určitému zvýšení rychlosti vytvrzování, ale pokud se použijí ve formě směsi, dojde ke zvýšení, které je vyšší než součet účinků, které se projeví, přidá-li se každá složka odděleně.

V případě soli odvozené od halogenidu může jít - o- nějaký rozpustný halogenid alkalického kovu. - Organickým materiálem může být ' néžpryskyřičnatělý kondenzát močoviny s formaldehydem. Ke zlepšení disperze pryskyřice je výhodné přidat ke katalyzátoru také povrchově aktivní činidlo v malém množství, jako například v množství 0,1 až 2 hmotnostních %.

Katalyzátor podle vynálezu je možné přidávat v množství [počítáno, že je tvořen ze 100 % z pevné látky) od 1 do 30 %, vztaženo- na obsah pevné látky použité pryskyřice. Nejdůležitějším aspektem vynálezu je skutečnost, že katalyzátor podle vynálezu může nahradit část pryskyřice, aniž se zhoršují vlastnosti konečného produktu. Vzhledem k ' tomu, že přidaný katalyzátor není tvořen 100 % pevných látek, nepřidává se iento katalyzátor v množstvích, která jsou přímo rovná množství nahrazené pryskyřice, ale v množství 50 až 70 % nahrazené pryskyřice [výpočet je vztažen na hmotnostní procenta a na to. že všechny složky mají lODo/₀ obsah pevné látky.

Katalyzátor podle vynálezu může na základě svého synerg?stlckého chování nahradil pryskyřicí v množství až do dvojnásobku jeho vlastní hmotnosti. Výše uvedená vlastnost tohoto katalyzátoru se projeví přídavkem asi 20 % hmotnostních pryskyřice, což odpovídá náhradě asi 40 % hmotnosti použité pryskyřice. Přidává-li se v menším množství, např. 3 až 10 %, dojde ke značnému zlepšení vlastností konečného produktu. Přidá-li se ve větším množství, např. až 30 %, neprojeví se žádný rozdíl týkající se vlastností konečného produktu, avšak značně stoupne rychlost vytvrzování a uspoří se pryskyřice.

Pojení, které se provádí známým způsobem, je ovlivněno vytvrzováním pryskyřice při vyšších teplotách a tlacích. Katalyzátor je možno používat pro všechny druhy výrobků, u nichž se ’ k pojení (spojování) produktů - lignocelulózy používají močovino-formaldehydové pryskyřice, nezávisle na tom, zda přitom jde o částice dřeva k výrobě třískových desek za použití plošných lisů nebo kalandrů anebo· - o dřevěné dýhy, jako např. k výrobě překližky. Kvalita vyrobených laťovek, popř. desek byla týdně kontrolována během období 6 měsíců a nebylo pozorováno žádné zhoršení vlastností. To svědčí o tom, že nenastalo žádné _ odbourávání polymeru a že vlastnosti laťovek, popř. desek, související se stárnutím, jsou srovnatelné -s vlastnostmi výrobků vyrobených normálním způsobem.

Dosud známé náhradní látky k náhradě pryskyřice nedovolují zachování stejných známých způsobů výroby při vyšších množstvích náhrady a také nevedou k současnému zvýšení rychlosti výroby. U známých náhradních látek jde zvláště o soli halogenidů, ale nepoužívá se směs soli halogenidu s přídavkem močoviny a formaldehydu.

Přídavek samotné soli halogenidu umožňuje náhradu části pryskyřice ve srovnání s reaktivním katalyzátorem podle vynálezu s dále uvedenými omezeními:

1. rychlost výroby se nezvýší, v případě většího množství náhrady se ve skutečnosti sníží, neboť náhradní látky působí jako inhibitor místo jako katalyzátor, v -důsledku vysokého množství přítomné vody;

2. náhrada je možná v poměru 1:1, zatímco v případě reaktivního katalyzátoru podle vynálezu jsou možné poměry až 1:2;

3. většího - nahrazeného množství se dosáhne odděleným postřikem roztokem soli halogenidu, následným sušením a nastříkáním pojivá. V případě použití reaktivního^ katalyzátoru podle vynálezu je možno- nahradit větší množství, aniž je nutno reaktivní katalyzátor samostatně nastřikovat a - dále sušit. Reaktivní katalyzátor se přidá k roztoku pryskyřice a tento roztok se používá k postřiku dřevní hmoty v jednom stupni známým způsobem.

Reaktivní katalyzátor podle vynálezu poskytuje ještě další výhodu. V důsledku ,me.nšího množství použité pryskyřice a dosažených zlepšených účinků je množství volného formaldehydu při výrobě desek a - laťovek značně sníženo a vyrobené desky (laťovky) jsou téměř bez zápachu.

Vynález bude blíže objasněn, avšak nikoliv omezen následujícími příklady.

Příklad 1

Konstantní množství močovino-formaldehydové pryskyřice (BASF 285) reaguje za kontrolovaných teplotních a tlakových podmínek s katalyzátorem podle vynálezu, přičemž katalyzátor se mění v závislosti na podílech složek tvořících roztok katalyzátoru. Katalyzátor podle vynálezu není použí209521 ván samostatně, nýbrž dodatečně k obvyklým známým katalyzátorům, které zpravidla sestávají z chloridu amonného a obsahují nebo neobsahují hexametyléntetramin.

V následující tabulce I je jednoznačně doložen synergistický efekt roztoku katalyzátoru z organických a anorganických složek.

Pokus 1 slouží jako slepý pokus a neobsahuje roztok katalyzátoru podle vynálezu, nýbrž jako· katalyzátor obsahuje pouze známý chlorid amonný; při 100 °C je doba želatinace 90 s;

Pokus . 2 obsahuje kromě chloridu amonného také určité množství močoviny a form aldehydu a vykazuje slabě zvýšený katalytický účinek při době želatinace 95 s při 100 °C;

Pokus 3 obsahuje kromě chloridu amonného také určité množství chloridu sodné ho, avšak žádnou močovinu a formaldehyd, a vykazuje slabě zvýšený katalytický účinek s dobou želatinace 80 s při 100 °C;

Pokus 4 obsahuje kromě chloridu _eamonného· směs močoviny, formaldehydu a chloridu sodného, kde celkové množství přidané směsi je stejné jako množství přidaných jednotlivých složek v pokusech 2 a 3. Pokusy 4, 5 a 6 ukazují zvýšený katalytický účinek, způsobený synergistickým chováním použitých složek, a příslušné doby želatinace jsou 60, 35 a 28 s při 100 °C.

Rozdíl mezi pokusy 4, 5 a 6 je důsledkem rozdílných množství použité organické složky oproti anorganické složce roztoku katalyzátoru. Bylo zjištěno, že pokus 6, který obsahuje větší množství organického materiálu, vykazuje také větší katalytický účinek.

TABULKA I

Složky v hmotnostních dílech Pokusy

	1	2	3	4	5	6
Močovino-formaldehydová pryskyřice (s obsahem pevné látky 65 %)	140	140	140	140	140	140
Voda	70	10	10	10	10	10
Roztok katalyzátoru	' —	60	60	60	60	60
Chlorid amonný (20% vodný roztok')	12	12	12	12	12	12
Hexametyléntetramin (20% vodný roztok)	8	8	8	8	8	8
Doba želatinace při 100 °C (s)	90	85	80	60	35	28

Složky roztoku katalyzátoru	Pokusy (hmotnostní díly)
1	2	3	4	5	6
Močovina (100%)	—	5,35	—	5.35	10,70	” 16,05
Formaldehyd (100'%)	—	2,75	—	2,75	5,50	8,25
Chlorid sodný (100°/o)	—	—	20,0	20,0	20,0	20,0
Povrchově aktivní činidlo
(10% roztok ve vodě)	—	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
Voda	—	90,9	79,0	70,9	62,8	54,7
Celkem	—	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0

P ř í k 1 a d 2

Tento příklad ozřejmí výhody dosažené při výrobě třískových desek při přídavku katalyzátoru podle vynálezu ke směsi.

Dále budou vyloženy tři případy, v nichž bylo použito stejné celkové množství. Rozdíly jsou pouze v souvislosti s rozdílnými vlastnostmi různých složek použitého roztoku, jak je uvedeno v následující tabulce II. V této tabulce se sloupec A vztahuje na roztok použitý k postřiku jemné dřevní moučky, která se používá k výrobě vnějšího povrchu třískových desek. Sloupec B se vztahuje na roztok · použitý k postřiku dřevěných třísek, které sa používají k výrobě jádra třískových desek.

Třískové desky byly v tomto případě vyrobeny systémem Biscn, tzn. za kontinuální tvorby vrstvy při kontrolovaných podmínkách, které byly pro všechny probírané případy udržovány konstantní:

Vlhkost hmoty před lisováním 10,5 ± 0,5 % Teplota při lisování 210 °C

Tlak 3,5 MPa

Kvalita třískových desek vyrobených tímto způsobem nevykazuje ani v jednom z uvedených tří případů patrné rozdíly (srov. výsledky v tabulce II).

Rozdílné roztoky vyrobené ve všech třech případech v souladu s příkladem podle vynálezu vedou ke snížení doby lisování, jak je dále uvedeno:

Pokus 1: 9,25 s/mm nebroušené třískové desky.

Pokus 2: 8,00 s/mm nebroušené třískové desky.

Pokus 3: 7,00 s/mm nebroušené třískové desky.

Třetí pokus, který obsahuje největší množství organické složky ve srovnání s anorganickou složkou, vykazuje nejlepší výsledky.

Předložený příklad dokazuje, že použitím katalyzátoru podle vynálezu je možné zkrátit doby lisování při výrobě třískových desek, a že je zároveň možné snížit množství použité pryskyřice při použití tohoto katalyzátoru o množství asi 30 %, asi 16,90 % (pokus 2) nebo asi 21 % (pokus 3).

TABULKA II

Složky v hmotnostních dílech		Pokusy
	1	2	3
	А В	А В	А В

Močovino-formaldehydová pryskyřice (obsah

pevné látky 65 °/o)	100,0	200,0	70,0	140,0	70,0	140,0
Chlorid amonný (20% vodný roztok)		8,0		8,0	_	8,0
Voda	68,5	31,0	58,5	20,0	58,5	20,0
Amoniak hustoty 25 ^cBaumé	1,5	1,0	1,5	2,0	1,5	2,0
Roztok katalyzátoru	—	—	40,0	70,0	40,0	70,0
Celkem	170,0	240,0	170,0	240,0	170,0	240,0

Složky roztoku katalyzátoru	1 А В	Pokusy 2	3
A	В	A	В
Močovina (100%)	— —	5,35	5,35	10,70	10,70
Formaldehyd (100%)	— —	2,75	2,75	5,50	5,50
Chlorid sodný (100%)	— —	20,0	20,0	20,0	20,0
Povrchově aktivní činidlo
(10% vodný roztok)	— —	1,0	1.Q	1,0	1,0
Voda	— —	70,9	70,9	62,8	62,8
Celkem	— —	100,0	100,0	100,0	100,0

Vlastnosti	1	Pokusy 2	3
Hustota (kg/m³)	660	640	625
Tloušťka (mm)	16,2	16,0	16,1
Modul pružnosti L	26 000	23 200	24 000
Pevnost v tahu (MPa)	0,5	0,45	0,42
Pevnost v ohybu (MPa)	25	23	22,5
Schopnost absorbování vody v %
po 24 h ponoru	40	45	52
Pcdíl v % přír&stku botnáním
po 24 h ponoru	13	15	20

při prostém přídavku chloridu sodného (bez močovino-formaldehydového monomeru)._

Dosažené výsledky jsou uvedeny v následující tabulce III, kde pokus 1 kromě obvyklých přísad, které se přidávají ke směsi pryskyřice pro výrobu třískových desek, obsahuje pouze chlorid sodný a vykazuje proto dobu želatinace 80 s, zatímco v poP ř í к 1 a d 3

Tento příklad objasní vzrůst rychlosti při výrobě třískových desek, kterého se dosáhne přídavkem katalyzátoru podle vynálezu ke směsi (tzn. směsi chloridu sodného a močovino-formaldehydového monomeru) ve srovnání s rychlostí, jaké se dosáhne kusu 2 jsou stejné přísady jako v pokusu 1, avšak navíc ještě močovino-formaldehydový monomer a stejné množství chloridu sodného. Doba želatinace je zde proto 28 s.

Pro třískové desky získané za stejných podmínek při použití zařízení Bison pro· oba pokusy podle vynálezu · vyplývají výrobní rychlosti 9 s/mm v případě pokusu 1 a 7 s/mm v případě ·pokusu 2. Dosažené mechanické vlastnosti podle DIN · 52 360 až 52 365 byly v obou případech stejné.

TABULKA III

Vlastnosti

Pokusy

Močovíno-formaldehydová pryskyřice (obsah pevné látky 65 %)

Voda

Chlorid amonný (20% vodný roztok)

Hexametyléntetramin

Chlorid sodný (100%)

Močovina (100%)

Formaldehyd (100'%)

Celkem

Doba želatinace (s)

Lisovací doba v s/mm tloušťky nebroušené třískové desky

140

230,00

80,0

140

43,42

6,93

4,95 230,00 28,0

Vlastnosti	1	Pokus 2
Hustota (kg/m³)	660	640
Tloušťka v mm	16,05	16,2i
Modul pružnosti L	24 500	23 200
Pevnost v tahu (MPa)	0,6	0,5:
Pevnost v ohybu (MPa)	23,5	24
Absorpce vody v % po 24 h ponoru	45	60
Přírůstek botnáním v % po 24 h ponoru	13,4	14,9

P ř íklad4

Tento příklad objasní vyšší náhradu močovino-formaldehydové pryskyřice při přídavku katalyzátoru podle vynálezu ve srovnání · s menší náhradou, které bylo dosaženo při použití pouze chloridu sodného bez přídavku monomeru močoviny a formaldehydu, přičemž byly vyrobeny třískové desky, které v obou případech vykazovaly ekvivalentní mechanické vlastnosti.

Tento příklad objasní zvláště případ, kde náhrada činí v případě chloridu sodného, vztaženo· na pryskyřici, poměr 1:1, zatímco v případě směsi chloridu sodného s močovinou a formaldehydem činí náhrada pryskyřice 1:2. Zásoba dřevěných třísek byla po práškování zpracována s odpovídajícími recepturami uvedenými v tabulce IV.

^^(^eptura 1 slouží jako slepý pokus bez náhrady pryskyřice. Receptury se od sebe odlišují tím, že v receptuře 2 dochází k náhradě pevné látky pryskyřice pouze chloridem sodným, zatímco, podle receptury 3 (receptura podle vynálezu) dochází k ná hradě pryskyřice směsí · NaCl s monomery močoviny a formaldehydu.

V receptuře 2 bylo nahrazeno 19,5 dílu pevné pryskyřice 19,5 dílu chloridu sodného.

V receptuře 3 bylo· nahrazeno 39 dílů pevné pryskyřice 19,5 dílu pevného· reaktivního katalyzátoru (tzn. chlorid sodný, močovina a formaldehyd).

V receptuře 2 tak došlo k náhradě v poměru 1:1, v receptuře 3 k náhradě 1:2.

Třískové desky vyrobené s oběma směsmi měly stejné mechanické vlastnosti, ačkoli v receptuře 3 byl nižší obsah pevné látky. V obou případech byly třískové desky vyrobeny systémem Bison, tzn. s kontinuální tvorbou vrstvy za kontrolovaných podmínek, které byly v obou případech udržovány konstantní:

Vlhkost hmoty před lisováním 10,5 ± 0,5· %

Teplota při lisování 210 °C

Tlak 3,5 · MPa

Vlastnosti vyrobených třískových desek jsou uvedeny v následující tabulce IV.

Složky ve hmotnostních dílech	TABULKA IV 1 в	Pokusy 2	3
	A	A	. В	A	В
Močovino-formaldehydová
pryskyřice	100	200	90	180	80	60
Obsah pevné látky močovino-
-formaldehydové pryskyřice	65	130	58,5	117	52	104,0
Chlorid amonný (20% roztok)	—	8,0	—	8,0	—	8,0
Voda	68,5	31,0	72,0	38,0	66,17	26,33
Amoniak (25°Bé)	1,5	1,0	1,5	1,0	1,5	1,0
Chlorid sodný (100% )	—		6,5	13,0	—	—
¹) Reaktivní katalyzátor, 100 %
pevné látky	—	—	—	—	6,5	13,0
i) Reaktivní katalyzátor, 100 %
pevné látky A+B	—	—	—	—		19,5
Voda	—	—	—	—	15,83	31,67
Celkové množství roztoku
pryskyřice	170,0	240,0	170,0	240,0	170,0	240,0

^x) Složky reaktivního katalyzátoru : močovina (100%) 19 dílů, formaldehyd 100°/o 10 dílů, chlorid sodný 100% 71 dílů, celkem 100 dílů.

Složky ve hmotnostních dílech Pokusy

	1	A	2	3	В
A	в	В	A
Celkový obsah pevné látky	65,0	131,6	65,0	131,6 54,8	58,5		118,60
Obsah pevné látky v % Díly substituované (nahraze-	38,3	54,8	38,2	34,4		49,4

né) pevné látky pryskyřice Díly pevné látky pryskyřice	—	—	6,5	13,0	13,0		26,0
A — náhrada A + B % pryskyřice, substituováno	—			19,5		39,0
A + B Poměr množství přidané pevné	—			10		20
náhradní látky к množství substituované pevné látky pryskyřice				1:1		1:2

Vlastnosti	Pokusy
	1	2

Hustota (kg/m³)	645	630	625
Tloušťka (mm)	16,1 24 500	16,5	16,2
Modul pružnosti L	25 000	23 800
Pevnost v tahu (MPa)	0,45	0,5	0,48
Pevnost v ohybu (MPa)	23,5	22,3	24
Absorpce vody v % po 24 h ponoru	45	50	53
Přírůstek botnáním v % po 24 h ponoru	14	17	16

Příklad 5

Novost vynálezu vyplývá ze skutečnosti, že v případě, kdy je žádán vysoký stupeň náhrady pryskyřice, je absolutně nutné používat směs podle vynálezu, aby bylo možno zásobu suroviny postřikovat v jednom stupni tak, jak se provádí při všech typech systémů používaných pro výrobu třískových desek.

Pokud se к pryskyřici přidává pouze chlorid sodný bez přídavku močoviny a formaldehydu, pak, odhlédneme-li od skutečnosti, že rychlost je nepatrná, jak je ukázáno v již popsaných předcházejících příkladech, je rovněž nutné oddělené postřikování dřevěných třísek chloridem sodným s následujícím sušením dřevěné směsi a dalším postřikováním pojivém. Tento postup podmiňuje použití přídavných zařízení, která jsou nákladná a snižují výrobu.

Dodatečné výrobní stupně jsou nutné pro malou rozpustnost chloridu sodného ve vo2В9521 dě a také v tom případě, kdy náhrady pryskyřice je dosaženo · přídavkem takového množství s obsahem pevné látky, které je rovno: množství pevné látky nahrazené pryskyřice. Aby se nahradilo [substituovalo) větší množství pryskyřice, je ve směsi nutná přítomnost příliš velkého, množství vody, kterou není možno vysušit v jednom stupni v lisu za obvyklou dobu lisování.

Směs podle vynálezu je možno velmi dobře použít k náhradě většího množství pryskyřice, aniž je nutné používat příliš velkého množství vody, a tam, kde je možná výroba v jednom stupni tak, jak se obvykle provádí při výrobě třískových desek, není vůbec třeba měnit výrobní proces. To· je podle vynálezu možné na základě skutečnosti, že rozpustnost je ve vodě vyšší, a proto se používá méně vody, ale také proto, že náhrady se dosáhne přídavkem polovičního množství nahrazeného materiálu, počítáno jako pevný materiál.

K dosažení stejně vysokého stupně náhrady (35 o/o v uvedeném příkladu) při použití reaktivního katalyzátoru podle vynálezu jej doba želatinace · kratší, a proto. · také vyšší rychlost .výroby · (směs 3). Při použití pouze chloridu sodného· bez přídavku monomerů močoviny a formaldehydu je doba želatinace mnohem delší, neboť přidané náhradní látky působí v tomto případě jako inhibitor místo jako katalyzátor (směs 2). Všechny jmenované body vyplývají z receptur v následující tabulce V. V této tabulce jsou uvedeny tři směsi:

Směs· 1 slouží jako· slepý pokus, v němž je pryskyřice použita bez jakýchkoli náhradních látek.

Směs 2 obsahuje pouze chlorid sodný, který nahrazuje pryskyřici.

Směs 3 obsahuje reaktivní katalyzátor podle vynálezu, tzn. chlorid sodný a monomer močoviny a formaldehydu.

Procentuální podíl nahrazené .pryskyřice obnáší ve směsích 2 a · 3 až 35 %. Ve směsi 3 bylo přidáno 37,5 dílu reaktivního· katalyzátoru, který nahradil 68,5 dílu pevné pryskyřice, a ve směsi 2 bylo přidáno 68,5 dílu chloridu sodného, který nahradil stejné množství pryskyřice, tzn. 68,5 dílu pryskyřice. To svědčí o tom, že podle vynálezu bylo dosaženo náhrady v poměru 1:1,8, zatímco při použití pouze chloridu sodného bylo dosaženo náhrady v poměru 1:1.

Celkové množství roztoku pryskyřice ve směsi 3, která obsahuje reaktivní katalyzátor podle vynálezu, bylo stejné jako v případě směsi 1. To · však nebylo v případě směsi 2, do níž je· přidán pouze chlorid sodný, možné pro velká množství · vody, jejíž přítomnost ve směsi je nutná na základě vysoké náhrady pryskyřice.

Doba želatinace slepého pokusu činí 60 s. Pro směs 3, obsahující reaktivní katalyzátor, byla nižší doba želatinace, 40 s, která zde dovolila větší výrobní rychlost; ve směsi 2, kde byl použit pouze chlorid sodný, byla doba želatinace 110 s, neboť přidané složky působily jako inhibitor místo jako· katalyzátor.

Sloupec A se ve všech třech případech vztahuje na roztok použitý k postřiku jemne · dřevěné moučky, používané k výrobě vnějšího povrchu třískových desek. Sloupec · B se ve všech třech případech vztahuje na roztoky použité k postřiku dřevěných třísek, které se používají k výrobě jádra třískové desky.

' f. Za použití .směsí pryskyřic uvedených v tabulce V pro tři případy byly vyrobeny třískové desky. Použitým způsobem výroby je systém Bison a podmínky byly ve všech třech případech udržovány konstantní:

Vlhkost hmoty před lisováním 10,5 ± 0,5 % Teplota při lisování 120 °C

Tlak 3,5 MPa

Kvalita vyrobených třískových desek odpovídala standardu DIN 52 360 · až 52 365 a nevykazovala žádné rozdíly v případech 1 a 3. V případě· 2, kde byl obsažen pouze chlorid sodný místo· reaktivního katalyzátoru podle vynálezu, nemohly být vlastnosti vyrobené třískové desky měřeny, neboť vyrobené desky se již za normální lisovací doby vydouvaly. To svědčí o tom, že použití samotného· chloridu sodného neumožní vysoké stupně náhrady o řádové velikosti 35 proč., pokud se používá k výrobě třískových desek při jediném stupni postřiku podle známého způsobu.

i) Složky reaktivního katalyzátoru v %: mo . čovina (100%) 30, formaldehyd (počítáno jako 100o/o · pevné látky) 15, chlorid sod ný (100:%) 55.

0 9 5- 21

	TABULKA V 1	2	3
A	B A		B	A		B

Močovíno-fOrmaldehydová

pryskyřice	100	200	65	130	65	130
Pevná látka pryskyřice	65	130	42	84,5	42	84,5
Chlorid amonný · (20'% roztok)	—	8	—	8	—	8
Voda .	68,5	31	—	—	68,5	31
Amoniak (25°Bé)	1,5	1,0	1,5	1,0	1,5	1,0
Chlorid sodný 100%			23	45,5	—
Chlorid sodný A + B		—	68,5		—
i) Reaktivní katalyzátor
(100%)	—	—	—	—	12,5	25
Reaktivní katalyzátor A+B		—-	—		37,5
Voda	— -	—	82	161,5	22,5	45
Celkové množství roztoku
pryskyřice	170	240	213,5	346,0	170,0	240

x) Složky reaktivního katalyzátoru v %: močovina (100 %) ' 30, formaldehyd (počítáno· jako 100 % pevné látky) 15, chlorid sodný (100 %) 55.

3

A B A B

Celkový obsah pevné látky Obsah pevné látky v θ/ο

Díly nahrazené pevné pryskyřice

Díly nahrazené pevné pryskyřice A + B % nahrazené pryskyřice A + B

Poměr množství přidané pevné náhradní látky k množství nahrazené pevné látky pryskyřice

Doba želatinace (s)

65	131,6
38,2	54,8
— .	—
—
60

65	131,6
30,8	38
23	45,5

68,5

1:1

110

54,5

53

45,5

68,5

1:1,8

Příklad 6

Tento příklad objasní synergistické chování, které bylo zjištěno při přípravě pryskyřice za použití směsi chloridu sodného spolu s nezpryskyřičnatělými kondenzačními produkty monomerů močoviny a formaldehydu. Výsledky přitom dosažené jsou uvedeny v následující tabulce VI, kde pokus 1 kromě obvyklých přísad, které se používají k přípravě pryskyřice pro výrobu třískových desek, obsahuje pouze chlorid sod ný a doba želatinace činí 49 s. Pokus 2 obsahuje močovino-formaldehydový kondenzát a doba želatinace činí 51 s. Pokusy 3 a 4 obsahují oba chlorid sodný a močovino-formaldehydový kondenzát v množstvích, jejichž součet je stejný jako množství chloridu sodného použitého v pokusu 1, vše počítáno jako 100% obsah pevné látky. Oba pokusy 3 a 4 mají kratší dobu želatinace než pokusy 1 a 2. Doba želatinace pro· pokusy 3 a 4 je 42 s.

TABULKA VI

Močovíno-formaldehydová pryskyřice (obsah pevné látky 65%)140

Chlorid amonný (20% vodný roztok)8 . Amoniak (25°Bé)2

Chlorid sodný (100%)12

Močovina (100·%)—

Formaldehyd-močovina¹) (18% vodný roztok)—

Voda64

Celkem226

Doba želatinace při 100 °C (s)49

2	3	4
140	140	140
8	8	8
2	2	2
—	8,55	5,5
1,73	1,73	3,16
2,15	2,15	4,18
72,12	63,57	63,16
226	226	226
51	42	42

složení: 55 hmot, dílů

i) Formaldehyd-močovina jako nižší kondenzát následujícího formaldehydu, 25 hmot, dílů močoviny, 2 0 hmot, dílů vody.

P ř í k 1 a d 7 .

Tento příklad objasní synergistické chování, které bylo zjištěno při přípravě pryskyřice za použití směsi chloridu draselného spolu s kondenzačním produktem monomerů močoviny a formaldehydu. Výsledky přitom dosažené jsou uvedeny v následující tabulce VII, kde pokus 1 představuje slepý pokus a obsahuje místo katalyzátoru po dle vynálezu pouze vodu. Pokus 2 obsahuje chlorid draselný a pokus 3 obsahuje směs chloridu draselného a kondenzátu monomerů močoviny a formaldehydu.

Doba želatinace v pokusu 1 činí 93 s, pokus 2 vykazuje slabý katalytický účinek při době želatinace 82 s, pokus 3, který obsahuje reaktivní katalyzátor podle vynálezu, vykazuje překvapivě silný katalytický účinek při době želatinace 42 s.

TABULKA VII

	1	2	3
Močovíno-formaldehydová pryskyřice
(obsah pevné látky 65% )	140	140	140
Chlorid amonný (20% vodný roztok)	8	8	8
Amoniak (25°Bé)	3	3	3
Chlorid draselný (100%)	—	12	12
Močovina (100'%)	—	—	7,38
Formaldehyd-močovina¹)
(80% vodný roztok)	—	—	9
Voda	75	63	46,62
Celkové množství	226	226	226
Doba želatinace · při 100 ^CC (s)	93	82	42
X) Formaldehyd-močovina jako nižší kondenzát následujícího	složení:	55 hmot, dílů
formaldehydu, 25 hmot, dílů močoviny,	20 hmot, dílů vody.

Pří -k la d8

Tento příklad se týká výroby dýhované třískové desky. Příklad objasní zvláště skutečnost, že katalyzátor podle vynálezu je možné použít také k lepení plochých laťovek · (desek), jako např. k výrobě překližky, vrstvených desek, dýhovaných desek (laťovek) nebo jiných vícevrstvých desek, popř. laťovek. V tomto případě byla na obě plochy broušené třískové desky o síle 15 mm, velikosti 185 x 305 cm a obsahu vlhkosti 9 % nalepena dýhovací fólie typu Tianna o· síle 0,6 mm a obsahu vlhkosti 10 %. Pojivo bylo naneseno na třískovou desku nanášecím zařízením.

Desky byly lisovány za tlaku 0,7 MPa při teplotě 120 °C. Jsou uvedeny dva pokusy. V pokusu 1 byla použita normální příprava pojivá, v pokusu 2 byla použita příprava pojivá způsobem podle vynálezu. Tyto přípravy jsou uvedeny v následující tabulce VIII.

Zatímco desky vyrobené s pojivém připraveným podle · pokusu 1 vyžadovaly dobu lisování 2 minuty, stačila pro desky vyrobené s pojivém připraveným· podle pokusu 2 doba lisování pouze 1,7 minuty.

Příprava pojivá k výrobě dýhovaných třískových desek za použití katalyzátoru podle vynálezu přinesla následující efekty:

Zvýšení rychlosti výroby o 15 %

Úsporu pojivá 26 %.

TABULKA VIII

	1	2
Močovmo-formaldehydová pryskyřice
(obsah pevné látky 65%)	100	70
Chlorid amonný (2O%o vodný roztok)	8	8
Chlorid -sodný	—	6,0
Močovina- (100%)	—	1,62
Formaldehyd (100%)	—	0,83
Voda	—	21,55
Moučka	7	10
Celkové množství	' 115	118

P ř í k 1 a d 9

Tento příklad objasní synergistické chování, které bylo, pozorováno při přípravě pryskyřice na bázi melamino-formaldehydové pryskyřice za přídavku směsi chloridu sodného spolu s monomery močoviny a formaldehydu. Použitou pryskyřicí byla pryskyřice fy BASF Kauramln 542.

Výsledky přitom získané jsou uvedeny v následující tabulce IX. Pokus 1 představuje slepý pokus. Pokus 2 kromě obvyklých přísad obsahuje chlorid amonný, amoniak a chlorid sodný. Pokus 3 kromě obvyklých přísad obsahuje chlorid amonný, amoniak a také močovinu a formaldehyd. Všechny tyto pokusy vykazovaly stejnou dobu želatinace 65 -s. Pokus 4 kromě obvyklých přísad obsahuje chlorid amonný, amoniak, močovinu, formaldehyd -a chlorid sodný, přičemž celkové množství přidané směsi bylo stejné jako- množství jednotlivých přidaných složek v pokusech 2 a 3. Pokus 4 tedy představuje příklad pro použití ' katalyzátoru podle vynálezu a vykazuje skutečně podstatně kratší dobu želatinace, 48 s.

TABULKA IX

1	1	2	3	4
Melamino-formaldehydová pryskyřice (obsah - pevné látky 65%)	140	140	140	140
Chlorid amonný (20·% vodný roztok)	8	8	8	8
Amoniak (25°Bé)	2	2	2	2
Chlorid sodný (100%)	—	12	—	12
Močovina (100%)	—	—	3,2	3,2
Formaldehyd (100%)	—	—	1,65	1,65
Voda	76	64	71,15	59,15
Celkové -množství	226	226	226	226
Doba želatinace při 100°C (s)	65	65	65	48

Podobné - ,výsledky je možno získat, když se ve výše uvedených příkladech chlorid sodný -nebo· draselný nahradí chloridem lithným nebo fluoridem lithným, bromidy nebo -jodidy - sodíku, draslíku nebo lithia.

Příklad Ίϋ záno, že reaktivní katalyzátor podle vynálezu má popsaný účinek i při -mezních poměrech organické a anorganické složky. Byly připraveny tři roztoky, jejich složení je uvedeno v následující tabulce X. Obsahy jsou uvedeny v hmotnostních dílech.

V tomto příkladu provedení bude prokáTABULKA X

Roztok	1	2	3
Formaldehydy (počítáno jako 100 %)	106	11	183
Močovina	160	16	292
Chlorid sodný	27	260	98
Voda	707	713	427
Celkem	1000	1000	1000

V roztoku 1 je poměr organická složka/ /anorganická složka roven 10: 1, zatímco týž poměr má v případě roztoku 2 hodnotu 0,1 : 1. Oba tyto vzorky mají obsah pevné látky 29 %. Roztok 3 je koncentrovanější. Má obsah pevné látky 57 %, přičemž poměr organická složka/anorganická složka je u roztoku 3 roven 4,8 : 1.

Tyto roztoky byly použity ve formulacích I, II а III, jejichž složení je uvedeno v dále uvedené tabulce XI. Těchto formulací je zase použito pro výrobu 16 mm silných třískových desek.

Formulace IV je kontrolní formulací, tvo řenou normálním močovino-formalůehydovým pojivém, ke kterému se nepřidává reaktivní katalyzátor podle vynálezu.

Uvedené třískové desky se vyrábějí za použití laboratorního lisu o rozměrech 40 x 56 cm. Každou formulací se zkropí 10 kg dřevěných třísek. Ze získaných směsí se vytvarují (ručně] vždy tri desky. Tyto desky se lisují rychlostí 11 s/mm. Lis má teplotu 200 °C a používá se tlaku 3.5 MPa. Kvalita finálních desek je popsána v tabulce XII. Uvedené hodnoty jsou průměrem ze tří hodnot, naměřených u tří desek pro každou formulaci.

TABULKA XI

Formulace	I	II	III	IV
Močovino-formaldehydové
pojivo (65%)	1177	1177	1177	’ 1385
15% roztok chloridu
amonného	270	270	270	270
Emulze	77	77	77	77
20% roztok hexametylén-
teiraminu	203	203	203	203
Roztok 1	208	—	—	—
Roztok 2	—	208	—	—
Roztok 3	—	—	208	—
Voda.	53	53	53	53

TABULKA XII

Formulace	Hustota (kg/m³)	Pevnost v ohybu (MPa)	Pevnost v tahu (MPa)	Podíl v % přírůstku bobtnáním
po 2 h	po 24 h
I	712	18,4	0,52	6,0	21,4
II	668	14,4	0,49	8,0	24,3
III	701	20,4	0,68	5,0	17,0
IV	731	19,5	0,44	13,1.	23,2

Ze získaných výsledků je zřejmé, že třískové desky získané za použití katalyzátoru podle vynálezu ve kterém je organická a anorganická složka obsažena v mezních množstvích, mají lepší vlastnosti než třísková deska získaná o sobě známým způsobem.

Příklad 11

Tento příklad ilustruje možnost použití i dalších halogenidů, a to jodidu sodného a bromidu sodného. Byly připraveny dva roztoky, jejichž složení je uvedeno v následující tabulce XIII. Obsahy jednotlivých složek jsou uvedeny ve hmotnostních dílech.

TABULKA XIII

Roztok 1 2

Formaldehyd (počítáno jako 100%)	40	40
Močovina	100	100
Jodid sodný	260	—
Bromid sodný	—	260
Voda	600	600
Celkem	1000	1000

Uvedené roztoky byly použity ve formulacích I а II, jejichž složení je uvedeno v dále uvedené tabulce XIV a které byly zase použity к výrobě 16 mm silných třískových desek. Formulace III je kontrolní formulací, obsahující normální močovino-formaldehydové pojivo, ke kterému nebyl přidán reaktivní katalyzátor podle vynálezu.

Třískové desky byly vyrobeny za použití laboratorního lisu o rozměrech 40 x 56 cm.

Každou formulací se zkropí 10 kg dřevěných třísek. Z takto získaných směsí se vytvarují (ručně) vždy tri desky. Tyto desky se lisují rychlostí 11 s/mm. Lis má teplotu 200 °C, přičemž se používá tlaku 3,5 MPa. Vlastnosti získaných desek jsou uvedeny v dále uvedené tabulce XV. Uvedené hodnoty jsou průměrem hodnot naměřených vždy u tří uvedených desek.

TABULKA XIV

Formulace	I	II	III
MočQvino-formaldehydové pojivo (65%) 15% roztok chloridu	1177	1177	1385
amonného	30	30	30
Emulze	77	77	77
Roztok 1	208	—	—
Roztok 2	—	208	—
Voda	53	53	53

TABULKA XV

Formulace	Hustota (kg/m³)	Pevnost v ohybu (MPa)	Pevnost v tahu (MPa)	Podíl v % přírůstku bobtnáním
po 2 h	po 24 h
I	720	15,9	0,65	17,4	27,5
II	711	14,5	1,00	13,2	25,4
III	732	16,9	0,74	17,2	26,0

Z uvedených výsledků je zřejmé, že obě formulace podle vynálezu jsou ekvivalentní a dokonce lepší než formulace III, která je kontrolní formulací a u které tedy nebylo použito přídavku reaktivního katalyzátoru podle vynálezu.

Příklad 12 ného poměru formaldehydu a močoviny v rámci organické složky reaktivního katalyzátoru podle vynálezu.

Smíšením složek, které jsou uvedeny v následující tabulce XVI, při teplotě okolí byly připraveny tři roztoky katalyzátorů.

Tento příklad má ilustrovat vliv vzájemTABULKA XVI

Roztok	I hmotnostní	II	III díly
30% vodný roztok
formaldehydu	257	20	180
Močovina	5	142	94
Chlorid sodný	220	220	220
Voda	518	618	506
Hmotnostní poměr močoviny
к formaldehydu (vztaženo
na 100 % pevné látky	5 : 95	95 : 5	1,4:1

hmotnostních dílech v následující tabulce

XVII.

Výše uvedené roztoky byly použity ve formulacích, jejichž složení je uvedeno ve

TABULKA XVII

Formulace	a	b	c	d
Mooovino-formaldehydová
pryskyřice (65% roztok)	70	70	70	100
Roztok I	30	—	—	—
Roztok II	—	30	—	—
Roztok III	—	—	30	—
20% roztok chloridu
amonného	7	7	7	7
Doba želatinace při 100 ^CC (s)	27	50	45	55

Ze získaných hodnot doby želatinace je zřejmé, že se .syntergický účinek katalyzátoru podle vynálezu projevuje i při extrémních hmotnostních poměrech močoviny · k formaldehydu (5:95 a 95:5). Tohoto synergického účinku se dosáhne také v případě, že se namísto směsi formaldehydu a močoviny použije ve stejném hmotnostním po měru nezpryskyřičnatělého kondenzačního produktu formaldehydu a močoviny.

Příklad 13

Připraví se tři roztoky, jejichž složení je uvedeno ve hmotnostních ¹ dílech v · následující tabulce XVIII.

TABULKA XVIII

Roztok	I	II	III
44% vodný roztok
formaldehydu	239	28	151
Močovina	6	219	94
Chlorid sodný	220	220	220
Vo-da	535	533	535
Hmotnostní poměr močoviny
k formaldehydu (počítáno.
na 100 % pevné látky)	5 : 95	95 : 5	59 : 41

Tyto roztoky byly použity ve formulacích, jejichž složení uvedeno v následující tabulce XIX.

je ve hmotnostních dílech

TABULKA XIX

Formulace	a	b	c	d
Močovino-formaldehydová pryskyřice (65% roztok) 15% roztok chloridu	1247	1247	1247	1385
amonného	150	150	150	150
Emulze	77	77	77	77
Amoniak	5	5	5	5
Roztok I	138	—	—	—
Roztok II	—	138	—	—
Roztok III	—.	—	138	—
Voda	53	53	53	53
Celkem	1670	1670	1670	1670

Tyto formulace byly použity při výrobě 16 mm silných třískových desek, přičemž formulace ,,d“ je kontrolní formulací, tvořenou normálním močovino-formaldehydovým pojivém, u kterého nebylo použito reaktivního katalyzátoru podle vynálezu. Třískové desky byly vyrobeny za použití laboratorního lisu o rozměrech 40 x 56 cm.

Každou formulací se zkropí 10 kg dřevěných třísek. Z takto. získaných směsí se připraví (ručně) tři desky. Tyto desky se lisují rychlostí 10· s/mm, 9 s/mm a 8 s/mm. Teplota lisu je 200· °C, přičemž bylo použito lisovacího· tlaku 3,5 MPa.

Vlastnosti získaných desek jsou uvedeny v následující tabulce XX.

TABULKA XX

Formulace	Lisovací doba (s/mm)	Hustota (kg/m³)	Pevnost v ohybu (MPa)	Pevnost v tahu (MPa)	2hodinové bobtnání (% 1	24hodinová absorpce (%)	Modul pružnosti (MPa)
a	10	709	16,6	0,62	14,3	24,9	25 690
b	10	714	18,4	0,92	6,0	20,9	27 250
c	10	711	16,6	0,71	8,5	22,8	25 450
d	10	713	13,5	0,59	14,1	25,6	20 020
a	9	699	14,7	0,74	15,3	25,1	23 800
b	9	704	17,0	0,87	6,5	19,4	25 ·920
c	9	6Í7	15,4	0,68	10,1	22,5	24 900
d	9	708	14,6	0,61	13,3	24,9	24 550
a	8	679	14,1	0,55	14,6	22,9	21 900
b	8	683	17,1	0,75	6,0	18,4	25 200
c	8	697	15,5	0,60	10,7	22,2	24 750
d	8	680	14,4	0,66	9,4	20,4	22 776

Z uvedených výsledků je zřejmé, že formulace a, b, c jsou stejné nebo dokonce lepší, pokud jde o dosažené výsledky, než formulace d, která je kontrolní formulací, u které nebylo použito reaktivního katalyzá toru podle vynálezu. Stejných výsledků se dosáhne, jestliže se namísto formaldehydu a močoviny použije nezpryskyřičnatělého kondenzačního produktu formaldehydu a močoviny.

Claims

PŘEDMĚT

1. Reaktivní katalyzátor pro polykondenzaci aminopryskyřic, používaných k pojení částic celulózy propustných pro· vodu, přičemž tento katalyzátor při použití v kombinaci se známým katalyzátorem zvyšuje rychlost polykondenzace aminopryskyřic a umožňuje použití menšího· množství pevného podílu aminopryskyřic, aniž přitom dochází ke snížení pevnosti pojení, vyznačený tím, že je tvořen roztokem 30 až 150 hmotnostních dílů směsi organické a anorganické složky ve 100 hmotnostních dílech vody, přičemž organickou složkou je formaldehyd a močovina nebo· nezpryskyřičnatělý konden-

VYNALEZU začni produkt formaldehydu a močoviny a organickou složkou je ve vodě rozpustný halogenid alkalického kovu a roztok obsahuje organickou a anorganickou složku v poměru 0,1 až 10 hmotnostních dílů organické složky na 1 hmotnostní díl anorganické složky, přičemž množství vody záVisí na rozpustnosti organické · a anorganické složky a na požadovaném obsahu pevného podílu pro· použitý výrobní systém.
2, Reaktivní katalyzátor podle bodu 1, vyznačený tím, že obsahuje jako organickou složku formaldehyd a močovinu a jako· anorganickou složku chlorid sodný.