CS239368B1 - Sposob modiíikácie lepidiel - Google Patents

Description

239368 3 4

Vynález rieši modifikáciu lepidiel na bá-ze močovinoformaldehydových kondenzátovurčených predovšetkým k lepeniu dřevitýchinateriálov, najma drevotrieskových a dře-vovláknitých dosiek, dýh, preglejok, kartó-nu, papiera a pod., pričom podmienky súvolené tak, že sa znižuje uvolněný form-aldehyd a priaznivo ovplyvňujú fyzikálno--mechanické ukazovatele.

Známy je celý rad sposobov výroby ami-noplastových lepidiel. Jedným z problémov,na ktoré sa zameriavajú výskumníci pri vy-víjaní nových postupov výroby a aplikáciespoimenutých lepidiel je zamedzenie uni-kania volného formaldehydu z produktu prilepení. Odstránenie formaldehydového zá-pachu sa dá dosiahnuť mnohými sposob-mi. Je známa například adícia fenolu předfinálnym polykondenzačným stupňom (USApat. č. 3 547 868), zníženie formaldehydu sadosahuje prítoinnosťou amoniaku alebo fos-forečnanu alkalického kovu pri reakcii mo-čoviny s formalínom (Japan Kokai 73—60,737), absorpciou proteínmi plnidla (JapanKokai 73—51, 032), zmiešaním amínovej ži-vice s acetoacetátmi, acetylacetonátmi ale-bo malonátmi (Japan Kokai 73—60, 140).Ďalej adíciou alifatických amidov, tioami-dov, imínov alebo amínov k lepidlu (Ger,Offen. 2 206 696), adíciou m-fenyléndiamí-nu, dikyándiamidu alebO’ rezorcínu, ktorémóžu byť přidané do vyrobeného lepidlaalebo zavedené do reakčnej zmési v prie-behu finálnych stupňo-v syntézy (A. Zmi-horska, S. Wlodzimierz: Polimery 18, No.12, 639 1973).

Osvědčila sa modifikácia lepidiel rózny-mi látkami uíahčujúcimi a/alebo schopný-mi polyreakcií, s týchto pozornosti si za-slúži použitie róznych foriem kyseliny lig-nosulfo-novej (čs. autorské osvedčenie č.202 450) a iné. Ďalším smerom znižovania obsahu uvol-něného formaldehydu je znižovanie molár-neho poměru formaldehydu k močovině užv procese výroby lepidla. Z tohto znížené-ho molárneho poměru však rezultujú le-pidla so zníženou lepiacou schopnosťou,čím sa zhoršujú mechanické vlastnosti le-pených spojov (výrobkov). Vzhládom naskutočnosť, že lepiaca schopnost lepidla jeproporcionálna jeho objemu, je kompenzá-cia zhoršených vlastností močovinoformal-dehydových lepidiel so zníženým molárnympomerom formaldehydu realizovaná apliká-ciou zvýšeného množstva lepidla k lepeniua/alebo špeciálnym nadstavovaním lepidiel.Nadstavovanie je realizované prídavkomplnidiel (napr. celulózou, mukou, sádrou apod.), čo vedie k zhoršeniu mechanickýchvlastností spoja.

Nevýhodou uvedených spósobov je sku-točnosť, že použité přísady nesplňujú po-žiadavky ochrany pracovného a životnéhoprostredia, respektive nie sú zárukou poža-dované] kvality lepeného spoja. Výhodné sa javí použitie kyslých kataly- zátor ov (tužidiel), ktorými sú peroxykyse-liny a/alebo prekurzory pri výrobě tvaro-vaných telies (NSR pat. spis DOS 2 716 375).Uvedený vynález využívá podmienok tak,aby sa v priebehu vytvrdzovania uvolnilapříslušná kyselina v ,,in sítu“, čo sa zaisťu-je nižšou teplotou procesu vytvrdzovania apodporuje prídavkom formaldehydu.

Realizácia uvedeného vynálezu si vyža-duje vyššie nároky na kvalitu surovin, re-gulačnú techniku a technologickú disciplí-nu obsluhy. Rozklad nežiadúcim smerom vy-bilancovanej peroxykyseliny a/alebo pre-kurzoru, pri ktorom sa tvoria bublinky,vedie k zhoršeniu fyzikálno-mechanickýchvlastností tvarovaných telies. Ďalej prída-vok formaldehydu v priebehu vytvrdzova-nia sa prejavuje jeho uvolňováním do pra-covného prostredia. Výhodnejšie je napeňovanie ukončené vy-tvrdením lepidla kyslými katalyzátormi, kto-ré zachovává mechanické vlastnosti spoja.Známe sú dva spósoby napeňovania močo-vinoformaldehydových lepidiel: I. pomocou vzduchu pri použití emulgá-torov II. pomocou splodín termodynamicky ne-stabilných zlúčenín

Pozornosti si zaslúžia termodynamickynestabilně zlúčeniny dusíka (čs. autorskéosvedčenia č. 225 416 a 225 417), ktoré ok-rem priaznivého ovplyvnenia fyzikálno-me-chanických vlastností znižujú uvolněnýformaldehyd.

Zlúčeniny pre druhý sposob kvalitativ-ně rozšiřuje tento vynález.

Podlá tohto vynálezu sa sposob modifi-kácie lepidiel na báze močovinoformalde-hydových kondenzátov spojený s napěně-ním a vytvrdením lepidla kyslými kataly-zátormi uskutočňuje tak, že k lepidlovejzmesi sa pridajú nasledujúce termodynamic-ky nestabilně zlúčeniny kyslíka zo skupi-ny anorganických a/alebo organických pe-roxyziúčenín, ako je peroxid barnatý, ben-zoyl peroxid, 2,4-dichlórbenzoyl peroxid, lau-royl peroxid, dekanoyl peroxid, bis(l-hyd-roxycyklohexyl) peroxid, t-butylperoxyace-tát, t-butylperoxybenzoát, 2,5-dimetyl-2,5-di-(t-butylperoxy)hexán, t-butylhydroperoxid,alebo termodynamicky nestabilně zmesivznikajúce zmiešaním peroxyzlúčeniny, ale-bo silného okysličovadla s aspoň jednoustabilnou látkou, ako je ekvimolárna zmesperoxidu vodíka s cyklohexánom, aleboozonizovaný vzduch, v množstve 0,5 až 25pere. hmot. na hmotnost’ lepidlovej zmesi. Výhodou tohto vynálezu je popři priazni-vom ovplyvnení fyzikálno-mechanických u-kazovatelov, ako je tvrdost, pevnost a elas-tičnosť lepeného’ spoja, dosiahnutie pod-statného zníženia obsahu uvolněného form-alehydu, najma pri výrobě drevotrieskovýchdosiek pod hodnotu 10 mg volného form- s 6 2 3.9 3 8.8 aldehydu na 100 g absolutné suchej došky(podlá platnéj metody FESIP). Pre apliká-ciu takto vyrobených drevotrieskových do-siek v drevostavbách to znamená, že sú spl-něné požiadavky ochrany životného prostre-dia bez nárokov na špeciálnu povrchová ú-pravu týchto dosiek, teda ďalej sa znížianáklady oproti doteraz známým a používa-ným sposobom.

Peroiyzlúčeniny sú v podstatě nestabilnězlúčeniny v dosledku slabé] perovydickejvazby, ktoré obsahujú. Táto vazba je velmil'ahko štiepitelná (teplo, žiarenie, kataly-zátory a pod.) za vzniku jednoho aleboviacerých radikálov, ktoré najma za pod-mienok vytvrdzovania sú účinnými akcep-tormi volného formaldehydu. Pri rozkladevznikajú plynné produkty, ktoré obsahujúvo všeobecnosti oxid uhličitý, metán, etán,kyslík a pod., a to podlá druhu peroxyzlú-čeniny. Tlak uvedených rozkladných pro-duktov v konečnom dosledku výraznou mie-rou prispieva k zvýšeniu lepiacej schopnos-ti a zníženiu spotřeby lepidla v procese le-penia.

Vyšší účinok vynálezu je ďalej objasně-ný na nasledujúcich príkladoch, ktorýmiovšem rozsah nie je nijak obmedzený anivyčerpaný. Příklad 1

Lepídlová zines sa připraví tak, že sazmieša 125 obj. dielov močovinoformalde-hydového lepidla, 2,5 obj. dielov 15 %-néhoroztoku chloridu amonného, 15 obj. dielovparafínovej emulzie a 46 obj. dielov vody.

Lepídlová zipes sa dávkuje dávkovacímzariadením na drevotriesky, obsahujúce 4,2pere. hmot. vlhkosti, v množstve 13 hmot.dielov lepiacej zmesi na 90 hmot. dielovdrevotriesok. Vytvořená hmota je známýmsposobom formovaná v koberec, ktorý saza normálnej teploty predlisuje a potom 6minút lisuje pri teplote 120 °C. Rezu.ltujúcadrevotriesková doska koresponduje sériové-mu výrobku a sú u nej stanovené nasledu-júce parametre:

Pevnost v ohybe (MPaj 17,1

Pevnost kolmo no rovinu došky (MPaj 0,4Specifická hmotnost (kg.m'3) 780,0

Obsah volného formaldehydu podlámetody FESIP (v mg na 100 g absolútne suchej došky) 24,5 Příklad 2 K 100 hmot. dielom lepidlovej zmesi, akov příklade 1, je přidané 15 hmot. dielov pe-roxidu sodného a 10 hmot. dielov peroxidubarnatého (to je 25 % hmot. na lepiacuzmes). Po zhomogenizovaní sa postupujepodlá příkladu 1, len s tým rozdielom, žena 90 hmot. dielov drevotriesok sa dávku-je 10 hmot. dielov lepidlovej zmesi s adití- vom. U rezultujúcej drevotrieskovej doškysú stanovené nasledujúce parametre:

Pevnost v ohybe (MPaj 17.5

Pevnost kolmo na rovinu došky (MPaj 0,4Specifická hmotnost (kg.m-3) 780,0

Obsah volného formaldehydu podlámetody FESIP ( v mg na 100 g absolútne suchej došky) 15,5 P r í k 1 a d 3 K 100 hmot. dielom lepidlovej zmesi, akov příklade 1, je přidané 10 hmot, dielovbenzoylperoxidu s obsahom 25 % hmot. vo-dy (to je 10 % hmot. na lepiacu zmesj, kto-rý je charakterizovaný teplotou dekompo-zície 110,5 °C. Po zhomogenizovaní sa po-stupuje podlá příkladu 1, len s tým rozdie-lom, že na 90 hmot. dielov drevotriesok sadávkuje 10 hmot. dielov lepidlovej zmesi speroxidom. U rezultujúcej drevotrieskovejdošky sú stanovené nasledujúce parametre:

Pevnost v ohybe (MPaj 18,4

Pevnost kolmo na rovinu došky (MPaj 0,5Specifická hmotnost (kg.m-3) 770,0

Obsah volného formaldehydu podlámetody FESIP (v mg na 100 g absolútne suchej došky j 8,5 Příklad 4 K 100 hmot. dielom lepidlovej zmesi, akov příklade 1, je přidané 10 hmot. dielov 2,4--dichlórbenzoylperoxidu v podobě 50 °/o pas-ty s dibutylftalátom (to je 10 % hmot. nalepiacu zmesj,. ktorý je charakterizovanýteplotou dekompozície 81,5 °C. Po zhomo-genizovaní sa postupuje podlá příkladu 1,len s tým rozdielom, že na 90 hmot. dielovdrevotrieskovej hmoty sa dávkuje 9,5 hmot.dielov lepidlovej zmesi s aditívom. U re-zultujúcej drevotrieskovej došky sú stano-vené nasledujúce parametre:

Pevnost v ohybe (MPaj 18,1

Pevnost kolnm na rovinu došky (MPaj 0,5Specifická hmotnost (kg.mr3) 760,0

Obsah volného formaldehydu podlámetody FESIP (v mg na 100 g absolútne suchej došky) 9,0 Příklad 5 K 100 hmot. dielom lepidlovej zmesi, akov příklade 1, je přidané 4,0 hmot. dielovlauroylperoxidu (to je 4,0 % hmot. na hmot-nost lepidlovej zmesi), ktorý je charakteri-zovaný teplotou dekompozície 84 °C. Po zho-mogenizovaní sa postupuje podlá příkladu1, len s tým rozdielom, že na 90 hmot. die-lov drevotriesok sa dávkuje 10 hmot. die-lov lepidlovej zmesi s aditívom. U rezultu-júcej drevotrieskovej došky sú stanovenénasledujúce parametre. 239368 7 8

Pevnost v ohybe (MPa) 17,9

Pevnost kolmo na rovinu došky (MPa) 0,5Specifická hmotnost (kg.m-3) 760,0

Obsah volného formaldehydu podl'ametody FESIP (v mg na 100 g absolútne sucho) došky) 9,5 Příklad 6 K 100 hmot. dielc-m lepidlovej zmesi, akov příklade 1, je přidané 6,0 hmot. dielovdekanoyl peroixidu (to je 6,0 % hmot. nahmotnost lepidl-ovej zmesi), ktorý je cha-rakterizovaný teplotou dekompozície 75,5stupňov Celsia. Po zhomogenizovaní sa po-stupuje podlá příkladu 1, len s tým rozdie-lom, že na 90 hmot. dielov drevotriesko-vejhmoty sa dávkuje 8 hmot. dielov lepidlovejzmesi s aditívom. U rezultujúcej drevotries-ko-vej došky sú stanovené nasledujúce pa-rametre:

Pevnost v ohybe (MPa) 18,0

Pevnost kolmo na rovinu došky (MPa) 0,5Specifická hmotnost (kg.m-3) 760,0

Obsah volného- formaldehydu pódiametody FESIP (v mg na 100 g absolútne sucliej došky) 9,2 Příklad 7 K 100 hmot. dielom lepidlovej zmesi, akov příklade 1, je přidané 12,0 hmot, dielovbis(1-hydr o-xycyklohexyl) ~ peroxidu (to- je12,0 °/o hmot. na hmotnost lepidlovej zme-si), ktorý je charakterizovaný teplotou de-kompozície 104 "C. Po zhomogenizovaní sapostupuje podlá příkladu 1, len s tým roz-dielom, že na 90 hmot. dielov drevotrieskysa dávkuje 10 hmot. dielov lepiacej zmesia lisovanie sa realizuje při teplote 150 °C po-dobu 7 minut. U rezultujúcej drevotriesko-vej do-sky sú stanovené nasledujúce para-metre:

Pevnost v ohybe (MPa) 19,5

Pevnost kolmo na rovinu došky (MPa) 0,6Specifická hmotnost (kg.m-3) 765,0

Obsah volného- formaldehydu podlámetody FESIP (v mg na 100 g absolútno suchej došky) 15,1 Příklad 8 K 100 limot. dielom lepidlovej zmesi, akov příklade 1, je přidané 5,0 hmot. dielov t--butylperoxyacetátu s obsahom 25 % ben-zenu (to je 5,0 % hmot. na hmotnost le-pidlovej zmesi), ktorý je charakterizovanýteplotou dekompozície 157,5 °C. Po zhomo-genizovaní sa postupuje podl'a příkladu 1,len s tým rozdielom, že na 90 hmot. dielovdrevotriesky sa dávkuje 12 hmot. dielovlepiacej zmesi a lisovanie sa realizuje priteplote 150 °C po dobu 7 minut. U rezultu-júcej drevotriesky (došky) sú stanovené na-sledujúce parametre:

Pevnost v ohybe (MPa) 19,6

Pevnost kolmo na rovinu došky (MPa) 0,5Specifická hmotnost (kg.m 3) 770,0

Obsah volného- formaldehydu podlámetody FESIP (v mg na 100 g absolútne suchej došky) 10,1 Příklad 9 K 100 hmot. dielom lepidlovej zmesi, akov příklade 1, je přidané 1,5 hmot. dielovt-butylperoxybenzoátu (to je 1,5 % hmot.na hmotno-sť lepidlovej zmesi), ktorý je cha-rakterizovaný teplotou dekompozície 111,5stupňov Celsia. Po zhomogenizovaní sa po-stupuje podlá příkladu 1, len s tým ro-zdie-lom, že na 90 hmot. dielov drevotriesky sadávkuje 10 hmot. dielov lepiacej zmesi alisovanie sa realizuje pri teplote 140 °C podobu 7 minut. U rezultujúcej drevotriesko-vej došky sú stanovené nasledujúce para-metre:

Pevnost v ohybe (MPa) 17,5

Pevnost kolmo- na rovinu došky (MPa) 0,4Specifická hmotnost (kg.m"3) 780,0

Obsah volného formaldehydu podlámetody FESIP (v mg na 100 g absolútne suchej došky) 15,4 Příklad 10 K 100 hmot. dielom lepidlove] zmesi, akov příklade 1, je přidané 18,0 hmot. dielov 2,5-dimetyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexanu (toje 18,0 % hmot. na hmotnost lepidlovej zme-si), ktorý je charakterizovaný teplotou de-kompozície 145 °C. Po zhomogenizovaní sapostupuje podlá příkladu 1, len s tým roz-dielom, že na 90 hmot. dielov drevotrieskysa dávkuje 8 hmot. dielov lepiacej zmesi alisovanie sa realizuje pri teplote 150 °C podobu 7 ininút. U rezultujúcej drevotriesko-vej došky sú stanovené nasledujúce para-metre:

Pevnost v ohybe (MPa) 18,2

Pevnost kolmo na ro-vinu došky (MPa) 0,5Specifická hmotnost, (kg-m"3] 740,0

Dbsah volného formaldehydu podlámetody FESIP (v mg na 100 g absolútne suchej došky) 9,2 Přikladli K 100 hmot. dielom lepidlovej zmesi, akov příklade 1, je přidané 15,0 % hmot. die-lov t-butylhydroperoxidu (to je 15,0 % hmot. na hmotnost lepidlovej zmesi), kto-rý je charakterizovaný teplotou dekompozí-cie 97 °C. Po zhomogenizovaní sa postupu-je podlá příkladu 1, len s tým rozdielom, žena 90 hmot. dielov drevotriesky sa dávku-je 8 hmot. dielov lepiacej zmesi a lisova-nie sa realizuje pri teplote 140 °C po dobu7 minút. U rezultujúcej drevotriesko-vej doš-ky sú stanovené nasledujúce parametre:

Claims (1)

1. g 10 239388 Pevnosť v ohybe (MPa) 17,2 Pevnosť kolmo na rovinu došky (MPa) 0,5Specifická hmotnosť (kg.nr3) 760,0 Obsah volného formaldehydu pódiametody FESIP (v mg na 100 g absoiútne suchéj došky) 9,5 Příklad 12 K 100 hmot. dielom lepidlovej zmesi, akov příklade 1, je přidané 12,0 hmot. dielovperoxyjantárovej kyseliny (to je 12,0 ;°/ohmot. na hmotnosť lepidlovej zmesi), kto-rá je charakterizovaná teplotou dekompo-zície 120 °C. Po zhomogenizovaní sa postu-puje podlá příkladu 1, len s tým rozdielom,že na 90 hmot. dielov drevotriesky sa dáv-kuje 10,0 hmot. dielov lepiacej zmesi a li-sovanie sa realizuje pri teplote 150 °C podobu 7 minut. U rezultujúcej drevotriesko-vej došky sú stanovené nasledujúce para-metre: Pevnosť v. ohybe (MPa) 17,4 Pevnosť kolmo na rovinu došky (MPa) 0,5Specifická hmotnosť (kg.m~3) 770,0 Obsah volného formaldehydu podlámetody FESIP (v mg na 100 g absoiútne suchej došky) 8,5 Příklad 13 K 100 hmot. dielom lepidlovej zmesi, akov příklade 1, je přidané 10,0 hmot. dielovekvimolárnej zmesi peroxidu vodíka s cyk- Iohexanonom (to je 10,0 % hmot. na hmot-nosť lepidlovej zmesi). Po zhomogenizova-ní sa postupuje podlá příkladu 1, len s týmrozdielom, že na 90 hmot. dielov drevo-triesky sa dávkuje 10 hmot. dielov lepidlo-vej zmesi s aditívom. Rezultujúca drevotries-ková doska vykazuje nasledujúce parame-tre: Pevnosť v ohybe (MPa) 17,4 Pevnosť kolmo na rovinu došky (MPa) 0,5Specifická hmotnosť (kg.m_3j 772,0 Obsah volného formaldehydu pódiametody FESIP (v mg na 100 g absoiútne suchej došky) 12,0 Příklad 14 100 hmot. dielov lepidlovej zmesi ako vpříklade 1, sa napění prefukovaním vzdu-chu s obsahom 3 % obj. ozónu. Po napě-nění lepidlovej zmesi sa postupuje podlápříkladu 1, len s tým rozdielom, že na 90hmot. dielov drevotriesky sa dávkuje 10hmot. dielov napenenej zmesi. Rezultujúcadrevotriesková doska vykazuje nasledujúceparametre: Pevnosť v· ohybe (MPa) 17,2 Pevnosť kolmo na rovinu došky (MPa) 0,4Specifická hmotnosť (kg.m~3) 730,0 Obsah volného formaldehydu podlámetody FESIP (v mg na 100 g absoiútne suchej došky) 10,0 P R E D Μ E T Sposob modifikácie lepidiel na báze ino-čovinoformaldehydových koodenzátov spo-jený s napěněním a vytvrdením lepidla kys-lými katalyzátormi, vyznačujúci sa tým, žek lepidlovej zmesi sa pridajú termodynamic-ky nestabilně zlúčeniny kyslíka vybrané zoskupiny anorganických a/alebo organickýchperoxyzlúčenín, ako je peroxid barnatý, ben-zoyl peroxid, 2,4-dichlórbenzoylperoxid, lau-royl peroxid, dekanoyl peroxid, bis(l-hyd- VYNALEZU roxycyklohexyl) peroxid, t-butylperoxyace-tát, t-butylperoxybenzoát, 2,5-dimetyl-2,5-di-(t-butylperoxy) hexán, t-butylhydroperoxid,alebo termodynamicky nestabilně zmesivznikajúce ziíiiešaním peroxyzlúčeniny ale-bo silného okysličovadla s aspoň jednou sta-bilnou látkou, ako je ekvimolárna zmes pe-roxidu vodíka s cyklohexánom, alebo ozo-nizovaný vzduch, v množstve 0,5 až 25 %hmot. na hmotnosť lepidlovej zmesi.