CS247319B1 - Sposob výroby kondenzátov a/alebo polykondenzátov formaldehydu s močovinou a melamínom - Google Patents

Abstract

Sposob výroby kondenzátov a/alebo polykondenzátov formaldehydu s močovinou a melamínom so zníženým únikom formaldehydu dvojstupňovou kondezáciou močoviny a melamínu s formaldehydom. Tieto kondenzáty sa používajú ako pojidlo v drevárskom a nábytkárskom priemysle. Výhodou riešenia je, že živica uvolňuje pri aplikácii vo výrobě DTD, resp. nábytku menej ako 10 mg fd/100 g absolútne suchej DTD podlá DIN EN 120/79, čo vyhovuje emisnej triede E-l podl'a citovanej normy pri zachovaní dobrých lepiacich vlastností a nízkom napučaní hotovej DTD. Podstatou riešenia je spoločná kondenzácia uvedených surovin z predk-ondenzátu močovina-melamín-formaldehyd, pričom vstupný mólový poměr močoviny a formaldehydu je 1:1,5 až 1: 2,2 s výhodou 1:1,90 a poměr melamínu k formaldehydu 1: 1,5 až 1: 10 s výhodou 1 : 3. Výsledný mólový poměr močoviny a formaldehydu je 1:1,1 až 1:1,40 s výhodou 1: : 1,18.

Description

Vynález sa týká kontinuálneho, tlakového spósobu výroby kondenzátov a/alebo polykondenzátov formaldehydu s močovinou a melamínom so zníženým únikom formaldehydu dvojstupňovou kondenzáciou močoviny a melamínu s formaldehydom.

Pri aplikácii močovino!iormaldehydových (UF) lepidiel v procese lepenia a hlavně pri ďalšom používaní aglomerovaných materiálov hlavně pri výrobě nábytku a drevostavieb dochádza vplyvom vzdušnej vlhkosti a přítomnosti kyslých látok z tvrdidla UF kondenzátov k ich štiepeniu za vzniku formaldehydu. Tento formaldehyd má nežiadúce vedlajšie účinky, zhoršuje životné prostredie a limituje použitie ceiej rady výrobkov na báze aglomerovaných materiálov.

Súčasne používané lepidlá vyrábané kontinuálnym sposobom za zvýšeného tlaku podlá AO 20S 094, 209 101, resp. 226 922 umožňujú vyrábat drevoirieskové došky (DTD), ktoré sú podfa medzinárodne platnej metodiky PESYP (DIN EN 120/1979) zaradené do emisnej triedy E-2. Metodika je založená na perforácii teliesok vymanipulovaných zo skúšobnej DTD s toluénom v predpísanom zariadení, predpísaným sposobom, ktorý je odbornéj drevovárskej veřejnosti známy. Formaldehyd sa po perforácii stanovuje jó dome tričky, res p. pri nízkých hodnotách fotokolorimetricky po predchádzajúcom vyfarbení s kyselinou chromotropovou. Lepidlá vyrábané podfa vyššie uvedených AO uvofňujú od 10 do 30 mg fd/100 g absolútne suchej DTD (trieda E-2), čo v ovzduší drevostavieb pokračuje hodnota príslusnej čs. hygienickej normy 0,035 mg fd/m³ vzduchu (fd = formaldehyd).

Znižovania úniku formaldehydu je cetosvetový problém. V případe výroby aglomerovaných materiálov pomocou štandardných UF lepidiel sa znižuje únik formaldehydu ich povrchovou úpravou, a to najma dýhováním, alebo nátermi dosák, resp. pobytom DNT v atmosféře čpavku. Tieto úpravy však nezabezpečujú dosiahnutie predpísanej požiadavky pre zaradenie dosák, nábytku a pod. materiálov do emisnej triedy E-l, t. j. únik formaldehydu pod 10 mg ífd/100 g absolútne suchých DTD.

Postupy výroby pódia AO 197 514, AO 189 229, USP 3 816 376, USP 3 830 782, USP 3 842 039, NSR Pat. 2 207 921, ZSSR Pat. 496 191, BP 1 576 365 chránia výroby pojidlá so zníženým únikom formaldehydu, úpravu výroby pojidlá u odberatefa, alebo úpravu hotovej DTD, ale nezabezpečujú spofahlivo dosiahnutie emisnej triedy E-l, alebo dochádza k zhoršeniu fyzikálno-mechanických vlastností DTD.

Podobné postupy výroby lepidla podlá AO 185 020, alebo úpravy lepiacej zmesi, resp. prídavkom aditiv podfa č. AO 195 490, AO 225 416, AO 229 417 zabezpečujú výrobu DTD, resp. jej úpravu za cenu zhoršenia fyzikálno-mechanických vlastností vyrobenej

DTD, alebo přípravky nie sú v priemyselnom meradle v potrebnej miere dostupné, alebo ich ekonomika je otázna.

V praxi pri využívaní AO 235 386 bolo zlstené, že dochádza k poklesu úniku formaldehydu z vylisované] DTD zisťované perforačnou metodou FESYP z hodnot v priemere 18 až 20 mg fd/100 g absolútne suchej došky (AO 206 094] na hodnoty 15 až 17 mg fd/100 g absolutné suchej došky.

Podstatou tohoto vynálezu je sposob kontinuálnej výroby močovinomelamínformaldehydovej živice so zníženým únikom formaldehydu dvojstupňovou kondenzáciou močoviny a melamínu pri teplote 102 až 130 °C a.tlaku 0,001 až 0,5 MPa v prietočnom kontinuálnom zariadení, pričom základný mólový poměr vstupných surovin močoviny a formaldehydu je 1: 1,5 až 1: 2,2, s výhodou : 1,90, mólový poměr melamín : formaldehyd 1 : 1,5 až 1 : 10, s výhodou 1 : 3, obsah melamínu v hotovom produkte je 0,005 až 20 % hmot., s výhodou 10 % hmotnostných. Močovino-melamín-formaldehydový predkondenzát sa připravuje predom v samostatné miešanom aparáte adíciou základných zložiek pri teplote 10 až 60 ^CC1 a pH v rozmedzí 7 až 10, s výhodou 8,5, tak, aby bol dodržaný vyššie uvedený mólový poměr vstupných surovin. Úprava pH sa prevádza přidáním alkalického hydroxidu. Připravený predkondenzát sa nastrekuje do tlakového reaktora, kde prebieha prvý stupeň kondenzácie vstupných surovin.

Nevylučuje sa příprava oboch predkondenzátov v uvedených pomeroch samostatné a ich zmiešanie tesne před násírekom do tlakového stupňa reakcie.

V druhom, resp. trefom reakčnom stupni prebieha dalšia kondenzácia pridávanej tzv. modífikačnej močoviny, ktorá sa dávkuje vo formě vodného roztoku pri tlaku až 20 KPa a teplote 20 až 90 °C, pH 5 až 9, s výhodou 8,2. Komponenty sú do druhého stupňa dávkované kontinuálně, pričom pH sa upravuje prídavkom hydroxidov alkalických kovov vo formě zriedených roztokov najčastejšie v 10 %-nej koncentrácii. Dávkované množstvo močoviny je také, aby výsledný mólový poměr močoviny a formaldehydu bol v rozmedzí 1 : 1,1 až 1 : 1,40, s výhodou 1 : 1,18. Toto dávkované množstvo močoviny je možné rozdělit na dvakrát. Obsah melamínu v zmesi je od 0,005 do 20 °/o hmotnostných, s výhodou 10 % hmotnostných.

Podfa tohoto vynálezu sa získá jednoduchou technológiou živica vhodná ako lepidlo pre dřevařsky a nábytkářský priemysel, ktorá má znížený únik formaldehydu a vyhovuje emisnej triede E-l (únik formaldehydu pod 10 mg fd/100 g DTD).

Drevárske parametre lepeného spoja sa oproti póvodným AO 206 094, 209 101, resp.

226 922 nezhoršujú a oproti AO 235 386 zlepšujú.

Příklad 1

Do miešaného zásobníku opatřeného plášfom s možnosťou chladenia sa nadávkuje

2,15 m³ vodného roztoku formaldehydu o koncentrácii 37 % hmotnostných s obsahom 0,45 % hmotnostných metanolu, jeho pH sa upraví prídavkom 5 1 10 θ/o-ného hydroxidu sodného na hodnotu 8,5 a přidá sa 1 260 kg pevného melamínu. Po 30 minutách miešania sa přidá 7,18 m³ vodného roztoku 'formaldehydu o tej istej koncentrácii ako bolo uvedené vyššie, a přidá sa 3 000 kg pevnej močoviny, pH roztoku je 6 až 6,1. Takto připravený predkondenzát sa dávkuje v množstve 7 m³/h do prvého reakčného stupňa, kde pri tlaku 0,3 MP a teplote 120 ^CC prebieha kondenzačná reakcia. Produkt z prvého reakčného stupňa o viskozite 80 mPa . s sa kontinuálně odoberá do druhého reakčného stupňa, kde prebieha ďalšia kondenzácia prídavkom 1,75 m³/h 50 %-ného vodného roztoku močoviny a pH sa upravuje prídavkom 10 1/h 10 %-ného hydroxidu sodného. Tento stupeň prebieha ipri teplote 55 °C a tlaku 10,5 kPa. Z druhého reakčného stupňa sa odoberá produkt o viskozite 350 mPa . s obsahu volného formaldehydu 0,4 % hmotnostných, reaktivitě 65 s/100 ^CC s chloridom amonným (všetko podfa ČSN č. 66 86 29) a ochladí sa na 20 až 25 °C. Produkt po vytvrdení uvolňuje 0,15 mg fd/1 g vytvrdeného lepidla podlá citovanej CSN a pod 8,5 mg fd/100 g absolútne suchej DTD podta metodiky FESYP perforácia s toluénom — DIN EN 120/1979.

Odpadové vody z výrobně obsahujú 0,45 percenta hmotnostného metanolu a 1,65 % hmotnostného formaldehydu.

Příklad 2

Do zariadenia popísaného v příklade 1 sa podobným sposobom nadávkuje 13 430 1 formalinu o koncentrácii 37 % hmot., jeho pH sa upraví prídavkom 10 1 10 %-ného hydroxidu sodného na hodnoty 4,5 a přidá sa 5 100 kg pevnej močoviny. Zmes sa pri teplote 20 ^CC mieša cca lha potom sa přidá 4 000 1 formalínu, skontroluje sa, resp. upraví pH na hodnoty 8,5 a přidá sa 2 000 kilogramov melamínu. Nastrek 10 m³/h.

Teplota v prvom reaktoři 110 °C, kondenzuje sa do dosiahnutia 150 mPa . s viskozity zmesi. V druhom stupni sa ďalej přidává druhá časť močoviny v množstve 2,5 m³/h vo formě 60 %-ného roztoku, teplota 60 °C, tlak 11 kPa. Výsledný produkt odoberaný po dosiahnuti indexu lomu 1,482 má obsah sušiny 66,1 % hmot., viskozitu 400 mPa . s, obsah volného formaldehydu 0,45 %. Uvolněný fd podfa FESYP 6 mg.

Příklad 3

Do zariadenia popísaného v příklade 1 sa podobným sposobom nadávkuje 17 430 1 37 %-ného formalínu, jeho pH sa upraví prídavkom 18 1 10 %-ného hydroxidu sodného na hodnoty 4,3 a přidá sa 5 100 kg pevnej močoviny. Zmes sa 1 hodinu mieša pri teplote 18 až 20 °C, potom sa skontroluje pH a podta potřeby upraví prídavkom hydroxidu sodného na hodnoty 8,2 až 8,5 a přidá sa 1 800 kg pevného melamínu.

Zmes sa po 10 min. miešania nastrekuje doprvého reaktora v množstve 10 m³/h.

Další postup je ako v příklade 1.

Výsledný produkt odoberaný po dosiahnutí indexu lomu 1,480 má obsah sušiny

65,7 % hmotn., viskozitu 190 mPa . s, obsah volného formaldehydu je 0,30 % hmot. Uvol'nený fd zo skúšobnej DTD podfa metody FESYP 8,2 mg/100 g absolútne suchej DTD.

Claims (3)

1. Sposob výroby kondenzátov a/alebo polykondenzátov formaldehydu s močovinou a melamínom so zníženým únikom íformaldehydu dvojstupňovou kondenzáciou močoviny a melamínu s formaldehydom vyznačujúci sa tým, že v prvom stupni sa kondenzuje predkondenzát pri teplote 80 až 130 °C s výhodou 120 °C a tlaku 0,001 až 0,5 MPa v prietočnom kontinuálnom zariadení, pričom základný mólový poměr vstupných surovin močoviny a formaldehydu je 1 : 1,5 až 1 : 2,2, s výhodou 1: 1,9, obsah melamínu v hotovom produkte je 0,005 až 20 % hmotnostVYNÁLEZU ných, s výhodou 10 % hmotnostných pri pH 4,5 až 8,5, s výhodou 6,2, ktoré je upravené prídavkom hydroxidu alkalických kovov, s výhodou hydroxidom sodným a v druhom stupni sa zmes ďalej kondenzuje a zahustí pri tlaku 2 až 20 kPa, teplote 20 až 90 ^CC, s výhodou 55 ^CC n obsah sušiny 50 až 70 % hmotnostných za kontinuálneho přídavku močoviny tak, aby výsledný mólový poměr močoviny a formaldehydu bol 1 : 1,1 až 1 : : 1,40, s výhodou 1 : 1,18 za přídavku hydroxidu alkalických kovov, s výhodou hydroxidu sodného pri pH 6 až 9,5, s výhodou 8,5.