CS262629B1 - Spdsob výroby nízkotoxického lepidla so zníženým obsahom melemfnu - Google Patents

Description

262629 2

Vynález rieši spůsob výroby nízkotoxického lepidla so zníženým obsahom melamínu, ktoréje určené pre palikáciu v drevárskom a nábytkárskom priemysle ako pojidlo pri výrobě aglomero-vaných materiálov a nábytku, ktoré vyhovujú pre emisnú triedu E-l podlá perforačnej metodyFESYP /do 10 mg formaldehydu/100 g· materiálu podlá DIN EN 120/79/.

Aj napriek celej rady výhodných vlastnosti /vysoká reaktivita, relativné nizka cena,dostupnost surovin/ močovino-formaldehydové lepidlá z hladiska ekologického majú nevýhodu,že vplyvom hydrolýzy pri zvýšenej teplote a vlhkosti dochádza k odštiepovaniu formaldehydua jeho následné a dlouhodobé uvolňovanie z aglomerovaného materiálu a výrobkov na tejtobáze.

Zvýšená koncentrácia formaldehydu /Fd/ v pracovnom ovzduší pri výrobě aglomerovanýchmateriálov DTD, preglejok a nábytku, vo vSčšine prípadov v priestoroch so zníženou obměnouvzduchu, v bytovom priestore zhoršuje pracovně podmienky. Formaldehyd už v nízkých koncentráciáchvo vzduchu dráždi dýchacie cesty a očné spojivky obsluhe technologického zariadenia výroby,resp. uživatelovi aglomerovaných výrobkov a nábytku. Výrobky lepené štandardnými močovino--formaldehydovými pojidlami, vyrábanými podlá AO 206 094, 226 922, resp. 235 386, vyhovujúlen emisnej tirede E-2 /do 30 mg Fd/100 g materiálu podlá DIN EN 120/79/. Preto světovýmtrendom vývoja pojidiel na aglomerovaných materiálov najma močovino-formaldehydOvých jesnaha ich výrobcov znižovať obsah volného formaldehydu v nich, před ich použitím na výrobuaglomerovaných materiálov ako aj vyrábat taký kondenzát /lepidla/, ktorý by bez úpravyu výrobců aglomerovaných materiálov, nábytku a preglejok zaručil výrobok v emisnej triedeE-l.

Znižovanie formaldehydu je celosvětový problém. Postup výroby podlá 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 1 376 365 chránia výroby pojidla so zniženým únikom formaldehydu, resp. chránia úpravupojidla tesne před aplikáciou u spotrebitela, ale nezabezpečujú spolahlivé dosiahnutieemisnej triedy E-l, resp. je otázna ekonomika výroby.

Podobné postupy výroby lepidla podlá AO 185 020, alebo úpravy lepidlovej zmeši, resp.prídavkom aditív podlá AO 195 490, AO 225 416, AO 229 417 zabezpečujú výrobu aglomerovanéhomateriálu za cenu zhoršenia fyzikálno-mechanických vlastností výrobku, alebo přípravkynie sú v priemyselnom meradle v potrebnej miere dostupné.

Postupy výroby pojidla podlá AO 248 596 resp. AO 252 958 zaručujú výrobu lepidla preaglomerované materiály emisnej triedy E-l.

Postup podlá AO 248 596 však je založený na úpravě lepidla deficitným melamínom. Postuppodlá AO 252 958 poskytuje pojidlo, ktoré pri aplikácii v praxi poskytuje zhoršenie odolnostihotového výrobku voči vode-napúčanie podlá ČSN 490 164 /1975/, ale únik /emisia/ formaldehyduz výrobku je velmi nízká 4 až 5 mg Fd/100 g výrobku. Podstatou tohoto vynálezu je spdsobvýroby nízkotoxického lepidla so zníženým obsahom melamínu na bázi močoviny, melamínu atriemtyloltrimetyléntriamínu resp. jeho intermediantov vyznačujúci sa tým, že ako zložkaA je použitý močovino-formaldehydový predkondenzát s obsahom melamínu, ktorý sa připravujepředem v samostatné miešanom aparáte adíciou formaldehydu na močovinu a melamín pri teplote10 až 50 °C a pH v rozmedzí 3,5 až 10 s výhodou 8,0 pričom pH vodného roztoku formaldehyduje potřebné predom upraviť prídavkom alkálii /kovy alkalických zemin/ čím sa zabráni tvorběmravčanu amonného z prltomnej kyseliny mravčej /sprievodná nečistota formaldehydu/ a čpavku/přítomný vo volnéj formě v močovině/, ktorý má pufrovaciu schopnost a negativny vplyv nareakčnd schopnost /aktivitu/budúceho produktu. Molový poměr močoviny a formaldehydu je 1:1,3až 1:1,25 s výhodou 1:1,95. Molový poměr melamínu a formaldehydu je 1:1,15 až 1:1,10 s výhodou1:3.

Tento adičný produkt sa kontaktuje v reakčnom aparáte pri teplote 60 až 130 °C pri pH 3,44 až 13 s výhodou 6,2 na kondenzačný produkt o viskositě 15 až 300 mpa.s. Vzniknutý 3 262629

kondenzačný produkt s obsahom cca 0,7 % hmot, volného formaldehydu sa po úpravě pH s NaOH v 3al6om tzv. modifikačnom stupni upravuje prídavkom močoviny na výsledný molový poměr močoviny:formaldehydu 1:1,1 až 1:1,25 s výhodou 1:1,16 a to za súčasného, alebo následného odparovania poloproduktu na obsah sušiny 50 až 80 % hmot. s výhodou 65 % hmot.

Zložka B - Močovino - formaldehydový kondenzát s obsahom trimetyloltrimetyléntriamínua jeho intermediatov sa připravuje trojstupňovo. v prvom stupni sa k vodnému roztoku formal-dehydu přidá amoniak v množstve, aby vstupný molový poměr formaldehydu k amonnému ionubol vyšši ako 1:6,1. Z hladiska požadovanéj tvorby intermédiatov hexametyléntetramínu apožadovaných vlasntostí adičného produktu je výhodné přípravu produktu prvého stupňa uskutoč-niť pri molovom pomere formaldehydu k amonnému iónu 1,9 až 3,5:1 pri teplote 10 až 70 °Ca hodnotě pH 7 až 13. S výhodou je možné použit vodný roztok amoniaku.

Oddelene sa přidáním močoviny do roztoku formaldehydu pri vstupnom molovom pomeremočoviny:formaldehydu 1:1,3 až 1:2,5 s výhodou 1:1,95 a pH v rozmedzí 3,5 až 10 s výhodou8,0 pri teplote 10 až 50 °C připraví adičný produkt, pH vodného roztoku formaldehydu jeupravené predom prídavkom alkálii.

Takto separatne připravené adičnokondenzačné, resp. adičné produkty sa v druhom Stupnizmiešajú vo vzájomnom hmotnostnom pomere 4 až 99 dielov močovino-formaldehydového adičnéhoa/alebo adičnokondenzačného produktu na' 1 diel adičnokondenzačného produktu formaldehydua amoniaku a kontaktujú sa pri teplote 60 až 130 °C pri pH 4 až 13 s výhodou 5,8 na kondenzačný produkt o viskozite 15 až 300 mPa.s. Vzniknutý kondenzačný produkt, ktorý obsahuje ccahmot. volného formaldehydu sa v áalšom /tretom/ tzv. modifikačnom stupni aditivuje prídavkommočoviny na výsledný molový poměr močoviny k formaldehydu 1:1,1 až 1:1,5 s výhodu 1:1,16,za súčasného alebo následného odparovania vody na obsah sušiny 50 až 80 % hmot. s výhodou65 % hmot. Výsledný produkt pozostáva zo zložky A zložky B, ktoré sa spolu zmiešajú předa/alebo po odpaření v pomere 5 až 95 dielov zložky A:jednomu dielu zložky B.

Padla tohoto vynálezu sa získá živica vhodná ako lepidlo pre drevársky a nábytkářskýpriemysel, ktorý má znížený únik formaldehydu a vyhovuje emisnej triede E-l /únik Fd pod10 mg Fd/100 g výrobku/. Drevárske parametre lepeného spoja vyhovujú. Za značnú výhodutohoto vynálezu okrem vyššie citovaných, je možné považovat zníženie obsahu deficitnéhomelamínu /čo sa prejaví v zlepšenej ekonomike procesu výroby pojidla a jeho aplikáciev praxi/ a zvýšenie skladovatelnosti /životnosti/ produktu oproti AO 248 596. Příklad 1 o

Zložka A - Do nerezovej nádrže obsahu 10 m opatrenej miešadlom s převodovkou, s možno-sťou chladenia, alebo ohřevu sa předloží 6 400 1 vodného roztoku formaldehydu o koncentrácii37 % hmot., ktorý sa ochladí na teplotu cca 20 °C, přidá sa 10 %-ný roztok hydroxidu sodnéhotak, aby jeho pH bolo v rozmedzí 4 až 4,5 a za stálého miešania sa přidá 2 500 kg močoviny.

Po 30 minutách miešania sa přidá 375 kg melamínu a po kontrole a prípadnej úpravě pH nahodnoty 8 až. 8,5 sa adičný produkt přečerpává do kondenzačného aparátu, kde pri teplote80 až 105 °C prebehne kondenzácia na potřebný kondenzačný stupeň /18 až 22 ml acetonu/.

Upraví se pH s NaOH na hodnoty 6,5 až 7,5 a modifikuje roztokom močoviny obsahujúcom 2 100 1vody a 2 100 kg močoviny. Obsah aparátu sa po ochladení na cca 25 °C vypustí do zásobníkapoloproduktu.

Zložka B - V podobnom zariadení sa připraví adično-kondenzačný produkt s 6 600 1 vodné-ho roztoku formaldehydu, ktorého pH je po úpravě s NaOH v rozmedzí 4 až 4,5 a přidá sa2 256 kg močoviny. V samostatnom zariadení s možnosťou chladenia a miešania sa připravíadičný produkt formaldehydu s vodným roztokom amoniaku nadávkováním 325 1 37 %-ného formalínudo ktorého je postupné nadávkované 320 1 NH^OH /28 %-ný/ tak, aby teplota nepresiahla 50 °C.

Adičný produkt formaldehydu s čpavkom je zmiešaný s adičným produktom močoviny a formal-

Claims (2)

1. 262629 4 dehydu. Zmesný predkondenzát s pH 7,5 až 13 je přečerpaný do kondenzačného aparátu, kdepri teplote 80 až 105 °C prebehne kondenzácia na potřebný kondenzačný stupeň /16 až 25 mlacetonu/. Upraví sa pH s NaOH na hodnoty 6,5 až 7,5 a modifikuje roztokom močoviny. Obsahaparátu sa po ochladení na cca 30 °C vypustí do záso£níka poloproduktu. Příprava polo-produktu A resp. B sa strieda v pomere 3:2. Zmes poloproduktov sa odpaří za vákua pri teplote60 °C na obsah sušiny min. 65 i hmot. a ochladí na 20 °C. Vyrobené lepidlo málo po analýze obsah sušiny 65,7 % hmot. /3 g/120 °C/ pH 8,5, viskozita155 mPa.s reaktivitu pri 100 °C s chloridom amonným /15 %-ný vodný roztok 1:10/ 85 s, obsahmelamínu 3,1 % hmot. Emísia formaldehydu z vylisovaného aglomerovaného materiálu /drevo-triesková doska/ podlá DIN EN 120/79 bola'7,5 mg Fd/100 g absolútnej suchej DTD. Pevnostv ohybe 17,3 MPa, pevnost v tahu kolmo na rovinu došky 0,45 MPa, napúčanie po 2 h 6,55 %. Příklad 2 V zariadení popísanom v příklade 1 boli připravené zhodným spĎsobom zložky A a zložkyB, ktoré boli před odpaření zmiešané v pomere 2:3. Po odpaření málo vyrobené lepidlo poanalýze obsah sušiny 65,9 % hmot., pH 8,3 - viskozita 170 mPa.s. reaktivitu s chloridomamonným 731, obsah melamínu 2,1 % hmot. Emisia Fd z DTD 6,8 mg Fd/100 g DTD. Fyzikálno--mechanické vlastnosti DTD vyhovuji!. Přiklad 3 Zložka A a zložka B boli zmiešané až po odpaření v pomere 1:1. Analýza produktu: Obsahsušiny 65,6 % hmot., pH 8,4 viskozita 200 mPa.s. reaktivita s NH^Cl 80 s, obsah melamínu2,6 % hmot. Emisia Fd z DTD 7,3 mg Fd/100 g DTD. Fyzikálno-mechanické vlastnosti vyhovuj:!. Příklad 4 Zložka A: Do nerezovej nádrže obsahu 10 m opatrenej miešadlom s převodovkou, s možnostouchladenia, alebo ohřevu sa předloží 6 300 1 vodného roztoku formaldehydu o koncentrácii36,7 % hmot., který sa ochladl na teplotu cca 25 °C, přidá sa 10 %-ný roztok hydroxidusodného tak, aby pH bolo v rozmedzí 3,9 až 4,2 a za stálého miešania sa přidá 2 600 kgmočoviny. Po 25 min. miešania sa přidá 425 kg melamínu a po úpravě pH na hodnoty 9,3 až9,5 sa adičný produkt přečerpá do kondenzačného aparátu, kde pri teplote 90 až 102 °C prebehnekondenzácla na potřebný kondenzačný stupeň /16 až 20 ml acetonu/. Upraví sa pH s NaOH nahodnoty 6,8 až 8,2 a modifikuje sa roztokom močoviny obsahujúcorn 2 050 1 vody a 2 000 1močoviny. Obsah aparátu sa po ochladení na 30 °C vypustí a odpaří za vákua pri teplote60 až 65 °C. Zložka B připravená podlá příkladu 1 /po odpaření/ boli zmiešané v pomere90:10 hmot. dielov. Analýza produktu. Obsah sušiny 66,01 % hmot., pH 8,2 viskozita 210 mPa.s,rektivita a NH^Cl pri 100 °C 150 s, obsah melamínu 3,9 9 hmot. Emisia Fd a DTD 8,1 mg Fd/100 gDTD, pevnost v ohybe skúšobnej DTD 17,6 MPa, pevnost v tahu kolmo na rovinu došky 0,50 MPa,napúčanie po 2 4 7,1 %. životnost lepdila 30 dni/20 °C. PREDMET VYNALEZU

   1. Spčsob výroby nízkotoxického lepidla so zníženým obsahom melaminu vyznačujúci satým, že ako zložka A sa připraví spoločnou kondenzáciou močoviny a melaminu s formaldehydompredkondenzát pri počiatočnom molovom pomere močoviny a formaldehydu 1:1,3 až 1:2,5 s výhodou1:1,95 a molový poměr melaminu:formaldehydu 1:1,15 až 1:10 s výhodou 1:3 pri pH 3,4 až13 s výhodou 6,2, ktoré je upravené prídavkom hydroxidov, alebo uhličitanov alkalickýchzemin, alebo kovov s výhodou hydroxidem sodným, tento predkondenzát sa spolu kontaktujepri teplote 80 až 130 °C na požadovaný kondenzačný stupeň vyjádřený dynamickou viskositou,ktorá sa pohybuje v rozmedzí 15 až 300 mPa.s/20 °C s výhodou 30 až 70 mPa.s/20 °C sa dalejpo zneutralizovaní s hydroxidom alkalických kovov, alebo amoniakem s výhodou hydroxidom 5 262629 sodným na hodnoty 6,5 až 8,6, dalej kondenzuje dalším prídavkom modifikačnej močovinykontinuálnym a/albeo diskontinuálnym splsobom tak, aby výsledný molový poměr močoviny aformaldehydu bol 1:1,1 až 1:1,25 s výhodou 1:1,16, obsah melaminu v zložke A sa pohybujev rozmedzí od 0,5 do 20 % hmot. s výhodou 5 % hmot., ako zložka B sa připraví trojstupňovomočovino-formaldehydový kondenzát, pričom v prvom stupni sa separatne pripravia adičnéa/alebo adično-kondenzačné protukty z formaldehydu a amoniaku, alebo jeho vodného roztokutak, aby vstupný molový poměr formaldehydu a amonného- iónu bol vyšší ako 1,6:1 s výhodou1,9 až 2,5:1 pri teplote 10 až 70 °C a pH 7 až 13 a z formaldehydu a močoviny pri vstupnommolovom pomere 1:1,13 až 1:2,5 s výhodou 1:1,95 pri teplote 10 až 50 °C, pH v rozmedzí3,5 až 10 s výhodou 8,0 v druhora stupni separatne připravené produkty sa spolu kontaktujúpri teplote 105 °C, vo vzájomnom hmotnostnom pomere 1 až 99 dielov močovino-formaldehydové-ho produktu na jeden diel produktu reakcie formaldehydu s amoniakom na kondenzačný stupeňvyjádřený dynamickou viskozitou, ktorá sa pohybuje v rozmedzí 15 až 300 mPa.s/20 °C s výho-dou 30 až 70 mPa.s/20 °C, v treťom stupni vzniknutý kondenzačný produkt sa modifikujemočovinou na výsledný molový poměr močoviny k formaldehydu 1:1,1 až 1:1,5 s výhodou 1:1,16.výsledný produkt pozostáva zo zložky A a zložky B, ktoré sa spolu zmiešajú v pomere 5 až95 dielov zložky A:jednomu dielu zložky B a odparia na sušinu 50 až 80 % hmot. s výhodou65 % hmot.
2. 2. Spósob výrovy podlá bodu 1 vyznačujúci sa tým, že zložky A a B sa miešajú po odpařeníza tlaku 2 až 150 KPa pri teplote 40 až 90 °C, po ochladení na teplotu 15 až 60 °C v pomere5 až 95 dielov zložky A:jednomu dielu zložky B, na sušinu 50 až 80 % hmot., s výhodou 65 %hmot.