CS272087B1 - Tarmoreaktivni močovlnoformaldehydová pryskyřice a způsob jeji přípravy - Google Patents

Abstract

Teraoraaktlvni močovlnoformaldehydová “pryskyřice/ vhodná zejaéna pro výrobu aglomerovaných e vrstvených Materiálů/ přlpravitelná vícestupňovou acidobazickou kondenzaci částečně hydrolyzované Močoviny · fornaldehydem v molovém poměru aminových a aldehydových skupin 1/6 až 1,8/ která z celkového množství vázaného formaldehydu obsahuje 45 až 52 % hmot. nereaktivniho formeldehydu/ zejména ve formě methylenových vazab a 55 až 48 % hmot. reaktivního formaldahydu/ převážně ve formě methylolovýeh skupin a methylenetherových vazeb, a to ve vzájemném hmotnostním poměru vyšším než 2tl. Mateři** ály vyrobené s použitím této pryskyřice mají velmi nízký obsah uvolnitelného foraaldehydu. Pryskyřice se připraví vícestupňovou acidobazickou kondenzaci Částečně hydrolyzované močoviny a forma ldehydem, v prvním stadiu s vyšším molovým obsahem formaldahydu/ který se v druhém stadiu snižuje postupnými přídavky močoviny, nejdříve v alkalickém' a pak v kyselém prostředí/ přičemž průběh kondenzace se v obou stadiích kontroluje obsahem reaktivního formaldahydu.

Description

Močovlnoforsaldehydové pryskyřice· které ee používají jako pojivá nebo lepidla agloaerovaných nebo vrstvených Materiálů, zvláště dřevotříekových desek; překližek a laFovek, jsou vodné roztoky nízkoMolekulárních sočovlnoforsaldehydových sloučenin se značným rozptylem molekulových hmotností. V podstatě se jedná o saěs setylolsatylonsočovln a aočovinoforaaldshydových aduktů. Uvedené pryskyřice mají obvykle snížené množství volného forsaldehydu* protože tento foraaldehyd Je hlavnía zdrojem jeho úniku při výrobě materiálů lisovaných za vysokých teplot·

3e známa celá řada různých poetupů přípravy těchto pryskyřic· Základní postup spočívá v tom,* že se v prvním stupni připraví pryskyřice a vyšila molovým Množstvím formaldehydu; které Je nutné k technologickému zvládnutí kondenzace. Relativně vyeoký obeah nezreagovaného formaldehydu se v druhém stupni přípravy váže přídavkem močoviny. (Cap. patent 7418925). Přísada dalších látek schopných reagovat s formaldehydes; Jako je amoniak nebo aaonné soli, borax aj·/ a? Již během přípravy nebo dodatečně; Je násětes dalších způsobů přípravy močovinoformaldehydových pryskyřic pro daně použití (Brit, patent č. 752471; čs. autorská osvědčení č. 167432/ č. 185020, č. 188103 aj.). Častým nedostatkem tu bývá snížení reaktivity pryskyřice a s tím spojená poaalejší nebo nedostatečné vytvrzení pryskyřice při zpracování. Cs. autorská osvědčení č* 202405 řeší snížení obsahu volného forsaldehydu v močovinoformaldshydové pryskyřici a v zpracovaném materiálu použitím částečné hydrolyzované aočoviny v koncentrovanés vodnéa roztoku/ kdo se od počátku do konce přípravy pryakyřice výhodně uplatňují hydrolýzou vznikající sloučeniny. Nevýhodou tohoto postupu je špatná reprodukovatelnost přípravy a kolísavé vlastnosti produktu.

Výšeuvedené nedostatky odstraňuje předložený vynález. Oeho předmětem js termoreaktivni sočovinoformaldehydová pryskyřice/ připravená vícestupňovou ácidobázickou kondenzací částečně hydrolyzované aočoviny s formaldehydes v MolovéM poměru aminových a aidehydových skupin 1/6 až 1/8/ vhodná zejséna pro výrobu agloserovaných a vrstvených materiálů. Podsteta tohoto vynálezu spočívá v tom/ že z celkového množství vázaného formaldehydu obsahuje 45 až 52 % hmot, nereaktivního formaldehydu/ zejména ve formě metylenových vazeb a 55 až 48 % hmot, reaktivního formaldehydu; převážně ve formě setylolových skupin a setyleneterových vazeb, a to ve vzájemném hsotnostním poměru vyšším než 2:1. Tersoreektivní sočovinoforsaldehydová pryskyřice se připravuje tak; že kondenzece výchozích složek v počátečním solovém posěru aminových a aldehydových skupin 0/9 až 1,1 se vede do stádia/ kdy obsah reaktivního formaldehydu dosáhne hodnoty '33 až 37 % hmot., v přepočtu na sušinu pryskyřice. Po případnéa vakuovém zahuštění další kondenzace pokračuje za postupných přídavků aočoviny a/nebo Částečně hydrolyzované močoviny do sólového posěru výšsuvedsných funkčních skupin 1/5 až 1/8/ s výhodou 1,65 až 1/71. Kondenzace probíhá nejdříve v alkalickém prostředí při pH 7 až 9 a potom v kyselém pro tředí při pH 5 až 7 a teplotě 80 až 20 °C tak dlouho/ až obeah reaktivního formaldehydu dosáhne hodnoty 21 až 26 % haot·, vztaženo na sušinu pryskyřice. Roztok pryskyřice se zneutralizuje a popřípadě vakuově zahustí.

Teraoreaktivní aočovinoforaaldehydová pryskyřice podle tohoto vynálezu má ve srovnání se znásýai aminopryskyřicemi řadu předností/ které se projevuji v Jejích všestranně zlepšených vlastnostech. Úzce vymezené hodnoty obsahu základních složek a jednotlivých fores vazby formaldehydu v pryskyřici podle vynálezu sají zásadní význam pro její aplikační vlastnosti. Pryskyřice má velmi nízký solový obsah formaldehydu a prakticky neobsahuje volný foraaldehyd. Množství formaldehydu, které se uvolňuje během horkého zpracování a dodatečně z agloserovaných a vrstvených materiálů/ je podstatně sníženo. Vyznačený obsah reaktivního forsaldehydu s převažujícím množstvím koncových setylolových skupin -CH₂0H nad vazbasi setyleneterovýsi -CHgO- zajišťuji dobrou tvrditelnost pryskyřice. Poaěrně vysoký obsah nereaktivního forsaldehydu ve forsě stabilních aetylenových vazeb -CHg- přispívá k vyšší hydrolytické odolnosti pryskyřice va vytvrzanés stavu.

CS 272 087 Bl 2

K dosaženi nového aložaní pryskyřice podle vynálezu je nutno během přípravy a k zhodnoceni konečného produktu použít vhodných kontrolních analytických metod k zjištění obsahu močovínové složky a obsahu různě vázaného formaldehydu; a to celkového formaldehydu; reaktivního formaldehydu a formaldehydu vázaného jako volné metyloly. Metodika je popsána v odborné literatuře (V. Horn aj./ Plaste u. Kautschuk, 1978’ 25/ 570j R. Nastka aj., Acta Polymerica, 1980/ 31, 329)« Stanoveni močoviny; popřípadě v pozměněné forms,⁴ ee běžně provádí výpočtem z obsahu dusíku; zjištěným Kjeldahlovou metodou. K stanoveni celkového formaldehydu se používá známých postupů založených na kyselé hydrolýze pryskyřice. Sako reaktivní formaldehyd je uvažován formaldehyd oxidovatelný v alkalickém prostředí. K stanoveni reaktivních metylolových skupin vedle ménS reaktivních metyleneterovýeh; popřípadě blokovaných metylolů; je vhodná elřičitanová metoda. Obsah nereaktivnlho formaldehydu vo formě metylenových vazeb je potom dán rozdílem celkového a oxidovatelného formaldehydu; obsah formaldehydu vázaného jako netyleneterové vazby rozdílem oxidovatelného formaldehydu a formaldehydu ve formě reaktivních metylolů.

Přípravu pryskyřice uvedeného složeni podle vynálezu lze uekutečnlt jen za kontrolovaných podmínek. Složení a z něj vyplývající vlastností pryskyřice jsou přímo závislé ne vedení kondenzační reakce· V první fázi jde o kondenzaci v kyselém prostředí do optimálního stupně, daného vyznačeným obsahem reaktivního formaldehydu· V druhé fázi probíhá kondenzace v mírně alkalické oblasti při postupném snižováni molového obsahu formaldehydu na velmi nízkou hodnotu o zakonči ee v mírně kyselé oblasti. Přitom zcela zreaguje volný formaldehyd a potlačí ea množetví metylenátěrových vazeb. Průběh této fáze přípravy lze ovlivňovat teplotou. Kondenzace ee ukončí neutralizací po dosažení vyznačeného obsahu reaktivního formaldehydu a metylolů.

K přípravě pryskyřice podle vynálezu lze použít suroviny běžné technické kvality; výhodně ae uplatní koncentrovaný vodný roztok částečně hydrolyzované močoviny a výšeprocentní roztok formaldehydu a nízkým obsahem metanolu· Výrobní zařízení běžného typu musí být přizpůsobeno snadné kontrole průběhu přípravy; která vyžaduje pohotový analytický servis· Za použiti aurovin konstantního složení a na zařízení o regulovatelným programed teploty a pH je možno k dosažení požadovaného stupně kondenzace využít i jiných adekvátních kontrolních metod·

Technický účinek vynálezu spočívá v podstatném zlepšení kvality močovlnoformadehydové pryskyřice a jejích zpracovatelských vlaatnoati. Snížené množství uvolňovaného formaldehydu při lisováni dřevných materiálů a jeho sn žená emise z dřevařských výrobků významně přispívá k zlepšeni hygienických poměrů ve výrobním prostředí a také v životním} prostředí; protože tyto výrobky mají největší uplatnění ve výrobě nábytku. Použitím pryskyřice podle vynálezu lze vyrobit dřevodesky,* překližky a laťovky a také nábytek v mezinárodní jakostní třídě E-l s emisí formaldehydu nižší než 0;l ppm/ a tím přiepět k řešení minlmalizece formaldehydu v obytném interiéru. Použiti pryskyřice není omezeno jen na lignocelulozové materiály. Může ee uplatnit 1 při zpracováni nebo úpravě některých dalších organických i anorganickcýh hmot a výrobků.

Předmět vynálezu je doložen příklady provedeni/ kterými ae však rozsah vynálezu neomezuje·

Příklady provedeni}

1. Termoreaktivni močovinoformaldehydová pryskyřice obsahuje 45;5 % hmot· nereaktivního a 54/5 % hmot* reaktivního formaldehydu z obsahu celkového formaldehydu; vzájemný hmot· poměr formaldehydu ve formě metylolových skupin a metyleneterových vazeb je 2,95:1· Tato pryskyřice ee připraví tak/ že ae smíchá 128 1 42% neutrálního roztoku formaldehydu a 70 1 72% horkého roztoku částečně hydrolyzované močoviny a kondenzuje za mírného varu v kyselém prostředí do dosaženi viskosity 24 mPa.s/20 °C. Po neutralizaci a částečném ochlazeni ee kontroluje obsah reaktivního formaldehydu a po doražení hodnoty 17 % se během 1 hodiny postupně přidá 39 kg močoviny a kondenzuje pří 65 až

CS 272 087 Bl °C a pH 8 .až 8/5 další hodinu* Potom se ochladí na 30 °C a při pH 5,5 až 6/5 se , kontroluje obsah reaktivního formaldehydu a po dosažení hodnoty 11 % se reakční roztok za sníženého tlaku zahustí. Pryskyřice obsahuje 65/5 % sušiny,' 22/4 % dusíku, 29,0 % celkového formaldehydu,' 15/8 % reaktivního formaldehydu a 11;8 % formaldehyde aetylolového. Viskozita pryskyřice je 282 mPa*s, pH 7/5, mísitelnost s vodou 1:3,’ želetinace při 100 °C 72 s.

2» Teraoreaktivni močovlnoformaldehydová pryskyřice obsahuje z celkového obsahu formaldehydu 50; 7 % nereaktivního a 49,3 % reaktivního formaldehydu, vzájemný poměr formaldehydu jako metyloly a metyleneterové vazby jo 2,3:1* Tato pryskyřice se připraví tak, že reakční roztok z první fáze kondenzace podle příkladu 1« ee vakuově zahustí na n^° 1/485 a kondenzuje 2 hodiny ze kontinuálního přívodu 47 1 72% horkého roztoku částečně hydrolyzované močoviny při 55 až 65 °C a pH 7,5 až 8/5 a po ochlazení na 35 °C při pH 6 do dosažení obeehu reaktivního formaldehydu 15 %* Pryskyřičný roztok se zneutralizuje a ochladí. Obsahuje 66,‘2 % sušiny,' 23/4 % dusíku/ 29,4 % celkového formeldehydu, 14/5 % reektivního a 10/1 % aetylolového formaldehydu* Viskozita je 305 mPa.e, pH 7/7/ mísitelnost s vodou 1:3/ želetinace při 100 °C 79 e*

Dřevotřískové desky a překližky připravené s těmito pryskyřicemi vyhovují z hlediska požadovaných fyzikálně-mschanických vlastností výrobků; které obeahem uvolnitelného formaldehydu odpovídají třídě E-l.

Claims (2)

1* Teraoreaktivní močovinoformaldehydová pryskyřice vhodné zejména pro výrobu aglomerovaných a vrstvených materiálů, připravitelná vícestupňovou acidobázickou kondenzací částečně hydrolyzované močoviny s formaldehydem v molovém poměru aminových a aldahydových skupin 1,6 až 1;8; která z celkového množství vázaného formaldehydu obsahuje 45 až 52 % hmot* nereaktivního formaldehydu,' zejména ve formě metylenových vazeb e 55 až 48 % reaktivního formaldehydu/ převážně ve formě metylolových skupin a metylenaterových vazeb, a to ve vzájemném hmotnostním poměru vyšším než 2:1*

2. Způsob přípravy teraoreaktivní močovinoforaaldehydové pryskyřice podle bodu 1, vyznačující se tím/ že kondenzace výchozích eložek v počátečním molovém poměru eminových a aldehydových ekutin 0,9 ež 1/1 se vede do stédie, kdy obsah reaktivních foraaldehydu dosáhne hodnoty 33 až 37 % hmot*, v přepočtu ne sušinu pryskyřice/ e po přípedném vakuovém zahuštění další kondenzace pokračuje ze postupných přídavků močoviny a/nebo částečně hydrolyzované močoviny do molového poměru výšeuvedených funkčních skupin 1;6 až 1,^:8; s výhodou 1;65 až 1/71/ nejdříve v alkalickém prostředí při pH 7 až 9 a potom v kyselám prostředí při pH 5 až 7 e teplotě 80 ež 20 °C tak dlouho/ až obsah reaktivního formaldehydu dosáhne hodnoty 21 až 26 %hmot.; vztaženo na eušinu pryskyřice; kdy se roztok pryskyřice neutralizuje a popřípadě vakuově zahustí.