CZ234889A3

CZ234889A3 - Směsné pojivo pro přípravu aglomerováných materiálů na bázi dřev a

Info

Publication number: CZ234889A3
Application number: CS892348A
Authority: CZ
Inventors: Jaroslav Ing Jahelka; Horst Ing Hubatsch; Jiri Ing Panek
Original assignee: Jaroslav Ing Jahelka; Horst Ing Hubatsch; Jiri Ing Panek
Priority date: 1989-04-17
Filing date: 1989-04-17
Publication date: 1993-03-17

Abstract

Směsné pojivo na bázi močoviny, fenolu, melaminu a formaldehydu, vznikající vzájemnou polykondenzační reakcí močovinoformaldehydové pryskyřice, fenolu, melaminu a formaldehydu v mírně alkalickém prostředí za zvýšených teplot, se užívá zejména pro výrobu aglomerovaných materiálů na bázi dřeva lisováním za zvýšených teplot, přičemž aglomerované materiáky vyrobené s tímto pojivém fl- se vyznačují zejména vysokou odolností vůči působení vlhkosti i za zvýšených teplot, zejména nízkými hodnotami nasákavosti a bobtnání. Pojivo se při aplikaci vytvrzuje sla- «4 bými organickými či anorganickými kyselinami za zvýšené teploty.

Description

Vynález se týká směsného pojivá na bázi močoviny, fenolu, melaminu a formaldehydu určeného pro přípravu aglomerovaných materiálů, na bázi dřeva vykazujících vysokou odolnost vůči dlouhodobému působení vnitřních i vnějších klimatických vlivů. Směsné pojivo dle vynálezu je močovinoformaldehydová pryskyřice modifikována fenolem a melaminem za úpravy molárních poměrů formaldehydem, přičemž modifikace je zajištěna vzájemnou polykondenzací výše uvedených složek. Aplikací směsného pojivá se dosáhne u aglomerovaných materiálů oproti aplikacím ostatních typů pojiv odolnosti materiálů jak vroucí vodě (test V-100), tak i vysoké odolnosti při působení vlhkosti za zvýšených teplot (test V-70).

Při zhotovování aglomerovaných materiálů na bázi dřeva se dnes běžně používají fenolformaldehydové, močovinoformaldehydové a melaminoformaldehydové pryskyřice. Proces přípravy aglomerovaných materiálů probíhá lisováním za zvýšené teploty a tlaku. Typ a dávkované množství pryskyřice se řídí konečnými požadavky na vlastnosti připraveného materiálu.

Močovinoformaldehydové pryskyřice jsou obecně polykondenzáty močoviny a formaldehydu o různém stupni kondenzace^ připravené za různého molárního poměru močoviny ku formaldehydu a pro potřeby přípravy aglomerovaných materiálů následně zahušťované na vysokou sušinu. Vynikají výbornou adhezí ke dřevu a zajišťují dlouhodobou vysokou pevnost pojeného dřevního materiálu v suchém prostředí (a krátkodobě i při působení vlhkosti za normální teploty), t.j. v prostředí o běžné relativní vlhkosti vzduchu (do cca 60 %). Ve styku se stálou vlhkostí, zejména za vyšší teploty, dochází k hydrolýze vytvořených polykondenzačních řetězců, a tím k postupnému rozrušování vazeb vykondenzováné pojivo - dřevní hmota s následkem postupného poklesu soudržnosti spoje, snižování pevnostních charakteristik až případně k jeho úplné destrukci.

./ kiXjfc ufc

- 2 Fenolické pryskyřice jsou obecně polykondenzáty fenolu a formaldehydu o různém stupni kondenzace, připravené za různého molárního poměru fenolu ku formaldehydu. Aby byla zaručena potřebná viskozita pojivá, vyrábějí se pro přípravu aglomerovaných materiálů nezahuštěné, t.j. s nízkou sušinou. Vynikají vysokou stálostí vytvořených pólykondenzačních řetězců i ve vlhkém prostředí za zvýšených teplot, takže zaručují vysokou pevnost lepených dřevných spojů, aglomerovaných materiálů apod. Jejich použití pro přípravu aglomerovaných materiálů je však nevýhodně ovlivněno dvěma faktory. Nízká sušina limituje dávkované množství pryskyřice, neboí se zvyšováním množství pojivá se zvyšuje i podíl vody, která nepříznivě ovlivňuje lisovací proces (s negativním vlivem zejména na hodnoty nasákavosti a bobtnání materiálu). Pryskyřice dále obsahují poměrně vysoký podíl alkálií (cca 2 až 9% hmotn.), který nepříznivě ovlivňuje zejména rozměrovou stálost po expozičních testech pojených materiálů ve vodě, zejména po testu V-70.

Melaminoformaldehydové pryskyřice jsou obecně vysokosušinové polykondenzáty melaminu a formaldehydu o různém stupni kondenzace, jpřipravené za různého molárního poměru obou složek. Vynikají dostatečnou reaktivitou a dobrou stálostí vytvořených polykondenzačních řetězců i ve vlhkém prostředí za zvýšených teplot, čímž při přípravě aglomerovaných materiálů zaručují jejich vysokou kvalitu. Jejich hlavní nevýhodou je zejména vysoká cena a nižší stabilitu. Proto je jejich užití poměrně omezené a obvykle se neužívají jako takové, nýbrž v kombinaci s močovinoformaldehydovými pryskyřicemi.

Melaminomočovinoformaldehydové pryskyřice jsou vysokosušinové polykondenzáty, které slučují vlastnosti močovinoformaldehydových i melaminoformaldehydových pryskyřic. Vyznačují se dostatečnou reaktivitou, vyšší stabilitou a oproti močovinoformaldehydovým pryskyřicím i zvýšenou odolností vytvrzené pryskyřice proti hydrolýze. Nedosahují však kvality melaminoformaldehydových pryskyřic, neboí močovinoformaldehydový podíl podléhá snadno hydrolýze, a tím dochází k poklesu kvality pojených dřevních materiálů, zejména při dlouhodobém působení

- 3 vlhkosti za zvýšených teplot.

Nevýhody výše uvedených typů pojiv pro náročné klimatické podmínky odstraňuje směsné pojivo dle vynálezu. Modifikací močovinoformaldehydové pryskyřice fenolem, melaminem a formaldehydem a jejich společnou kondenzací v mírně alkalickém prostředí vzniká vysokosušinové pojivo, které je možno vytvrzovat za tepla v mírně kyselém prostředí * (podobně jako nemodifikované močovinoformaldehydové pryskyřice). Vytvrzené pojivo je odolné vůči dlouhodobému působení klimatických vlivů, vykazuje vysokou odolnost vůči hyárolýze studenou i vroucí vodou.

Reaktivita pojivá je srovnatelná s močovinoformaldehydovými pojivý, což zaručuje nesníženou kapacitu linek pro výrobu např. dřevotřískových desek, tvjarových výlisků Werzalit aj. Dostatečně vysoká sušina umožňuje zvýšené dávkování pojivá do množství až 24 % hmotn. pryskyřice (v absolutní sušině) do aglomerovaného materiálů, což při konečné celkové vlhkosti směsi pojivo - dřevní hmota do 15 % hmotn. je podmínkou pro dosažení hodnoty tloušťkové změny po expozici vyrobeného materiálu ve vodě 70°C po dobu 5 hodin do 10 % původního rozměru tloušťky materiálu (tzv. test V-70).

Směsné pojivo se před nanesením na třískovou dřevní hmotu mísí s kyselými tvrdidly (např. chlorid amonný v množství cca 1 až 3 % hmotn. na pojivo v koncentrovaném roztoku, kyselina

-/ mravenčí v množství 0,2 až 2,5 % apod.). Za účelem snížení emise formaldehydu z výlisků lze do pojivá přidat beze změn kvalitativních parametrů připraveného aglomerovaného materiálu do 2 % hmotn. močoviny. Množství pojivá do aglomerovaného materiálu se dávkuje podle požadavku na jeho výslednou kvalitu. Pro dosažení kvality dřevotřískových desek V-100 se dávkuje cca 12 až 14 % pojivá (V absol. sušině). Pro dosažení vysoké tvarové stálosti tvarových výlisků Werzalit (test V-70) se dávkuje 18 až 24 % hmotn. pojivá ( v absol. sušině). Nanesený třískový koberec, resp. předlisky za studená, se lisuje při teplotách lisovacích desek cca 150 až 200°C a lisovací době srovnatelné s použitím močovinoformaldehydových pojiv (t.j. doby potřebné k dosažení teploty minimálně 100°C v celém průřezu aglomerovaného materiálu plus cca 1 minutu k vytvrzení materiálu)

Příprava pojivá dle vynálezu je charakterizována následujícími příklady :

Příklad 1 hm. d. močovinoformaldehydové pryskyřice připravené za molárního poměru 1,2 až 1,7 molů. močoviny ku 1 molu formaldehydu, o sušině minimálně 60 %, se smísí s 5,5 hm. d. fenolu, 12,6 hm. d. melaminu a 16,7 hm. d. 37 % formaldehydu, přičemž pH směsi se upraví hydroxidem sodným na hodnotu cca 9. Teplota směsi se upraví na 70 až 95°C, při níž probíhá směsná pólykondenzace, která se ukončí při dosažení konečné viskozity pojivá cca 300 až 800 mPa.s./20°C.

Příklad 2 hm. d. močovinoformaldehydové pryskyřice (viz příklad 1) se smísí s 7,9 hm. d. fenolu, 18 hm. d. melaminu, 23,8 hm. d.

% formaldehydu. Další postup viz příklad 1.

Takto připravené modifikované pojivo je charakterizované sušinou cca 63 %, viskozitou cca 300 až 800 mPa.s/20°C, obsahem volného fenolu cca 3 až 4 %, množstvím uvolnitelného formaldehydu z vytvrzené pryskyřice cca 1 mg formaldehydu na 1g pryskyřice? životností cca 6 týdn# při 20°C. Lze je používat v dřevařském průmyslu k výrobě aglomerovaných materiálů na bázi dřeva, které vykazují vysokou odolnost vůči dlouhodobému působení klimatických vlivů.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY *

Směsné pojivo na bázi močoviny, fenolu, melaminu a formaldehydu určené zejména pro výrobu aglomerovaných materiálů na bázi dřeva lisováním za zvýšené teploty odolávajících dlouhodobému působení vlhkosti i za zvýšených teplot, vyznačující se tím, že sestává z polykondenzátu obsahujícího 50 až 65 hm. d. moČovinoformaldehydové pryskyřice připravené za molárního poměru

1,2 až 1,7 molů močoviny ku 1 molu formaldehydu o minimální sušině 60 %, 5,5 až 7,9 hm. d. fenolu, 12,6 až 18 hm. d. melaminu, 16,7 až 23,8 hm. d. 33 % formaldehydu, vzniklého vzájemnou polykondenzací výše uvedených složek v mírně alkalickém prostředí o hodnotě pH 9 - 0,75.