DD161058A3 - Verfahren zur herstellung von harnstoff-formaldehyd-harz-leimen - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung von Harnstoff-Formaldehyd-Harz-Leimen fuer die Spanplattenherstellung Ziel ist, bei der Herstellung der Leime Energie einzusparen und die Kapazitaeten der Anlagen zu erhoehen. Dazu ist es erforderlich, die Hydrolysebestaendigkeit der verwendeten Harnstoffloesungen zu verbessern. Das wird durch Behandlung konzentrierter waessriger Harnstoffloesungen mit waessrigem Formaldehyd im Molverhaeltnis von 1 zu 0,01 bis 1 zu 0,1 erreicht. Die so behandelten Harnstoffloesungen werden in der Nachkondensationsstufe eingesetzt, ohne dass Qualitaetsverluste im Leim auftreten.
Description
VSB Leuna-Werke Leuna, 25. 9. 1979
»Walter Ulbricht" se.Hi/Hy
LP 7958 Titel der Erfindung
Verfahren zur Herstellung von HarnstQff-»Formaldehyd~Harz-Leimen
Anwendungsgebiet der Erfindung
Harnstoff-Formaldehyd-Harze werden in großem Umfang für die Verleihung von Holzwerkstoffen eingesetzt·
Charakteristik der bekannten technischea~L8sungen
Es ist bekannt, Harnstoff und Formaldehyd im M©1verhältnis von 1 zu 1,8 bis 1 zu 2,5 in einem ersten Kreislauf bei Temperaturen von 100 bis 140 0C (373 bis 413 K) und Drücken von
5 5
1,01 ♦ 1©^ bis 4»©4 · 1© ^a zu kondensieren· lach Zugabe von
5© bis SO^iger Harnstofflösung und Natronlauge wird in einem völlig gleichartig ausgelegten zweiten Kreislauf weiterkonden« siert und gegebenenfalls gleichzeitig aufkonzentriert· In diesem zweiten Kreislauf beträgt die Reaktionstemperatur 30 bis 90 0C (3©3 bis 3^3 K) und der Druck 5,3 . 103 bis 8 · 104 Pa*
α π μn\f -i Q 7 Q * R 9. K Π ^
Ton lachteil ist, daß es zumindest in der sogenannten Nachkondensation notwendig ist, den Harnstoff in gelöster Form zu dosieren· Da die Sättigungskonzentration von wäßriger Harnstofflösung bei Raumtemperatur bei etwa 50 Gew.-% liegt, werden im allgemeinen 50%ige Harnstofflösungen für die EFachkondensation eingesetzt· Höherkonzentrierte Harnstofflösungen sind auf Grund ihrer erhöhten Sättigungstemperaturen zunehmend hydrolyseempfindlich· Sie zersetzen sich in erheb-
liehem Maße zu Ammoniak and Kohlendioxid beziehungsweise deren Folgeprodukten· Besonders Ammoniak beeinflußt als Hydrolyseprodukt des Harnstoffs, der als wäßrige Lösung für die Haehkondensation bei der Leimherstellung eingesetzt wird, die Qualität der Leime negativ. Ammonia Ichaltige HarnstefflSsungea bewirken bei ihrer Verwendung in der Hachkondensation eine Verminderung der Reaktivität der Leime und einen erheblichen Abfall der Festigkeitswerte der mit diesen Harnstoff-Formaldehyd-Harzen hergestellten Holzwerkstoffe·
Zur Erreichung des gewünschten Festharzgehaltes von Harnstoff-Formaldehyd-Leimen ist außerdem die Abtreibung von überschüssigem Wasser erforderlieh· Wasser gelangt duroh wäßrige Formaldehydlösung, wäßrige Harnstofflösung, insbesondere bei der Fachkondensation, und durch die unter Wasserabspaltung verlaufende Kondensationsreaktion in das Produkt·
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, diese Wassermengen in der Bachkondensation zu reduzieren, um bei gleicher Verdampferleistung in der Stufe der Wasserabtreibung eine höhere Kapazität von Leim-Harz-Anlagen zu erreichen·
Darlegung des Wesens der Erfindung
Es bestand die Aufgabe, ein Verfahren zu entwickeln, das es gestattet, Harnstofflösungen größer 50 Gew«~# für die Hachkondensation bei der kontinuierlichen Herstellung von Harnstoff-Formaldehyd-Harz-Leimen einzusetzen 3 und dabei negative Auswirkungen auf die Leimqualität zu vermeiden·
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man wäßrige Harnstofflösungen mit wäßrigem Formaldehyd mit Formaldehydgehalten von 30 bis 60 Gew·-^ behudelt, wobei ein Molverhältnis (MV) Harnstoff zu Formaldehyd von 1 : 0,01 bis 1 s 0,1 eingehalten wird, und die so erhaltenen Losungen in
der Hachkondensation verwendet· Auf diese Weise gelingt es, die Sattigungstempaatüren von HarnstofflSsungen erheblieh zu senken·
Die Herstellung der konzentrierten HarnstofflSsungen mit erniedrigter Sättigungstemperatür erfolgt vorzugsweise so, daß in einem Rührbehälter zu heißem Wasser nacheinander 30 bis 60%iges Formalin und fester Harnstoff zugegeben werden· Danach erhitzt man die Mischung solange, bis der gesamte Harnstoff aufgelöst ist· Die Mischung der Komponenten kann jedoch auch in anderer Reihenfolge geschehen, z# B· kann man zunächst den Harnstoff in Wasser auflösen und anschließend Formalin zugeben oder man dosiert Harnstoff und Formalin gleichzeitig zu dem vorgelegten Wasser· Man kann aber auch konzentrierte HarnstofflSsungen, wie sie bei der Synthese von Harnstoff anfallen, mit Formalin in der beschriebenen Weise behandeln·
Wäßrige FormaläehydlSsungen weisen im allgemeinen pH-Werte von 3 bis 4 auf« Sie kSnnen ohne pH-Korrektur eingesetzt werden· Der Einsatz von neutralisierten Lösungen bringt jedoch keine Nachteile mit sich·
Ils Lager- bzw· Transporttemperatur für die beschriebenen konzentrierten HarnstofflSsungen wählt man !Temperaturen, die 10 bis 2© K über den entsprechenden Sättigungstemperaturen liegen· Bei diesen Temperaturen können" die erfiadungsgemäßen HarnstofflSsungen bis zu 3 Lagers für die Herstellung von Harnstoff-Formaldehyd-Harz-Leimen eingesetzt werden/ ohne daß deren Qualität negativ beeinflußt wird·
Hamstoff-Formaldehyd-Harz-»Leime werden in großem Umfang als Bindemittel bei der Spanplattenherstellung eingesetzt· Dabei wird sowohl während der Spanplattenherstellung selbst als auch nachträglich aus der fertigen Spanplatte und den daraus hergestellten Mobein Formaldehyd abgespalten. Heben den dadurch hervorgerufenen Geruchsbelästigungen kSnnen Gesundheitssehädigungen eintreten· Is ist daher notwendig, die Formaldehydemission mSglichst gering zu halten· Ein Maß für die nach-
trägliche Formaldehydabspaltung ist der sogenannte FESYP-We rt..
Überraschenderweise werden die FESYP-Werte von Spanplatten, die unter Verwendung von Leimen hergestellt werden, die mit den erfindungsgemäßen' formaldehydhaltigen Harnstofflösungen in der lachkondensation hergestellt werden, nicht erhöht·
Die Verwendung dieser formaldehydhaltigen, Sättigungstempera« turerniedrigten, konzentrierten Harnstofflösungen wirkt sich also, entgegen dem Wissensstand des Fachmannes, nicht negativ aus auf die nachträgliche Abspaltung von Formaldehyd aus den Spanplatten· In der Tabelle sind Festigkeitswerte und FESYP-Werte von Spanplatten, die mit unbehandelten Harnstofflösungen hergestellt wurden (50%ige Harnstofflösung, Beispiel 1 und 90%ige Harnstofflösung, Beispiel 2) den entsprechenden Werten gegenübergestellt, die mit erfindungsgemäßen Leimen (Beispiel 3, 4, 5) erhalten werden· Alle aufgeführten Leime haben das gleiche Molverhältnis Harnstoff zu Formaldehyd von 1 : 1,35· Es ist ersichtlich, daß beim Einsatz der erfindungsgemäßen konzentrierten Harnstofflösungen für die Herstellung von Harnstoff»Formaldehyd-Leimen keine Qualitätsminderungen bei den mit diesen Leimen hergestellten Spanplatten eintreten« Demgegenüber zeigen die Kenndaten der Spanplatte, die unter Verwendung von Leim, der mit unbehandelter 90%ig.er Harnstofflösung in der Hachkondensation hergestellt wurde, erheblich: geringere Festigkeitswerte, vor allem bei der Biege- und Abhebefestigkeit (Beispiel 2)·
Ausführungsbeispiele
(Vergleiehsbeispiel, Herstellung eines Spanplattenleimes mit 50#iger·Harnstofflösung für die Uachkondensation)
In einem Reaktor wird eine Harnstoff-Formaldehyd-Lösung, die auf 100 Teile 28 Teile Harnstoff und 72 Teile 37%iges Formalin enthält, mit einer Geschwindigkeit von 10 Teilen pro Stunde
dosiert· Im Kreislauf des Reaktors werden bei einer Tempera« tür von 130 0C (403 K) und einem Druck von 2,7 . 105 Pa 12 Teile des Reaktionsgemisches mit einer Geschwindigkeit von 360 Teilen pro Stunde umgewälzt. Der Inhalt des Reaktors wird durch eine Standregelung konstant gehalten, so daß 10 Teile des Reaktionsgemisches in einen zweiten Reaktor strömen· Das in diesen Reaktor eintretende Reaktionsgemisch hat eine Vis« kosität von 0,045 bis 0,047 Pa s, gemessen bei 20 0C (293 K). Gleichzeitig werden in den Reaktor 2,3 Teile einer wäßrigen 50%igen Harnstofflösung mit einer Temperatur von 40 0C (313 K) zugegeben und so viel 10%ige natronlauge zudosiert, daß das Reaktionsprodukt im zweiten Reaktor einen pH-Wert von 7,2 bis 7,5 erreicht. Die im zweiten Reaktor enthaltene Menge von 10 Teilen wird ebenfalls mittels Standregelung konstant gehalten· Im Kreislauf dieses -Reaktors werden bei einer Temperatur von 50 0G (323 K) und einem Druck von etwa 4 . 104 Pa 10 Teile des Reaktionsproduktes mit einer Geschwindigkeit von 320 Teilen pro Stunde umgewälzt, wobei gleichzeitig so viel Wasser abgetrieben wird, daß ein Harnstoff-Formaldehyd-Harz mit einem Pestharzgehalt von 67 % und einer Viskosität von 0,88 bis 0,9 Pa s, gemessen bei 20 0C (293 K), als fertiges Produkt abfließt. Das Produkt wird auf 20 0C (293 K) abgekühlt und zwischengelagert. Es eignet sich für den Einsatz in der Spanplattenproduktion. Mit diesem Harz werden bei der Spanplattenherstellung die in der Tabelle aufgeführten Werte erhalten*
Eeispiel 2
"Vergleichsbeispiel, Herstellung eines Spanplattenleimes mit 90%iger Harnstofflösung, die nicht mit Formaldehyd behandelt wurde)
Die Herstellung des Spanplattenleimes erfolgt analog Beispiel 1, jedoch werden an Stelle der 50%igen wäßrigen Harnstofflösung 1,28 Teile einer 90%igen wäßrigen Harnstcfflösung mit einer Temperatur von 125 0C (398 K) für die Uachkondensation eingesetzt. Mit dem so erhaltenen Leimharz werden bei der Spanplattenherstellung die in der Tabelle wiedergegebenen i:
Werte erhalten, die erheblich ungünstiger sind als die Werte, die mit dem naoh Beispiel 1 hergestellten Leim erreicht werden·
a) Hers/tellung von 90%iger Harnstofflösung m/it erniedrigter Sattigungstemperatür
Zu 200 Teilen einer 90%igen wäßrigen Harnstofflösung mit einer Temperatur von etwa 120 0C (393 K) werden 12,27 Teile 55%iges Formalin zugegeben und die Mischung auf 90 0C (3^3 K) heruntergekühlt* Die erhaltene Lösung kann 20 Stunden bei einer Temperatur von 90 0G (363 K) zwischengelagert werden, ohne daß die damit hergestellten Spanplattenleime eine Qualitätsminderung erleiden·
b) Herstellung eines Spanplattenleimes analog Beispiel 1« An Stelle der 50%igen Harnstofflösung werden jedoch 1,40 ,Teile der unter a) beschriebenen, mit Formalin behandelten 90%igen Harnstofflösung mit einer Temperatur von 90 0C (363 K) für die Nachkondensation eingesetzt. Mit dem erhaltenen Leimharz werden bei der Spanplattenherstellung die in der Tabelle wiedergegebenen Werte erhalten»
a) Herstellung von 80%iger Harnstofflösung mit erniedrigter Sättigungstemperatur
ISO Teile Harnstoff werden in 40 Teilen Wasser bei 95 0C (398 K) gelöst, 16,22 Teile 37%iges Formalin zugegeben und die Mischung auf 70 0C (343 K) heruntergekühlt. Die erhaltene Lösung kann ohne Qualitätsminderung der damit hergestellten Leime mehr als 40 Stunden bei 70 0G (343 K) zwisehengelagert werden·
b) Herstellung eines Spanplattenleimes analog Beispiel 1. An Stelle der 50%igen Harnstofflösung werden jedoch 1,64 Teile der unter a) beschriebenen Harnstofflösung mit einer
Temperatur von 70 0C (343 K) für die Hachkondensation eingesetzt.
Die mit diesem Leimharz erhaltenen anwendungstechnischen Kenndaten sind in der Tabelle angegeben«
a) Herstellung von 70%iger Harnstofflösung mit erniedrigter Sättigungstemperatur
Zu 60 Teilen von auf 60 0C (333 K) erwärmtem Wasser werden gleichzeitig 140 Teile Harnstoff und 9,46 Teile 37%iges Formalin gegeben und der Harnstoff unter Färmezufufar in Lösung gebracht. Die erhaltene Lösung kann 72 Stunden bei 55 0C (328 K) zwischengelagert werden, ohne daß die damit hergestellten Leime eine Qualitätsminderung erleiden.
b) Herstellung eines Spanplattenleimes gemäß Beispiel 1. An Stelle der 50%igen Harnstofflösung werden 1,75 Teile der unter a) beschriebenen 70%igen Harnstofflösung bei 55 0G (328 K) für die Hachkondenaation eingesetzt· In der Tabelle sind die anwendungstechnischen Kennwerte der mit diesem Leimharz hergestellten Spanplatten aufgeführt.
Festigkeits- und FESYP-Werte von Spanplatten, hergestellt mit Leimen nach Beispielen 1 bis 5
| Leimeinaatz: | 8 ? | I Festharz/atro Span | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Preßtemperatur: | 16C | ) - 165 0C | 1:1,35 | 1:1,35 | 1:1,35 | 1:1,35 | 1:1,35 |
| Preßdruck: | 15 | kp/cm | 603 | 603 | 604 | 602 | 603 |
| Preßzeit: | I 7 Minuten | 254 | 171 | 257 | 252 | 261 | |
| Leim nach Beispiel | 6,8 | 3,6 | 7,0 | 6,9 | 7,1 | ||
| MV Harnstoff zu Formaldehyd | 3,5 | 4,2 | 3,5 | 3,6 | 3,7 | ||
| Dichte kg/m^ | 0,025 | 0,023 | 0,024 | 0,024 | 0,023 | ||
| Abhebefestig keit kg/cm | |||||||
| Biegefestig keit kg/cm2 | |||||||
| Quellung % | |||||||
| Formaldehyd abspaltung FESY? |
Claims (1)
- ErfindungsanspruchVerfahren zur Herstellung von Harnstoff-Formaldehyd-Harz-Leimen durch Kondensation von Harnstoff und Formaldehyd im Molverhältnis vo-n 1 zu 1,8 bis 1 zu 2,5 bei !Temperaturen von 100 bis HO 0C (373 bis 413 K) und Drücken von 1.01.105 Pa bis 4.04.1O^ Pa, Zugabe von Harnstofflösung und Natronlauge und Hachkondensation und gegebenenfalls gleichzeitiges Aufkonzentrieren, dadurch gekennzeichnet, daß man wäßrige Harnstofflösungen mit wäßrigem Formaldehyd mit Formaldehydgehalten von 30 bis 60 Gewichts-^ behandelt, wobei ein Molverhältnis von Harnstoff zu Formaldehyd von 1:0,01 bis 1:0,1 eingehalten wird, und die so erhaltene Harnstofflösung in die Nachkondensationsstufe dosiert»
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD21681779A DD161058A3 (de) | 1979-11-12 | 1979-11-12 | Verfahren zur herstellung von harnstoff-formaldehyd-harz-leimen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD21681779A DD161058A3 (de) | 1979-11-12 | 1979-11-12 | Verfahren zur herstellung von harnstoff-formaldehyd-harz-leimen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD161058A3 true DD161058A3 (de) | 1984-09-05 |
Family
ID=5521005
Family Applications (1)
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| DD21681779A DD161058A3 (de) | 1979-11-12 | 1979-11-12 | Verfahren zur herstellung von harnstoff-formaldehyd-harz-leimen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD161058A3 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0211531A2 (de) * | 1985-08-01 | 1987-02-25 | Bip Chemicals Limited | Verfahren zur Herstellung von festen Harnstofformaldehydharzen |
-
1979
- 1979-11-12 DD DD21681779A patent/DD161058A3/de not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0211531A2 (de) * | 1985-08-01 | 1987-02-25 | Bip Chemicals Limited | Verfahren zur Herstellung von festen Harnstofformaldehydharzen |
| EP0211531A3 (en) * | 1985-08-01 | 1988-10-12 | Bip Chemicals Limited | Process for making solid urea-formaldehyde resins |
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