DD276788A3

DD276788A3 - Verfahren zur herstellung von harnstoff-formaldehyd-harz-leimen

Info

Publication number: DD276788A3
Application number: DD25783583A
Authority: DD
Inventors: Konrad Peinze; Harald Winter; Rainer Neumann; Gerhard Esser; Ulrich Steinke; Heinz Mueller; Henry Drechsel; Katarina Ulrich; Gerhard Kunath; Joachim Barse
Original assignee: Leuna Werke Veb
Priority date: 1983-12-13
Filing date: 1983-12-13
Publication date: 1990-03-14

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Harnstoff-Formaldehyd-Harz-Leimen, die eine hohe Reaktivitaet besitzen, ohne dass die Oekonomie dieser Produkte durch Modifizierungsmittel fuer spezielle Einsatzgebiete, z. B. fuer Kurztaktpressen in der holzverarbeitenden Industrie, beeintraechtigt wird. Diese Aufgabe wird dadurch geloest, dass man 25 bis 35 Gewichtsteile eines handelsueblichen Spanplattenleimes, der ein Molverhaeltnis Harnstoff zu Formaldehyd von 1:1,25 bis 1:1,6 besitzt, mit so viel 37%igem Formalin vom p H-Wert 8 vermischt, dass die Mischung ein Molverhaeltnis Harnstoff zu Formaldehyd von 1:1,7 bis 1:2,3 aufweist, 30 Minuten bei 323 bis 343 K vorkondensiert, anschliessend beim p H-Wert 3 bis 6 und bei 323 bis 363 K weiterkondensiert, bis die 3- bis 4fache Viskositaet der Ausgangsmischung erreicht ist und danach die Kondensation durch Laugezugabe und Kuehlung beendet. Dieses so erhaltene Kondensationsprodukt wird mit weiteren 65 bis 75 Gewichtsteilen Spanplattenleim vermischt und ggf. unter vermindertem Druck aufkonzentriert.

Description

Kondensationsprodukten bis zu einem Molverhältnis von Harnstoff zu Formaldehyd von 1:1,7 bis 1:2,3 und Temperaturen von 323 bis 363K, die Kondensation hochvernetzter Harnstoff-Formaldehyd-Harze ohne Bildung fester, unlöslicher Produkte weiter fortzuführen und durch Abmischung dieses Kondensationsproduktes mit weiteren bereits vorgebildeten Harnstoff-Formaldehyd-Harz-Leimen sogar eins deutliche Verbesserung der Reaktivität zu erzielen.

Ausführungsbeispiele

Die als Ausgangsprodukte verwendeten Harnstoff-Formaldehyd-Harze, die in den Beispielen als Harz A bezeichnet werden, sind handelsübliche Spanplattenleime, die ein Molverhältnis Harnstoff zu Formaldehyd von 1:1,3 bis 1:1,6 besitzen. !hre Dichte betrögt 1,280 bis 1,302g/cm³ (293K) bei einem Feststoffgehalt von 65 bis 70% und einem freien Formaldehydgehalt von 0,3 bis 0,6%. Die Reaktivität der Leime wurde durc'i Messung der Gelierzeit bei 373 K mit 0,6%iger wäßriger NH₄CI-Lösung bestimmt, indem bei vergleichenden Reaktivitätsuntersuchungen der Beispiele 1 bis 3 die Zeit, die in Sekunden angegeben wird, vom Eintauchen einer sich im Reagenzglas befindlichen Mischung, bestehend aus 4g Leim und 1 g Härterlösung, in ein

I I	temperiertes Bad bis zur Gelierung gestoppt wird.	Gelierzeit in see
I
i	handelsüblicher	260-320
	Harnstoff-Formaldehyd-Leim
	erfindungsgemäße Leime	118
I	Beispiel 1	115
I	Beispiel 2	110
	Beispiel 3

Beispiel 1

Zu 159Gew.-Teilen 37%iger neutralisierter wäßriger Formaldehydlösung werden in einem Rührbehälter 600Gew.-Teile des Harzes A gegeben. Der Inhalt wird auf 343K eiwärmt und 30 Minuten vorkondensiert.

Danach wurden 3 Gew.-Teile 10%iger Ameisensäure zugegeben, und es wurde bei einer Temperatur von 346 K bis zu einer Viskosität von 50OmPa · s kondensiert. Durch Zugabe von 3Gew.-Teilen 10%iger Natronlauge wurde die Reaktion abgebrochen und danach auf 313K abgekühlt. Nachdem 1800Gew.-Teile des Harzes A zugegeben wurden und eine Aufkonzentrierung bei 315Kund6 · 10³Pa erfolgte, wurde ein Harnstoff-Formaldehyd-Harz-Leim mit einer Viskosität von 1 15OmPa · s (293K) und einem Festharzgehalt von 68,1 % erhalten.

Beispial 2

Zu 150Gew.-Teilen 37%igem neutralisiertem Formalin wurden in einem Rührbehälter480Gew.-Teile des Harzes Azugeführt.

Der Inhalt wurde auf 345 K erwärmt und 30 Minuten vorkondensiert. Danach wurden 2 Gew.-Teile 10%iger Ameisensäure zugegeben und bei einer Temperatur von 348K bis zu einer Viskosität von 450 mPa s kondensiert. Durch Zugabe von 3Gow.-Teilen 10%iger Natronlauge wurde die Reaktion abgebrochen und danach auf 314K abgekühlt.

Nachdem 1440Gew.-Teile des Harzes A zugegeben wurden und eine Aufkonzentrierung bei 313K und 6 · 10³Pa erfolgte, wurde ein Harnstoff-Formaldehyd-Harz-Leim mit einer Viskosität von 1 lOOmPa · s (293K) und oinem Festharzgehalt von 67,5% erhalten.

Beispiel 3

Zu 183Gew.-Teilen 37%igem neutralisiertem Formalin wurden in einem Rührbehälter 540Gew.-Teile des Harzes A zugeführt. Der Inhalt wurdo auf 343K erwärmt und 30 Minuten vorkondensiert.

Danach wurden 3Gew.-Teile 10%iger Ameisensäure zugegeben und bei einer Temperatur von 347 K bis zu einer Viskosität von 44OmPa s kondensiert. Durch Zugabe von 3 Gew.-Teilen 10%iger Natronlauge wurde die Reaktion abgebrochen und danach auf 312 K gekühlt. Nachdem "> 620Gew.-Teile des Harzes A zugegeben wurden und eine Aufkonzentrierung bei 312K und 6 10³Pa erfolgte, wurde ein Harnstoff-Formaldehyd-Haiz-Leim mit einer Viskosität von 118OmPa · s (293 K) und einem Festharzgehalt von 67,9% erhalten.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Hamstoff-Formaldehyd-Harz-Leimen mit hoher Reaktivität aus Harnstoff-Formaldehyd-Spanplatten-Leim, der durch Kondensation von Harnstoff und Formaldehyd in erster Stufe bei einem pH-Wert von 4,5 bis 6,5 und in zweiter Reaktionsstufe nach Zugabe von weiterem Harnstoff und von alkalischen Mitteln durch weitere Kondensation und durch Auf konzentrieren erhalten wird und ein Molverhältnis Harnstoff zu Formaldehyd von 1:1,25 bis 1:1,6 besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß man 25 bis 35% des insgesamt verwendeten Spanplattenleims mit so viel 37%igerwäßriger Formaldehydlösungvom pH-Wert 8 bis 9 versetzt, daß sich ein Molverhältnis von Harnstoff zu Formaldehyd von 1:1,7 bis 1:2,3 einstellt, dieses Gemisch 30 Minuten bei 323 bis 343K vorkondensiert, anschließend bei pH 3 bis 6 und 323 bis 363K so lanfje weiterkondensiert, bis die Viskosität des Kondensationsproduktes den drei- bis vien .-jhen Wert der Viskosität des Ausgangsgemisches erreicht hat, durch Laugezugabe und Kühlung die Kondensation abbricht, das Kondensationsprodukt mit den restlichen 65 bis 75% des Spanplattenleims vermischt und ggf. unter vermindertem Druck in an sich bekennter Weise aufkonzentriert.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Harnstoff-Formaldehyd-Harz-Leimen mit hoher Reaktivität, die in der holzverarbeitenden Industrie beispielsweise für Verleimungen in Kurztaktpressen Verwendung finden.

Charakteristik der bekdnn. technischen Lösungen

In der Möbelindustrie findet die Entwicklung von Schnellpressen für Verleimungen erhöhte Anwendung. Diese Entwicklung zu produktiveren Herstellungsverfahren hat in der Folge zu einem Bedarf an hierfür geeigneten Klebstoffen geführt. Herkömmliche Harnstoff-Formaldehyd-Harz-Leime, die auf Grund ihrer chemischen, physikalischen und anwendungstechnischen Eigenschaften hauptsächlich in der Spanplattenindustrie Verwendung finden, sind relativ reaktionsträge und für Schnellverleimungen mit üblichen Härtersystemen nicht geeignet.

Es ist deshalb bereits versucht werden, eine erhöhte Reaktivität durch Zusätze zu üblichen Harnstoff-Formaldehyd-Harzen zu erzielen. So ist bekannt, Harnstoff-Formaldehyd-Harzen organische Verbindungen von Aminen und starken Säuren, deren Reaktivität durch Einwirkung einer erhöhten Temperatur bedingt wird (SU-PS 9933) zuzusetzen. Nachteilig an diesem Vorfahren ist, daß die Hydrohysereaktion begünstigt wird. Was zu einer Verringerung der Wasserbeständigkeit der Verklebung führt. Es ist auch bekannt, Harnstoff-Formaldehyd-Harze mit Kondensationsprodukten von Säureamiden mit Ethylchlorhydrin zu modifizieren (SU-PS 602 516), was jedoch zu einer Verteuerung der preisgünstigen Harnstoff-Fo, Tialdehyd-Harze führt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, einen Harnstoff-Formaldehyd-Harz-Leim mit hoher Reaktivität herzustellen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es bestand die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines Harnstoff-Formaldehyd-Harz-Leimes mit hoher Reaktivität aus wenig reaktivem Harnstoff-Formaldehyd-Spanplattenleim zu entwickeln. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung von Harnstoff-Formaldehyd-Harz-Leimen mit hoher Reaktivität gelöst, die aus solchem Harnstoff-Formaldehyd-Spanplatten-Leim hergestellt werden, der durch Kondensation von Harnstoff mit Formaldehyd in erster Stufe bei einem pH-Wert von 4,5 bis 6,5 und in zweiter Reaktionsstufe nach Zugab6 von weiterem Harnstoff und von alkalischen Mitteln durch weitere Kondensation und durch Auf konzentrieren ei halten wird und ein Molverhältnis Harnstoff zu Formaldehyd von 1:1,25 bis 1:1,6 besitzt, indem man erfindungsgemäß 25 bis 35% des insgesamt verwendeten Spanplattenleims mit so viel 37%iger wäßriger Formaldehydlösung vom pH-Wert 8 bis 9 versetzt, daß sich ein Molverhältnis von Harnstoff zu Formaldehyd von 1:1,7 bis 1:2,3 einstellt, dieses Gemisch 30 Minuten bei 323 bis 343K vorkondensiert, anschließend bei pH3 bis 6 und 323 bis 363K so lange weiterkondensiert, bis die Viskosität des Kondensationsproduktes den drei- bis vierfachen Wert der Viskosität des Ausgangsgemisches erreicht hat, durch Laugezugabe und Kühlung die Kondensation abbricht, das Kondensationsprodukt mit den restlichen 65 bis 75% des Spanplattenleims vermischt und ggf. unter vermindertem Druck in an sich bekannter Weise aufkonzentriert.

Die so erhaltenen Harnstoff-Formaldehyd-Harz-Leime weisen eine deutlich höhere Reaktivität gegenüber Harnstoff-Formaldehyd-Spezialleimen herkömmlicher Art auf. Die Verfahrensweise der Erfindung hat außerdom den Vorteil, daß bei einer Aufkonzentrierunj ein geringerer freier Formaldehyd- und Feststoffgehalt in den Brüden gefunden wird, als er bei üblichen Kondensationsprodukten im gleichen Molverhältnis auftritt.

Es ist bekannt, daß bei der Zugabe von Ameisensäure zu bereits vorgebildeten Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukten bei pH3-6 unlösliche, reaktionsunfähige feste Harze entstehen.

Überraschender Weise gelingt es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren entgegen der allgemeinen Lehre unter Bedingungen, dio charakterisiert sind durch Zusatz von Formalin zu den bereits vorgebildeten Harnstoff-Formaldehyd-