DE1569332A1 - Bindemittel fuer Spannplatten - Google Patents

Description

Bindemittel für Spanplatten Bekanntlich stellen heute die Spanplatten bei einer Erzeugung von

3 '
nahezu I₁S Mill. ■ pro Jahr einen bedeutenden Träger der deutschen Holzwerkstoffindustrie dar· Der größte Teil der Spanplatten wird noch mit Harnstoff-Formaldehyd—Leimen gebunden.

Da die Phenolharzbindung gegenüber der Harnstoffharzbindung eine Reihe von Vorteilen hat, z.B. eine bessere Alterunge- und Wetterbeständigkeit und eine bessere Temperaturfeitigkeit bei längerer Beanspruchung, findet in letzter Zeit die Bindung der Späne mit Phenolharzleimen eine immer größere Beachtung»

Die Phenolharz-Lösungen haben gegenüber den kolloidal gelösten Harnstoffharzen jedoch den Nachteil, dass sie leicht zum Verschlagen neigen· Es gibt eine Reihe von Vorschlägen, diese VerSchlagswirkung der Phenolharze zu mildern oder ganz aufzufangen, etwa durch Zusatz von Füllstoffen· Man hat aber bisher nooh keine befriedigende Lösung gefunden*

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die im vorstehenden beschriebenen Nachteile überwunden". DaiTBindemittel gemäß der Erfindung für Spanplatten ist dadurch gekennzeichnet, dass es aus einer wässerigen Harzemulsion besteht, die durch Kondensation eines Phenols mit Formaldehyd in Gegenwart von Bariumhydroxyd und eines Emulgatorβ und anschließende Neutralisation erhalten wurde. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, Gummiarabicum als Emulgator zu verwenden und Phenol und Foraaldehyd im Molverhältnis 1 ί 1,2 bis 1 ι 2 mit O₁Ol - 0,1 Mol Bariumhydroxyd pro Mol Phenol zur Umsetzung zu bringen. Es zeigte sich ganz überraschend, dass aus diesen Emulsionen nach Neutralisation mit Schwefelsäure kein Bariumsulfat ausgeschieden wird«

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Zusätzlich zu oder an Stelle von gewöhnliche« Phenol können auch substituierte Phenole, Kresole, Xylenole oder Gemische von zwei oder mehreren von ihnen in beliebigen Verhältnissen verwendet werden·

Diese Emulsionen zeigen neben dem Vorteil des geringen Verschlagene noch eine besonders gute Klebrigkeit im kalten Zustand, so dass eine gute Halt- und Formbarkeit der Holzspäne gegeben ist· Besonders wirkt sieh dieses in einer ausgezeichneten Kantenfeetigkeit der mit Phenolharz imprägnierten Späne aus»

Die anmeldungsgemäßen neutralen Harzemulsionen liefern Spanplatten mit hellen Farben, während die mit Phenolharzlösungen gebundenen Spanplatten einen braunroten Ton haben* Sin weiterer Vorteil besteht darin, daß das Holz nioht angegriffen wird* Bekanntlich verliert HoIs sät stark saurem und stark alkalischem pH im Laufe der Zeit durch Hydrolyse an Festigkeit, Mit den anmeldungsgemäBen Emulsionen ist eine Abbindung in praktisch neutralem Medium möglich, im übrigen hat man es in der Hand, die pH*-Werte der Emulsion schwach alkalisch oder schwach sauer einzustellen· Bei der heute vielfach gebräuchlichen kombinierten Härtung, d.h. der Härtung bei Temperaturen um 140 - 180°C unter gleichzeitigem Zusatz von Säure ergibt sich ein großer Vorteil bei Verwendung der erfindungsgemäßen neutralen sauileionen· Is genügt für die Härtung dieser Art eine wesentlich geringere Menge Säure als bei den bisher benutzten Bindemitteln. Als Säuren können z.B. p-Toluolsulfonsäure sowie Mineralsäuren, wie Salz- oder Phosphorsäure, angewandt werden»

Im nachfolgenden wird die Herstellung einer Harzemulsion beschrieben, für die kein Schutz beansprucht wirdι

776 g 30 j(-iges Formalin (7,75 Mol) werden mit 471 g Phenol (5 Mol) und 48 g Bariumhydroxyd mit 8 Kristallwasser und 123 g einer 10 jt-igen Gummiarabikumlösung in einen Kolben gegeben. Die Mischung wird unter Rühren auf 80°C aufgeheist und hierbei 6 Stunden belassen. Bann wird der Kolbeninhalt auf 40⁰C «!»gekühlt, anschließend werten 22,5 cm³ normale Schwefelsäure während 85 Minuten zugetrepft. Hierbei fällt die Temperatur bis auf 55⁰C ab und es bildet sich eine gleichmäßige Emulsion ohne irgendwelche Rückstände. Schließlich wird in 10 Minuten der Ansatz

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τοπ 65⁰C auf etwa 80°C abgekühlt, anschließend werden noch 340 g Wasser im Vakuum abdestilliert· Es resultiert eine Phenol-Formaldehyd-Harz-Emulsion mit folgenden Kennzahlent

Viskosität 4 mm-DIN

20 AuelaufSekunden ca· 120"

pH-Wert 7,1

Härtungszeit auf einer Durotestplatte bei 130 C I¹BO" Stoffgehalt lg/2h/l2O⁰ 40,1 $ Formalingehalt 0 $ Teilchengröße der Emulsion; Hauptmenge zwischen 3 und 9 mti.

Bei Verwendung der anmeldungsgemäßen Emulsionen können die Härtungs*- zeiten unbeschadet irgendwelcher Ausfallerscheinungen auch unter 120"

gebracht werden. Man wird aber aus Gründen des Verlaufes die.Härtungezeit so hoch halten, dass ein guter Verlauf der Harztröpfchen auf der Holzoberfläche noch gegeben ist. Wenn das Harz wesentlich unter 1 Minute bei 13O°Cgeiärtet_ft wird, ist auf der Durotestplatte keinerlei Verlauf mehr meßbar. Die Späne mit einer solchen Emulsion können zu keiner brauchbaren Platte verklebt werden.

Ein besonderer Vorteil der Emulsionsform ist die Möglichkeit, mit latenten Härtern, wie Aesonohlorid, Triammoniumphosphat u.a. Salzen zu arbeiten. Das bei der Härtung frei werdende Formalin setzt sich mit dem AaÜBoniumkation zu Hexamethylentetramin um, so dass durch die frei werdende Säure, wie Salzsäure oder Phosphorsäure, die Härtung beschleunigt wird.

In der nachfolgenden Tabelle befinden sich die Prüfungsergebnisse, die bei der Herstellung von Spanplatten mit der erfindungsgemäßen Harzemulsion und Harzemulsionen, die in Gegenwart von Natronlauge und Triethanolamin anstelle von Bariunhydroxyd unter sonst gleichen Bedingungen erhalten wurden, Resultieren· Geprüft werden die Biege- und Querzugfestigkeit, die Quellwerte^die Wasseraufnahme sowie das Verhalten der Platten in kochendem Wasser. Die Prüfungen wurden an 25 χ 25 mm-Proben ausgeführt. Die Platten mit der Bezeichnung 8 wurden mit dir erfindungagemäßen Emulsion, die mit der Bezeichnung H mit Phenolharzemulsionen, die in Gegenwart von Natronlauge, und die mit der Bezeichnung Z mit Phenolharze

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emulsionen die in Gegenwart von Triethanolamin als Kondensationskatalyeatcr anstelle von Bariumhydroxyd hergestellt wurden, erhalten* Der Index 1 bedeutet Härtung ohne Zusatz einer Säure, die Indizes 2 bzw« 3 bedeuten jeweils den Zusatz von 5 bzw. 10 Ji einer 50 jt-igen wässerigen p-Toluoleuifonsäure. Man ersieht aua der Tabelle, dass die Platten H {natronalkalische Phenolharzemulsion) und Z (Phenolharzemuleion mit Triäthanolamin) wesentlich schlechter sind als die Platten S (erfindungsgemäSe Phenolharzemulsion). Bei den Platten H und Z tritt bei der Kochung nach einer Stunde ein fast vollständiger Zerfall ein· Ferner zeigt sich bei der Kombinationehärtung bei den Platten H und Z ■eine ungenügende Biegefestigkeit und schlechte Querzagfestigkeit. Dagegen liegen die Platten Sl, 8 2, S3 mit Querzügen von rd. 4 kg/cm durchaus im Rahmen der üblichen technischen Werte. Die Biegefestigkeit von 220 ~ 265 kg/cm ist als gut zu bezeichnen. Ferner ergibt sich bei der Kombinationshärtung mit 10 % p-Toluolsulfonsäure bei zweistündiger Was«»raufnähme bei 20°C eine Quellung von 14,1 % und nach einetündi^pm Kochen eine Quellung von nur 28,7 Jt. Es ist zu beachten, dass die gesamten Platten ohne Zusatz von QuellSchutzmittel angefertigt wurden. Zur Prüfung- gelangten bei allen Spanplatten dreischichtig ausgebildete Systeme mit einem Beleimungsfaktor von 11,5 % in den Deckschichten und 8 Jt in der Mittelschicht. Die Preßtemperatur betrug 165°C, die Preßzeit bei Plattenstärken von 17,5 mm 15 Minuten, der Pr*B-druck betrug 18 kg/cm . Die Anfangefeuchtigkeit der Späne war 7 %» Das Plattenformat auf der Laborpresse war 215 χ 250 mm·

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Prüfling -von Spanplatten Bezeichnung Biegefestigkeit kg/cm

der Brebe . ,.., . ,

mm. Mittel max·

QuerZugfestigkeit min. Mittel	3,0	kg/cm max.	Quellnng an 25x25 mm Proben$ 2 Std· Wasser*- tf aufnahme bei 20 C	Wasaer- aufn&hme	Quelltmg nach lstdg. Kochen	•	serfällt	Sichte der- Prebenplatte	•	i	on cn CD U) CO ro
	2,9		Quellnag	59,5 Jt	zerfällt
2,8	1,8	3,2	16,7 Jt	62,3Jt	44,9 Jt	0,64
2,4	2,9	3,3	16,3 Ji	66,5 Jt	zerfällt	0,69
1,5	0,7	2,3	16,2 Jt	57,1 Jt	zerfällt	0,63
2,8	1,7	3,0	20,5 Jf	56,1 Jt	zerfällt	0,68
0,4	4,4	1,3	22,0 Jt	55,9 %	66,6 Jt	0,67
1,3	4,0	2,4	20,5 Jt	57 Jt	40,8 Jt	0,69
3,9	4,1	4,6	17,1 Jt	60,3 Jt	28,7	0,72
3,7		4,8	12,4 Jt	50,5 Jt		0,69
3,6	4,5	14,1 Ji		0,72

CD
O
CO
CO

145.5 149 152,2

177.3 182 187,2

103.4 111,4 119,8

198,8 207,9 217

83,6 84,2 84,8

87,8 95,4 104,0

258»! 261,6 265,2

221,4 221,5 221,6

251.6 268,6 285,6

Claims (1)

1» Bindemittel für Spanplatten, dadareh gekennzeichnet, dass es aus einer wässerigen Harzemulsion besteht, die durch Kondensation von eines Phenol mit Formaldehyd in Gegenwart τ·η Bariumhydroxyd und eine« Baulgator und ansohliefiende Neutralisation erhalten wurde·

2· Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Emulgator Gummiarabicum ist·

3· Bindemittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Phenol und Foraaldehyd im MolTerbJfcnis 1 : 1,2 bis 1 t 2 in Gegenwart Ton 0)01 - 0,1 Mol Bariumhydrexyd pro Mol Phenol und eines Emulgatore kondensiert werden.

B HJI IHPRBÜSSEN riienge seilschaft Bergbau und Chemi

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