DE19619396A1

DE19619396A1 - Bindemittel für Spanplatten auf Pflanzenölbasis

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Publication number: DE19619396A1
Application number: DE19619396A
Authority: DE
Inventors: Gert Dr Rer Nat Mustroph
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-05-14
Filing date: 1996-05-14
Publication date: 1997-11-20
Anticipated expiration: 2016-05-15
Also published as: DE19619396C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wäßriger Bindemittelemulsionen aus Additionsprodukten trocknender Pflanzenöle, deren Mischungen, gegebenenfalls mit halbtrocknenden Pflanzenölen, und vinylogen Carbonsäure(anhydriden) und/oder -imiden, C₁-C₄-Carbonsäuren, einer Isocyanatkomponente, Paraffinemulsion und einen Emulgator aus Cellulosederivaten, sowie deren Verwendung für die Herstellung von ein- und mehr schichtigen Spanplatten, insbesondere aus lignocellulosehaltigen Materialen, wie Holz schnitzeln, Holzsägespänen, Holzfasern, Stroh, faserartigen Stoffen, insbesondere Holzspänen.

Gepreßte Werkstoffe, wie z. B. Spanplatten, Faserplatten oder OSB-Platten, werden normalerweise so hergestellt, daß das natürliche lignocellulosehaltige Material mit einem Bindemittel, unter Zusatz von Hydrophobierungsmitteln, wie Paraffinen, intensiv mittels Sprühtechniken oder Turbomischern vermischt und nach Vorformung eines Spankuchens unter Druck und Hitze verpreßt wird.

Die wirtschaftlich bedeutendsten Bindemittelsysteme für Spanplatten sind nach wie vor wäßrige Dispersionen oder Lösungen aus Aminoharzvorkondensaten auf Basis Harnstoff/Melamin-Formaldehyd (z. B. EP 410782, EP 41745, US 5324590, EP 13372, DE 20 20 481, DE 21 54 570, DE 25 53 459, EP 37878, DE 26 15 288) oder Phenoharze auf Basis Phenol/Resorcin-Formaldehyd (z. B. DE 33 46 153, DE 16 53 169, DE 30 37 992, DE 29 44 178, CH 677364, DE 36 44 397, EP 275544, EP 41745, US 4317752), die alkalisch vorkondensiert werden. Die sowohl während des Herstellungsprozesses als auch beim Endverbraucher eintretende Freisetzung von Formaldehyd ist problematisch. Alkalisch kondensierte Phenoharze können unter bestimmten Klimabedingungen Ausblühungen an den Plattenoberflächen hervorrufen. In steigendem Maße werden Isocyanate, besonders polymere auf Basis Diphenylmethan-4,4′-diisocyanat, mit Einschränkung 2,4-Toluylen-diisocyanat, und ihrer Isomeren zur Spanbindung eingesetzt (z. B. US 4898776, EP 279416, DE 32 01 111, US 4279788, DE 42 00 324, DE 27 11 958, EP 530638, DE 21 09 686, DE 31 50 626, DE 16 53 177, DE 33 28 662, US 4382108, DE 14 92 507, EP 139530, WO 94/05475, EP 135992, DE 36 27 078, US 4490518, EP 57502, EP 46014). Die polymeren Isocyanatbindemittel zeichnen sich durch Formaldehydfreiheit und einer sehr hohen Verklebungsgüte bei ausgezeichneter Feuchtebeständigkeit der Bindung aus. Nachteilig sind die im Vergleich zu formaldehyd haltigen Bindemittelemulsionen erhöhten Beleimungskosten und zusätzlicher Aufwand bei der Formentrennung.

Die vorstehend beschriebenen Bindemittel werden ausschließlich aus fossilen Rohstoffen hergestellt. Bindemittelsysteme für Spanplatten aus nachwachsenden Rohstoffen, die bei gleichen oder vergleichbaren Anwendungs- und Produkteigenschaften, sowie mit akzeptablen Kosten und ausreichender Verfügbarkeit durch (Teil)substitution die oben geschilderten Nachteile beseitigen, sind bisher nicht bekannt.

Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer neuen wäßrigen Bindemittelformulierung auf Basis nachwachsender Rohstoffe zu entwickeln, sowie dessen Verwendung in Spanplatten, die die oben geschilderten Nachteile und Einschränkungen beseitigt, umweltbelastende Komponenten substituiert und unter gleichen technisch-technologischen Bedingungen verarbeitbar ist.

Diese Aufgabe wird überraschender Weise dadurch gelöst, daß eine wäßrige Binde mitteldispersion, deren Hauptkomponente ein Pflanzenöladdukt aus einem trocknenden Pflanzenöl und einer ungesättigten Mono- und/oder Dicarbonsäure(anhydrid/imid/amid) darstellt und geringen Anteilen eines polymeren aromatischen Isocyanats, verwendet wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft demgemäß ein Verfahren zur Herstellung und Anwendung heiß aushärtender Bindemitteldispersionen auf Basis trocknender Pflanzenöle, die dadurch gekennzeichnet sind, daß ein Gemisch aus

a) einem pflanzlichen Öl mit einem Linolensäuregehalt von mehr als 50% allein oder in Mischungen oder in Mischungen mit einem oder mehreren pflanzlichen Ölen mit einem Gesamtlinol/Linolensäuregehalt von mehr als 50% mit einem Gesamtdoppelbindungs gehalt von mindestens 0,7 mol/100 g Fettstoff und
b) einer vinylogen Dicarbonsäure, ihres Anhydrids oder Imids oder mit vinylogen Monocarbonsäuren und Monocarbonsäureamiden oder ableitbare Mischungen
c) und einem Katalysator so miteinander umgesetzt wird, daß
- i) der aus dem Fettsäuremuster bestimmte Doppelbindungsgehalt der Komponente a) in mol/100 g Fettstoff zu 80-100%, vorzugsweise zu 90-100%, besonders bevorzugt zu 90-98% mit der vinylogen Komponente b) abgesättigt wird und
- ii) die Komponente c) in einem Anteil von 0,5-8%, vorzugsweise 1-5%, besonders bevorzugt 1,5-3% bezogen auf die Gesamtmasse der Komponenten a) und b),
- iii) die Reaktion bei einer Temperatur von 180-240°C, vorzugsweise 200-240°C, besonders bevorzugt 215-230°C und einer Synthesedauer von 0,3-4 h, bevorzugt 0,5-3 h, besonders bevorzugt 1-2,5 h geführt,
- iiii) das reaktionswarme Harz gegebenenfalls nach einer Vorkühlung auf 160-180°C mittels einer organischen C₁-C₄-Carbonsäure in Anteilen von 0, 1-50%, bevorzugt 1-35%, besonders bevorzugt 3-15% der Gesamtmasse verdünnt/aufgelöst und auf 20-120°C, vorzugsweise 20-90°C, besonders bevorzugt 40-80°C abgekühlt wird,
  - x) die reaktionswarmen Harzmischungen iiii) in Anteilen von 2-12%, vorzugsweise 3-8% mit an sich bekannten Dispergiertechniken in einer Vorlage bestehend aus
  - xa) 20-70%, vorzugsweise 35-60% einer 0,5-2%igen wäßrigen Lösung eines Emulgators auf Basis von Cellulosederivaten,
  - xb) 10-80%, vorzugsweise 30-60% einer wäßrigen Paraffindispersion üblicher Feststoffkonzentrationen von 40-65%,
  - xc) 1-12%, vorzugsweise 2-8% eines polymeren aromatischen Isocyanats zu einem Vorkonzentrat dispergiert werden,
  - xx) der Anteil der reaktionswarmen Komponente iiii) durch weiteres Dispergieren nach Urethanisierung der Isocyanatkomponente auf 12-42%, vorzugsweise 20-42% der gesamten Emulsion zu einem Konzentrat erhöht wird, und
  - xxx) das Konzentrat vor Anwendung zur Spanbeleimung mit einem polymerem aromatischen, gegebenenfalls verkappten, Isocyanat in Anteilen von 25-100% der Menge der Trockenharzkomponente der Harzlösung iiii) versetzt und mit Wasser auf einen Gesamttrockenharzgehalt von 20-50%, vorzugsweise 30-40% eingestellt und
  - xxxx) in einer Dosierung von 1-12%, bevorzugt 1-5%, berechnet als Trockenharz, auf atro Span mit an sich bekannten Mischtechniken das Spanmaterial beleimt und
  - xxxxx) in einer Heißpresse unter üblichen Herstellungsbedingungen von bis zu 4 MPa Preßdruck, einer Temperatur von 180-240°C zu einer normaldichten Spanplatte verpreßt, während oder nach dem Abkühlprozeß mit natürlichem oder künstlichen UV-Licht behandelt wird.

Das erfindungsgemäß hergestellte Pflanzenölharz ist durch an sich bekannte Synthesewege herstellbar. Dabei wird ein trocknendes Pflanzenöl a) mit einem Linolensäuregehalt von mehr als 50% im Fettsäuremuster, wie es beispielsweise in den Ölen des Ölleins, des Türkischen Drachenkopfs, Perilla, Bohnenkraut, Ölziest, Catnip und weiteren Pflanzenspezies aus den Familien der Labiatae und Euphorbiaceae vorkommt, gegebenenfalls in Mischungen dieser Pflanzenöle oder in Mischungen mit Pflanzenölen, deren Gesamtlinol/Linolensäuregehalt im Fettsäuremuster 50% übersteigt, wie es beispielsweise in den Ölen des Saflors, des Leindotters, der Sonnenblume, des Mohns, der Nachtkerze, des Hanfs und weiteren Pflanzenspezies aus den Familien der Labiatae und Euphorbiaceae vorkommt, in solchen Anteilen mit einer vinylogen Dicarbonsäure, ihres Anhydrids oder Imids, wie Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Maleimid, Itaconsäure, gegebenenfalls in Mischungen mit einer Monocarbonsäure oder ihres Amids, wie Acrylsäure oder Acrylamid b) unter Zusatz eines Katalysators c), wie Borsäure oder p-Toluolsulphonsäure, miteinander umgesetzt. Es ist nun erfindungswesentlich, nur solche Pflanzenöle und Ölmischungen einzusetzen, deren Gesamtdoppelbindungsgehalt in den Fettsäuren mindestens 0,7 mol/100 g Feststoff erreicht und mit der vinylogen Verbindung b) nahezu vollständig umgesetzt wird, wobei der Anteil der Monoverbindungen auf ca. 30% der Komponente b) begrenzt bleiben sollte. Die Reaktion wird im Wesentlichen so geführt, daß die Komponenten in Mischung und unter Rühren auf eine Temperatur von 180-240°C erwärmt werden, wobei die Reaktion vorzugsweise unter Rückflußbedingungen erfolgt. Nach der Aufheizphase ist die Addition der Komponente b) innerhalb von 20-30 min. weitgehend abgeschlossen. Daran schließt sich eine zweite Temperierungphase von 1-2 h, bei Temperaturen oberhalb 200°C an, in der die Umsetzung vervollständigt wird. Zu dem noch heißen Reaktionsansatz werden C₁-C₄-Carbonsäuren in einem Anteil von 0, 1-50% der Gesamtmasse gegeben, wobei der Ansatz auf 20-120°C abkühlt. In Abhängigkeit des Anteils und der Kettenlänge der Carbonsäure sind unterschiedliche Harzviskositäten einstellbar.

Üblicherweise werden Spanplattenbindemittel in Form ihrer wäßrigen Lösungen oder Dispersionen angewandt. Zur Überführung in wäßrige Dispersionen werden die Harze iiii) in einer Mischung, bestehend aus einer 0,5-2%igen wäßrigen Cellulosederivatlösung, wie Hydroxyethylcellulose oder Methylcellulose, einer Paraffindispersion, (z. B. Mobilcer® RV oder Mobilcer® 46 der Mobil Oil AG), und einer aromatischen Isocyanatkomponente (z. B. auf Basis Diphenylmethan-4,4′-diisocyanat, wie Desmodur® 1520E oder Desmodur® 1520 A20 der BAYER AG), in Anteilen von 2-12%, vorzugsweise von 3-8% zu einem Vorkon zentrat dispergiert. Während des Dispergiervorgangs nimmt die Viskosität erheblich zu. Nach Urethanisierung des Isocyanats erniedrigt sich die Viskosität, die mit nachfolgender Anrei cherung der Komponente iiii) auf einen Gesamtfeststoffgehalt von 12-46%, vorzugsweise 20-46%, weiter abnimmt. Die entstehende Konzentrat-Dispersion ist auch unter wechseln den Lagerbedingungen stabil und kann durch Wasserzusatz auf den notwendigen anwen dungsgerechten Feststoffgehalt problemlos verdünnt werden.

Vor Anwendung der erfindungsgemäßen Bindemittelemulsionen zur Herstellung normal verdichteter Spanplatten wird das Konzentrat mit polymerem, gegebenenfalls verkapptem, aromatisches Isocyanat in Mischung oder separat versetzt, so daß ein Verhältnis Isocyanat Trockenharz von 0,25-1,0 : 1 resultiert und mit Wasser auf einen Gesamtfeststoffgehalt von 20-50%, vorzugsweise auf 30-40% eingestellt. Der Carbonsäureanteil in der Dispersion wirkt sich innerhalb einer Verarbeitungsdauer von 2-3 h nicht wesentlich negativ aus. Die Bindemittelemulsion wird in solchen Teilen mit einem auf ca. 4% Restwassergehalt vorgetrocknetem Spanmaterial vermischt, daß ein Harzbeleimungsfaktor von 1,0-8,0%, vorzugsweise 1,5-3,0%, ein Isocyanatbeleimungsfaktor von 0,5-4%, vorzugsweise 0,7- 1,5% und Paraffin in an sich bekannter Größe von 0,5-1% eingehalten wird.

Die Spanbeleimung erfolgt in technisch üblichen hochtourigen Mischwerken oder mittels Druckversprühung. Nach der Beleimung weisen die Späne einen Feuchtigkeitsgehalt von um 10% aus und können zu einem relativ stabilen Spankuchen geformt werden. Dieser wird in an sich bekannter Weise in einer Heißpresse bei Temperaturen von 190-240°C, einem Preß druck von bis zu 4 MPa und spezifischen Preßzeiten von 7-18 s/mm zu flachen Platten verpreßt. Durch Bewitterung oder Bestrahlung der Spanplatten mit UV-Licht während oder nach der Abkühlphase ist die Dickenquellung um bis zu 70% reduzierbar und die Biegefestigkeit um ca. 10% steigerbar.

Die Erfindung sei an folgenden Ausführungsbeispielen näher erläutert, die entsprechend der Systematik des Verfahrensablaufes in die Abschnitte Harz- und Konzentratherstellung, sowie der Anwendung gegliedert sind, jedoch keine Einschränkung des erfinderischen Gedankens darstellen.

Beispiel A1

100 Tle. Leinöl mit einem Doppelbindungsgehalt von 0,7768 mol/100 g Fettstoff und einem Linolensäuregehalt von 59,9% der Gesamtfettsäuren werden mit 73,8 Tln. Maleinsäure anhydrid (MSA) und 4,5 Tln. p-Toluolsulphonsäure in einem mit Rührer, Rückflußkühler und Thermometer ausgestatteten Dreihalskolben unter Rühren erhitzt. Bei Temperaturen von ca. 190°C ist deutlicher Rückfluß des MSA erkennbar. Nach ca. 20 min. ist der Rückfluß des MSA wesentlich reduziert und die Temperatur wird auf 230°C erhöht. Nach weiteren 2 h Reaktionszeit wird die Umsetzung abgebrochen, der Ansatz durch Zugabe von 57,9 Tln. Essigsäure zu einer ca. 75%igen hochviskosen, rotbraunen Harzlösung abgekühlt, wobei die überschüssige Energie im Wesentlichen über den Rückflußkühler abgeführt wird.

Beispiel A2

Die Umsetzung nach Beispiel A1 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß an Stelle der p-Toluolsulphonsäure 4,0 Tle. Borsäure verwendet wird. Der Reaktionsablauf ist identisch und ergibt eine hochviskose Harzlösung.

Beispiel A3

Die Umsetzung nach Beispiel A2 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß an Stelle der Essigsäure 57,0 Tle. Ameisensäure verwendet wird. Der Reaktionsablauf ist identisch und ergibt eine deutlich verringerte Viskosität der Harzlösung.

Beispiel A4

100 Tle. Bohnenkrautöl mit einem Doppelbindungsgehalt von 0,8595 mol/100 g Fettstoff und einem Linolensäuregehalt von 67,2% der Gesamtfettsäuren werden mit 81,7 Tln. Malein säureanhydrid und 4,0 Tln. Borsäure wie in Beispiel A1 unter Rühren erhitzt. Bei Temperaturen von ca. 190°C ist deutlicher Rückfluß des MSA erkennbar. Nach ca. 20 min. ist der Rückfluß des MSA wesentlich reduziert und die Temperatur wird auf 220°C erhöht. Nach weiteren 2 h Reaktionszeit wird die Umsetzung abgebrochen, der Ansatz durch Zugabe von 22,4 Tln. Essigsäure zu einer ca. 80%igen Harzlösung abgekühlt, wobei die über schüssige Energie im Wesentlichen über den Rückflußkühler abgeführt wird.

Beispiel A5

100 Tle. Drachenkopföl mit einem Doppelbindungsgehalt von 0,8239 mol/100 g Fettstoff und einem Linolensäuregehalt von 65,6% der Gesamtfettsäuren werden mit 79,1 Tln. Malein säureanhydrid und 4,0 Tln. Borsäure wie in Beispiel A1 unter Rühren erhitzt. Bei Temperaturen von ca. 190°C ist deutlicher Rückfluß des MSA erkennbar. Nach ca. 20 min. ist der Rückfluß des MSA wesentlich reduziert und die Temperatur wird auf 215 °C erhöht. Nach weiteren 2 h Reaktionszeit wird die Umsetzung abgebrochen, der Ansatz durch Zugabe von 9,2 Tln. Essigsäure zu einer ca. 95%igen Harzlösung abgekühlt.

Beispiel B1

In eine Mischung aus 100 Tln. Paraffin-Dispersion Mobilcer® RV (50%), 107,5 Tln. einer 1%igen wäßrigen Lösung von Hydroxyethylcellulose und 10,8 Tln. Isocyanat Desmodur® 1520E werden 10 Tle. Harzlösung nach Beispiel A2 mit einem Ultra-Turrax-Gerät dispergiert. Die Dispersion wird von breiartiger Konsistenz. Nach mehrstündigem Stehen bei Raumtemperatur ist die Umsetzung des Isocyanats weitgehend abgeschlossen, die Viskosität stark erniedrigt. In das Vorkonzentrat werden weitere 63,3 Tle. der Harzlösung nach Beispiel A2 dispergiert. Die Dispersion ist gelb gefärbt, weist einen Feststoffgehalt von 40%, einen Harzgehalt A1 von 25% aus und ist auch nach über 6 Wochen ohne Einschränkung anwendbar.

Beispiel B2

In eine Mischung aus 100 Tln. Paraffin-Dispersion Mobilcer® RV (50%), 146,6 Tln. einer 1%igen wäßrigen Lösung von Hydroxyethylcellulose und 14,8 Tln. Isocyanat Desmodur® 1520E werden 16, 1 Tle. Harzlösung nach Beispiel A2 mit einem Ultra-Turrax-Gerät dispergiert. Die Dispersion wird von breiartiger Konsistenz. Nach mehrstündigem Stehen bei Raumtemperatur ist die Umsetzung des Isocyanats weitgehend abgeschlossen, die Viskosität stark erniedrigt. In das Vorkonzentrat werden weitere 162,3 Tle. der Harzlösung nach Beispiel A2 dispergiert. Die Dispersion ist gelb gefärbt, weist einen Feststoffanteil von 45,5%, einen Harzgehalt A2 von 40,6% aus und ist auch nach über 4 Wochen ohne Einschränkung anwendbar.

Beispiel B3

In eine Mischung aus 100 Tln. Paraffin-Dispersion Mobilcer® RV (50%), 146,6 Tln. einer 1%igen wäßrigen Lösung von Hydroxyethylcellulose und 9,1 Tln. Isocyanat Desmodur® 1520E werden 12,8 Tle. Harzlösung nach Beispiel A3 mit einem Ultra-Turrax-Gerät dispergiert. Die Dispersion wird von breiartiger Konsistenz. Nach mehrstündigem Stehen bei Raumtemperatur ist die Umsetzung des Isocyanats weitgehend abgeschlossen, die Viskosität stark erniedrigt. In das Vorkonzentrat werden weitere 150,8 Tle. der Harzlösung nach Beispiel A3 dispergiert. Das Konzentrat weist einen Gesamtfeststoffgehalt von 43,7%, einen Harzgehalt A3 von 39% aus und ist auch nach mehrwöchiger Lagerung ohne Einschränkung anwendbar.

Beispiel B4

In eine Mischung aus 100 Tln. Paraffin-Dispersion Mobilcer® 46 (65%), 284,3 Tln. einer 0,5%igen wäßrigen Lösung von Hydroxyethylcellulose und 15,2 Tln. Isocyanat Desmodur® 1520E werden 10,7 Tle. Harzlösung nach Beispiel A2 mit einem Ultra-Turrax-Gerät dispergiert. Die Dispersion wird von breiartiger Konsistenz. Nach mehrstündigem Stehen bei Raumtemperatur ist die Umsetzung des Isocyanats weitgehend abgeschlossen, die Viskosität gegenüber den Dispersionen der Beispiele B1-3 wesentlich höher. In das Vorkonzentrat werden weitere 97,5 Tle. der Harzlösung nach Beispiel A2 dispergiert. Die Dispersion ist trotz des auf 32% verminderten Feststoffgehalts und des Harzanteils A2 von 21,4% breiartig.

Beispiel B5

In eine Mischung aus 100 Tln. Paraffin-Dispersion Mobilcer® RV (50%), 146,6 Tln. einer 1%igen wäßrigen Lösung von Hydroxyethylcellulose und 9,1 Tln. Isocyanat Desmodur® 1520E werden 33,8 Tle. Harzlösung nach Beispiel A5 mit einem Ultra-Turrax-Gerät dispergiert. Nach mehrstündigem Stehen bei Raumtemperatur ist die Umsetzung des Isocyanats weitgehend abgeschlossen, die Viskosität stark erniedrigt. In das Vorkonzentrat werden weitere 84 Tle. der Harzlösung nach Beispiel A5 dispergiert. Die Dispersion weist einen Gesamtfeststoffgehalt von 46%, einen Harzgehalt A von 31,5% aus und ist ohne Einschränkung anwendbar.

Beispiel C1

100 Tle. Fichtenholz-Industriespäne mit einem Restwassergehalt von 4% werden in einem mechanischen Mischwerk mit 8,5 Tln. des mit Wasser auf 26,4% verdünnten Konzentrats B1 beleimt. Unmittelbar vor der Heißverpressung werden 0,7 Tle. Isocyanat aufgesprüht. Aus dem beleimten Spanmaterial wird ein Spankuchen geformt und bei einer Temperatur von 190°C und einer spezifischen Preßzeit von 11,6 s/mm Dicke zu einer seidenmatt glänzenden Spanplatte verpreßt.

Die Platte weist folgende Kennwerte auf:

Beispiel C2

100 Tle. Fichtenholz-Industriespäne mit einem Restwassergehalt von 4% werden in einem mechanischen Mischwerk mit 8,5 Tln. des mit Wasser auf 26,4% verdünnten Konzentrats B1 und 1,05 Tl. verkappten Isocyanats gemeinsam beleimt. Aus dem beleimten Spanmaterial wird ein Spankuchen geformt und bei einer Temperatur von 195°C und einer spezifischen Preßzeit von 8,5 s/mm Dicke zu einer seidenmatt glänzenden Spanplatte verpreßt.

Die Platte weist folgende Kennwerte auf:

Beispiel C3

100 Tle. Fichtenholz-Industriespäne mit einem Restwassergehalt von 4% werden in einem mechanischen Mischwerk innerhalb von 60 s mit 11,6 Tln. des mit Wasser auf 28% verdünnten Konzentrats B5 beleimt. Unmittelbar vor der Heißverpressung wird 1 Tl. PMDI aufgesprüht. Aus dem beleimten Spanmaterial wird ein Spankuchen geformt und bei einer Temperatur von 190°C und einer spezifischen Preßzeit von 11,6 s/mm Dicke zu einer seidenmatt glänzenden Spanplatte verpreßt.

Die Platte weist folgende Kennwerte auf:

Beispiel C4

100 Tle. Fichtenholz-Industriespäne mit einem Restwassergehalt von 4% werden in einem mechanischen Mischwerk innerhalb von 60 s mit 11,6 Tln. des mit Wasser auf 28% verdünnten Konzentrats B5 und 1 Tl. Isocyanat gemeinsam beleimt. Aus dem beleimten Spanmaterial wird ein Spankuchen geformt und bei einer Temperatur von 190°C und einer spezifischen Preßzeit von 8,0 s/mm Dicke zu einer seidenmatt glänzenden Spanplatte verpreßt.

Die Platte weist folgende Kennwerte auf:

Beispiel C5

100 Tle. Fichtenholz-Industriespäne mit einem Restwassergehalt von 4% werden in einem mechanischen Mischwerk innerhalb von 60 s mit 11,6 Tln. des mit Wasser auf 28% verdünnten Konzentrats B5 und 1,5 Tl. verkappten Isocyanats gemeinsam beleimt. Aus dem beleimten Spanmaterial wird ein Spankuchen geformt und bei einer Temperatur von 200°C und einer spezifischen Preßzeit von 7,3 s/mm Dicke zu einer seidenmatt glänzenden Spanplatte verpreßt.

Die Platte weist folgende Kennwerte auf:

Claims

1. Verfahren zur Herstellung und Anwendung heiß aushärtender Bindemitteldispersionen auf Basis trocknender Pflanzenöle, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus

a) einem pflanzlichen Öl mit einem Linolensäuregehalt von mehr als 50% allein oder in Mischungen oder in Mischungen mit einem oder mehreren pflanzlichen Ölen mit einem Gesamtlinol/Linolensäuregehalt von mehr als 50% mit einem Gesamtdoppelbindungs gehalt von mindestens 0,7 mol/100 g Fettstoff und
b) einer vinylogen Dicarbonsäure, ihres Anhydrids oder Imids oder mit vinylogen Monocarbonsäuren und Monocarbonsäureamiden oder ableitbare Mischungen
c) und einem Katalysator so miteinander umgesetzt wird, daß
- i) der aus dem Fettsäuremuster bestimmte Doppelbindungsgehalt der Komponente a) in mol/100 g Fettstoff zu 80-100%, vorzugsweise zu 90-100%, besonders bevorzugt zu 90-98% mit der vinylogen Komponente b) abgesättigt wird und
- ii) die Komponente c) in einem Anteil von 0,5-8%, vorzugsweise 1-5%, besonders bevorzugt 1,5-3% bezogen auf die Gesamtmasse der Komponenten a) und b),
- iii) die Reaktion bei einer Temperatur von 180-240°C, vorzugsweise 200-240°C, besonders bevorzugt 215-230°C und einer Synthesedauer von 0,3-4 h, bevorzugt 0,5-3 h, besonders bevorzugt 1-2,5 h geführt,
- iiii) das reaktionswarme Harz gegebenenfalls nach einer Vorkühlung auf 160-180°C mittels einer organischen Carbonsäure in Anteilen von 0,1-50%, bevorzugt 1-35%, besonders bevorzugt 3-15% der Gesamtmasse verdünnt/aufgelöst und auf 20-120°C, vorzugsweise 20-90°C, besonders bevorzugt 40-80°C abgekühlt wird,
  - x) die reaktionswarmen Harzmischungen iiii) in Anteilen von 2-12%, vorzugsweise 3-8% mit an sich bekannten Dispergiertechniken in einer Vorlage bestehend aus
  - xa) 20-70%, vorzugsweise 35-60% einer 0,5-2%igen wäßrigen Lösung eines Emulgators auf Basis von Cellulosederivaten,
  - xb) 10-80%, vorzugsweise 30-60% einer wäßrigen Paraffindispersion üblicher Feststoffkonzentrationen von 40-65%,
  - xc) 1-12%, vorzugsweise 2-8% eines polymeren aromatischen Isocyanats zu einem Vorkonzentrat dispergiert werden,
  - xx) der Anteil der reaktionswarmen Komponente iiii) durch weiteres Dispergieren nach Urethanisierung der Isocyanatkomponente auf 12-42%, vorzugsweise 20- 42% der gesamten Emulsion zu einem Konzentrat erhöht wird, und
  - xxx) das Konzentrat vor Anwendung zur Spanbeleimung mit einem polymerem aromatischen, gegebenenfalls verkappten, Isocyanat in Anteilen von 25-100% der Menge der Trockenharzkomponente der Harzlösung iiii) versetzt und mit Wasser auf einen Gesamttrockenharzgehalt von 20-50%, vorzugsweise 30-40% eingestellt und
  - xxxx) in einer Dosierung von 1-12%, bevorzugt 1-5%, berechnet als Trockenharz, auf atro Span mit an sich bekannten Mischtechniken das Spanmaterial beleimt und
    xxxxx) in einer Heißpresse unter üblichen Herstellungsbedingungen von bis zu 4 MPa Preßdruck, einer Temperatur von 180-240°C zu einer normaldichten Spanplatte verpreßt, während oder nach dem Abkühlprozeß mit natürlichem oder künstlichen UV-Licht behandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als trocknende, linolen säurereiche Pflanzenöle die Öle des Ölleins, Türkischen Drachenkopfs, Perilla, Bohnenkrauts, Ölziest, Catnip allein oder in Mischung oder in Mischung mit linol/linolensäurereichen Ölen des Saflor, Leindotters, Sonnenblume, Mohns, Nachtkerze oder des Hanfs verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als vinyloge Dicarbonsäure, ihres Anhydrids oder Imids Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Itaconsäure, Maleimid und oder die vinylogen Monocarbonsäuren und Monocarbonsäureamide Acrylsäure, Acrylamid oder ableitbare Mischungen eingesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Addition mit Borsäure oder Sulphonsäuren, wie p-Toluolsulphonsäure, katalysiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsvermittler kurz kettige C₁-C₄-Monocarbonsäuren, wie Ameisensäure oder Essigsäure, dosiert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Harze in wäßrige Dispersionen überführt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Emulgator Cellulose derivate, wie Hydroxyethylcellulose oder Methylcellulose in Verbindung mit einem polymeren aromatischen Isocyanat auf Basis Diphenylmethan-4,4′-diisocyanat oder Toluylen-2,4-diisocyanat oder ihrer Isomeren(gemische) und einer Paraffindispersion einsetzt.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Harzlösung iiii) in Teilen von 2-10% der Endmenge zu einem Vorkonzentrat dispergiert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorkonzentrat nach Urethanisierung der Isocyanatkomponente mit weiterer Harzlösung iiii) in die Endkonzen tration dispergiert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß man das Konzentrat mit Wasser verdünnt und mit Isocyanatkomponente anreichert.

11. Verwendung der nach den Ansprüchen 1-10, hergestellten wäßrigen Bindemitteldispersion dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Spanplattenherstellung eingesetzt werden.