DE2264288B1

DE2264288B1 - Verfahren zur Herstellung von Bindemitteln für wetterbeständige Holzwerkstoffe

Info

Publication number: DE2264288B1
Application number: DE19722264288
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr. 4130 Rheinkamp Josten; Dragomir Dr. 4330 Muelheim Simic
Original assignee: Deutsche Texaco AG
Current assignee: Wintershall Dea Deutschland AG
Priority date: 1972-12-30
Filing date: 1972-12-30
Publication date: 1974-06-06
Also published as: JPS4999633A; DE2264288C2; AT332505B; CA1029147A; NO136979B; ATA944073A; CH586600A5; BE809245A; IT1002307B; ES421399A1; FR2212411A1; NO136979C; DK139160C; DK139160B; SE405607B; NL7317110A; FR2212411B1

Description

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schwach alkalischem und später in schwach saurem Beispiel 3
Medium aus 1 Mol Harnstoff und 1,5 bis 2.5 Mol

Formaldehyd in bekannter Weise hergestelltes Vor- 2470 g eines alkalisch kondensierten Phenol-Formkondensat nach Zusatz von 0,05 bis 0,5 Mol Aceton aldehyd-Harzes (1:2,6) werden auf 80⁰C erhitzt, bis pro Mol Harnstoff bei einem pH-Wert von 7,5 bis 5 zu einer Viskosität von 100 Sekunden, gemessen im 8,5 und einer Temperatur von 50 bis 85 C weiter- 6-mm-DlN-Becher, kondensiert (etwa 180 Minuten) kondensiert wird. und mit 1645 g Harnstoff-Aceton-Formaldehyd-Harz

Die beiden Produkte, Phenolharz und Harnstoff- (0,8:0,2:2,0), hergestellt nach deutscher Patentschrift

Aceton-Formaldehyd-Harz. werden in einem Zustand 1247017, verdünnt. Nach der langsamen Zugabe

eingesetzt, der ihre Weiterkondensation gestattet. 10 von 600 g einer 50%igen NaOH-Lösung und an-

An Hand der folgenden Beispiele wird die Erfin- schließender Nachkondensation bei 65°C wird ein

dung näher erläutert. Harz mit einer Endviskosität von 55 Sekunden, gemessen im 4-mm-DIN-Becher, erreicht.

Beispiel 1 Auch dieses 46%ige Harz weist eine gute Lager-

15 Stabilität auf.

2675 g eines wäßrigen, alkalisch kondensierten η ■ \ a

Phenol-Formaldehyd-Harzes mit einem Molverhält- P

nis von Phenol zu Formaldehyd von 1 :2,6. das eine 1650 g eines alkalisch kondensierten Phenol-Form-Viskosität von 15 Sekunden, gemessen im4-mm-DIN- aldehyd-Harzes (1:2,6) werden bis auf eine Viskosität Becher, und einen Feststoffgehalt von 47,1% auf- 20: von 40 Sekunden/6-mm-DIN-Becher kondensiert und weist, werden mit 525 g Harnstoff-Aceton-Formalde- mit 550 g eines alkalisch und sauer kondensierten hyd-Harz (0,8:2:2,0), hergestellt nach deutscher Pa- Harnstoff-Aceton-Formaldehyd-Harzes (0,5:0,5:2,0) tentschrift 1247 017, mit einem Feststoffgehalt von verdünnt. Dabei erhält man eine Harzmischung mit 39,2% gemischt, auf 70 C erhitzt und unter Zugabe einer Viskosität von 56 Sekunden/4-mm-DIN-Becher, von 340 g einer 50%igen NaOH-Lösung auf eine 25 die durch die weitere Kondensation unter langsamer Viskosität von 59 Sekunden/4-mm-DIN-Becher kon- Zugabe von 291 g einer 50%igen NaOH-Lösung densiert (150 Minuten). konstant gehalten wird. Nach etwa 120 Minuten

Die so erhaltene Harzlösung hat einen Feststoff- wird ein 46%iges Harz erhalten, das eine gute Lagergehalt von 46,0% und zeigt nach 4 Wochen — gela- Stabilität aufweist,
gert bei Raumtemperatur (etwa 20C) — keine Visko- 30 , ,·,,»,
sitätsänderung. Anwendungstechnische Prüfung

Die aus den Beispielen 1 bis 4 erhaltenen Harze

Beispiel 2 werden in Spanplatten im Vergleich zu einem reinen

Phenol-Formaldehyd-Harz (etwa 48%) unter folgen-

Entsprechend Beispiel 1 werden zu 2675 g eines ₃₅ den Bedingungen geprüft:
alkalisch kondensierten Phenol-Formaldehyd-Harzes

(1:2,6) mit einem Feststoffgehalt von 47,2% mit Beleimung 9% atro Harz auf

525 g eines alkalisch und sauer kondensierten Harn- atro Holz

stoff-Aceton-Formaldehyd-Harzes (0,5:0,5:2.0) mit Hydrophobierung 1 % atro Paraffin

einem Feststoffgehalt von 39,3% gemischt, auf 75 C ₄₀ auf atro Holz

erhitzt und unter Zugabe von 340 g einer 50%igen Beschleuniger 4% Härter auf

NaOH-Lösung bis auf eine Viskosität von 52 Sekun- Harzlösung

den, gemessen im 4-mm-DIN-Becher, nachkonden- Preßtemperatur 180°C

siert. Es wird ein 46%iges Harz mit guter Lager- Preßdruck 20 (kp/cm²)

Stabilität erhalten. ₄₅ Preßfaktor 0,25 (min/mm)

Plattenstärke (mm)

Dichte (g/cm³)

Biegefestigkeit nach DIN 52 362 (kp/cm²)

Querzugfestigkeit V₂₀ nach DIN 52 365 (kp cm²) . Querzugfestigkeit Fi₀₀ nach DIN 52 365 (kp/cm²). Dickenquellung 2 Stunden nach DIN 52 364 (%) . Dickenquellung 24 Stunden nach DIN 52 364 (%)

Reines	1	16	Beispiele	16	16	4	16
'henolliar/	0,678		0,664	0,666	0,666
16	237	195	196	199
0,670	6,7	6,8	6,7	6,6
201	3,4	2,7	2,8	2,8
6,6	3,8	3,7	3,1	3,7
3,3	10,0	9,8	9,1	9,7
3,8
8,9

Claims

1 2 Formaldehyd-Harzen helle Verleimungen herzustel- Patentansprüche: len. so daß neben den großen technischen Vorteilen der einzige Nachteil der Phenolharze gegenüber den

1. Verfahren zur Herstellung von Bindemitteln Harnstoffharzen nur noch in dem höheren Preis liegt, für wetterbeständige Holzwerkstoffe, insbesondere 5 Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, unter Holzspanplatten, auf der Grundlage von alka- Erhalt der technischen Vorteile das Phenol durch lisch kondensierten Phenol-Formaldehyd- und preisgünstigere Stoffe zu ersetzen. So soll man nach alkalisch und sauer kondensierten Harnstoff-Ace- deutscher Offenlegungsschrift 2020 481 wetterbeton-Formaldehyd-Harzen, dadurch gekenn- ständige Holzwerkstoffe mit einem Harz erhalten, zeichnet, daß die alkalisch kondensierten io das aus Melamin, Phenol, Harnstoff und Form-Phenol-Formaldehyd- und die alkalisch und sauer aldehyd aufgebaut ist. Da man hier aber einen Teil kondensierten Harnstoff-Aceton- Formaldehyd- des Phenols durch das noch weitaus kostspieligere Harze nach getrennter Herstellung miteinander Melamin ersetzt hat, wird damit kein Fortschritt im vermischt und zusammen, gegebenenfalls unter Hinblick auf ein preisgünstigeres Verleimungsharz Zusatz von katalytisch wirkenden Stoffen, bis zur i₅ zur Herstellung von wetterbeständigen Holzwerkgewünschten Viskosität nachkondensiert werden. stoffen erzielt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verleizeichnet, daß Harnstoff-Aceton- Formaldehyd- mungsharz für wetterbeständige Holzwerkstoffe zu Harze, die in bekannter Weise nach dem deut- schaffen, bei dem das Phenol wenigstens teilweise sehen Patent 1247017 hergestellt worden sind, 20 durch preisgünstige Ausgangsstoffe ersetzt ist. Darindem ein zunächst in schwach alkalischem und über hinaus soll dieses Verleimungsharz eine bessere später in schwach saurem Medium aus 1 Mol Lagerbeständigkeit haben als die bisher bekannten Harnstoff und 1,5 bis 2,5 Mol Formaldehyd erhal- Holzbindemittel. Erfindungsgemäß wird diese Auftenes Vorkondensat nach Zusatz von 0,05 bis gäbe durch Verleimungsharze auf der Grundlage von 0,5 Mol Aceton pro Mol Harnstoff bei einem 25 alkalisch kondensierten Phenol-Formaldehyd- und pH-Wert von 7,5 bis 8,5 und einer Temperatur alkalisch und sauer kondensierten Harnstoff-Acetonvon 50 bis 85⁰C weiterkondensiert wird, einge- Formaldehyd-Harzen gelöst, die dadurch erhalten setzt werden. werden, daß die alkalisch kondensierten Phenol-

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Formaldehyd- und die alkalisch und sauer kondengekennzeichnet, daß als katalytisch wirkender 30 sierten Harnstoff-Aceton-Formaldehyd-Harze nach Stoff Natronlauge eingesetzt wird. getrennter Herstellung miteinander vermischt und

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden zusammen, gegebenenfalls unter Zusatz von kataly-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man tisch wirkenden Stoffen, bis zur gewünschten Viskosibis zu einer Viskosität von 40 bis 70 Sekunden, tat nachkondensiert werden. Vorzugsweise kondengemessen im 4-mm-DIN-Becher, nachkondensiert. 35 siert man bis zu einer Viskosität von 40 bis 70 Sekunden, gemessen im 4-mm-DIN-Becher (DIN 53 211), nach.

Aus der britischen Patentschrift 1 210 506 ist be-

kannt, Phenol-Aldehyd- und/oder Phenol -Keton-

40 Kondensate herzustellen und diese in Polyurethane einzuarbeiten. Bei diesem Verfahren wird das Aldehyd-Keton-Phenol-Harz durch Kondensation eines Gemisches aus Aldehyd, Keton und Phenol herge-

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Binde- stellt.

mitteln für wetterbeständige Holzwerkstoffe, insbe- 45 Es ist außerordentlich überraschend, daß Mischunsondere wetterfeste Holzspanplatten, auf der Grund- gen aus alkalisch kondensierten Phenol-Formaldehydlage von Phenol-Formaldehyd- und Harnstoff-Ace- und alkalisch und sauer kondensierten Harnstoffton-Formaldehyd-Harzen. Aceton-Formaldehyd-Harzen, die zusammen nach-

Es ist bekannt, zur Herstellung von Holzwerk- kondensiert werden, wetterfeste Bindemittel ergeben, stoffen, insbesondere Holzspanplatten, Harnstoff- 50 da einfache Mischungen nur Werte aufweisen, die der Formaldehyd-Harze als Bindemittel einzusetzen. Lei- Mischungsregel entsprechen, und Harze, die durch der erfüllen die mit diesen Harzen hergestellten Holz- Kondensation von Mischungen aus Phenol und Harnwerkstoffe nicht die an sie gestellten Forderungen stoff bzw. Phenol, Harnstoff und Aceton oder durch bezüglich der Wasserfestigkeit und Wetterbeständig- Zusatz von Harnstoff bzw. Harnstoff und Aceton zu keit. Außerdem spalten die Harnstoffharze noch lange 55 bereits vorkondensierten Phenol-Formaldehyd-Minach der Härtung Formaldehyd ab, so daß ihr Ein- schungen mit Formaldehyd hergestellt werden, weder satz nur beschränkt möglich ist. Ihr Vorteil liegt in wasser- noch wetterbeständig sind,
der hellen Farbe und dem günstigen Preis. Weiter ist es außerordentlich wichtig, daß die Lager-

Die mit den teuren Melaminharzen hergestellten Stabilität der erfindungsgemäß hergestellten Binde-Holzwerkstoffe, die im allgemeinen als kochfest gelten, 60 mittel eindeutig besser ist als die der bisher bekannten, sind jedoch ungenügend wetterfest. In dem Phenolharz können selbstverständlich neben

Bisher weisen ausreichende Wasserfestigkeit und Phenol auch seine Derivate, z. B. Kresole, Xylenole, Wetterbeständigkeit nur die mit härtbaren Phenol- und mehrwertige Phenole, z. B. Resorcin, Brenz-Formaldehyd-Harzen verleimten Holzwerkstoffe auf. katechin, eingesetzt werden. Als Harnstoff-Aceton-Der Nachteil dieser Harze gegenüber Harnstoffharzen 65 Formaldehyd-Harze haben sich die nach der deutliegt im höheren Preis und in der dunkleren Farbe. sehen Patentschrift 1 247017 hergestellten besonders Allerdings ist es neuerdings nach deutscher Offen- bewährt. Bei dem aus dieser Patentschrift bekannten legungsschrift 1 653 267 möglich, auch mit Phenol- Verfahren geht man so vor, daß ein zunächst in