DE2609696A1

DE2609696A1 - Verfahren zur verbesserung der mechanischen eigenschaften von kunststoff, wie melaminharz

Info

Publication number: DE2609696A1
Application number: DE19762609696
Authority: DE
Inventors: Heikki J Ahonen; Pekka Iltanen
Original assignee: GA Serlachius Oy
Current assignee: GA Serlachius Oy
Priority date: 1975-03-12
Filing date: 1976-03-05
Publication date: 1976-09-23
Also published as: FI54136C; FI54136B; FI750715A

Description

J3 fl' Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Kunststoff, wie Melaminharz Der Gegenstand dieser Erfindung ist ein Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Kunststoff, wie Melaminharz.
Gekennzeichnend für das erfindungsgemässe Verfahren ist es, dass in den Kunststoff Harz als Modifizierungsmlttel eingemischt wird, welches Harz durch Kondensieren von Melamin mit Formaldehyd in Gegenwart von mehrwertigem Alkohol, wie Di- oder Polyalkylenglykol, und Wasser hergestellt worden ist.
Die mit erf ndungsgemässem Verfahren befestigten Melaminharz können zur Beschichtung bei der Herstellung von Schichtstoffe und zur direkten Beschichtung von Holzplatten benutzt werden.
Die Eigenschaften des Melaminharzes können bekanntlich mittels s.g. Modifizierungsmittel verbessert werden, und an sich sind fast alle bedeutende Melaminharze diesartige modifi zierte Melaminharze. Das bedeutet, dass das Rohstoff des Harzes nicht nur aus Melamin, Formalin und einem Katalysator besteht, sondern es werden dazu Stoffe verwendet, die die Eigenschaften des Harzes, wie die Heissfluidität, Zähigkeit, die Glätte und Festigkeit der Oberfläche verbessern. Gewöhnliche Modifizierungsmittel sind Zuckern und verschiedene Glykole, mit den die Verbesserung der Heissfluidität des Harzes angestrebt wurde.
Später hat man versucht, die Festigkeit und besonders die Rissfestigkeit der Melaminharze dadurch zu verbessern, dass man ins Harz Kaprolaktam eingemischt hat. Es ist aus der österreichischen Patentschrift 295 142 bekannt, ein lineares Melaminharz als Modifizierungsmittel zu verwenden. Nach der erwähnten Patentschrift wird das lineare Melaminharz in Gegenwart von 0 Glykol in hoher Temperatur (160°C) und in wasserfreisn Verhåltnissen hergestellt. Das lineare Harz ist wasserlöslich. Wenn die entsprechende Reaktion in einer wässerigen Lösung ausgeführt wird, wird das Entstehen des linearen Moleküls nicht erreicht, da das Melamin dann nicht gelöst wird, wenn das Molverhältnis des Formaldehyd und des Melamin annähernd eins beträgt. Durch Zugeben von etwa 10 % von linearen Harz zu gewöhnlichem Melamin harz, wird eine bedeutend befestigende Einwirkung erreicht.
Nun wurde es doch überraschenderweise beobachtet, dass aus Formaldehyd, Melamin und mehrwertigem Alkohol auf eine einfache Weise ein Harz hergestellt werden kann, das die Eigenschaften des Kunststoffes, wie des Melaminharzes bedeutend befestigt.
Weiter wurde es beobachtet, dass diesartiges Harz in einer wässerigen Lösung und in relativ niedriger Temperatur, 85-100°C, hergestellt werden kann und dass die befestigenden Eigenschaften des Harzes in relativ weiten Molverhältnisgrenzen vorkommen.
Anders als in der österreichischen Patentschrift 295 142, entsteht in Gegenwart von Wasser und bei einem pH-Wert von 5-7, vorteilhaft etwa 6, ein Molekül, wohin auch Glykol kondensiert ist. Das in dem erfindungsgemässen Verfahren benutzte Modifizierungsmittel mischt sich vollständig mit Melaminharz, es ändert die Brechzahl und auch andere erwünschte Eigenschaften des Melaminharzes nicht. Das erfindungsgemäss hergestellte Kunststoff ist trotz des Modifizierungsmittelgehalts hart und sehr Abnutzungsheständig. Die Verbesserung der Eigenschaften des Kunststoffes wird aus folgenden Beispielen ersichtlich, die die Erfindung näher erläutern: Beispiel 1 Verbesserung der Rissfestigkeit einer direktlaminierten Schnellprozessbeschichtung. Das Modifizierungsmittel wurde aus folgenden AUsgangskomponenten zusammengesetzt: Melamin 1 Mol Formaldehyd 2 Mol (Lösung 37% Formaldehyd + Wasser) Diäthylenglykol 4 Mol pH 6,0 Die Lösung wurde gekocht, bis eine Viskosität von 150 cP bei 250C erreicht wurde. Dieser Harz wurde dann zu dem Grundmelamin--harz zugegeben, 7, 11 und 15 Gewichts-% von dem Gewicht der Harz-2 lösung. Ein Ausstattungspapier, 120 g/m2 vom Gewicht. wurde mit der erhaltenen Harzlösung impregniert und es wurde auch Testbeschichtung auf Spanplatten. durchgeführt. Das Gewicht der Papier-2 schicht des Endproduktes war 255 g/m2. Das Papier enthiel 6,7 -0 7,1 % verdunstenden Bestandteilen (5 min. bei 160 C). Die normale Anpresszeit dieses Harzes bei 1450 C war 50-60 s, wobei die Chitonhärte 4 war (harteste 5, Bewertung 1-5). Die Testplatten wurden 6 Minuten lang gepresst. Die relative Rissigkeit nach Abkühlung der Platten war wie folgt: 0 Rissigkeitswert BO°C/Stunde Normales Melaminharz 3 3 7 % Modifizierungsmittel zugeg. 2 4 11 % Modifizierungsmittel zugeg. 1 6 15 % Modifizierungsmittel zugeg. 1 72 Der Rissigkeitswert 1 bedeutet, dass aus der Risse des Schnittes am Rand der Platte ein Riss gegen die Mitte der Platte während der Abkühlung zu verbreiten angefangen hat. Einige Risse werden zugelassen.
Der Rissigkeitswert 2 bedeutet, dass wenigstens ein Riss auch 2 in der Mitte der Platte, deren Grösse 30 x 30 cm beträgt, vorkommt.
Der Rissigkeitswert 3 bedeutet, dass überall auf der Plattenoberfläche mehrere Risse vorkommen.
In der rechten Spalte ist die Rissigkeit der Platten nach 0 normaler Beschichtung untersucht worden, welche 60 s/l45 C betragen hat. Dabei wurden die Platten im Wärmeschrank gehalten.
In der Spalte ist der Wert in Stunden aufgetragen, wobei der erste Riss in der Platte, entweder am Rand oder in der Mitte, beobachtet wurde.
Beispiel 2 Es wurde das gleiche Modifizierungsmittel wie im Beispiel 1 zur Modifizierung eines normalen Melaminharzes für Hochdruckschichtstoffe verwendet und die Zähigkeit der Oberfläche des Endproduktes wurde mittels eines Fallversuches gemessen. Aus der folgenden Tabelle werden die Ergebnisse des Fallversuches ersichtlich. Sie bedeuten die grösste Fallhöhe (cm)> aus welcher fallengelassene Stahlkugel das Schichtstoff noch nicht gebrochen hat.
Die Schichtstoffe waren untereinander völlig identisch in Bezug auf die Dicke und Körperzusammensetzung, lediglich das Melaminharz des Ausstattungspapieres war abweichend.
Fallhöhe (cm) Reines Melaminharz 70 7 % Modifizierungsmittel zugegeben 80 11 % Modifizierungsmittel zugegeben 100 15 % Modifizierungsmittel zugegeben 100 Beispiel 3 Es wurde untersucht, wie das fragliche Modifizierungsharz auf die Bearbeitbarkeit einer melaminbeschichteten Spanplatte wirkt.
Die Platten wurden mit einer Säge bearbeitet, deren Drehgeschwindigkeit 50 l/s und Umfangsgeschwindigkeit 63 m/s betragen hat und deren Abzahnungsform in langzeitigem Gebrauch sich als best für Hochdruckmelaminschchtstoffe erwiesen hat. Die Vorschubgeschwindigkeiten waren 10, 18 und 25 m/s. Die Sägeschnittqualität wurde im folgenden Skalenbereich bewertet: Bewertung Risstiefe (mm) 1 0,05 2 0,05-0,2 3 0,2-0,5 4 0,5-1,0 5 1,0 Normale Melaminschicht 2,7) Durchschnittswerte 7 Gewichts-% Modifizierungsmittel ) aus mehreren Versuche enthaltende Melaminschicht 2,5)

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Kunststoff, wie Melaminharz, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , dass darein ein Harz als Modifizierungsmittel eingemischt wird, welches Harz durch Kondensieren des Melamin mit Formaldehyd in Gegenwart von mehrwertigem Alkohol, wie Di- oder Polyalkylenglykol, und Wasser hergestellt wurde.
2. Verfahren nach Patentansprch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass das Modifizierungsmittel aus 0,75-1,25 Molteilen Melamin, 1,5-3,0 Molteilen Formaldehyd und 2-6 Molteilen Di- und/oder Polyalkylenglykol hergestellt wurde.
3. Verfahren nach Patentansprüche 1 und 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , dass der mehrwertige Alkohol aus Diäthylenglykol, Polyäthylenglyko, Dipropylenglykol oder Polypropylenglykol besteht.
4. Verfahren nach Patentansprüche 1-3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass das Modifizierungsmittel bei 70-10OOC, vorteilhaft bei Kochentemperatur des Ausgangskomponentengemisches, hergestellt wird.
5. Verfahren nach Patentansprüche 1-4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass der pH-Wert des Ausgangskomponentengemisches auf 5-7 eingestellt wird, vorteilhaft etwa auf dem Wert 6.
6. Im Verfahren nach Patentansprüche 1-5 gebrauchtes Modifizierungsmittel, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass es 0,75-1,25 Molteilen Melaminkomponent, 1,5-3,0 Molteilen Formaldehydkomponent und 2-6 Molteilen Di- und/oder Polyalkylenglykol enthält.