DE2610552C3

DE2610552C3 - Verfahren zur Herstellung von Platten oder Formgegenständen aus stückigem Lignocellulosematerial

Info

Publication number: DE2610552C3
Application number: DE2610552A
Authority: DE
Inventors: Alan Metcalf Manchester Lancashire Wooler
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1975-03-12
Filing date: 1976-03-12
Publication date: 1981-09-10
Also published as: AU1195776A; DK147599C; NO147525C; FI64621C; CH619975A5; NL7602614A; ZA761527B; FR2303661A1; FI760651A; BE839546A; SE7603228L; NO760871L; FR2303661B1; LU74550A1; DE2610552B2; FI64621B; GB1523601A; SE418271B; CA1087825A; IE42654L

Description

Platten oder Formgegenstände aus stückigem Lignocellulosematerial, wie z. B. Spanplatten, werden gewöhnlich in der Weise hergestellt, daß eine Masse aus

2"> Holzschniizeln, Holzfasern oder anderem Lignocellulosematerial mit einem Bindemittel, insbesondere Lösungen von Harnstoff/Formaldehyd- oder Phenol/Formaldehyd-Harzen, unter Erhitzen verpreßt wird. Die Preßlemperaturen liegen hierbei gewöhnlich bei 150 bis

in 22O⁰C. Bei niedrigeren Tempernturen kann eine ausreichende Bindung in einer annehmbaren Zeit bei den üblicherweise angewendeten hohen Preßdrücken von 20 bis 70 kg/cm² nicht erreicht werden.

Aus der DE-OS 21 09 686 und aus »Holz-Zentral-

i") blatt« (1974), 100(59), Seiten 913 bis 915 ist es weiterhin bekannt, organische Isocyanate als Bindemittel für Spanplatten anstelle der herkömmlichen Harnstoff/ Formaldehyd- oder Phenol/Formaldehyd-Harze zu verwenden. Jedoch sind organische Isocyanate Flüssigen keiten mit einer verhältnismäßig hohen Viskosität, weshalb eine gleichförmige Verteilung dieses Bindemittels auf das zu bindende Lignocellulosematerial Schwierigkeiten macht. In der DE-OS 16 53 177 wird vorgeschlagen, das organische Isocyanat als Lösung in

·*■"> einem organischen Lösungsmittel zu verwenden. Zwar kann hierdurch die Schwierigkeit einer ungleichmäßigen Verteilung vermieden werden, jedoch ist die Verwendung von organischen Lösungsmitteln bei der Herstellung von Spanplatten sehr ungeeignet, da die

■>() meisten Lösungsmittel für organische Isocyanate entzündlich sind und Anlaß zu einer Luftverschmutzung geben, wenn das Lösungsmittel beim heißen Pressen verdampft.

Der vorliegenden Erfindung lag demgegenüber die

■>i Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Verfahren zu beseitigen.

Gegenstand der Erfindung ist also ein Verfahren zur Herstellung von Platten oder anderen Fornigegcnständen durch heißes Pressen einer Masse aus stückigem

mi Lignocellulosematerial und einem organischen Isocyanat als Bindemittel, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Isocyanat in Form einer wäßrigen Emulsion verwendet wird, die ein oberflächenaktives Mittel der Formel

RO(CII₂CH₂O)₁₁CONHx
enthält, worin R für eine Alkylgruppe mit I bis 4

Kohlenstoffatomen, vorzugsweise eine Methylgruppe, η für eine solche ganze Zahl, daß die Verbindung im Durchschnitt mindestens 5 Oxyäthylengruppen enthält, und X für den Rest eines Di- oder Polyisocyanates, der mindestens eine freie Isocyanatgruppe enthält, stehen.

Aus der US-PS 37 81 238 ist ein Verfahren zur Herstellung einer wäßrigen Dispersion eines Polyurethans bekannt, wobei ein freie Isocyanatgruppen enthaltendes Polyurethanvorpolymer mit einem bestimmten tertiären Aminophenol in Gegenwart eines Hydroxylgruppen enthaltenden nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels und Wasser umgesetzt wird. Die wäßrige Emulsion des Isocyanatgruppen enthal:enden Polyurethanvorpolymers ist nur ein vorübergehendes Zwischenprodukt bei der Herstellung der Emulsion eines von Isocyanatgruppen freien Polyurethans. Es finden sich in dieser Literaturstclle keinerlei Hinweise, daß diese zwischendurch auftretende Emulsion als Bindemittel für irgendwelche Zwecke, geschweige denn als Bindemittel für ein Lignocellulosematerial, verwendet werden könnte. Es ist dort auch die Verwendung eines Polyäthoxyalkohols als oberflächenaktives Mittel beschrieben, jedoch findet eine Reaktion des Polyäthoxyalkohols mit den freien Isocyanatgruppen des Vorpolymers nicht statt, da diese durch die Reaktion mit dem tertiären Aminophenol geschützt werden.

Lignocellulosematerial, welches bei dem vorliegenden Verfahren verwendet werden kann, besteht aus Holzschnitzeln, Holzfasern, Spänen, Holzwolle, Kork, Rinde, Sägespänen und ähnlichen Abfallprodukten der holzverarbeitenden Industrie und/oder aus Fasern aus anderen Lignin und Cellulose enthaltenden Naturprodukten, beispielsweise Bagasse, Stroh, Flachsrückständen und getrockneten Binsen, Schilfrohr und Gräser. Darüber hinaus können mit den Lignocellulosematerialien auch anorganische Materialien, wie beispielsweise Glasfasern, Glimmer oder Asbest, vermischt werden.

Die organischen Polyisocyanate umfassen Diisocyanate, insbesondere aromatische Diisocyanate, und Isocyanate höherer Funktionalität.

Beispiele für organische Polyisocyanate, welche bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, sind aliphatische Isocyanate, wie

Hexamethylendiisocyanat,
aromatische Isocynate, wie

m- und p-Phenylendiisocyanat,

Tolylen-2,4- und -2,6-diisocyanat,

Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat,

Chlorphenylen-2,4-diisocyanat,

Naphthylen-l,5-diisocyanat,

Diphenylen-4,4'-diisocyanat,

4,4'-Diisocyanato-3,3'-dimelhyldiphenyl,

3-Methyldiphenylmethan-4,4'-diisocyanat und

Diphenylälherdiisocyanat,
cycloaliphatische Diisocyanate, wie

Cyclohexan-2,4- und -2,3-diisocyanat,

l-Methylcyclohecyl-2,4- und
-2,6-diisocyanat, und

Bis-(isocyanatocyclohexyl-)methan,
sowie Triisocyanate, wie

2,4,6-Triisocyanatotoluol und

2,4,4'-Triisocyanatodiphenyläther.
Es können auch Mischungen von Isocyanaten verwendet werden, wie beispielsweise eine Mischung von Tolylendiisocyanatisomeren, beispielsweise die im Handel erhältlichen Mischungen der 2,4- und 2 6-lsomeren, sowie die Mischungen von Di- υ η Η höheren Polyisocyanaten, welche durch Phosgenierung von Anilin/Formaldehyd-Kondensaten hergestellt werden. Solche Mischungen sind allgemein bekannt. Hierbei gehören auch die rohen Phosgenierungsprodukte, welche Mischungen von Methylenbrücken aufweisenden Polyphenylpolyisocyanaten (Diisocyanate, Triisocyanate und höhere Polyisocyanate) und Phosgenierungsnebenprodukten sind.

Bevorzugte Polyisocyanate welche erfindungsgemäß verwendet werden können, sind diejenigen, in denen das Isocyanat ein aromatisches Diisocyanrit oder Polyisocyanat höherer Funktionalität ist, insbesondere rohe Mischungen von Methylenbrücken aufweisenden Polyphenylpolyisocyanaten, welche Diisocyanate, Triisocyanate oder Polyisocyanate mit höherer Funktionalität enthalten. Methylenbrücken aufweisende Polyphenylpolyisocyanate sind allgemein bekannt und besitzen die Formel

CH₂

worin η mehr als 1 ist und im Falle von rohen Mischungen ein Mitiel von mehr als 1 darstellt. Sie werden hergestellt durch Phosgenieren von entsprechenden Mischungen von Polyaminen, die durch Kondensation von Anilin und Formaldehyd erhalten werden. Der Zweckmäßigkeit halber werden rohe Mischungen von Methylenbrücken aufweisenden Polyphenylpolyisocyanaten, welche Diisocyanate Triisocyanate und Polyisocyanate mit höherer Funktionalität enthalten, im folgenden als MDI bezeichnet.

Besonders bevorzugte organische Isocyanate, welche erfindungsgemäß verwendet werden können, sind Isocyanatenden aufweisende Vorpolymere, die hergestellt werden durch Umsetzen eines Überschusses von Diisocyanat oder Polyisocyanat höherer Funktionalität mit einem Hydroxylenden aufweisenden Polyester oder Hydroxylenden aufweisenden Polyäther. sowie Produkte, welche hergestellt werden durch Umsetzen eines Überschusses von Diisocyanat oder Polyisocyanat höherer Funktionalität mit einem monomeren Polyol oder einer Mischung von monomeren Polyolen, wie Äthylenglycol, Trimethylolpropan und Butandiol. Wegen ihrer langsameren Umsetzung mit Wasser, ein Kriterium, das noch erörtert werden wird, sind jedoch von besonderem Wert die Isocyanatenden aufweisenden Vorpolymere, welche unter Verwendung von hydrophoben Polyolen, wie Rizinusöl, hergestellt worden sind.

Eine Klasse von Isocyanatenden aufweisenden Vorpolymeren, die verwendet werden können, sind die Isocyanatenden aufweisenden Vorpolymere von MDI.

Im gemäß der Erfindung verwendeten oberflächenaktiven Mittel müssen ausreichend Oxyälhylengruppen zugegen sein, so daß ein Mittel von mindestens 5 derartiger Gruppen je Molekül vorliegt. Es wird vorgezogen, daß η ein Mittel von 5 bis 120 und insbesondere von 10 bis 25 darstellt.

Die Gruppe X ist der Rest, welcher zurückbleibt, wenn von einem Di- oder Polyisocyanat eine Isocyanatgiu|)|)C entfernt wird. Wenn beispielsweise das Diisocyanat ein Tolylendiisocyanat ist, so wird der Rest X der

Formel

NCO

entsprechen. Die Gruppe X enthüll vorzugsweise eine Isocyanatgruppe.

Isocyanate, von denen die Gruppe X abgeleitet werden kann, sind die oben genannten Di- und Polyisocyanate.

Derartige oberflächenaktive Urethane können hergestellt werden durch Umsetzen eines Alkohols der Formel

RO(CH₂C-M₂O)_nH

mit einem Isocyanat, das mindestens zwei Isoeyanatgruppen enthält und wobei mindestens ein Moltcil Isocyanat je Molteil Alkohol verwendet wird. Vorzugsweise wird ein Überschuß an isocyanal angewendet.

Die Umsetzung kann durchgcführl werden durch Zugabe des Alkohols zum Isocyanat unter Rühren, bis die Flüssigkeit klar ist, und weitere Umsetzung bei Raumtemperatur. Die Umsetzung kann durch Erwärmcn auf Temperaturen bis zu 100 C beschleunigt werden.

Um die erfindungsgemäß zu verwendenden Emulsionen zu erhalten, kann das oberflächenaktive Mittel in situ im Isocyanat hergestellt werden. Wenn z. 15. eine F.mulsion eines Isocyanals der Formel X(NCO)j hergestellt werden soll, so kann eine geringe Menge des Polyäthylenoxyalkohols RO(CM-CH₂O)₁₁H einem großen Überschuß des Isocyanate X(NCOJj zugesetzt und so das Fmulgierur.giiiiittcl in situ in dem Isocyanat gebildet werden.

In den Fällen, in denen das Polyisocyanat ein Vorpolymer ist, kann die Bildung des Vorpolymere» und die in silu-Hcrslcllung des oberflächenaktiven Mittels gleichzeitig oder in zwei getrennten Schritten erfolgen. Das Vorpoiymcr und das oberflächenaktive Mittel werden dann mit Wasser vermischt, wobei das emulgicrlc Vorpolymer entsteht. Die F.mulgicrung wird erleichtert, indem zunächst das Gemisch aus Vorpoiymcr und oberflächenaktivem Mittel mit etwa einem Viertel seiner eigenen Gcwichismengc an Wasser vermischt und dann wie erforderlich mit weiterem Wasser verdünnt wird.

Wenn also das in der Emulsion vorhandene Polyisocyanjl eines der erwähnten bevorzugten Vorpolymere, nämlich ein Vorpolymer von MDI ist, so kann (lic Fmulsion des Vorpolymers durch eine der folgenden drei Methoden hergestellt werden:

I) Umsetzung des MDI mit der erforderlichen Menge an l'olyol. um das Vorpolymer herzustellen, und weitere Umsetzung ir.it einer geringen Menge des Polyälhylcnoxyalkohols

und schließlich l'.mulgicrung durcii Verrührung mit Wasser.

2) Umsetzung des MDI mit eier erforderlichen kleinen Menge Polyäthylcnoxyalkohol

(11,0(CIUIU)),,!!.

anschließende llmscl/ung mit der erforderlichen Menge an Polyol. um das Vorpol\mer hcr/iislellen. und anschließende l'miilgiening.

3) Umsetzung des MDI gleichzeitig mit den erforderlichen Mengen an Polyol und Polyäthylerioxyalkohol und anschließende Emulgierung in Wasser.

Djs oberflächenaktive Mh.icl kann natürlich auch gesondert hergestellt und in einer geringen Menge in der Mischung zur Herstellung des Vorpolymers oder in dem vorher hergestellten Vorpolymer aufgelöst werden.

Die Herstellung der Vorpolymere kann durch irgendeine der bekannten Methoden erfolgen, beispielsweise durch gemeinsames Erwärmen der Komponenten oder Umsetzung bei Raumtemperatur in Gegenwart eines Katalysators.

Die Emulsionen der Vorpolymere, welche durch die beschriebenen Methoden hergestellt werden, sind Öl-in-Wasser-Emulsionen.

Bevorzugte Emulsionen zur Verwendung beim erfindungsgemäßen Verfahren sind diejenigen, in denen

99 bis 25 Gew.-Teile Wasser mit 1 bis 75 Gew.-Tcilen organischem Polyisocyanal (insbesondere 75 bis 50 Gew.-Teile Wasser mit 25 bis 50 Gcw.-Tcilen organischem Polyisocyanat) vereinigt sind und die eine stabilisierende Menge des oberflächenaktiven Mittels enthalten. Eine bevorzugte Menge des oberflächenaktiven Mittels beträgt von 5 bis 15 Gew.-Teile. bezogen auf

100 Gew.-Teile des Isocyanals.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Lignocellulosematerial mit dem Bindemittel vermischt, und zwar zweckmäßig durch feines Besprühen mit der wäßrigen F.mulsion. um so eine gute Bedeckung des Grundstoffs zu ergeben. Es wurde gefunden, daß wäßrige Emulsionen der organischen Polyisocyanate eine ausreichend geringe Viskosität besitzen, so daß sie mit einem Gehalt bis zu ti5"/u versprüht werden können, während die Lösungen von Harnsloff/Formaldehyd- und Phcnol/Formaldcliyd-Harz.cn, die gewöhnlich bei der Herstellung von Prcßplattcn und ähnlichen Materialien verwendet werden, im allgemeinen bei Gehallen von über 40'!·'« nicht versprühbar sind. Die Erfindung liefert somit ein Arbeitsverfahren, bei dem weniger Wasser zugegen isl als es bisher für möglich gehallen wurde, so daß weniger Wasser entfernt werden muß. Darüber hinaus braucht das Lignocellulosematerial nicht bis zu dem bisher für normal gehaltenen Ausmaß getrocknet /u werden, bevor es mil dem Bindemittel vermischt wird. Durch die Verwendung von warmem Wasser kann das Versprühen erleichtert werden.

Es wurde weiterhin gefunden, daß das warme Pressen beim erfindungsgemäßen Verfahren bei Temperaturen unter 100 C(z. B. bei 90 bis 95' C) wirksam durchgeführt werden. Die Anwendung derartig niedriger Temperaturen spart Energie, verbessert die Umweliverhälinisse und verhindert die Bildung von Rauch und Dämpfen. Das Verfahren ist weiterhin insofern vorteilhaft, weil hierdurch der schädliche Einfluß von Dampfdrücken vermieden wird, welche innerhalb der Platten oder Formgcgensiändc bei hohen Temperaluren entstehen, was von besonderer Bedeutung bei der Herstellung von Laminaten mit undurchlässigen Außenschichlen ist. Während des Verprcssens kann daher eine bessere Verdichtung erhalten werden, weil es nicht mehr notwendig ist. für eine genügende Durchlässigkeit /um Entweichen des Dumpfes /u sorgen.

Es kanu natürlich auch mit den üblichen höheren Temperaturen gearbeitet werden. Dies kann unter gewissen I Imständen wünschenswert sein.da hierbei die

Aushärlungszeiten kürzer sind und die hergestellten Spanplatten sich leichter von den Platten der Presse entfernen lassen. Dieser Umstand kann bedeutungsvoll sein, wenn Platten ohne besondere Obcrl'lächenschichten hergestellt werden sollen.

In der Praxis in'en unvermeidlich Verzögerungen zwischen der HersK ,lung der Emulsion, dem Besprühen der Lignocelliilosemassc und dem Vcrpressen des besprühten Materials auf. Weiter gibt es oft Verzögerungen durch Ausbessern von F^:ehlcrn und durch die Durchführung von Einstellarbeilen. Die Umsetzung /wischen dem Isoeyanat und dem Wasser der Emulsion verläuft genügend langsam, daß eine Verzögerung von etwa 2 h zwischen Herstellung der Emulsion und dem Pressen in Kauf genommen werden kann. Die Reaktionsgeschwindigkeit kann verzögert werden indem weniger oberflächenaktives Mittel oder ein weniger wirksames Mittel verwendet wird, jedoch beeinträchtigt jede dieser Maßnahmen die Stabilität des Bindemittels und die Verieilbarkeit des Isocyanats auf dem Lignocellulosematerial, abgesehen davon, daß beim Versprühen Schwierigkeiten auftreten. Es ist daher vorteilhaft, die Reaktionsgeschwindigkeit zu verringern, indem ein Isocyanaienden aufweisendes Vorpolymer verwendet wird, das .iii_n von einem hydrophoben Polyol ableitet und/oder indem ein inertes hydrophobes Verdünnungsmittel zur Emulsion zugesetzt wird, was auch noch insofern Vorteile bringt, als hierdurch die wasserabweisende Natur der hergestellten Platte verbessert und die Abnahme der Spanplatte von den Platten der Presse erleichtert wird. Geeignete Verdünnungsmittel sind aromatische und langkettigc aliphati sehe Kohlenwasserstoffe sowie Ester, welche gegebenenfalls einen Halogensubstituenten enthalten. Als Beispiele seien genannt: Mineralöl und Paraffinwachs. Didodecylphthalat. Tris-^-chlorpropylphosphat und insbesondere chlorierte Paraffinwachse. Diese Verdünnungsmittel, welche gegenüber Isocyanatgruppen nicht reaktionsfähig sind, können während der Herstellung des Vorpolymcrs oder kurz vor der Emulgierung zugesetzt werden

Die Erfindung ist in den folgenden Beispielen näher

erläutert. _n . . , ,

Beispiel 1

32Og Holzschnitzel wurden bis zu einem I euchtigkeilsgchalt von 6% getrocknet und in ein offenes MisfhgcfäU eingebracht. Unter Umwälzen wurde mittels einer von Hand betätigten Sprühvorrichtung das Bindemittel aufgesprüht. Die besprühten Schnitzel wurden 1 min lang bewegt, und dann wurden sie über der Fläche \< >n 18 y 18 cm in einem Formkasten verteilt. Die Masse wurde dann von Hand so weit wie möglich zusammengedrückt, so daß nach dem Aufbringen einer weiteren oberen Platte von entsprechender Größe eine lose verfestigte Platte von Schnitzeln einer Stärke von 4,5 bis 5 cm erhalten wurde. Die Platte wurde dann zwischen Metallplatten eingebracht deren Oberfläche mit einem Entformungsmittel behandelt war. und in eine hydraulische Presse übergeführt, in der sie 5 min lang bei einer Temperatur von 90 bis 95^QC einem Druck von 50 kg/cm² ausgesetz! wurde. Mittels einer Abstandsplattc von 1,4 cm wurde die Dichte des endgültigen Produktes auf etwa 0.7 begrenzt. Nach Entfernen der fertigen Platten wurden diese konditioniert, um sie auf einen Wassergehalt von etwa 10% einzustellen, und physikalische Untersuchungen wurden in dem repräsentativen Mittclbereich von 15 χ 15 cm der Platten durchgeführt.

Es wurde ein Vergleich mit Ernulsionsbindcmittcln durchgeführt, die einmal aus emulgierbarem MDl und zum anderen Mal aus emulgierbarem MDI-Vorpolymer bestanden.

Das emulgierbare MDI enthielt:

MDI 100 Teile

Methoxypolyäthylenglycol
(Methoxy-PEG)MG650 10 Teile

Das emulgierbare MDI-Vorpolymer enthielt:

MDI 100 Teile

Oxypropyliertes Glycerin

MG1000 30 Teile

Methoxypolyäthylenglycol

(Methoxy-PFG)MG650 10 Teile

Jede Probemischung wurde emulgiert durch Vermischen mit der halben Gewichtsmenge Wasser und dann mit der gleichen Gewichtsmenge Wasser, um auf diese Weise Emulsionen mit 40% Feststoffanteil zu erhalten.

40 g dieser Emulsionen wurden auf 320 g Holzschnitzel in der oben angegebenen Weise versprüht.

Beide Platten zeigten eine gute Aushärtung nach dem Entfernen aus der Presse. Bei dieser Temperatur wurden keine sichtbaren Dämpfe oder Gase entwickelt, und auch kein Aufquellen wurde beobachtet, wenn die Platten aus der Presse entfernt wurden.

Ein ähnliches Versuchspaar wurde durchgeführt unter Anwendung der halben Menge an Emulsionen, so daß nur 2.5% Feststoffe als Bindemittel, bezogen auf das Gewicht der Schnitzel, vorlagen.

Die physikalischen Eigenschaften wurden durch Versuche ermittelt, die in BS 1811. Teil 2 beschrieben sind. Es bedeutet:

EMDI

emulgierbares MDI

:MD!PP - crnulgicrbarcsMD! Vcrpolyme

\ ersuch	2.5 I MI)I	2.5' IiMI)IPI'	5". IiMDI	5",. EMI)IPI'
Dichte der Platte kg/m	650	679	731	720
Starke mm	14.1	13.7	14.1	13.5
Feuchtigkeitsgehalt bei Versuchsbeginn	9.6	8.6	10.0	9,6
2 Stunden Wassereintauchen
Sliirke/unahme 'Ί.	24.6	52.9	18.6	18.5
Liinaen/unahme '	0.65	0.85	0.45	0,50
Gewichtszunahme	99.4	108.4	57.3	64.2

Versuch	2,5% IiMI)I	2.5".· INlI)II¹I'	5% IMI)I	5% I MI)II¹I
24 Stunden Wassereinlitudicn
Starkezunahme %	38,1	53,8	22,2	21,8
Längenzunahme %	0,8	0,9	0.7	0,7
Gewichtszunahme %	113,6	127,4	75,6	79,7
Bicgccigcnschaf'tcn
Spannung MN m ^?	14	16,2	24,6	21,3
Verformung %	1,74	1,71		3,58
Modul MN in	1060	1240	960	760
Zugfestigkeit
KN m ^:	260	330	460	570

Die Stabilität der Emulsion war üerart, daß sie bis zu '/ah bei 20 bis 22°C benutzt werden konnte. Es war möglich, vollkommen befriedigende Platten zu erhalten, selbst wenn die frisch besprühten Schnitzel I h !ai:g bei >-, 20 bis 22°C gehalten wurden, bevor sie zu einer Platte verpreßt wurden.

Durch Zusatz eines Katalysators zu der Emulsion ist es möglich, die Aushärtung zu beschleunigen, was entweder einen kürzeren Arbeitsgang bei 90 bis 95^rC w oder ein Arbeiten bei niedrigerer Temperatur ermöglichte. Wenn beispielsweise 1% Diinethylhexadexylamin, bezogen auf das Gewicht des EMDIPP, der Emulsion zugesetzt wurde, wurde die Stabilität derart verringert, daß sie innerhalb von 2 min versprüht j-, werden mußte. Die besprühten Schnitzel mußten dann innerhalb von 5 min verpreßt werden, jedoch war dabei die Platte in 3min bei 95⁰C oder in 5 min bei 70^cC ausgehärtet.

Eine Verbesserung der Wasserbeständigkeit ist zu erwarten, wenn zusätzlich wasserabstoßende Mittel in ähnlicher Weise zugesetzt werden, wie es bei den üblichen Systemen mit den üblicherweise mit Harnstoff/ Formaldehyd oder Phenol/Formaldehyd gebundenen Faserplatten der Fall ist. 4">

Beispiel 2

Vier emulgierbare MDI-Vorpolymere (1) bis (IV), die durch Vermischen von 100 Teilen MDI, 10 Teilen PEG -,ο MG 650 und folgender Polyole:

in (!) 30 Teile oxypropyiiertes Glycerin,
OH-Wert 160

in (H) 9 Teile oxypropyiiertes Glycerin,

OH-Wert 540 '"

in (H!) 9 Teile eines Polyesters,

OH-Wert 540, der sich ableitet von Adipinsäurediäthylenglycol und Glycerin

in (IV) 30 Teile Rizinusöl, OH-Wert 160 "ⁿ

hergestellt worden waren, wurden mit Wasser in einem Gewichtsverhältnis von 1 :1 emulgiert.

Der NCO-Gehalt jeder Emulsion wurde nach 2 h bei 22°C unter Anwendung der üblichen Methode be- t-5 stimmt, und zwar durch Zusatz eines Überschusses von Di-n-butylamin zu einer 40%igen wäßrigen Emulsion und nachfolgende Rücktitrierung mit Salzsäure. Es ergab sich folgender Verlust an Aktivität bei jeder Emulsion:

Emulsion von (1) — 55%

Emulsion von (II) — 30%

Emulsion von (III) — 24%

Emulsion von (IV) — 17%

Diese Ergebnisse zeigen, daß die Verarbeitungszeit der Emulsion um so größer ist, je stärker hydrophob das bei der Herstellung des Vorpolymers verwendete Polyol ist.

Weiterhin wurde festgestellt, daß der Aktivitätsverlust von Emulsionen, die sich von 7 Teilen eines emulgierbaren Vorpolymers und 12 Teilen Wasser ableiteten, und entsprechenden Emulsionen, die als Verdünnungsmittel ein chloriertes Paraffinwachs (C. P.) enthielten, wie folgt war:

Rizinusölvorpolymer — 27,3%

Rizinusölvorpolymer+ 4 Teile C. P. - 18.9%

Vorpolymer aus hydriertem Rizinusöl — 22,9%

vorpolymeraiis hydriertem Rizinusöl

+ 4TeUeCP. - 13,7%

Vorpolymer aus oxypropyliertem

Glycerin (OH-Wert 540) - 30,4%

Vorpolymer aus oxypropyliertem

Glycerin (OH-Wert 540)+ 4 Teile C. P. - 17,2%

Vorpolymer aus oxypropyliertem

Glycerin(OH-Wert540) + 7TeileC. P. - 13,5%

Diese Ergebnisse zeigen, daß beim ZusaU eines Paraffinwachses zu einer wäßrigen Emulsion eines Vorpolymers die Verarbeitungszeit der Emulsion verlängert wird.

Beispiel 3

Durch Vermischen folgender Bestandteile wurde ein Vorpolymer hergestellt.

100 Teile MDI

30 Teile Rizinusöl (erste Pressung), OH-Wert 160 und 10 Teile Methoxy-PEG MG 650.

Die Mischung wurde über Nacht auf 80°C erwärmt und dann abgekühlt. Durch Vermischen folgender

Bestandteile wurden zwei Emulsionen (a) und (b) hergestellt:

(a) 4 Teile des oben angegebenen Ki/.inusölvorpoly-

mers und
10 Teile Wasser;

(b) 6 Teile einer Mischung aus 4 Teilen des oben

angegebenen Rizinusölvorpolymers und aus 2 Teilen chloriertem Paraffinwachs und 10 Teile Wasser.

Es wurden zwei .Spanplattcnprabcn hergestellt durch getrenntes Besprühen von 102 Teilen llolzschnit/eln eines Feuchtigkeitsgehalts von 2% unter Umwälzen mit den oben angegebenen Emulsionen, die genügend fließfähig waren, um eine gute Atomisierung zu ermöglichen. )ede Charge der behandelten Schnitzel wurde in einem Rahmen verteilt, der auf einer unbeweglichen Platte lag, um einen Kuchen zu ergeben, welcher nach dem Entfernen des Rahmens mit einer Aluminiumplatte abgedeckt wurde. Beide Mctallplattcn wurden auf ihrer Oberfläche vorher mit einem Entformungsmittel auf Wachsbasis behandelt. Die Kuchen wurden in einer hydraulischen Presse mit Platten von 175°C unter einem Druck von 135 kg/cm² komprimiert. Eine Abstandsplatte wurde eingelegt, um die Komprimierung auf 19 mm zu begrenzen und die Menge an Schnitzeln wurde derart gewählt, daß eine endgültige Dichte der Spanplatte von etwa 680 kg/m³ erhalten wurde. Die Preßdauer betrug 4³A min. Als der Druck verringert wurde, zeigte sich, daß die Haftungen der mit dem Zusatz von chloriertem Paraffinwachs zum Bindemittel hergestellten Platten besser war als bei der Platte (a), welche eine gewisse Tendenz der Haftung ergab, insbesondere an der Stahlplatte.

Die Spanplatten wurden dann abkühlen und konditionieren gelassen und schließlich geprüft, wobei folgende Ergebnisse festgestellt wurden:

Dichte kg/m'

Wasserc|ucllung nach 2 h, 'ä
Wasscrqueliung nach 24h, 7«
Deutscher V20/Tcst KN/m'
Deutscher VIOO/Test KN/m'

704
23,0
2(i,0

703

157

713

822

Beispiel 4

Eine Charge der gleichen Holzs-.-hnit/.cltype mit 2% Feuchtigkeit wurde mit einer Emulsion besprüht, welche hergestellt wurde aus:

6 Teilen einer Mischung des Rizinusölvorpolymers gemäß Beispiel 3 (4 Teile) und chloriertem Paraffinwachs (2 Teile) und b Teilen Wasser, worauf dann

5 Teile eirer 2G^u/oigen Paraffinwachsemulsion aufgesprüht und die behandelten Schnitzel dann in der oben angegebenen Weise wciterbehandelt wurden. Die abgekühlten konditionierten Platten wurden untersucht, wobei folgende Ergebnisse festgestellt wurden:

Dichte

Wasserquellung nach 2 h, %
Wasserquellung nach 24 h,
V 20 KN/m²

690
13,5
22.0

790

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Platten oder anderen Formgegenständen durch heißes Pressen einer Masse aus stückigem Lignocellulosematerial und einem organischen Isocyanat als Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Isocyanat in Form einer wäßrigen Emulsion verwendet wird, die ein oberflächenaktives Mittel der Formel

RO(CH₂CH₂O),,CONHX

enthält, worin R für eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, .·) für eine solche ganze Zahl, daß die Verbindung im Durchschnitt mindestens 5 Oxyäthylengruppen enthält, und X für den Rest eines Di- oder Polyisocyanats, der mindestens eine freie Isocyanatgruppe enthält, stehen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R für eine Methylgruppe steht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem in der Emulsion ein inertes hydrophobes Verdünnungsmittel, vorzugsweise ein chloriertes Paraffinwachs, enthalten ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Isocyanat ein aromatisches Dibocyanat oder Polyisocyanat von höherer Funktionalität ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Isocyanat eine rohe Mischung von Methylenbrücken aufweisenden PoIyphenylpolyisocyanaten ist, welche Diisocyanate, Triisocyanate und Polyisocyanate höherer Funktionalität enthalten.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Isocyanat ein Isocyanatendgruppen aufweisendes Vorpolymer ist, das durch Umsetzen eines Überschusses eines Diisocyanats oder eines Polyisocyanats höherer Funktionalität mit einem Hydroxylendgruppen aufweisenden Polyester oder Hydroxylendgruppen aufweisenden Polyätheroder mit einem einwertigen Polyol oder einer Mischung von einwertigen Polyolen hergestellt worden ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Isocyanatgruppen aufweisende Vorpolymer sich von einer rohen Mischung von Methylenbrücken aufweisenden Polyphenylpolyisocyanaten ableitet, welche Diisocyanate, Triisocyanate und Polyisocyanat höherer Funktionalität enthält.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Votpolymer unter Verwendung eines hydrophoben Polyols, vorzugsweise Rizinusöl, hergestellt worden ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, d;iß in der Formel des oberflächenaktiven Mittels /; einen Zahlenmittelwert von 5 bis 120, vorzugsweise von 10 bis 25, bedeutet.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß solche Emulsionen verwendet werden, in denen von 99 bis 25 Gew.-Teile, vorzugsweise von 75 bis 50 Gew.-Teile Wasser, vereinigt sind mit von 1 bis 75 Gew.-Teilen, vorzugsweise von 25 bis 50 Gew.-Teilen, des organischen Isocyanats, und welche eine stabilisierende Menge des nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels enthalten.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an oberflächenaktivem Mittel von 5 bis 15 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des organischen lsocyanats, beträgt.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Lignocellulosematerial mit der Emulsion besprüht wird, in der 75 bis 50 Gew.-Teile Wasser vereinigt sind mit 25 bis 50 Gew.-Teilen des organischen Polyisocyanats, und dann die so imprägnierte Masse gegebenenfalls bei 20 bis 40⁰C getrocknet wird, um einen Teil des Wassers zu entfernen, und schließlich das besprühte Lignocellulose-Rohmaterial bei einer Temperatur unter 200° C, insbesondere unter 100° C, vorzugsweise bei 90 bis 95° C, heiß verpreßt wird.