DE2821219A1

DE2821219A1 - Haerter fuer phenolharz-leime

Info

Publication number: DE2821219A1
Application number: DE19782821219
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl Chem Dr Cherubim; Karl-Heinz Dipl Chem Heinemann; Georg Dipl Chem Dr Michalczyk
Original assignee: Deutsche Texaco AG
Current assignee: Wintershall Dea Deutschland AG
Priority date: 1978-05-16
Filing date: 1978-05-16
Publication date: 1979-11-22
Also published as: FI791542A; BE876246A; NL7903603A; FR2426076A1; SE7904264L; DK200979A

Description

HARTER FÜR PHENOLHARZ-LEIME

Alkalisch kondensierte, wärmehärtbare Phenolharze werden in großem Umfang als Bindemittel für Holzwerkstoffe aus Spänen, Fasern oder Furnieren eingesetzt, weil .sie den fertigen Gegenständen gute Wetter- und Feuchtigkeits-Beständigkeit verleihen.

Im allgemeinen haben die als Leime verwendeten Phenolharze eine Viskosität von etwa 300 - IuOO mPas. Um die Viskosität der niedrig-viskosen Harze anzuheben, arbeitet man feinteilige, verdickend wirkende Füllstoffe ein, die dem Verschlagen des Phenolharze;; in das Holz entgegenwirken sollen. Diese Anforderungen werden sehr gut von Nuflschalenmehlen, z.B. Kokosnuß-, Walnuß-, Pekannuß-Mehl erfüllt, denen man zusätzlich Verdickungsmittel wie z.B. pulverisierte Stärkeprodukte einmischen kann. Meist setzt man diesen Füllstoffen auch noch einen Härtungsbeschleuniger, wie z.B. Paraformaldehyd zu und bezeichnet die Gemische als "Härter".

Die bekannten Härter haben den Nachteil, daß sie sehr kostspielig sind. Man ist daher dazu übergegangen, zur Verbilligung einen Teil des Nußschalenmehls durch amorphe Kreide zu ersetzen, wodurch aber der Verdickungseffekt herabgesetzt und die Qualität der Verleimung verschlechtert wird. Außerdem führt ein anorganischer Füllstoff zu erhöhtem Werkzeugverschleiß.

909847/0153

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Härter zu schaffen, der wirtschaftlich ist, eine ausreichende Verdi ckungswirkung hat und zu Verleimungen mit guten Eigenschaften führt.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Härter für Phenolharz-Leime für Holzwerkstoffe, der gelmnzelehnet ist durch einen Gehalt an Schleifstaub. Vorzugsweise enthält der Härter in Gew. %: k2,5 - ^8 Kokosnußschalenmehl in der Regel eines Mahlgrades von 300 mesh (das sind 56 (-1·) 1 ^2,5 - ^8 Schleifstaub und 0,5 - 15 Paraformaldehyd. Besonders bevorzugt ist ein Härter aus, in Gew. %, k? Kokosnußschalenmehl, k7 Schleifstaub von Harnstoffharzplatten und 6 Paraformaldehyd.

Es ist überraschend gefunden worden, daß sich Schleifstaub, der in Spanplattenfabriken zwangsläufig anfällt, hervorragend als Füllstoff für Phenolharz-Leime eignet. Er wirkt verdickend und aufsaugend.

Schleifstaub fällt bei der Spanholzplattenherstellung zwangsläufig an, wenn die Rohplatten durch Schleifen kalibriert werden. Die Menge Schltiif staub, die in einer Plattenfabrik täglich anfällt, ist sehr groß und ihre Beseitigung problematisch. Bisher hat man den ansich wertvollen Staub verbrannt. In der DT-OS 21 56 887 ist vorgeschlagen, den Schleifstaub zusammen mit Abfallspänen mit einem Holzleim zu vermischen und zu Formkörpern zu verpressen und diese als teilweisen Ersatz für Holzspäne bei der Spanplattenherstellung zu verwenden. Auf diese Weise geht der wertvolle Schleifstaub nicht verloren und man spart die Verbrennungswärme ein, aber zu seiner Verwendung ist ein zuseitzlicher Arbeitsgang erforderlich. Erfindungsgemäß wird der Schleifstaub unmittelbar, also ohne besondere Aufarbeitung verwendet, und zwar als Ersatz für den teuren Füllstoff Njßschalenmehl.

909847/016 3

Als Schleifstaub sind alle Stäube, die in Spanplattenfabriken anfallen, geeignet, d.h. Stäube, die von mit Phenolharz, mit Harnstoffharz oder Melaminharz gebundenen Platten stammen. Das Gewichtsverhältnis von Nußschalenmehl zu Schleifstaub kann 75 '· 25 bis 50 '· 50 betragen. Bei einem Verhältnis von 25 : ist eine Abnahme der· Bindefestigkeit der Leimung festzustellen.

Von Bedeutung ist aber auch die Menge Paraformaldehyd im Härter. Sie kann, bezog;en auf den fertigen Härter, zwischen 0,5 und 15 % betragen, wobei die besten Werte bei ^i bis 8 % erhalten werden.

Die Erfindung wird nun anhand von praktischen Beispielen noch näher erläutert.

Um den Einfluß von Schleifstaub von Phenolharz- und Harnstoffharz-geleimten Platten sowie der Menge Phenolformaldehyd auf die Bindefestigkeit der Leimung zu ermitteln, wurden 5-Schichtplatten aus 2 mm Buchenholzfurnieren hergestellt. Es wurde ein alkalisch kondensierter Phenolharz-Leim (Phenol : Formaldehyd-Molverhältnis 1 : 2,3) eines Feststoffgehaltes von ^5 - k6 %, einer Viskosität bei 20 T· von ca. 500 mPas und einer Gelierzeit bei 100 T- von ca. 35 Minuten verwendet.

Auf 100 g Leim wurden 15 g des jeweils eingesetzten Härters

eingemisc gebracht,

eingemischt. Der Leim wurde in einer Stärke von lßO g/m auf-

Der Preßdruck betrug 20 bar. Die Preßtenperaturen und Zeiten wurden, wie weiter unten angegeben, variiert.

Der Härter bestand aus einem Füllstoffgemisch von Nußschalenmehl und Schleifstaub, dem Paraformaldehyd eingemischt war.

909847/0153

An den geleimten Platten wurde die Zerreißfestigkeit als Maß für die Scherfestigkeit der Verleimung und der Aufstechtest als Maß für den Widerstand der Verleimung gegen Fugenspaltung nach DIN 53 255 bestimmt.

Bei der Auswertung des Aufstechversuchs wurde abweichend von der DIN-Vorschrift keine Rangfolge 1 - ^lt für die Güte der Verleimung festgelegt, sondern es wurde die Fläche des Faserbelags in Prozent der Gesamtflächen angegeben. Vollständiger Faserbelag (vorzügliche Verleimung) = 100 %; glatte Fugenspaltung (unzureichende Verleimung) = 0 %.

In der nun folgenden Tabelle I sind die Prüfergebnisse von Platten, die mit Härtern unterschiedlichen Mischungsverhältnisses von Kokosnußschalenmehl zu Schleifstaub hergestellt worden sind, zusammengestellt. Der Härter enthielt 15 % Parafortnaldehyd. Gepreßt wurde 10 Minuten bei 13O \-,

909847/015 3

Tabelle I

Einsatz von Schleifstaub in Härtern für Phenolharz-leim

Mischungsverhältnis

Kokosnußschalenmehl* : Schleifstaub 100 : 0 75 : 25 50 : 50

25 : 75 0 : 100

O CD OO

Zerreißfestigkeit, kp/cm

AV AW

Aufstechtest, %

40,0 58,6 37,7

15,7 17,7· 15,4

80-60-40 80-60-40 80-60-40

48,8 40,0

22,8 19,5

5Ο-5Ο-5Ο 20-10-20

enthielt 15 % Paraformaldehyd

K) NJ CD

_2|21219

Die Tabelle zeigt deutlich, daß bei einem Mischungsverhältnis von Nußschalenmehl zu Schleifstaub von 75 * 25 und 50 : 50 sowohl bei der Prüfung auf Zerreißfestigkeit als auch im Aufstechtest gute Ergebnisse erhalten werden. Erhöht man den Antei an Schleifstaub, ist die Zerreißfestigkeit der Verleimung hervorragend, aber die Platten schneiden im Aufstechversuch nicht mehr so gut ab.

Die folgenden Tabellen II und III zeigen den Einfluß des Paraformaldehyds in einem Härter aus Kokosnußschalenmehl und Schleifstaub im Gewichtsverhältnis 1 rl, nach Härten bei 130 T· 10 Minuten lang (Tab. II) und 6 Minuten lang (Tab. III).

909847/0153

Tabelle II

Einfluß von Paraformaldehyd auf Härter aus Kokosnußschalenmehl und Schleifstaub (Gew.-Verh. 1 : l)

Preßbedingungen: 130 ⁰O, 10 Minuten

Paraformaldehyd im Härter, %

Zerreißfestigkeit, kp/cm' AW 20

Standardab\veichung (S = 95 %), ± %

AW 100

Standardabweichung (S = 95 ft), ± %

Aufstechtest, %

Schleif	Holz	Schlexf-	Holz	Schleif	Holz	Schleif	Holz
staub	mehl	staub	mehl	staub	mehl	staub	mehl
4o,7	42,0	46, a	51,0	50,2	46,6	51,7	40,2
8,8	9,1	5,2	4,1	4,7	4,2	3,2	7,5
24,1	19,2	20,8	25,6	23,1	26, 2	25,0	18,5
6,9	10,3	6,3	8,1	7,2	8,2	7,7	?.2,6
50	40	50	50	50	80	70	to
60	50	50	6o	4o	70	70	60
40	4o	50	50	6o	70	60	70

Tabelle III Einfluß von Poraformaldehyd auf Härter aus Kokosnußschalenmehl und Schleifstaub (Gew.-Verh. 1 : l)

Preßbedingungen: 13O ⁰L'., 6 Minuten

Paraformaldehyd im Härter, % 1 4 8

Zerreißfestigkeit, kp/cm AW 20

to Standardabweichung O (S = 95 °/o) , ± %

⁰⁰ AW 100

^ Standardabweichung ο (S = 95 ⁰A) , ^± %

tn Aufstechtest, %

Schleif staub	Holz mehl	Schleif staub	Holz mehl	Schleif staub	Holz mehl	Schleif staub	Holz mehl	I LD /	282'
38,2	32,1	47,9	42,3	47,4	38,7	48,4	37,0	1...Λ ro ■
7,3	10,2	5,0	8,7	7,8	6,1	5,1	5,8	CO <* I
19,1	15,8	21,3	20,7	21,7	17,5	21,0	17,9
9,3	10,8	9,4	10,0	9,0	7,4	8,5	9,4
50	kO	60	80	60	50	80	30
50	50	50	60	ko	50	50	30
50	50	50	60	ko	50	60	4o

Die Tabellen zeigen eindeutig, daß mit k - 3 % Paraformaldehyd gute Werte erhalten werden. Eine Steigerung auf 15 % bringt keine Verbesserung mehr.

Außerdem lassen diese Tabellen erkennen, daß der Schleifstaub im Vergleich zu einem Holzmehl etwa gleicher Feinheit im allgemeinen bessere Bindefestigkeiten ergibt.

909 8,4 7/0153

Claims

Patentansprüche

1) Härter für Phenolharzleime für Holzwerkstoffe, bestehend aus Härtungsbeschleuniger und Füllstoffen, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Schleifstaub.

2) Härter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt -an Paraformaldehyd als Härtungsbeschleuniger und Nußschalenmehl und Schleifstaub im Gewichtsverhältnis von 75 : 25 bis 50 : 50.

3) Härter nach Ansj)ruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Paraformaldehyd von 0,5 - 15 Gew. %.

4) Härter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Gehalt an, in Gew. %, kS - 48 Kokosnußschalenmehl, 46 - 48 Schleifstaub und 4-8 Paraformaldehyd.

909847/0153