DE3143969A1

DE3143969A1 - Ueberzugszusammensetzung

Info

Publication number: DE3143969A1
Application number: DE19813143969
Authority: DE
Inventors: Olof 01300 Vantaa Jernström; Tapio Dr. 02320 Espoo Mattila; Kyösti Dr. 00980 Helsinki Penttinen; Hannu Dr. 02230 Espoo Toivonen
Original assignee: Tikkurilan Varitehtaat Oy
Current assignee: Tikkurilan Varitehtaat Oy
Priority date: 1980-11-05
Filing date: 1981-11-05
Publication date: 1982-06-16
Also published as: GB8411035D0; GB2086929B; US4412023A; SE451726B; FI803452L; FI62131B; DK156160B; NO813709L; GB2137218B; GB2086929A; DK485981A; GB2137218A; CA1171190A; SE8106537L; DK156160C

Description

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Überzugszusammensetzung

Die Erfindung betrifft eine Überzugszusammensetzung, die geeignet .ist zum Überziehen von Oberflächen, wie Brett- bzw. Plattenmaterialien, Pappen, und Kartons ("boards") und' insbesondere von Holzspanplatten, Spanplatten bzw. "particle board", die in die Umgebung Formaldehyd abgeben.
.

• Holzspanplatten basieren auf der Bindung von Holzspänen durch Leim. Leim wird auf die Oberfläche der Späne aufgetragen, die anschließend unter Druck durch Härtung des Leims aneinander gebunden werden. Die Menge an Leim in fertiggestellten Holzspanplatten beträgt im allgemeinen etwa 8 bis 9 % des Trockengewicht des Holzes. Die Leime, die verwendet werden, sind wärmehärt-. bare Harze, deren Härtung eine chemi.sche Reaktion ist und nicht auf der Verdampfung eines. Lösungsmittels ba-

siert. Die Härtung erfolgt rasch.

Die am häufigsten in der Holzspanplatten-Industrie verwendeten Leimtypen sind:

Carbamidleim .

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phenolischer Leim

Melaminleim

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Der bei der Herstellung von Holzspanplatten am häufigsten verwendete Leim ist Carbamidleim, da seine Kosten verhältnismäßig gering sind und seine Anwendung technisch zweckmäßig ist.

Die Härtung des Leims, der auf die Späne gesprüht wird, erfolgt mittels eines Härters, der mit dem Leim kurz vor der Anwendung vermischt wurde,und-bei erhöhter Temperatur.

Es hat sich gezeigt, daß ein Nachteil der Platten, die auf diese Weise hergestellt wurden, in der Freisetzung von Formaldehyd, HCHO, aus dem Leim ist, was une'rfreulieh ist, und insbesondere bei allergischen Personen zu Schwierigkeiten führt. Es gibt verschiedene Methoden, den so freigesetzten Formaldehyd zu binden und dadurch sein Entweichen in die Raumluft zu verhindern.

Am häufigsten verwendet man einen Primer bzw. eine Grundierung aus einem Alkydharz-Anstrich, der insbesondere zur Grundierung von Holzspanplatten entworfen . wurde, da er einen ziemlich undurchlässigen Film bildet. Der Zusatz- von Harnstoff, H₂TSTCONH₂, zum Anstrichmittel, der mit dem Formaldehyd reagiert, ist ebenfalls bekannt. Harnstoff ist zugegebenermaßen kostengünstig, zur Reaktion ist jedoch eine ausreichend große Menge erforderlich, und dies führt zu verschiedenen Oberflächenschäden des Anstrichfilms.

Es wurden für diesen Zweck auch Hydrazine verwendet (DE-PS 1 188 750), die jedoch sehr toxisch sind und die in dem Anstrichmittel nicht für ausreichend lange Zeit in reaktivem Zustand verbleiben. ' ·

Überraschenderweise wurde nunmehr gefunden, daß der

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Zusatz zu der überzugszusammensetzung von Äthylenharnstoff und/oder ähnlichen cyclischen Harnstoffen zu einem Anstrichmittel führt, das sehr geeignet ist zum Anstreichen von Holzspanplatten und anderen derartigen Platten, und den freigesetzten Formaldehyd bindet.

Äthylenharnstoff ist sehr wirksam bei der Bindung von Formaldehyd, und darüber hinaus bewirkt die Anwendung der Substanz keine unerwünschten Nebenwirkungen hinsichtlich der Qualität des Anstrichfilms. *

Die Formel von Äthylenharnstoff ist

- ■■■■■" CK₀ - CH,

H - N«v ^"N - H Die Summenformel be-

. >· C ^ ' trägt

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Sein chemischer Name ist 2-Imidazolidon Propylenharnstoff · ·

H-N •N-H d.h. 2-Oxo-hexahydropyrimidin C'

C^hat einen ähnlichen Effekt. V. M

Eine ähnliche Wirkung wird auch mit 4,5-Dihydroxyimidazolidon usw. erzielt.

Aus der Veröffentlichung "Textilveredelung 2 (.1967), Heft 10", Seiten 744-757 ist es bekannt, daß cyclische Harnstoffverbindungen mit Formaldehyd reagieren und in der Veröffentlichung "Holz als Roh- und Werkstoff" 32

(1974), Seiten 402, 408-410 wird die Verwendung von

cyclischen Harnstoffverbindungen in dem Leim für Holzspanplatten zur Verringerung des Gehalts an freiem Formaldehyd empfohlen. · . · 5

Zwar sind verschiedene Substanzen bekannt, die Formaldehyd binden, jedoch ergibt es sich nicht von selbst, daß diese Substanzen auch geeignet sind zur Anwendung in einer Zusammensetzung eines Überzugs, an den sehr hohe Anforderungen gestellt werden, hinsichtlich der Gleichmäßigkeit des erhaltenen Films, und wobei die

• aufzutragende Menge (g/m ) so niedrig"wie möglich sein sollte, um ein wirtschaftliches Ergebnis zu erzielen.
.

Selbst wenn es nicht überraschend sein sollte, daß cyclische Harnstoffverbindungen Formaldehyd in' der überzugszusammensetzung gemäß der Erfindung binden, so ist es doch sehr überraschend, daß unter Anwendung -von relativ geringen Mengen ein ebener hochqualitativer Film erzielt wurde/ was beispielsweise bei Verwendung von Harnstoff nicht immer erzielt werden konnte. Selbst in solchen Fällen, bei denen ein zufriedenstellender Film unter .Verwendung von Harn-

■" stoff erzielt wurde, war dessen Formaldehyd bindende Wirkung beträchtlich unter der, die man mit cyclischen Harnstoffverbindungen erhält, die in der erfin-'dungsgemäßen Überzugszusammensetzung verwendet werden.

Folgende Beispiele dienen zur Erläuterung der überzugs-

■ zusammensetzung gemäß der Erfindung.

Ein Anstrichmittel wurde wie folgt hergestellt: 35

37 Gew.-% Polyvinylacetatdispersxon als Bindemittel,

34 Gew.-% TiO₂-Pigment und CaCO₃-FuIlStOff, 2,5 Gew.-% Glykole und Äther davon als Hilfslösungsmittel,
1,6 Gew.-% Emulgatoren und Eindickungsmittel, 2,2 Gew.-% Benetzungsmittel und Antischaummittel.

Das vorstehende Anstrichmittel wurde als "Übliches Anstrichmittel' bezeichnet.

Ein erfindungsgemäßes Anstrichmittel wurde· anschließend .hergestellt, unter Zusatz von 4 Gew.-% Äthylenharnstoff. zur Rezeptur des "Üblichen Anstrichmittels", und dieses Anstrichmittel wurde als "Neues Anstrichmittel 4" be-

zeichnet. ·

Ein weiteres erfindungsgemäßes Antrichmittel wurde her-'. gestellt, unter Zusatz von 2 % Äthylenharnstoff zu dem "üblichen Anstrichmittel" und wurde bezeichnet als "Neues Anstrichmittel 2". Zusätzlich können 0,2 bis · 10 % Harnstoff und ein wenig 25 % Ammoniak gegebenenfalls zugesetzt werden, wenn die Rezepturen der "Neuen Anstrichmittel 4" und "Neuen Anstrichmittel 2" herge-r stellt werden.
.

Das vierte Testanstrichmittel war "übliches Anstrichmittel", dem 3. % Harnstoff zugesetzt wurden. Es wurde. bezeichnet als "Harnstoff-Anstrichmittel 3".

Proben von Holzspanplatten wurden mit diesen Anstrichmitteln überzogen und anschließend'wie folgt untersucht.

Untersuchungen

Es wurden Untersuchungen zur Messung des Formaldehyde durchgeführt, wobei die überzogenen Spanplattenproben in einen 120 1-Behälter eingesetzt wurden.. Die Proben wurden dort 1 Woche bei 85 % relativer Feuchtigkeit und 20° C gehalten. Nach einer Woche wurde eine Luftprobe entnommen, wobei 1 1 pro Stunde abgezogen wurde bis 60 1 Luft erhalten waren; aus dieser Probe wurde die Formaldehydmenge als mg/m bestimmt.'

Ergebnisse
. .

1. Holzspanplatte (nicht angestrichen) 1>50 mg/m

2. Holzspanplatte, angestrichen mit 350 g/m ,

kein aktiver Bestandteil 0,26 mg/m

3. Holzspanplatte, angestrichen mit 350 g/m ₃

. "Harnstoff-Anstrichmittel-S" 0,17 mg/m

4. Holzspanplatte, angestrichen mit 175 g/m ₃

"Neues Anstrichmittel 2" - 0,07 mg/m

5. HoIzspänplatte, angestrichen mit 175 g/m ₃

"Neues Anstrichmittel 4" 0,01 mg/m

.

Die Ergebnisse zeigen, daß der-Zusatz von 2 und 4 Gew.-% Äthylenharnstoff die Begrenzung der Formaldehydmenge auf ein absolutes Minimum ermöglicht und dies darüber

. '2

hinaus mit einem Anstrichmittelauftrag von 175 g/m . Außerdem hat es sich gezeigt, daß die erfindungsgemäßen Anstrichmittel, einen fehlerfreien Anstrichfilm ergaben.

Die hier verwendeten Ausdrücke Anstrichmittel und

Anstrichmittel·-Zusammensetzung umfassen nicht nur übliche

Anstrichmittel, sondern auch Lacke und Oberflächenkitte ("surfacers") (Füllstoffe) usw.

Beispiel 2

Zu dem im Beispiel 1 erwähnten "üblichen Anstrichmittel" wurden 4 Gew.-% Propylenharnstoff gefügt und in glei-IQ eher Weise 4 Gew.-% Glyoxylmonoharnstoff' (4,5-Dihydroxyäthylenharnstoff), und Proben von Holzspanplatten wurden mit den so erhaltenen Anstrichmitteln.angestrichen, unter Anwendung eines Auftrags von 200 g Anstrichmittel/

m. Spanplatte. Wenn die so angestrichenen■Platten wie im Beispiel 1 untersucht wurden, zeigte es sich, daß die Formaldehydmenge unter Verwendung von Propylen-

3
harnstoff 0,17 mg/m und unter Verwendung von .4,5-Dihydroxyäthylenharnstoff 0,16 mg/m3 betrug und daß somit sowohl Propylenharnstoff als auch 4,5-Dihydroxy-■äthylenharnstoff den aus den Holzspanplatten freigesetzten . Formaldehyd binden, jedoch nicht so wirksam wie Äthylenharnstoff. ■

Zu Vergleichszwecken wurde ein "Harnstoff-Anstrichmittel 4" hergestellt, das 4 Gew.-% Harnstoff enthielt. Wurde in dieses "Harnstoff-Anstrichmittel 4" in einer Menge

■ 2

von 200 g/m auf Spanplattenproben aufgetragen, so zeigte es sich jedoch, daß derart starke Fehler in dem . Anstrichfilm auftraten, daß es nicht gerechtfertigt schien, mit der Untersuchung auf die Wirksamkeit der· Bindung von Formaldehyd fortzufahren.

Claims

Tikkurilan Väritehtaat Oy Kuninkaalantie 1, SF-01300 Vantaa 30, Finnland T 53 Überzugszusainmensetzung Patentansprüche

1. Überzugszusainmensetzung, die Formaldehyd bindet und geeignet ist zur Überzugsbildung auf Brett-

• bzw. Platten- bzw. Kartonmaterial und insbesondere auf Holzspanplatten, dadurch gekennzeichnet, daß' sie als einen Bestandteil cyclische Harnstoffverbindungen enthält. ■

2. Überzugszusainmensetzung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß der cyclische Harnstoff Äthylenharnstoff ist."

3. Überzugszusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,2 bis 10 Gew.-%, vorteilhaft 2 bis 4 Gew.-% cyclische Harnstoffverbindung enthält.

4. Überzugszusammensetzung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der cyclische Harnstoff Propylenharnstoff ist.

5. Überzugszusammensetzung nach Anspruch 1 oder einem . ■ . der übrigen vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in fluider bzw. flüssiger Form, beispielsweise als Lack bzw. Firnis, vorliegt.

6. Überzugszusämmensetzung nach Anspruch T oder einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie in fester Form, beispielsweise als Füllmaterial bzw. Füllstoff, vorliegt. " .