DE3826672A1 - Preparation of binder (adhesive)-bonded, compressed lignocellulose structures - Google Patents
Preparation of binder (adhesive)-bonded, compressed lignocellulose structuresInfo
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Abstract
Description
Bei der Herstellung von bindemittelgebundenen, gepreßten Lignocellulose gebilden neigen die Bindemittel, insbesondere Klebstoffe auf Isocyanat basis, dazu, auf den metallischen Oberflächen der verwendeten Apparatur zu haften, was bei der Herstellung von Formkörpern in Pressen, deren Stempel und Matrizen aus Metall bestehen, zu erheblichen Problemen führt. Beim Öffnen der Werkzeuge nach dem Preßvorgang bleiben Teile aus der Oberfläche der Förmlinge an den Werkzeugen haften. Dies führt zur Beschädigung der Oberflächen; zudem ist nach jedem Preßvorgang eine mechanische Reinigung der Oberflächen zur Entfernung der Rückstände nötig. Zur Abhilfe können Trennmittel verwendet werden.In the production of binder-bound, pressed lignocellulose Form the binders, especially adhesives tend to isocyanate base, in addition, on the metallic surfaces of the equipment used to adhere to what in the manufacture of moldings in presses, the Stamps and dies are made of metal, causing significant problems leads. When opening the tools after the pressing process, parts remain stick to the tools from the surface of the moldings. this leads to to damage the surfaces; in addition, after each pressing process mechanical cleaning of the surfaces to remove the residues necessary. Release agents can be used to remedy this.
Es wurde nun gefunden, daß bestimmte Urethanderivate sich hervorragend als Trennmittel zur Behebung dieser Probleme eignen.It has now been found that certain urethane derivatives are excellent are suitable as release agents to solve these problems.
Gegenstand der Erfindung ist also ein Verfahren zur Herstellung von bindemittelgebundenen, gepreßten Lignocellulosegebilden unter Verwen dung eines Trennmittels, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein wasserlösliches, hydroxyterminiertes Oligourethan als Trennmittel verwendet.The invention thus relates to a method for producing Binder-bound, pressed lignocellulose formed using dung of a release agent, which is characterized in that one water-soluble, hydroxy-terminated oligourethane as a release agent used.
Als Lignocellulosematerial für die Herstellung der Gebilde eignen sich übliche feinteilige Celluloseprodukte, vornehmlich Holzteilchen (insbesondere Fasern, Flocken oder Späne) sowie Cellulosefasern (z.B. Jute, Hanf, Leinen, Sisal, Kokos oder Zuckerrohr), gegebenenfalls im Gemisch untereinander oder auch mit Synthesefasern. Bevorzugt werden Holzteilchen eingesetzt, insbesondere Fasern, Späne oder Flocken aus Holz, das von Nadel- oder Laubbäumen gewonnen wird, vornehmlich von Koniferen (insbesondere Kiefernholz) und Holz von Laubbäumen (vornehm lich Birke, Buche, Eiche, Ahorn, Eukalyptus etc.). Darunter sind vor allem Koniferenhölzer und deren Gemische mit Laubhölzern (insbesondere Birke oder Buche) bevorzugt. Suitable lignocellulose material for the manufacture of the structures Usual fine-particle cellulose products, mainly wood particles (especially fibers, flakes or chips) as well as cellulose fibers (e.g. Jute, hemp, linen, sisal, coconut or sugar cane), optionally in Mix with each other or with synthetic fibers. To be favoured Wood particles used, in particular fibers, chips or flakes Wood obtained from coniferous or deciduous trees, mainly from Conifers (especially pine wood) and deciduous wood (especially (birch, beech, oak, maple, eucalyptus etc.). Below are before all coniferous woods and their mixtures with hardwoods (in particular Birch or beech) preferred.
Als Bindemittel für die Herstellung der gebundenen Lignocellulosegebilde eignen sich übliche Klebstoffe, insbesondere solche auf Isocyanatbasis, z.B. Diisocyanate, Polydiisocyanate und gegebenenfalls ionomere Polyure thane oder Polyharnstoffurethane. Geeignete Polyurethane als Klebstoffe sind z.B. Umsetzungsprodukte von Di- oder Polyisocyanaten mit Macrodio len und gegebenenfalls ionogenen Monomeren sowie gegebenenfalls Ketten verlängerern, wobei das Äquivalentenverhältnis Isocyanatgruppe zu iso cyanatreaktivem Wasserstoff, vornehmlich im Bereich von 0,995 bis 1,005 schwankt. Besonders geeignete Klebstoffe sind die unter den Abkürzungen MDI (Diphenylmethandiisocyanat) und PMDI (Polymethylenpolyphenylen polyisocyanat) bekannten Produkte.As a binder for the production of the bound lignocellulose structures suitable adhesives, in particular those based on isocyanate, are suitable, e.g. Diisocyanates, polydiisocyanates and optionally ionomeric polyures thane or polyurea urethanes. Suitable polyurethanes as adhesives are e.g. Reaction products of di- or polyisocyanates with macrodio len and optionally ionic monomers and optionally chains extend, the equivalent ratio of isocyanate group to iso cyanate-reactive hydrogen, mainly in the range from 0.995 to 1.005 fluctuates. Particularly suitable adhesives are those under the abbreviations MDI (diphenylmethane diisocyanate) and PMDI (polymethylene polyphenylene polyisocyanate) known products.
Die Bindemittel können in üblicher Form (insbesondere in wäßriger, erforderlichenfalls emulgierter Form) eingesetzt werden, so wie es sonst für die Herstellung von solchen Preßkörpern üblich ist.The binders can be in conventional form (in particular in aqueous, if necessary, emulsified form) can be used, as is otherwise the case is common for the production of such compacts.
Die erfindungsgemäß als Trennmittel einzusetzenden Oligourethane sind vorteilhaft Umsetzungsprodukte von Polyolen mit Polyisocyanaten in einem Äquivalentenverhältnis, das größer als 1 ist, insbesondere < 1,2. Be vorzugte als Trennmittel hier einzusetzende Oligourethane, sind solche, wie in der DE-OS 27 49 705 beschrieben, insbesondere Umsetzungsprodukte vonThe oligourethanes to be used as release agents according to the invention are advantageous reaction products of polyols with polyisocyanates in one Equivalent ratio that is greater than 1, especially <1.2. Be preferred oligourethanes to be used as release agents are those as described in DE-OS 27 49 705, in particular reaction products from
-
a) einer Verbindung der Formel
worin A Stickstoff oder den Rest eines trifunktionellen, aliphatischen
Alkohols, Aminoalkohols oder Polyamins, mit 3-6
Kohlenstoffatomen, Alkylen, Äthylen und/oder Propylen und n 1 bis 30 bedeuten,
mit a) a compound of the formula in which A is nitrogen or the residue of a trifunctional, aliphatic alcohol, amino alcohol or polyamine, with 3-6 carbon atoms, alkylene, ethylene and / or propylene and n is 1 to 30,
With -
b) einem Diisocyanat der Formel
OCN-R-NCO (II)worin R einen C2-15-Kohlenwasserstoffrest bedeutet,
im Äquivalenzverhältnis von 1,5 bis 3 Val a) pro Val b).b) a diisocyanate of the formula OCN-R-NCO (II) in which R is a C 2-15 hydrocarbon radical,
in the equivalence ratio of 1.5 to 3 Val a) per Val b).
In der Formel (I) bedeutet A vorzugsweise Stickstoff. Der Index n steht vorzugsweise für 2 bis 20, insbesondere 5 bis 16. Alkylen steht vorzugsweise für Äthylen.In formula (I), A is preferably nitrogen. The index n preferably represents 2 to 20, in particular 5 to 16. Alkylene preferably represents ethylene.
In der Formel (II) steht R vorzugsweise für einen C6-13-Kohlenwasser stoffrest, insbesondere für den zweiwertigen Rest von Toluol, Diphenylmethan, Dicyclohexylmethan, Isoforon oder verzweigten offenkettigen C6-9-Alkanen. Besonders bevorzugt ist die Verbindung der Formel (II) Toluylendiisocyanat.In formula (II), R preferably represents a C 6-13 hydrocarbon radical, in particular the divalent radical of toluene, diphenyl methane, dicyclohexyl methane, isoforone or branched open-chain C 6-9 alkanes. The compound of formula (II) tolylene diisocyanate is particularly preferred.
Auf die in der DE-OS 27 49 705 beschriebenen Herstellungsmethoden, Mengenverhältnisse und Reaktionsparameter sowie auf die einzelnen dort beschriebenen Produkte wird hier ausdrücklich Bezug genommen.On the manufacturing methods described in DE-OS 27 49 705, Quantities and reaction parameters as well as the individual there described products are expressly referred to here.
Die erfindungsgemäß als Trennmittel einzusetzenden Oligourethane werden vorteilhaft in Form von konzentrierten, wäßrigen Präparaten eingesetzt, vornehmlich solchen mit 5 bis 50% Feststoffgehalt, welche vor der Applikation gewünschtenfalls zu geeigneten wäßrigen Präparaten verdünnt werden können, z.B. durch Verdünnen mit Wasser zu sprühbaren Präparaten oder auch durch Mischen mit einer entsprechenden wäßrigen Bindemittel präparation zu einem sprühbaren gesamten Präparat. Das Gewichtsverhält nis zwischen Oligourethan (Trennmittel) und Klebstoff wird vorteilhaft im Bereich von 1 : 2 bis 1 : 100, vorzugsweise 1 : 6 bis 1 : 60, insbesondere 1 : 10 bis 1 : 40 gewählt. Bindemittel und Trennmittel können nacheinander oder vorzugsweise gleichzeitig, z.B. als wäßriges Präparat den Ligno celluloseteilchen, welche vorzugsweise trocken sind, zugegeben werden und mit diesen vermischt werden. Die Verwendung eines einzigen Präpa rates, das sowohl Bindemittel als auch Trennmittel enthält, hat insbe sondere bei Bindemitteln auf Isocyanatbasis den Vorteil, daß die Tropf zeit nicht verkürzt, sondern eher verlängert wird.The oligourethanes to be used as release agents according to the invention are advantageously used in the form of concentrated, aqueous preparations, mainly those with 5 to 50% solids content, which before If desired, application diluted to suitable aqueous preparations can be e.g. by dilution with water to form sprayable preparations or also by mixing with an appropriate aqueous binder preparation to a sprayable whole preparation. The weight ratio nis between oligourethane (release agent) and adhesive is advantageous in the range from 1: 2 to 1: 100, preferably 1: 6 to 1:60, in particular 1:10 to 1:40 selected. Binders and release agents can be used one after the other or preferably simultaneously, e.g. Ligno as an aqueous preparation cellulose particles, which are preferably dry, are added and be mixed with them. The use of a single prep rates, which contains both binders and release agents, has in particular especially with binders based on isocyanate the advantage that the drip time is not shortened, but rather extended.
Die Bindemittel können in üblichen Mengen eingesetzt werden, wie sie für das jeweilige Substrat geeignet sind und dem gewünschten Produkt ent sprechen. Das als Trennmittel dienende Oligourethan wird vorteilhaft in Mengen von 0,2 bis 20, vorzugsweise 0,4 bis 10 g pro kg gegebenenfalls verschnittene Lignocellulosemasse für das Einverleiben in die Masse verwendet.The binders can be used in conventional amounts, as for the respective substrate are suitable and ent the desired product speak. The oligourethane used as a release agent is advantageously used in Quantities of 0.2 to 20, preferably 0.4 to 10 g per kg, if appropriate blended lignocellulose mass for incorporation into the mass used.
Es ist aber auch möglich, das Trennmittel in Form von wäßriger Lösung auf die Oberfläche der vorgeformten Förmlinge, welche mit den heißen metallischen Oberflächen der Preßwerkzeuge in Berührung kommen, vor dem Preßvorgang aufzutragen, insbesondere aufzusprühen. Für diese Variante kann das Bindemittel ohne Beimischung des Trennmittels in die Masse einverleibt worden sein, oder es kann auch Trennmittel enthalten. Zum Auftragen auf die vorgeformten, nicht-gepreßten Förmlinge wird das Trennmittel vorteilhaft in einer Auftragsmenge von 0,1 bis 12, vorzugs weise 0,2 bis 6 g Oligourethan/m2 Substrat eingesetzt.However, it is also possible to apply, in particular by spraying, the release agent in the form of an aqueous solution onto the surface of the preformed moldings which come into contact with the hot metallic surfaces of the pressing tools. For this variant, the binder can have been incorporated into the composition without admixing the release agent, or it can also contain release agents. To apply to the preformed, non-pressed moldings, the release agent is advantageously used in an application amount of 0.1 to 12, preferably 0.2 to 6 g of oligourethane / m 2 substrate.
Die Lignocellulosegebilde können auf an sich übliche Weise hergestellt werden, z.B. indem die getrockneten (ATR) oder feuchten (mit z.B. bis zu 20% Feuchtigkeitsgehalt) Lignocellulosestückchen mit den Präparaten besprüht werden und gemischt werden, geformt werden und, gegebenenfalls nach einem Vorpressen, fertiggepreßt werden. Den Präparaten, die aufge tragen, insbesondere aufgesprüht werden, können gegebenenfalls weitere Zusätze zugefügt werden, z.B. Antistatika, Farbstoffe, Pigmente, Wachs emulsionen, Paraffinemulsionen, Fungizide oder sonstige Holzschutzmit tel, zweckmäßig in den jeweils geeigneten üblichen Konzentrationen.The lignocellulose structures can be produced in a conventional manner e.g. by drying (ATR) or moist (with e.g. up to 20% moisture content) Lignocellulose pieces with the preparations are sprayed and mixed, molded and, if necessary after a pre-pressing, be finished pressed. The drugs that are listed wear, in particular sprayed on, can optionally further Additives are added, e.g. Antistatic agents, dyes, pigments, wax emulsions, paraffin emulsions, fungicides or other wood preservatives tel, appropriately in the appropriate conventional concentrations.
Das Fertigpressen der Förmlinge kann kalt oder auch unter Erwärmen, insbesondere heiß erfolgen, je nach Bindemittel. Günstigerweise wird heißgepreßt, wobei die Hitzebehandlungstemperatur vorteilhaft oberhalb 100°C liegt, vorzugsweise zwischen 105 und 240°C, insbesondere zwischen 120 und 220°C. Bei diesen Temperaturen erfolgt die Aushärtung der Binde mittel in einer sehr kurzen Zeit, welche je nach Stärke und Konsistenz der Förmlinge und verwendetem Bindemittel von einigen Sekunden bis etwa 10 Minuten dauern kann; für die Herstellung von Preßspanplatten und Holz faserplatten kann diese Heißaushärtung, z.B. im Zeitbereich von 1/2 Minute bis 2 1/2 Minuten erfolgen. Die Formgebung und Verdichtung der Teile geschieht in üblicher Weise durch Pressen vor oder während des Härtens. Der Druck für die Kalt- oder Heißpresse kann im üblichen Bereich schwanken z.B. zwischen 5 und 100 bar je nach Teilchenhärte und Bindemittelart und -gehalt.The preforms can be pressed cold or with heating, especially hot, depending on the binder. Conveniently hot pressed, the heat treatment temperature advantageously above 100 ° C, preferably between 105 and 240 ° C, in particular between 120 and 220 ° C. The bandage hardens at these temperatures medium in a very short time, depending on the strength and consistency the moldings and binder used from a few seconds to about Can take 10 minutes; for the production of chipboard and wood fiberboard can this hot curing, e.g. in the time range from 1/2 minute to 2 1/2 minutes. The shape and compression of the Parts are done in the usual way by pressing before or during the Hardening. The pressure for the cold or hot press can usually be Range fluctuate e.g. between 5 and 100 bar depending on particle hardness and Type and content of binder.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können die Formkörper sehr rasch serienweise hergestellt werden, wobei die Metallteile der Apparaturen ohne Schwierigkeiten und ohne die hergestellten gepreßten Lignocellu losegebilde zu beeinträchtigen abgehoben bzw. geöffnet werden können und sofort wieder verwendet werden können.The moldings can be produced very quickly by the process according to the invention be produced in series, with the metal parts of the equipment without difficulty and without the pressed lignocellu produced loose picture can be lifted or opened and can be used again immediately.
In den folgenden Beispielen bedeuten die Teile Gewichtsteile und die Prozente Gewichtsprozente; die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.In the following examples, parts are by weight and Percentages by weight; the temperatures are in degrees Celsius specified.
Auf lufttrockene Holzfasern (Kiefernholz) werden nacheinander 5,6% eines handelsüblichen emulgierbaren MDI-Präparates in Form einer 60%igen wäßrigen Emulsion und 0,2% des Oligourethans von Beispiel 14 der DE-OS 27 49 705 in einem Drais-Mischer aufgesprüht. Nach 30 Minuten Mischzeit werden auf Drahtsieben daraus ca. 800 g schwere, quadratische Körper geformt und diese auf einer auf 140°C aufgeheizten Presse während 80 Sekunden mit einem Druck von 30 bar in die gewünschte Form gepreßt.Air-dried wood fibers (pine wood) are consecutively 5.6% a commercially available emulsifiable MDI preparation in the form of a 60% aqueous emulsion and 0.2% of the oligourethane from Example 14 of DE-OS 27 49 705 sprayed on in a Drais mixer. After 30 minutes of mixing are turned into 800 g, square bodies on wire sieves molded and this on a press heated to 140 ° C for 80 Pressed into the desired shape at a pressure of 30 bar for seconds.
Nach dem Öffnen der Presse sind die Preßwerkzeuge sauber und ohne Rückstände. After opening the press, the pressing tools are clean and without Residues.
Arbeitet man gleich wie vorher, aber ohne den Zusatz des Trennmittels, so bleiben größere Teile aus der Oberfläche an den Preßwerkzeugen haften.If you work the same way as before, but without the addition of the release agent, this way, larger parts from the surface remain on the pressing tools be liable.
Auf ein Gemisch aus 93% Holzfasern (Kiefernholz), 4% Jutefasern und 3% Polyethylenfasern, das auf einen Feuchtgehalt von 5% getrocknet wurde, werden mittels zweier Dosierpumpen, die auf eine einzige Spritzdüse arbeiten, ein emulgierbares MDI, das noch höhermolekulare Polyurethane enthält und eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt von 6,6% des Oligo urethans von Beispiel 14 der DE-OS 27 49 705 aufgesprüht. Die Pumpen sind dabei so eingestellt, daß auf je 2 Teile MDI ein Teil Oligoure thanlösung gefördert wird. Nach dem Einsprühen von insgesamt 6% MDI und 0,2% des Oligourethans von Beispiel 14 der DE-OS 27 49 705, bezogen auf das absolute Trockengewicht der Fasermischung, wird noch während weite rer 20 Minuten auf einem Schaufel-Mischer gemischt. Anschließend werden auf einem Drahtsieb rechteckige Platten mit einem Stückgewicht von 1 kg geformt und diese auf einer beheizten Preße bei 160°C und 30 bar Druck während 60 Sekunden in die gewünschte Form gebracht.On a mixture of 93% wood fibers (pine wood), 4% jute fibers and 3% Polyethylene fibers that have been dried to a moisture content of 5%, are by means of two metering pumps, which are on a single spray nozzle work, an emulsifiable MDI, the even higher molecular weight polyurethane contains and an aqueous solution containing 6.6% of the oligo sprayed urethane of Example 14 of DE-OS 27 49 705. The pumps are set so that one part oligoure per 2 parts MDI than solution is promoted. After spraying a total of 6% MDI and 0.2% of the oligourethane from Example 14 of DE-OS 27 49 705, based on the absolute dry weight of the fiber mixture is still for a long time Mix for 20 minutes on a paddle mixer. Then be on a wire sieve rectangular plates with a unit weight of 1 kg shaped and this on a heated press at 160 ° C and 30 bar pressure brought into the desired shape for 60 seconds.
Die Preßwerkzeuge bleiben sauber und die Formteile haben eine schöne glatte Oberfläche.The pressing tools stay clean and the molded parts have a nice one smooth surface.
Arbeitet man gleich wie im Beispiel 2 beschrieben, aber ohne den Trenn mittelzusatz, so bleiben Teile aus der Oberfläche der Formkörper an den Preßwerkzeugen haften, weshalb diese nach jedem Preßvorgang mechanisch gereinigt werden müssen, was sehr zeitraubend ist. Zudem ist die Ober flächengüte der Formkörper stark vermindert.Do the same as described in example 2, but without the separator medium additive, so parts from the surface of the moldings remain on the Press tools stick, which is why they mechanically after each pressing process need to be cleaned, which is very time consuming. In addition, the waiter surface area of the moldings is greatly reduced.
Auf analoge Weise werden in den obigen Beispielen anstelle des Produktes gemäß Beispiel 14 der DE-OS 27 49 705 die Produkte der Beispiele 16, 17, 18, 19, 20 oder 21 der DE-OS 27 49 705 eingesetzt.Analogously, in the examples above, instead of the product according to Example 14 of DE-OS 27 49 705 the products of Examples 16, 17, 18, 19, 20 or 21 of DE-OS 27 49 705 used.
Auf analoge Weise wie die Holzfaserplatten gemäß Beispielen 1 und 2 werden Platten aus Holzspänen oder Holzflocken hergestellt.In an analogous manner to the wood fiber boards according to Examples 1 and 2 boards are made from wood chips or wood flakes.
Claims (12)
- a) einer Verbindung der Formel
worin A Stickstoff oder den Rest eines trifunktionellen, aliphatischen
Alkohols, Aminoalkohols oder Polyamins, mit
3-6 Kohlenstoffatomen, Alkylen, Äthylen und/oder Propylen und n 1 bis 30 bedeuten,
mit - b) einem Diisocyanat der Formel
OCN-R-NCO (II),worin R einen C2-15-Kohlenwasserstoffrest bedeutet,
im Äquivalenzverhältnis von 1,5 bis 3 Val a) pro Val b).
- a) a compound of the formula in which A is nitrogen or the residue of a trifunctional, aliphatic alcohol, amino alcohol or polyamine, with 3-6 carbon atoms, alkylene, ethylene and / or propylene and n is 1 to 30,
With - b) a diisocyanate of the formula OCN-R-NCO (II), in which R denotes a C 2-15 hydrocarbon radical,
in the equivalence ratio of 1.5 to 3 Val a) per Val b).
A Stickstoff,
n 2 bis 20 und
R einen C6-13-Kohlenwasserstoffrest
bedeuten.4. The method according to claim 3, characterized in that
A nitrogen,
n 2 to 20 and
R is a C 6-13 hydrocarbon residue
mean.
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DE19883826672 DE3826672A1 (en) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | Preparation of binder (adhesive)-bonded, compressed lignocellulose structures |
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