DE4229396C2 - Verfahren zur Herstellung von Span- oder Faserplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Span- oder Faserplatten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bereits aus der AT-PS 270 189 ist es bekannt, Span- und Faser­ platten unter Verwendung eines NCO-Gruppen als reaktive Gruppen aufweisenden Bindemittels herzustellen. Hierbei wird eine Isocyanatlösung auf lignocellulosehaltige Späne oder Fasern aufgebracht. Aus den Spänen bzw. Fasern wird anschließend eine Matte geformt, die unter Einwirkung von Wärme zu der Span- bzw. Faserplatte heißverpreßt wird. Vorteilhaft weist eine mit einem NCO-Gruppen aufweisenden Bindemittel gebundene Span- oder Faser­ platte eine hervorragende Feuchtebeständigkeit und keinerlei von Bindemittel herrührende Formaldehydemission auf. Als nachteilig stellt sich jedoch heraus, daß NCO-Gruppen aufweisende Bindemittel im Vergleich zu anderen Bindemitteln geringere Klebwirkung aufweisen, die zudem durch vergleichsweise hohe Temperaturen und lange Preßzeiten beim Heißpressen der Span­ bzw. Faserplatte aktiviert werden muß. Entsprechend machen sich bei der Herstellung von Span- und Faserplatten unter Verwendung eines NCO-Gruppen aufweisenden Bindemittels die Kosten für einen hohen Bindemittelanteil am Endprodukt und ein geringer Ausstoß der Heißpressen sowie ein relativ hoher Ausschuß negativ bemerkbar. Dabei ist beachtlich, daß einer Steigerung der Preßtemperaturen, um im Inneren der Natte schneller die zum Aushärten des Bindemittels notwendigen Temperaturen zu erreichen, insofern Grenzen gesetzt sind, als daß beim Heißpressen der Matte sehr schnell verdampfte Substanzen, insbesondere Wasser­ dampf die Qualität der Span- bzw. Fasermatte beeinträchtigen.

Ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE-OS 33 28 662 bekannt.

Als Katalysator zur Verwendung bei der Herstellung von Polyurethanschaum ist das Produkt Texacat-DPA bekannt, welches von der Firma Texaco-Chemical Deutschland GmbH beziehbar ist.

Texacat-DPA ist N-(3-Dimethylaminopropyl-)-N,N-Diisopro­ panolamin, welches auf die Lehre der US-PS 4 101 466 zurückgeht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein konkretes Verfah­ ren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufzuzeigen, das zu stabilen Span- bzw. Faserplatten mit einem geringen Bindemittel­ anteil bei kurzen Preßzeiten und/oder niedrigen Preßtemperaturen führt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Offene Lagerzeiten von bis zu 30 Minuten und darüber zeigen bei dem hier verwendeten Katalysator keinen merklichen Einfluß auf den Wirkungsgrad des mit dem Katalysator versetzten Bindemittels beim Heißverpressen. Zugleich lassen sich die Preßzeiten im Vergleich zu Verfahren ohne Katalysatoreinsatz um bis zu ca. 30 % verkürzen, ohne daß merkliche Qualitätseinbußen auftreten. Vielmehr wird sogar eine Verbesserung der mechanischen Eigen­ schaften der Span- bzw. Faserplatte beobachtet. Dies ist darauf zurückzuführen, daß durch den Katalysator beim Heißpressen der beleimten Späne bevorzugt die Ausbildung von Urethanbindungen zwischen den lignocellulosehaltigen Spänen bzw. Fasern und dem NCO-Gruppen aufweisenden Bindemittel erfolgt, während der Anteil der bindemittelinternen Polyharnstoffbindungen entsprechend zurückgeht. Alternativ oder parallel zu der Preßzeitverkürzung ist eine Herabsetzung der Preßtemperatur von bis zu ca. 30 K möglich. Dies führt zu einem merklich verringerten Ausschuß durch Wasserdampfschäden.

Das Bindemittel wird in einer wäßrigen Suspension oder Emulsion auf die Späne oder Fasern aufgetragen, wobei der Katalysator in dem Wasser gelöst ist. Ein wasserlöslicher Katalysator hat insbesondere den Vorteil, daß er fein und gleichmäßig in dem Bindemittel verteilbar ist. So reichen geringe Einsatzmengen des hochpreisigen Katalysators aus.

Der Katalysator ist ein tertiäres Amin. Tertiäre Amine werden beim Heißverpressen der beleimten Späne fest in die entstehenden Bindungen eingebaut und dadurch chemisch inaktiviert.

Das Bindemittel kann ein Polyisocyanat, insbesondere polymeres 4,4′-Methylendiisocyanat (PMDI) sein. Das bei der Herstellung von Span- und Faserplatten derzeit gebräuchliche PMDI ist in an sich unveränderter Zusammensetzung für die Herstellung von Span- und Faserplatten unter Verwendung des eine Polyurethanreaktion beschleunigenden Katalysators geeignet.

Der Katalysator kann in einer Konzentration zwischen 2,0 und 0,001 Gewichts-% bezogen auf das Bindemittel eingesetzt werden. Insbesondere erweisen sich Konzentrationen zwischen 0,5 und 0,005 Gewichts-% bei der Herstellung von Span- und Faserplatten unter Verwendung eines NCO-Gruppen aufweisenden Bindemittels als geeignet. Die niedrigen Anteile, in denen der Katalysator zur Entfachung der gewünschten Wirkung ausreicht, machen deutlich, daß er, obwohl er möglicherweise chemisch in das Reaktions­ produkt eingebaut wird, ein echter Katalysator im klassischen Sinne ist und keinen eigentlichen Reaktionspartner darstellt. Die geringen notwendigen Konzentrationen sind außerdem Voraus­ setzung dafür, daß die Herstellung von Span- und Faserplatten unter Verwendung des Katalysators wirtschaftliche Vorteile aufweist. Es wäre unsinnig, wenn die erreichbare Preßzeit­ verkürzung von etwa 30% bzw. die erreichbare Preßtemperatur­ verringerung von etwa 30 K bzw. die Bindemitteleinsparung durch einen erhöhten finanziellen Einsatz für den Katalysator mehr als vollständig oder auch nur vollständig ausgeglichen würde.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert und beschrieben.

Auf einer herkömmlichen Produktionsanlage zur Herstellung von Spanplatten unter Verwendung eines NCO-Gruppen aufweisenden Bindemittels wurde dem Bindemittel ein [N-(3-Dimethylamino­ propyl-)-N,N-Diisopropanolamin] als handelsüblicher, eine Polyurethanreaktion beschleunigender Katalysator zugesetzt. Das Bindemittel, ein polymeres 4′4-Methylendiisocyanat (PMDI), lag in wäßriger Emulsion vor. Das Verhältnis der Anteile des Wassers und des PMDI betrug 1 : 1. Das Bindemittel war ein handelsübliches, unmodifiziertes Polyisocyanat (Desmodur 1520 A, Bayer Leverkusen AG). Der eine Polyurethanreaktion beschleu­ nigende Katalysator war TEXACAT-DPA (Texaco-Chemical Deutschland GmbH) und wurde dem Wasseranteil der Bindemittelemulsion in einer Konzentration zugesetzt, die 0,5 Gewichts-% des PMDI- Anteils der Emulsion entsprach. Mit der so angereicherten Bindemittelemulsion wurden Späne in üblicher Weise beleimt. Anschließend wurde nach dem Formen einer Matte aus den Spänen und dem Verpressen der Matte zu einer Spanplatte unter Einwirkung von Wärme die Qualität der resultierenden Spanplatten in Abhängigkeit von der Preßzeit untersucht. Auch bei einer die übliche Preßzeit ohne Katalysatoreinsatz um ca. 25% unter­ schreitenden Preßzeit wurden noch keine die Handelsfähigkeit der Spanplatte beeinträchtigenden Qualitätseinbrüche beobachtet. Statt dessen zeigten sich verbesserte mechanische Eigenschaften der beurteilten Spanplatten, die noch deutlich unterhalb der üblichen Preßzeit auftraten. Hinsichtlich der offenen Lagerzeit wurde bis zu 30 Minuten keine signifikante Herabsetzung der Klebewirkung des Bindemittels festgestellt. Hiermit ist der gesamte Bereich der üblichen offenen Lagerzeiten abgedeckt. Insgesamt stellt sich heraus, daß das neue Verfahren zur Herstellung von Span- oder Faserplatten unter Verwendung eines NCO-Gruppen aufweisenden Bindemittels und des speziellen eine Polyurethanreaktion beschleunigenden Katalysators auf herkömmlichen Produktionsanlagen gefahren werden kann und bei gleichbleibender Qualität der Produkte den Ausstoß dieser Produktionsanlagen um bis zu einem Drittel steigert. Der hierfür zu leistende finanzielle Einsatz hinsichtlich des Katalysators ist angesichts der erreichbaren Vorteile vergleichsweise gering.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung von Span- oder Faserplatten, wobei lignosecellulosehaltige Späne oder Fasern mit einem NCO- Gruppen aufweisenden Bindemittel beleimt, zu einer Matte geformt und unter Einwirkung von Wärme zu der Span- bzw. Faserplatte verpreßt werden, wobei dem Bindemittel ein tertiäres Amin als ein eine Polyurethanreaktion beschleunigender Katalysator zuge­ setzt wird, wobei das Bindemittel in einer wäßrigen Suspension oder Emulsion auf die Späne oder Fasern aufgebracht wird und wobei das tertiäre Amin eine Hydroxylgruppe aufweist, so daß es beim Verpressen chemisch in die Span- bzw. Faserplatte eingebaut wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator N-(3- Dimethylaminopropyl-)-N,N-Diisopropanolamin ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das NCO-Gruppen aufweisende Bindemittel ein Polyisocyanat ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyisocyanat polymeres 4,4′-Methylendiisocyanat (PMDI) ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator in einer Konzentration zwischen 2,0 und 0,001 Gew.-% bezogen auf das NCO-Gruppen aufweisende Bindemittel eingesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator in einer Konzentration zwischen 0,5 und 0,005 Gew.-% bezogen auf das NCO-Gruppen aufweisende Bindemittel eingesetzt wird.