ES2935907T3 - Proceso de producción de las resinas que contienen poliflavonoides y derivados y su aplicación en los productos de tableros de materiales compuestos a base de madera - Google Patents

Abstract

La invención consiste en el compuesto de resina copolimérica que contiene el grupo amino constituido por poliflavonoides y sus compuestos derivados, compuestos amino (urea, monometilolurea, dimetilolurea, etc.), formaldehído y agentes estabilizantes. La vida útil de la composición de resina de copolímero producida es de 1 a 2 meses a 18-20°C. La invención trata sobre la capacidad de dicha resina para reducir el nivel de formaldehído de los productos compuestos a base de madera sin sacrificar los valores de rendimiento (ensayos físicos, mecánicos) del tablero. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Proceso de producción de las resinas que contienen poliflavonoides y derivados y su aplicación en los productos de tableros de materiales compuestos a base de madera

Campo técnico de la invención

El componente principal de la invención son los compuestos flavonoides poliméricos cuya composición química es de naturaleza orgánica, que consisten en una mezcla de diferentes estructuras aromáticas y la mayoría de las cuales son sustancias glucosidizadas con característica fenólica. Los pesos moleculares de la composición química oscilan entre 500 y 20 000, y está compuesto por compuestos polifenólicos solubles en agua. Estos compuestos son capaces de asociarse con otros polímeros, tales como proteínas y polisacáridos.

El lugar de aplicación de la resina, producida en proporciones molares variables, de la presente invención son los productos compuestos a base de madera y están relacionados con la reducción de los costes de producción, sin sacrificar la velocidad de rendimiento del proceso, y la reducción del nivel de formaldehído libre del tablero. Los compuestos poliflavonoides son los flavonoides poliméricos complejos solubles en agua de base orgánica y compuestos derivados que tienen una amplia dispersión en las plantas, contribuyen a la invención y mejoran el rendimiento de la resina en cuestión, y son capaces de reducir el nivel de formaldehído libre de los tableros a base de madera producidos y de desactivar el formaldehído libre en la etapa final de la reacción de condensación durante el proceso de prensado en caliente. Dichos compuestos poliflavonoides constituyen una resina de copolímero híbrido de última generación sintetizada con resina de urea-formaldehído en el reactor. Por lo tanto, la invención se refiere al uso de esta resina en la producción de tableros con la clasificación E0, E1, CARB1, CARB2 en la producción de materiales compuestos a base de madera (FDM, TA, etc.) sin utilizar un captador de formaldehído en los productos compuestos a base de madera y su método de aplicación. Esta solicitud se describe en la sección de aplicaciones junto con referencias específicas.

Abreviaturas y definiciones

FDM: Tablero de fibras de densidad media

FDA: Tablero de fibras de densidad alta

TA: Tablero de aglomerado

TFO: Tableros de fibras orientadas

CC: Capa central

CS: Capa superficial

F: Formaldehído

U: Urea

UF: Resina de urea-formaldehído (copolímero) UFKT-37: Cola de urea-formaldehído de Kastamonu Entegre P: Poliflavonoide

TS EN 120: Método del perforador

TS EN 717-1: Método de cámara

E0: Límite de emisión de formaldehído según la norma europea (TS EN 120) <3 mg de formaldehído libre/100 g (tablero de material compuesto), TS EN 717-1 <0,062 mg/m3 de formaldehído libre al aire libre.

E1: Límite de emisión de formaldehído según la norma europea (TS EN 120) <8mg de formaldehído libre/100 g (tablero de material compuesto), TS EN 717-1 <0,124 mg/m3 de formaldehído libre al aire libre.

E2: Límite de emisión de formaldehído normativo europeo <30 mg de formaldehído libre/100 g (tablero de material compuesto), TS EN 717-1 >0,124 mg/m3 de formaldehído libre al aire libre.

CARB 1: California Air Resource Board Phase I ("Junta de Recursos del Aire de California Fase I) (vigente a partir del 07/2009).

CARB2: California Air Resource Board Phase II ("Junta de Recursos del Aire de California Fase II") (vigente a partir del 07/2012).

Estado de la técnica

La demanda de productos forestales con baja emisión de formaldehído similares a la madera ha aumentado debido al rápido crecimiento de la población en el mundo, a la industrialización, a la puesta en marcha de las instalaciones de productos forestales de alta capacidad y a la sensibilización de los consumidores. La resina de urea-formaldehído se utiliza, opcionalmente, en diversas proporciones molares durante la producción por vía seca y la unión de los tableros en el 90 % de la producción mundial de materiales compuestos a base de madera. La resina de urea-formaldehído producida en diferentes proporciones molares se estabiliza como resultado de la reacción final bajo prensado en caliente con el efecto catalítico de las sales de amonio. Las resinas con componentes amino entran en la reacción de policondensación a una temperatura de 80 a 110 °C, en función de la proporción de utilización de ácidos y sales.

Hoy en día, los niveles de formaldehído libre de los tableros producidos con resina de urea-formaldehído sintetizada en diferentes proporciones molares están en la clasificación E2 y es posible producir productos compuestos a base de madera (FDM, TA) utilizando esta resina. Por otro lado, en la producción de productos compuestos a base de madera, es posible producir tableros comparables a la clasificación E1 agregando una solución de captador (captador de formaldehído) a la resina de urea-formaldehído. Sin embargo, en función de la cantidad de la solución de captador utilizada, esto conduce a una pérdida de rendimiento en el proceso, a un aumento en el consumo de resina para garantizar que el producto compuesto mantenga sus características (ensayos mecánicos, físicos) y, por consiguiente, a un aumento en el coste de producción del producto compuesto a base de madera.

A pesar del uso de cola de urea-formaldehído normal y solución de captador (captador de formaldehído) en la producción de productos compuestos a base de madera (FDM, TA), solo es posible producir un tablero con la clasificación E0, E1, CARB1, CARB2 con altos costes de producción. Por lo tanto, no es posible reducir los valores de formaldehído libre de los productos compuestos a base de madera (FDM, TA) hasta un valor igual al de la madera natural sin procesar. Por este motivo, es imposible producir productos compuestos a base de madera (FDM, TA) sin efectos para la salud que mejoren la calidad del aire de los espacios de interior.

Los productos compuestos industriales a base de madera son los preferidos por los consumidores como alternativa a los materiales naturales a base de madera, debido a su estética y estructura natural, procesabilidad y facilidad de uso. En cuanto a los productos compuestos industriales a base de madera, los consumidores de productos industriales y finales solicitan un nivel de formaldehído libre igual al de las maderas naturales sin procesar. En la producción de productos compuestos a base de madera (FDM, TA), se utilizan resinas sintéticas con fines aglutinantes (como agentes aglutinantes). En este sector, se prefieren las resinas sintéticas debido a su facilidad de uso y precios asequibles.

Las resinas sintéticas de la invención permiten la producción de tableros cuyo nivel de formaldehído libre es igual al de las maderas naturales sin procesar (con la clasificación E0, E1, CARB1, CARB2) en productos de tableros de materiales compuestos (FDM, TA) debido a su contenido en compuestos derivados de poliflavonoides, así como a la estructura química y la forma de dicho compuesto.

Este compuesto, que se denomina "compuesto de base orgánica" en todas las resinas con grupos amino utilizadas para producir un tablero de material compuesto dentro de dichas normas para los productos compuestos a base de madera y que permite la producción de tableros de materiales compuestos con baja emisión de formaldehído se denomina "poliflavonoides y derivados (tanino condensado; compuestos poliméricos de monoflavonoides y bioflavonoides y derivados)". El compuesto en cuestión se introduce en la reacción en la producción de resinas de urea-formaldehído. La resina de tipo copolímero sintetizada se denomina "resina híbrida de última generación (cola de urea-formaldehído de Kastamonu Entegre; UFKT-37)".

Las resinas de urea-formaldehído se utilizan en diversas proporciones molares con fines adhesivos en la producción de productos compuestos a base de madera. Se han realizado diversas investigaciones sobre el uso de las colas que contienen compuestos poliméricos flavonoides y derivados extraídos de fuentes renovables y con propiedades fenólicas. Las resinas a escala de laboratorio se produjeron mediante la síntesis, en concreto, de los compuestos poliméricos flavonoides y sus derivados con formaldehído. Con respecto a estas resinas, se realizaron estudios sobre la producción de tableros aglomerados y contrachapados con alta resistencia física frente a condiciones ambientales húmedas.

El poliflavonoide se utiliza como agente de reticulación y de captación en las fases de reacción de las resinas sintéticas a base de amino debido a la estructura química y las propiedades de los compuestos y, también, acelera de 10 a 50 veces la reacción. En general, la reticulación se produce en la forma de urea-formaldehído. La vida útil de la resina de urea-formaldehído (UFKT-37) producida utilizando el compuesto mencionado anteriormente varía según el porcentaje de dicho compuesto en la resina de urea-formaldehído, la fase de adición de los compuestos poliflavonoides a la reacción durante la síntesis de la resina de urea-formaldehído, así como el pH, la temperatura y la densidad de la resina final.

En general, los estudios científicos se centran en el uso de carbohidratos derivados de material de biomasa orgánica (compuestos flavonoides) en la producción de resinas a base de fenol en lugar de fenol.

Los compuestos poliméricos monoflavonoides y bioflavonoides y derivados, la materia objeto de la presente invención, se extraen de un árbol especial. Entre estas especies de árboles, las especies más comunes son Acacia mollissima L, Schinopsis lorenzii, Tsuga heterophylla, Tsuga canadensis, Pinaceae. Los compuestos monoflavonoides y biflavonoides en cuestión tienen un alto peso molecular. Estos son los compuestos que no se pueden descomponer con enzimas hidrolíticas y se convierten en flobafeno con ácidos fuertes, cuyo contenido sin azúcar está relacionado con los enlaces C-C.

Los estudios sobre la síntesis de resina de formaldehído con compuestos poliflavonoides se remontan a la década de 1950. En años posteriores, los estudios realizados por Plomley demostraron que la resina sintetizada como resultado de la reacción de poliflavonoides y formaldehído son materias primas adecuadas para la producción de tableros aglomerados y contrachapados. Dadas las condiciones de producción entonces, su uso en la industria de los tableros como agente de reticulación mostró un desarrollo lento debido a los problemas encontrados en la práctica.

Los compuestos poliméricos poliflavonoides en cuestión y sus derivados son compuestos químicos orgánicos de origen natural. Dado que dichos compuestos tienen una estructura fenólica, se realizaron varios estudios sobre las tecnologías convencionales de preparación y uso aplicadas a las resinas de fenol formaldehído. Estos compuestos orgánicos constan de 5 a 11 unidades de monoflavonoides basadas en la molécula de poliflavonoides. En unidades de monoflavonoides, 2 anillos fenólicos (A y B) están unidos por un anillo heterocíclico. Estos compuestos pueden entrar en una reacción de 10 a 50 veces más rápido que la reacción del fenol con formaldehído en condiciones similares, debido a sus anillos A resorcinólicos o floroglucinólicos.

Como se condensan durante la reacción, los compuestos derivados de flavonoides aceleran la reacción de la resina que contiene grupos reactivos metilol con su estructura de flavonoides. Por lo tanto, los resoles de flavonoides no son estables y su conservación y caducidad son relativamente cortas. La estructura química del compuesto poliflavonoide en cuestión se ofrece a continuación en la fórmula X.

Fórmula X.

Dicho compuesto adquiere una característica específica en función de la hidroxilación en los anillos A y B. La máxima reacción general del anillo A es la sustitución de los electrones del átomo de hidrógeno. Por lo tanto, esto aumenta la reactividad de dicho compuesto. Los hidroxilos en su estructura constituyen fuertes donantes de electrones. Cuanto mayor sea el número de hidroxilos en la estructura del anillo, más aumenta la densidad de electrones de ese anillo. Por tanto, adquiere una mejor estructura nucleófila. Por lo tanto, las estructuras nucleófilas se convierten en estructuras de carbocationes más estables como resultado de ataques desde el exterior. Las estructuras de los flavonoides están unidas entre sí y forman moléculas de poliflavonoides; estos compuestos se muestran con la fórmula Y.

Fórmula Y.

Se han realizado varios estudios sobre el uso de varios tipos de extractos de corteza como agentes de reticulación en la producción de tableros aglomerados y sobre la utilizabilidad en condiciones al aire libre de los tableros aglomerados producidos con extractos de corteza.

En estos estudios, en general, se añaden concentrados de paraformaldehído, hexamina o urea-HCHO antes de la aplicación de la resina en cuestión como adhesivo. Además, en general, se agrega metanol a esta cola para verificar la viscosidad, prolongar la vida útil y evitar la gelificación en la preparación de la resina. El extracto de poliflavonoides está compuesto por una serie de oligómeros poliméricos que normalmente forman polímeros. Por lo tanto, no hay necesidad de formar un prepolímero, como en la reacción de formaldehído con fenol. Esto conduce a la necesidad de una pequeña cantidad de formaldehído solo para fines de endurecimiento. La rápida reactividad, por otro lado, garantiza un rápido tiempo de gelificación, un tiempo de prensado más corto en comparación con el de las colas de fenol-formaldehído y una excelente resistencia en condiciones al aire libre.

Las resinas de urea son las primeras resinas amínicas utilizadas en la práctica. En la década de 1920, los productos de reacción de urea-formaldehído se utilizaron como agente de moldeado, reticulación y recubrimiento en diversos campos industriales. Los estudios realizados al respecto son los siguientes: documento US 1912593, compuestos copoliméricos formados por urea-formaldehído y polihidroxifenoles y su uso en procesos de curtido; documento EP1266730, extracción de cola de compuestos copoliméricos de melamina-urea-formaldehído o fenol-ureaformaldehído; documento EP639434, extracción de cola de compuestos copoliméricos de urea-formaldehído, melamina-urea-formaldehído o tanino-formaldehído y su uso en la producción de tableros de fibras de densidad media.

En el estado anterior de la técnica, era necesario utilizar captadores de formaldehído (agente captador) para producir productos compuestos a base de madera con baja emisión de formaldehído. Estos captadores de formaldehído conducen tanto a una disminución de la velocidad de producción durante el proceso como a un aumento de los costes de producción. Sin embargo, los inventores lograron eliminar estos problemas en esta área objeto de la invención mediante la síntesis de la resina híbrida de última generación de poliflavonoides-urea-formaldehído utilizando compuestos orgánicos poliméricos de poliflavonoides.

Según la presente invención, la resina producto de condensación que contiene compuestos poliméricos poliflavonoides que se sintetiza con resina de urea-formaldehído en diferentes proporciones molares (F:U) es capaz de disminuir los costes de producción de los tableros con la clasificación E0, E1, CARB1, CARB2 producidos sin usar captador de formaldehído en la producción de productos compuestos a base de madera (FDM, TA) y optimizar estos productos para las normas TS EN en términos de resistencia física y mecánica y reducir el nivel de formaldehído libre de estos productos al nivel de formaldehído libre de la madera natural sin procesar. Por lo tanto, los tableros de material compuestos de productos forestales producidos con esta resina aportan ventajas en términos de asequibilidad, seguridad y salud en el trabajo y factores ecológicos, y constituyen un cambio al mejorar la calidad del aire en los espacios de interior.

El documento WO2004058843 es conocido en la técnica y describe una composición de resina que comprende un copolímero de (a) un tanino; (b) un compuesto de amino; (c) un aldehído; (d) un estabilizante para impartir estabilidad al copolímero de tanino-compuesto de amino-aldehído.

En un artículo conocido en la técnica, se divulga un estudio de la utilidad y el rendimiento de resinas de laboratorio óptimas a base de tanino de mimosa-almidón de maíz en la producción industrial de tableros de partículas [Amine Moubarik et al., "Mechanical characterization of industrial particleboard panels glued with cornstarch-mimosa tanninurea formaldehyde resins", JOURNAL OF ADHESION SCIENCE AND TECHNOLOGY, vol. 27, n.° 4, 01/02/2013, págs. 423-429, XP055284108, ISSN: 0169-4243, DOI: 10.1080/01694243.2012.711739].

En un artículo conocido en la técnica, se divulga un estudio de la influencia de la adición de una mezcla de taninos extraídos de la corteza de dos especies de Acacia sobre las propiedades mecánicas y físicas de tableros de partículas de laboratorio fabricados con resina de UF y materias primas infrautilizadas [M. Elbadawi et al., "Mechanical and physical properties of particleboards made from Ailanthus wood and UF resin fortified by Acacias tannins blend", Environ. Sci., 01/01/2015, págs. 1016-1021, XP055284290, recuperado de internet: URL: https://www.jmaterenvironsci.com/Document/vol6/vol6_N4/120-JMES-1324-2015-Elbadawi.pdf]

En un artículo conocido en la técnica, se divulga un estudio de la química y el desarrollo de condensados de tanino/urea-formaldehído para adhesivos de madera para exteriores [A. Pizzi, "The chemistry and development of tannin/urea-formaldehyde condensates for exterior wood adhesives ", JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE, vol. 23, n.° 9, 01/05/1979, págs. 2777-2792, XP055284295, EE. UU., ISSN: 0021-8995, DOI: 10.10021appl.1979.070230922],

En un artículo conocido en la técnica, se divulga un estudio para determinar el efecto del contenido de tanino de la resina de urea-formaldehído (UF) sobre en las propiedades del panel de un tablero de fibras de densidad media (FDM) [Boran Sevda et al., "The efficiency of tannin as a formaldehyde scavenger chemical in medium density fiberboard", COMPOSITES PART B:ENGINEERING, vol. 43, n.° 5, 11/08/2011, págs. 2487-2491, XP028918942, ISSN: 1359­ 8368, DOI: 10.1016/J.COMPOSITESB.2011.08.004].

El documento US2013287993 es conocido en la técnica y describe productos compuestos elaborados con composiciones aglutinantes que incluyen taninos y aldehídos multifuncionales.

En un artículo conocido en la técnica, se divulga un estudio de obtención de adhesivos para madera a base de lignina para la fabricación de tableros de partículas de madera [Hong Lei et al., "Environmentally friendly mixed tannin/lignin wood resins", JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE, 01/01/2007, págs. 203-209, XP055284306, EE.UU.; ISSN: 0021-8995, DOI: 10.1002/app.27011].

El documento EP0961813 es conocido en la técnica y describe una composición adhesiva que comprende: (i) uno o más carbohidratos solubles en agua derivados de un material lignocelulósico, (ii) uno o más compuestos fenólicos proporcionados por un extracto de corteza, madera o cáscaras de nuez, por lo que uno o más compuestos fenólicos son copolimerizables con uno o más carbohidratos solubles en agua, y (iii) un aldehído.

El documento EP0648807 es conocido en la técnica y describe un agente aglutinante a base de tanino, en donde dicho agente aglutinante se puede curar a temperaturas elevadas y es compatible con materiales que contienen celulosa, por ejemplo, madera, y son adecuados para la producción de materiales de madera, tales como tableros de aglomerado. El documento US2013289191 es conocido en la técnica y describe productos compuestos elaborados con composiciones aglutinantes catalizadas por ácido de Lewis que incluyen taninos y aldehídos multifuncionales.

Objetivo de la invención

El objetivo de la presente invención es reducir los costes de producción, aumentar el rendimiento y garantizar la producción de productos con las clasificaciones E0, E1, CARB1, CARB2, en la producción de tableros de materiales compuestos a base de madera que cumplan con los requisitos anteriores, eliminar dichas desventajas y aportar ventajas adicionales, así como garantizar un entorno de trabajo más saludable para los trabajadores mediante la creación de una atmósfera de aire limpio durante los procesos de producción de tableros de materiales compuestos a base de madera. Por lo tanto, el índice de formaldehído libre de los productos fabricados con la resina en cuestión desciende hasta un nivel igual al de la madera natural sin tratar.

En la producción de tableros FDM (tableros de fibras de densidad media), se utilizan materias primas lignocelulósicas, adhesivos, materiales hidrófobos, agentes endurecedores, productos químicos ignífugos (opcionalmente para productos especiales) y productos naturales mejoradores de la durabilidad (contra el daño por hongos e insectos). Los valores percentiles del FDM producido por vía seca son los siguientes: 80 % de madera y otros materiales lignocelulósicos, 10-12 % de productos químicos, 7-10 % de humedad.

Proceso de Producción de FDM (tablero de fibras de densidad media) por el proceso seco:

- Para la producción de FDM, las virutas derivadas de maderas duras y blandas se clasifican y se convierten en fibras de madera después de ser sometidas a vapor y procesadas por un desfibrador.

- Después, estas fibras se secan y se mezclan con aditivos de cola híbrida de última generación (UFKT-37), parafina, endurecedor y otros productos químicos.

- Las fibras mezcladas con aglutinantes y productos químicos se secan hasta un 8 a un 14 % de humedad, se separan de las virutas gruesas y sometido al proceso de formación de capas.

- Tras este proceso, las capas de fibras formadas durante el proceso de preprensado se comprimen de modo que se alcanza aproximadamente la mitad del espesor y se nivela mediante el recorte de los bordes.

- En la siguiente etapa de prensado en caliente, las fibras y los agentes aglutinantes a alta temperatura y alta presión se combinan y endurecen por completo y se conforman en tableros de los espesores deseados.

- En la etapa final de la producción, los tableros prensados en caliente se ajustan al tamaño, se lijan y se alisa la superficie.

Los materiales lignocelulósicos se agrupan en diferentes clases en función de sus densidades. Clasificación de tableros de fibras por densidad

- FDM de densidad alta (FDA - FDM de densidad alta) >800 kg/m3

- FDM de densidad media (FDM de densidad media) 650-800 kg/m3

- FDM de densidad baja (LDF - FDM de densidad baja) <650-550 kg/m3

- FDM de densidad ultrabaja (ULDF - FDM de densidad ultrabaja) <550 kg/m3

Proceso de producción de TA (tablero de aglomerado):

- Para la producción del tablero de aglomerado, se forman virutas de la materia prima de madera en la astilladora en función de sus clasificaciones y se clasifican las virutas resultantes.

- El disco se agrupa en las clases macro y micro en el tamiz y se forman copos en el laminador.

- Los copos húmedos resultantes del proceso se secan hasta el 1,5 % de humedad y se dividen en cuatro fracciones en el tamiz, que incluyen copos de gran tamaño, de CC, de CS y copos finos.

- Los copos de gran tamaño se refinan y se llevan a la fase de producción, mientras que los copos de CC se envían a la macrotolva seca para formar la capa intermedia del aglomerado, los copos de CS se envían a la macrotolva para formar las capas superficiales del tablero y las escamas finas se envían a la tolva de polvo para quemarlas. - Una vez que los copos secos de CC y CS se mezclan con aglutinantes de resina (UFKT-37) y productos químicos en mezcladores separados, se sitúan en la capa. A continuación, se hacen pasar por la zona de preimpresión, se procesan en la prensa caliente y, después, se conforman en una estructura con el espesor deseado.

- Se llevan al almacén provisional tras los procesos de aclimatación y ajuste de tamaño.

- Después del proceso de lijado, se clasifican por sus calidades y se preparan para su envío.

Proceso de producción de resina de urea-formaldehído (proporción molar F:U 1,5-0,6:1)

- La solución acuosa de formaldehído con una concentración del 35 al 55 % se carga en el reactor (temperatura del formaldehído: 50-60 °C, pH: de 3 a 4). El hidróxido de sodio (del 46 al 48 %) y el pH se llevan al intervalo de 7 a 8,50.

- Además de la solución de formaldehído, la urea se carga en el reactor de manera que se obtiene urea con una proporción molar inicial de formaldehído/urea de 2-3:1. La temperatura desciende de 50 a 60 °C a 30 a 40 °C. El pH alcanza el nivel de 8-8,5.

- Se inicia el proceso de calentamiento del reactor utilizando el vapor generado en sus serpentines. Una vez que la temperatura del reactor alcanza de 70 a 75 °C en 15 a 25 minutos, el reactor se apaga. Diez minutos después, su temperatura sube automáticamente de 70-75 °C a 80-85 °C y se alcanza un valor de pH de 6,7 a 7,2.

- Primero se ajusta el pH a 5-5,40 en 80 a 85 °C con el ácido fórmico acuoso que tiene una concentración del 15 al 20 %.

- Cinco minutos después, la temperatura del reactor alcanza 96-99 °C. Después de esperar 5 minutos, se activan los refrigeradores. La mezcla se mantiene a una temperatura de aproximadamente 96 °C. La acidez se ajusta al intervalo de pH: 4,3-4,8 con ácido fórmico acuoso.

- A aproximadamente 96 °C, se controla la reacción. La viscosidad de la mezcla alcanza un valor de 20-45 cps a 20 °C.

- Entre 25 a 35 minutos después de que la viscosidad alcance un valor de 20-45 cps a 20 °C, la reacción finaliza ajustando el valor de pH a 7-7,8 usando hidróxido de sodio una vez que la viscosidad alcanza 50-280 cps a 20 °C, en función del valor deseado de la capa de cola.

- Se deja enfriar la mezcla al vacío. La mezcla se enfría de 96 °C a 38-45 °C por medio del intercambiador de calor y luego se retira del vacío (el proceso de vacío puede durar de 40 a 65 minutos).

- La proporción molar de formaldehído:urea se ajusta a 1,50-0,6:1 añadiendo una segunda carga de urea.

- La temperatura de la cola en el reactor se ajusta a 20-35 °C y la cola se bombea al tanque de almacenamiento. La viscosidad final se ajusta añadiendo o quitando agua de forma que se alcancen 35-500 cps a 20 °C en función de la rigidez de la cola que se desee obtener.

Después de que el formaldehído total, calculado basándose en la proporción molar inicial de formaldehído:urea (proporción molar F:U 2-3:1), se haya introducido en el reactor, la urea total a introducir en el reactor para conseguir la proporción molar final deseada puede cargarse en el reactor en 2, 3, 4 o más etapas. En caso de que se requiera que la rigidez final de la cola producida tenga una baja concentración, se puede agregar agua de acuerdo con la receta o cuando se requiera en otras circunstancias, la cantidad calculada de agua se puede extraer del reactor durante el enfriamiento al vacío.

Mientras que se admitió un contenido de formaldehído libre permitido en productos de FDM y TA de E2 < 30 mg/100 gr y de >0,124 mg/m3 al aire libre según la norma en la última década, hoy se aceptan los valores de E1 < 8 mg/100 gr y de <0,124 mg/m3 al aire libre. El formaldehído libre al aire libre se analiza de acuerdo con los métodos del perforador TE EN 120 y de cámara TS EN 717-1. E0 < 0,062 mg/m3 se analiza de acuerdo con el método de cámara TS EN 717-1 y se admite como la norma de formaldehído libre permitido. Las emisiones aceptables de formaldehído libre en los productos de paneles a base de madera han disminuido constantemente durante la última década. En especial, en los últimos años, los consumidores de paneles industriales a base de madera prefieren los productos E0, E1, CARB1, CARB2 sin sustancias tóxicas. Los criterios CARB en productos compuestos de FDM y TA se muestran en la tabla 1. Los funcionarios del gobierno promulgan reglamentos legislativos sobre dichas normas y la aplicación de estas normas es obligatoria.

T l 1: ri ri ARB n r m FDM TA

El producto de resina híbrida de última generación sintetizado para fabricar productos con las emisiones deseadas de formaldehído libre en la producción de tableros de madera sin cambiar las condiciones del proceso y utilizando la resina de última generación desarrollada en el proceso de fabricación de resina como consecuencia de los estudios realizados por el inventor se ha asentado como una alternativa en la fabricación de tableros.

Figura 1 Flujo de trabajo del proceso de FDM (tablero de fibras de densidad media)

Figura 2 Flujo de trabajo del proceso TA (tablero de aglomerado)

Figura 3 Flujo de trabajo del proceso de la unidad de cola de urea-formaldehído

Descripción de los flujos de trabajo del proceso de la figura 1, la figura 2 y la figura 3

1- Descortezadora

2- Astilladora

3- Almacenamiento de las virutas

4- Tamiz

5- Refinador-desfibrador

6- Tanque de solución (resina UFKT-37, parafina líquida, endurecedor y otros productos químicos)

6a Línea de alimentación (línea de soplado-encolado) (transferencia de fibras a la línea de secado y unidad donde se agregan los productos químicos)

7- Secadora

8- Agitador de fibras

9- Estación de formación de capas

10- Preprensa

11- Prensa caliente

12- Ajuste del tamaño

13- Aclimatación

14- Almacenamiento provisional (almacenamiento Lukki)

15- Lijadora

16- Embalaje

17- Energía

18- Astilladora-almacenamiento de virutas

19- Tamizado de virutas

20- Formación de copos

21- Secado de copos

22- Tamizado de copos

23- Encolado de copos (resina UFKT-37, parafina líquida, endurecedor y otros productos químicos)

24- Estación de formación de capas

25- Preprensa

26- Prensa caliente

27- Ajuste del tamaño

28- Aclimatación

29- Almacenamiento provisional

30- Lijadora

31- Almacenamiento

32- Unidad de energía

33- Tanque de metanol

34- Ventilador de aire fresco

35- Soplador

36- Evaporador de vaporización de metanol

37- Intercambiador de calor

38- Reactor del formaldehído (catalizador)

39- Solución acuosa de formaldehído (columna de absorción)

40- Tanque de agua del proceso

41- Tanque de almacenamiento de formaldehído

42- Reactor de la resina

43- Zona de almacenamiento de urea

44- Tanque de bases

45- Tanque de ácidos

46- Unidad de entrada de vapor (calentamiento del reactor de la resina)

47- Otros aditivos químicos

48- Intercambiador de calor (refrigeración del reactor)

49- Depósito de agua al vacío

50- Tanque de almacenamiento de resina

Descripción detallada de la invención

Los productos de tableros de materiales compuestos a base de madera comprenden una resina de copolímero que contiene poliflavonoides, grupos amino, urea y formaldehído. La resina de copolímero comprende:

- formaldehído en una proporción en peso del 25-40 %,

- suma de urea y grupos amino en una proporción en peso del 55-75 %,

- poliflavonoide en una proporción de peso del 1-12 % en forma sólida.

Los productos compuestos a base de madera son tableros de aglomerado (TA), tableros de fibras de densidad media (FDM), tableros de fibras de densidad alta (FDA) y tableros de fibras orientadas (TFO).

Dicha emisión de formaldehído libre está por debajo del valor de CARB2 de 5 mg de formaldehído libre/100 g (tablero de material compuesto) para FDM y FDA, el valor de CARB2 de 4 mg de formaldehído libre/100 g (tablero de material compuesto) para TA y el valor de E0 de 3 mg de formaldehído libre/100 g (tablero de material compuesto) para FDM-FDA y CP según los métodos de medición TS EN 120 y TSEN 717-1.

En una realización de la invención, la resina utilizada en el proceso de producción de estos productos compuestos a base de madera implica las siguientes etapas de procesos:

a. La solución acuosa de formaldehído se carga en el reactor y se agrega solución de hidróxido de sodio, b. La primera parte de urea se carga en el reactor y el pH se ajusta a 7-9,

c. La mezcla se calienta hasta 100 °C y el pH se mantiene entre 4-6,

d. Al final de la polimerización, el pH de la mezcla se ajusta a 7-8 con hidróxido de sodio,

e. Se añade al reactor una solución acuosa de poliflavonoides a mayor temperatura en unas pocas cargas y se ajusta el pH a 7-8,5,

f. Se carga la segunda parte de urea y se ajusta el pH a 6,5-9,

g. Se agita hasta que termina la reacción de polimerización y luego se almacena.

En una realización de la invención, la resina utilizada en el proceso de producción de estos productos compuestos a base de madera implica las siguientes etapas de procesos:

a. La solución acuosa de formaldehído se carga en el reactor y el pH se ajusta a 7,0-8,5 con hidróxido de sodio, b. La primera parte de la urea se carga en el reactor para que la proporción molar inicial de formaldehído-urea sea de 1,7-3,0 y el pH se ajuste a 7-9,

c. La mezcla se calienta hasta 100 °C y el pH se mantiene entre 4-6,

d. Al final de la polimerización, el pH de la mezcla se ajusta a 7-8,5 con hidróxido de sodio,

e. Se carga el poliflavonoide sólido al 1-12 % en el producto final de la solución de resina enfriada y el pH de la solución final se ajusta a 7-8,5 con estabilizantes,

f. La segunda parte de urea se agrega como 0,8-1,3 al reactor de manera que la proporción molar de ureaformaldehído del producto final de resina sea 0,6-1,5 y el pH se ajuste a 6,5-9,

g. La viscosidad del producto final se ajusta a 55-300 cps a temperatura ambiente,

h. Se agita hasta que termina la reacción de polimerización y luego se almacena.

El producto final de resina contiene formaldehído al 25-40 %, urea al 55-75 %, poliflavonoides al 1-12 %.

En una realización de la invención, el producto de tablero de material compuesto a base de madera que es un tablero de fibras de densidad media (FDM) implica las siguientes etapas de procesos:

a. Formación de virutas de la madera bruta,

b. Cocción de las virutas a 180-200 °C en vapor en la unidad de refinado, adición de parafina y separación en fibras,

c. Adición de la resina de copolímero de poliflavonoides-urea-formaldehído a las fibras,

d. Secado de las fibras hasta una tasa de humedad del 8-14 %,

e. Formación de capas de fibras y preparación del perfil del tablero,

f. Finalización de los tableros mediante prensado bajo presión y calor.

En una realización de la invención, el proceso de producción del tablero de fibras de densidad media (FDM) implica las siguientes etapas de procesos:

a. Cocción de las virutas bajo una presión de vapor de 6-10 bares a 180-200 °C en la unidad de refinado, adición de parafina y separación en fibras,

b. Adición de dicha solución de resina de copolímero de poliflavonoides-urea-formaldehído sobre las fibras mediante pulverización utilizando el ecorresinador,

c. Formación de capas de fibras y preparación del diseño del tablero, y precalentamiento para el embalaje.

En una realización de la invención, el proceso de producción del producto de tablero de material compuesto a base de madera implica las siguientes etapas de procesos:

a. Formación de virutas de la madera bruta,

b. Formación de copos y secado de los mismos hasta un 1-2 % de humedad,

c. Adición de la resina de copolímero de poliflavonoides-urea-formaldehído a los copos,

d. Formación de capas con los copos de la capa superficial y de la capa central y preprensado,

e. Finalización de los tableros mediante prensado bajo presión y calor.

En una realización de la invención, el proceso de producción del producto de tablero de material compuesto a base de madera implica las siguientes etapas de procesos:

a. Formación de virutas de la madera bruta,

b. Formación de copos de los mismos en la unidad de laminación y secado de los mismos hasta un 1,5 % de humedad,

c. Adición de la resina de copolímero de poliflavonoide-formaldehído-urea sobre los copos en el mezclador, d. Formación de capas con los copos de la capa superficial y de la capa central y preprensado,

e. Finalización de los tableros mediante prensado bajo presión y calor.

En los estudios realizados para lograr los objetivos de la invención, la producción de tableros con la resina en cuestión sustituida por la cola normal de urea-formaldehído sin cambiar las condiciones del proceso en la producción de FDM y TA dentro de la producción de tableros a base de madera se realiza en base a los flujos de trabajo del proceso que se muestran en la figura 1 y la figura 2 descritos anteriormente.

Los rasgos estructurales y característicos de la invención y todas las ventajas que aporta la invención se proporcionan en las tablas y las figuras adjuntas y se describen en detalle remitiéndose a estas figuras.

La resina convencional de urea-formaldehído utilizada en la industria de productos forestales, que se puede producir en diversas proporciones molares, es lábil a la hidrólisis y se ve afectada fácilmente por el vapor de agua durante el proceso de producción. Por tanto, el enlace N-C al que están unidos los grupos metilol (CH2OH) se separa fácilmente y, también, los enlaces éter y metilo resultantes de la reacción se vuelven inestables. Puesto que, por tanto, la estructura de urea-formaldehído sufre hidrólisis bajo prensado en caliente y presión durante la producción del tablero y en la fase final de reacción de termoendurecimiento de la urea-formaldehído, el formaldehído libre se libera al aire ambiental y la estructura geométricamente rígida de la resina se deforma. Y esto conduce a una disminución en los valores de resistencia física y mecánica del producto de tablero final y un aumento en el índice de formaldehído libre del producto.

Se describen las estructuraciones preferidas en los métodos de producción de paneles de FDM, CB y a base de madera que utilizan los compuestos poliméricos y los derivados del poliflavonoide de la presente invención y el producto de condensación de resina híbrida de última generación sintetizada mediante la generación de resina de urea-formaldehído para garantizar una buena comprensión del tema para no crear ningún efecto limitante.

La resina de última generación en cuestión, que se sintetiza con la resina de urea-formaldehído normal en la producción de tableros a base de madera, garantiza tanto la producción de tableros con la clasificación E0, E1, CARB1, CARB2 durante los procesos como un aumento de la capacidad.

Hasta ahora, no se han realizado estudios sobre la extracción de resina de urea-formaldehído utilizando agentes orgánicos poliméricos que contienen poliflavonoides en la industria de productos forestales, sobre dichas etapas del proceso de síntesis de resina, los métodos de aplicación o la producción de productos compuestos a base de madera con baja emisión de formaldehído libre.

Debido a la compleja estructura y características de los poliflavonoides, incluidos los derivados de compuestos orgánicos poliméricos, que son el objeto de la invención, y basándose en la estructura de este compuesto, el producto híbrido de última generación se denominará en lo sucesivo cola de urea-formaldehído de Kastamonu Entegre-37 (UFKT-37).

Debido al hecho de que los tableros producidos con la resina híbrida de última generación (UFKT-37) en la industria de productos forestales y tableros tienen propiedades físicas y mecánicas elevadas y de que el índice de formaldehído libre de estos productos es igual al de la madera natural sin tratar, la invención hace una importante contribución a la industria de productos forestales.

La resina de urea-formaldehído que se usa en la actualidad en la industria de productos forestales conduce a una ruptura del enlace entre el nitrógeno y el carbono, mientras que la estructura termoendurecible de la resina se forma bajo calor y presión durante la formación de los tableros bajo la prensa caliente, y, puesto que esta ruptura se produce en los puentes de éter y metilo, esta reacción provoca la liberación del formaldehído libre debido a su inclusión en el grupo metilol (-CH2OH). Por tanto, los grupos metilol que se supone que aumentan la resistencia de la resina a través de enlaces se rompen y se convierten en formaldehído libre. Por lo tanto, la incapacidad de la resina para mantener su estructura rígida conduce a condiciones indeseables, tales como una disminución de su resistencia o la liberación del formaldehído libre.

En la fórmula X, los enlaces de puentes de metileno se forman durante la reacción de los compuestos flavonoides primero con el grupo (OH) en la estructura del anillo A y luego con el grupo formaldehído (HCHO). Debido a la estructura química y geométrica de los compuestos flavonoides, la polimerización tiene lugar mucho más rápidamente que la de los compuestos sintéticos, tales como el resorcinol. Debido a sus propiedades reactivas, longitud y estructura geométrica ramificada, los compuestos flavonoides generan rápidamente una forma de puente de metileno con su baja concentración de formaldehído. Por lo tanto, la resina tiene una estructura que es estable y resistente contra efectos extraños. De acuerdo con la presente invención, los compuestos poliflavonoides constituyen una fuente potencial debido a que estos compuestos son naturales, son más asequibles en comparación con la melamina y se pueden utilizar en la producción de tableros de materiales compuestos a base de madera con baja emisión de formaldehído libre. Como se puede ver en la fórmula Y, los compuestos son activados por el anillo A activo en la estructura molecular larga y ondulada (figura X) y forman puentes de metileno muy rápidamente debido a su forma de urea-formaldehído.

Debido a la alta reactividad de los compuestos poliflavonoides, el formaldehído libre en el ambiente entra en reacción con demasiada rapidez durante el curado de la resina final y, por lo tanto, conduce a una disminución en el nivel de formaldehído libre del producto compuesto final.

A medida que aumenta el porcentaje de compuestos poliméricos poliflavonoides en la solución de urea-formaldehído, la reacción continúa debido a la alta reactividad del polímero flavonoide con el formaldehído libre en forma de ureaformaldehído. En consecuencia, esto aumenta su viscosidad con el tiempo y acorta la vida útil de dicha cola. En consecuencia, a medida que se alarga el tiempo de latencia de la forma de resina y disminuye el nivel de formaldehído en la forma de resina, la adhesividad de la resina disminuye y, por lo tanto, aparecen problemas en el encolado durante la producción de productos compuestos a base de madera. En la producción de productos compuestos a base de madera, por lo tanto, se recomienda el uso de las resinas en cuestión durante un breve período de tiempo después de su síntesis.

En la producción de todos los tableros de materiales compuestos a base de madera para su uso en interiores, la resina de urea-formaldehído se utiliza como agente de reticulación. Por lo tanto, los inventores prefieren especialmente usar resina de urea-formaldehído en su invención. La urea tiene una forma granular. Con este fin, los compuestos de amino son muy adecuados para la producción de urea-formaldehído monomérico de monometilol urea y dimetilol urea. Por otro lado, los compuestos que entran en la síntesis en las etapas de reacción (compuestos de amino, formaldehído, poliflavonoides, estabilizantes) deben seleccionarse adecuadamente. Por lo tanto, estos factores influyen en la vida útil y la reactividad de la resina final en cuestión.

En la presente invención, el formaldehído del grupo aldehído se añade a la reacción. A través de la adición de urea a la reacción, se compone la resina de urea-formaldehído y la resina en cuestión se sintetiza con copolímero añadiendo compuestos poliméricos de poliflavonol a la reacción para fortalecer la composición de la urea-formaldehído.

El método de formación y las etapas de la composición de resina de la presente invención se muestran en la figura 3, y las etapas de formación se describen en detalle a continuación.

PRODUCCIÓN DE LA INVENCIÓN Y SU APLICACIÓN EN LA INDUSTRIA DE LOS TABLEROS A BASE DE MADERA

Producción del FDA-FDM (tablero de fibras de densidad media) de la figura 1 según el flujo de trabajo del proceso usando la resina de la presente invención

La materia prima de madera (lignocelulósica) se descorteza en la descortezadora (1) y, después, se forman virutas en la astilladora (2). Las virutas se tamizan en el tamiz mecánico (3). A continuación, las virutas se llevan al depósito de virutas y se suberizan en el depósito de virutas (4). Las virutas suberizadas se introducen en el digestor por medio de un tornillo de tapón refinador. Allí, las virutas se lavan durante aproximadamente 3 a 6 minutos a una presión de vapor de 6 a 10 bares y a 180 °C a 200 °C en la caldera de lavado del refinador en la unidad de refinador (5). Las virutas suberizadas se separan en fibras en el refinador-desfibrador (5). Luego se aplica parafina líquida, en forma de aerosol, a las virutas suberizadas antes de la separación en fibras y una solución endurecedora (6) después de la separación en fibras. La resina (UFKT-37) y los productos químicos en cuestión se pulverizan sobre las fibras en la línea de vapor de la línea de soplado del ecorresinador (60) desde el tanque de reserva por medio de bombas. Las fibras que contienen urea-formaldehído se introducen en el secador (7) y, allí, se secan hasta un 8 %-14 % de contenido de humedad. Después del proceso de secado, los residuos de resina y fibras de tamaño inadecuado se separan de las fibras de tamaño adecuado mediante un procedimiento de tamizado neumático en el agitador de fibras (8). Después del procedimiento de agitación de fibras, estas pasan por la estación de formación de capas (9), se forma el contorno del tablero y se componen los tableros mediante prensado en la unidad de preprensando (10). Los tableros fabricados con dicha resina bajo calor y presión en la unidad de prensado en caliente (11) se conservan durante varios días tras el proceso de ajuste del tamaño (12). Mientras tanto, los tableros se acondicionan en la unidad de aclimatación (13). Los tableros son llevados a la zona de almacenamiento provisional (14). Al final de este proceso, las partes muertas en las superficies superior e inferior de los tableros se pasan por el proceso de lijado (15) utilizando las correas de lijado con número de grano 50-60-80-100-120-150, y el producto final, los tableros de fibra de densidad media (FDM), se obtiene tras el proceso de control de calidad. Estos productos se embalan (16) y se preparan para su envío.

Producción de TA (tablón de aglomerado) de la figura 2 según el flujo de trabajo del proceso utilizando la resina de la presente invención

Se forman virutas de la materia prima de madera en la astilladora (18) en función de su clasificación y, después, las virutas se almacenan según sus clases. El disco se clasifica en las clases principales macro y micro (19). Las virutas clasificadas se desmenuzan en los laminadores (20) y luego se introducen en las tolvas. Las virutas húmedas resultantes del proceso se envían a las tolvas y se secan hasta el 1,5 % de contenido de humedad (21). Los copos secos se agrupan en cuatro fracciones (22), según sean de gran tamaño, de CC, de CS y finas en los tamices. Las virutas de tamaño mayor son refinadas y llevadas a la fase de producción. Las virutas de ^c C se envían a la macrotolva seca para formar la capa media del aglomerado, las virutas de CS se envían a la macrotolva para formar las capas superficiales del tablero y las virutas finas se envían a la tolva de polvo para quemarlas. Los copos secos de CC y CS se mezclan con resina UFKT-37 y otros productos químicos (23) en mezcladores separados. Los copos encolados se envían a la máquina de formación de capas para formar las capas CC y CS del aglomerado y se realiza el proceso de formación de capas (24). A continuación, se hacen pasar a través de la zona de preprensa (25). En el proceso de prensado en caliente, el contorno del tablero de partículas se forma con el grosor deseado (26) bajo calor y presión dentro del tiempo de formación del tablero, en función de las dimensiones del tablero producido. Se limpian los bordes de los tableros que han pasado por el proceso de prensado (27). Los tableros se llevan a la temperatura deseada durante el proceso de aclimatación (28) y, luego, se ajusta su tamaño y se trasladan al almacén provisional (29). Una vez que los tableros almacenados en el almacén alcanzan la humedad de equilibrio, se lijan (correa de lijado con grano n.° 50-80-120) (30), se clasifican en función de sus cualidades, se embalan y se prepara para su envío en la zona de almacenamiento (31).

Los productos compuestos de FDM y TA a base de madera producidos con la resina en cuestión se someten a análisis físicos, mecánicos y prueba de formaldehído libre. Estos análisis se realizan de acuerdo con los métodos de espesor (tras lijado) TS EN 324-1, densidad (bruta) TS EN 323, densidad (tras lijado) TS EN 323, resistencia a la tracción TS EN 319, resistencia a la flexión TS EN 310, módulo elástico TS e N 310, humedad TS EN 322, durabilidad superficial TS EN 311, absorción superficial TS EN 382, hinchamiento (24 h - TSEN 13329), hinchamiento (2 h -TSEN 317), captación de agua (24 h - TSEN 317), perforador de formaldehído libre (EN 120) y cámara de formaldehído libre (EN 717-1).

Producción de la resina (UFKT-37) de la presente invención según el flujo de trabajo del proceso de urea-formaldehído en la unidad de resina de la figura 3

El metanol (alcohol metílico) es un compuesto orgánico líquido representado por la fórmula CH3OH, que es transparente, no contiene impurezas en forma de suspensión y se puede mezclar con agua en cualquier proporción. Incluso una cantidad muy pequeña de metanol es tóxica para los organismos vivos. El metanol también es altamente tóxico para los seres humanos, y este compuesto es la materia prima principal de la síntesis de formaldehído y se almacena en un tanque de almacenamiento especialmente diseñado (33) durante el proceso de producción de la resina. Por medio del ventilador de aire fresco (34), el oxígeno del aire se mezcla con el gas de combustión que contiene formaldehído proveniente de la columna de absorción en el soplador (35) y luego se envía al evaporador de metanol (36). El metanol y el gas de combustión que contiene formaldehído rico en oxígeno del soplador se reúnen en el evaporador. Luego, el metanol se evapora por la boquilla en el evaporador. La temperatura del metanol evaporado aumenta de 45 °C a 170 °C a través del intercambio de calor en el intercambiador de calor (37), uno de cuyos lados transporta gas formaldehído mientras que el vapor de metanol pasa por el otro lado, y el metanol ingresa desde el fondo en el reactor de formaldehído (38) que contiene catalizador (basado en molibdeno). En el reactor de formaldehído, el metanol se transforma en gas formaldehído a través de la reacción de oxidación y por medio del catalizador. Durante la reacción, la temperatura sube a 340 °C y la temperatura del reactor se estabiliza con sal que contiene nitrito de sodio. El gas formaldehído resultante (290 °C) se transmite al intercambiador de calor de enfriamiento desde la parte superior del reactor (37) (el vapor de metanol pasa por un lado del reactor, mientras que el gas formaldehído pasa por el otro lado) donde la temperatura del gas formaldehído disminuye de 290 °C a 160 °C. El gas formaldehído que sale del intercambiador de calor entra en la columna de absorción (39) por la parte inferior. Luego, el gas formaldehído se transforma en una solución acuosa del 35 al 55 % a través del suministro de agua ablandada desde el tanque de agua del proceso (40), desde la parte superior de la columna de absorción. La solución acuosa de formaldehído formada en la parte inferior de la columna de absorción se almacena en el tanque de almacenamiento de formaldehído (41) a una temperatura de 50 a 60 °C. Para producir una urea-formaldehído en una proporción de material sólido y molar deseadas, la solución acuosa de formaldehído se envía al reactor de resina (42). La urea se extrae de la zona de almacenamiento (43) y se transfiere (se carga) al reactor de resina por medio de las correas transportadoras. La solución se refuerza con una base (44) para alcanzar el valor de pH deseado. Dependiendo de las etapas de formación de polímeros de la reacción, se añade un ácido (45) para regular el valor del pH. Para aumentar el grado de polímero de la solución, el reactor se calienta a través de una toma de vapor (46) desde la parte inferior del reactor. Según las etapas de la reacción, se añaden otros aditivos químicos (47). Una vez que la solución en el reactor alcanza el grado de polímero deseado, la solución se enfría en la unidad de intercambio de vapor de agua. Según la proporción deseada de material sólido, el vapor de agua enfriado en el intercambiador se envía de regreso al reactor o se lleva al tanque de agua de vacío (49). La resina producida con la proporción de material sólido y molar deseadas en el reactor y analizada en el laboratorio se envía al tanque de almacenamiento de resina (50) para fines de almacenamiento.

Los análisis de las pruebas de la resina producida en el proceso de resina se realizan de acuerdo con los métodos de análisis de pH de la resina final (TS 3263), densidad (TS 1724), viscosidad (TS 6126), material sólido de la resina (TS 3891), formaldehído libre ( TS 12009), tiempo de gelificación (TS 12009) y vida útil de la cola (TS 12009).

El contenido de la composición de resina de la invención está compuesto por

- Poliflavonoides y compuestos biopoliméricos derivados

- Compuestos de amino

- Compuestos de aldehído

- Estabilizantes.

Los pesos moleculares de los compuestos en la composición son aproximadamente los siguientes: poliflavonoides 500-20000, compuestos de amino, urea 60 y formaldehído 30.

Muestra-1

Producción de Resina UFKT-37 al 65 % (urea:formaldehído:poliflavonoides) con una proporción molar de F:U+P 1,07 1. Basándose en el flujo de trabajo del proceso de resina en la figura 3 y la receta calculada para la producción de 1,07 moles de F:U, se cargan en el reactor 18.036,0 kg de solución acuosa de formaldehído con una concentración del 40 al 50 % (temperatura del formaldehído: 58 °C, pH: 3,5). El pH se ajusta a 7-8 usando hidróxido de sodio (NaOH: al 46 %).

2. En la solución de formaldehído del reactor se cargan 7.857,0 kg de urea (de forma que se obtenga una proporción molar de formaldehído:urea de 2,1). La temperatura de la mezcla se ajusta a 35 a 45 °C y el pH se ajusta a 7-8,5.

3. El reactor es calentado por el vapor generado en sus serpentines. En un plazo de aproximadamente 30 minutos, se desconecta el calentamiento y la temperatura sube a 80-85 °C debido a la reacción exotérmica, mientras que el pH es 6,5-7.

4. La solución de resina se ajusta lentamente de 80 °C a un valor de pH de 4-5 y a una temperatura de aproximadamente 100 °C usando ácido fórmico.

5. Aproximadamente a 100 °C, se controla la reacción. La viscosidad de la mezcla alcanza 30-45 cps en un plazo de 20 a 30 minutos.

6. Luego, la viscosidad de la solución de resina aumenta a 55-70 cps en un plazo de 20 a 30 minutos. Luego se ajusta el pH de la mezcla a 7-8 usando hidróxido de sodio y se termina la reacción.

7. La solución se deja enfriar usando vacío. Mientras tanto, se extraen del reactor 4.000,0 kg de agua por medio del intercambiador (mediante vacío) y luego se enfría la mezcla desde 100 °C hasta una temperatura adecuada por debajo de 60 °C, y se desactiva el vacío (tiempo de vacío: aproximadamente de 120 a 180 minutos).

8. La solución de resina que se ha dejado enfriar y el compuesto polimérico poliflavonoide en una proporción del 1 al 12 % se cargan en el reactor a temperaturas de aproximadamente 60 °C y durante las diferentes etapas. Durante la etapa antes de la reacción final, el valor de pH se ajusta a 8.

9. Cuando finaliza el proceso de adición de poliflavonoides, la 2a parte de la urea (7.163,0 kg) se carga gradualmente en el reactor.

10. Cuando la 2a parte de la urea se carga completamente en el reactor, su pH se ajusta a 8,0 mediante estabilizantes en la baja temperatura de la reacción final de la mezcla.

11. La mezcla de resina de la invención se agita durante 75-90 minutos y se controla su pH. Si es necesario, el pH se ajusta a 8,0-9,5 con estabilizantes. Después de esto, se transfiere al tanque de almacenamiento de resina con una bomba a temperatura ambiente. La viscosidad final se mide como 250-300 cps a temperatura ambiente. Muestra-2

Producción de resina UFKT-37 al 58 % con una proporción molar F:U+P 0,98

1. Basándose en el flujo de trabajo del proceso de resina en la figura 3 y la receta calculada para la producción de 0,98 moles de F:U, se cargan en el reactor 15.317,0 kg de solución acuosa de formaldehído con una concentración del 40 al 50 % (temperatura del formaldehído: 58 °C, pH: 3,5). El pH se ajusta a 7-8 usando hidróxido de sodio (NaOH: al 46 %).

2. En la solución de formaldehído del reactor se cargan 6.667,0 kg de urea (de forma que se obtenga una proporción molar de formaldehído:urea de 2,1). La temperatura de la mezcla se ajusta a 35 a 45 °C y el pH se ajusta a 7-8,5.

3. El reactor es calentado por el vapor generado en sus serpentines. En un plazo de aproximadamente 30 minutos, se desconecta el calentamiento y la temperatura sube a 80-85 °C debido a la reacción exotérmica, mientras que el pH es 6,5-7.

4. La solución de resina se ajusta lentamente de 80 °C a un valor de pH de 4-5 y a una temperatura de aproximadamente 100 °C usando ácido fórmico.

5. Mientras que la resina en el reactor alcanza una temperatura de aproximadamente 100 °C, se controla la reacción. La viscosidad de la mezcla alcanza 30-45 cps en un plazo de 20 a 30 minutos.

6. Luego, la viscosidad de la solución de resina en el reactor aumenta a 55-70 cps en un plazo de 20 a 30 minutos. Luego se ajusta el pH de la mezcla a 7-8 usando hidróxido de sodio y se termina la reacción.

7. La solución se deja enfriar usando vacío. La mezcla se enfría desde 100 °C hasta una temperatura adecuada por debajo de 60 °C, y se desactiva el vacío (tiempo de vacío: aproximadamente de 120 a 180 minutos).

8. La solución de resina que se ha dejado enfriar y el compuesto polimérico poliflavonoide en una proporción del 1 al 12 % se cargan en el reactor a temperaturas de aproximadamente 60 °C y durante las diferentes etapas. Durante la etapa antes de la reacción final, el valor de pH se ajusta a 8,0.

9. Cuando finaliza el proceso de adición de poliflavonoides, la 2a parte de la urea (7.243,0 kg) se carga gradualmente en el reactor.

10. Cuando la 2a parte de la urea se carga completamente en el reactor, su pH se ajusta a 8,0 mediante estabiliza en la baja temperatura de la reacción final de la mezcla.

11. La mezcla de resina de la invención se agita durante 75-90 minutos y se controla su pH. Si es necesario, el pH se ajusta a 8,0-9,5 con estabilizantes. Después de esto, se transfiere al tanque de almacenamiento de resina con una bomba a temperatura ambiente. La viscosidad final se mide como 55-90 cps a temperatura ambiente.

Muestra-3

Producción de resina UFKT-37 al 58 % con una proporción molar F:U+P 0,90

1. Basándose en el flujo de trabajo del proceso de resina en la figura 3 y la receta calculada para la producción de 0,90 moles de F:U, se cargan en el reactor 14.633,0 kg de solución acuosa de formaldehído con una concentración del 40 al 50 % (temperatura del formaldehído: 58 °C, pH: 3,5). El pH se ajusta a 7-8 usando hidróxido de sodio (NaOH: al 46 %).

2. En la solución de formaldehído del reactor se cargan 6.190,0 kg de urea (de forma que se obtenga una proporción molar de formaldehído:urea de 2,1). La temperatura de la mezcla se ajusta a 35 a 45 °C y el pH se ajusta a 7-8,5.

3. El reactor es calentado por el vapor generado en sus serpentines. Al cabo de 30 minutos, se desconecta el calentamiento y la temperatura sube a 80-85 °C debido a la reacción exotérmica, mientras que el pH es 6,5-7. 4. La solución de resina se ajusta lentamente de 80 °C a un valor de pH de 4-5 y a una temperatura de aproximadamente 100 °C usando ácido fórmico.

5. Mientras que la resina en el reactor alcanza una temperatura de aproximadamente 100 °C, se controla la reacción. La viscosidad de la mezcla alcanza 30-45 cps después de 20 a 30 minutos.

6. Luego, la viscosidad de la solución de resina en el reactor aumenta a 55-70 cps en un plazo de 20 a 30 minutos. Luego se ajusta el pH de la mezcla a 7-8 usando hidróxido de sodio y se termina la reacción.

7. La mezcla de resina en el reactor se deja enfriar al vacío. La mezcla se enfría desde 100 °C hasta una temperatura adecuada por debajo de 60 °C, y se desactiva el vacío (tiempo de vacío: aproximadamente de 40 a 80 minutos)

8. La solución de resina que se ha dejado enfriar y el compuesto polimérico poliflavonoide en una proporción del 1 al 12 % se cargan en el reactor a temperaturas de aproximadamente 60 °C y durante las diferentes etapas. Durante la etapa antes de la reacción final, el valor de pH se ajusta a 8,0.

9. Cuando finaliza el proceso de adición de poliflavonoides, la 2a parte de la urea (7.879,0 kg) se carga gradualmente en el reactor.

10. Cuando la 2a parte de la urea se carga completamente en el reactor, su pH se ajusta a 8,0 mediante estabilizantes en la baja temperatura de la reacción final de la mezcla.

11. La mezcla de resina de la invención se agita durante 75-90 minutos y se controla su pH. Si es necesario, el pH se ajusta a 8,0-9,5 con estabilizantes. Después de esto, se transfiere al tanque de almacenamiento de resina con una bomba a temperatura ambiente. La viscosidad final se mide como 55-90 cps a temperatura ambiente.

Muestra-4

Producción de resina UFKT-37 al 58 % con una proporción molar F:U+P 0,84

1. Basándose en el flujo de trabajo del proceso de resina en la figura 3 y la receta calculada para la producción de 0,84 moles de F:U, se cargan en el reactor 14.285,0 kg de solución acuosa de formaldehído con una concentración del 40 al 50 % (temperatura del formaldehído: 58 °C, pH: 3,5). El pH se ajusta a 7-8 usando hidróxido de sodio (NaOH: al 46 %).

2. En la solución de formaldehído del reactor se cargan 6.190,0 kg de urea (de forma que se obtenga una proporción molar de formaldehído:urea de 2,1). La temperatura de la mezcla se ajusta a 35 a 45 °C y el pH se ajusta a 7-8,5.

3. El reactor es calentado por el vapor generado en sus serpentines. Al cabo de 30 minutos, se desconecta el calentamiento y la temperatura sube a 80-85 °C debido a la reacción exotérmica, mientras que el pH es 6,5-7. 4. La solución de resina se ajusta lentamente de 80 °C a un valor de pH de 4-5 y a una temperatura de aproximadamente 100 °C usando ácido fórmico.

5. Mientras que la resina en el reactor alcanza una temperatura de aproximadamente 100 °C, se controla la reacción. La viscosidad de la mezcla alcanza 30-45 cps después de 20 a 30 minutos.

6. Luego, la viscosidad de la mezcla de la solución de resina en el reactor aumenta a 55-70 cps en un plazo de 20 a 30 minutos. Luego se ajusta el pH de la mezcla a 7-8 usando hidróxido de sodio y se termina la reacción. 7. La mezcla de resina en el reactor se deja enfriar al vacío. La mezcla se enfría desde 100 °C hasta una temperatura adecuada por debajo de 60 °C, y se desactiva el vacío (tiempo de vacío: aproximadamente de 40 a 80 minutos).

8. La solución de resina que se ha dejado enfriar y el compuesto polimérico poliflavonoide en una proporción del 1 al 12 % se cargan en el reactor a temperaturas de aproximadamente 60 °C y durante las diferentes etapas. Durante la etapa antes de la reacción final, el valor de pH se ajusta a 8,0.

9. Cuando finaliza el proceso de adición de poliflavonoides, la 2a parte de la urea (8.855,0 kg) se carga gradualmente en el reactor.

10. Cuando la 2a parte de la urea se carga completamente en el reactor, su pH se ajusta a 8,0 mediante estabilizantes en la baja temperatura de la reacción final de la mezcla.

11. La mezcla de resina de la invención se agita durante 75-90 minutos y se controla su pH. Si es necesario, el pH se ajusta a 8,0-9,5 con estabilizantes. Después de esto, se transfiere al tanque de almacenamiento de resina con una bomba a temperatura ambiente. La viscosidad final se mide como 55-90 cps a temperatura ambiente.

Sobre la aplicabilidad de las cuatro muestras dadas, después de que la cantidad total de formaldehído calculada de acuerdo con la proporción molar inicial de formaldehído:urea (proporción molar F:U 2-3:1) se introduce en el reactor, la cantidad total de urea que se requiere introducir en el reactor para obtener la proporción molar final deseada se puede cargar en el reactor en 2, 3, 4 o más niveles. Cuando se desea que el sólido final de la cola producida tenga una baja concentración, se puede agregar agua de acuerdo con la receta. Cuando se desea obtener una alta concentración, el agua calculada durante el enfriamiento al vacío se puede extraer de acuerdo con la receta. Al final del proceso de vacío, los compuestos químicos poliméricos de poliflavonoides (con una concentración del 0,1-100 %) se pueden cargar en el reactor en 1, 2, 3, 4 o más etapas.

Comparación de los valores físicos, mecánicos y de emisión de formaldehído libre de los tableros de FDA-FDM producidos utilizando la resina UFKT-37 de la invención con una proporción molar F:U+P 0,90 y utilizando la resina UF convencional con una proporción molar F:U 1,17 (producida usando las dos resinas)

De acuerdo con el flujo de trabajo del proceso en la figura 1:

El tablero de referencia de FDM-FDA de 7,71 mm de espesor (TS EN 324-1) con una densidad de 871 kg/m3 (TS EN 323) producido a una velocidad de prensa de 882 mm/s con 93 kg de la resina convencional (UF al 90 % captador al 10 % con una proporción molar de F:U 1,17) en una prensa de FDM se midió y se descubrió que tenía una resistencia a la tracción de 1,49 N/mm2 (TS EN 319), una resistencia a la flexión de 40,95 N/mm2 (TS EN 310), una resistencia al desconchado (24 h TS EN 13329) de 17,70 y un índice de formaldehído libre de 14,96 mg/100 g (tablero de material compuesto) (TS EN 120).

El tablero de ensayo de FDM-FDA de 7,73 mm de espesor (TS EN 324-1) con una densidad de 872 kg/m3 (TS EN 323) producido a una velocidad de prensa de 870 mm/s con 100 kg de resina UFKT-37 (con una proporción molar de F:U+P 0,90) en una prensa de FDM se midió y se descubrió que tenía una resistencia a la tracción de 1,38 N/mm2 (TS EN 319), una resistencia a la flexión de 40,06 N/mm2 (TS EN 310), una resistencia al desconchado (24 h TS EN 13329) de 17,80 y un índice de formaldehído libre de 6,78 mg/100 g (tablero de material compuesto) (TS EN 120).

El tablero de ensayo de FDM-FDA de 7,75 mm de espesor (TS EN 324-1) con una densidad de 873 kg/m3 (TS EN 323) producido a una velocidad de prensa de 870 mm/s con 97 kg de resina UFKT-37 (con una proporción molar de F:U+P 0,90) en una prensa de FDM se midió y se descubrió que tenía una resistencia a la tracción de 1,32 N/mm2 (TS EN 319), una resistencia a la flexión de 40,21 N/mm2 (TS EN 310), una resistencia al desconchado (24 h TS EN 13329) de 17,86 y un índice de formaldehído libre de 6,07 mg/100 g (tablero de material compuesto) (TS EN 120).

El tablero de ensayo de FDA de 7,74 mm de espesor (TS EN 324-1) con una densidad de 874 kg/m3 (TS EN 323) producido a una velocidad de prensa de 870 mm/s con 95 kg de resina UFKT-37 (con una proporción molar de F:U+P 0,90) en una prensa de FDM se midió y se descubrió que tenía una resistencia a la tracción de 1,25 N/mm2 (TS EN 319), una resistencia a la flexión de 40,32 N/mm2 (TS En 310), una resistencia al desconchado (24 h TS EN 13329) de 17,88 y un índice de formaldehído libre de 4,92 mg/100 g (tablero de material compuesto) (TS EN 120).

Los resultados de las pruebas mecánicas y físicas del tablero de referencia de FDA de 7,71 mm de espesor (un compuesto producido a partir de formaldehído y urea y que no contiene poliflavonoides) producido a una velocidad de prensa de 882 mm/s con 93 kg de resina convencional (UF al 90 % captador al 10 % con una proporción molar de resina F:U 1,17), y los tableros producidos, sin usar dicha resina y captador químico, con un consumo de resina sólida de 100-97-95 kg/m3 y a 870 mm/s de velocidad de prensa con la resina de la invención (UFKT-37) se miden entre los límites aceptables según las normas TS EN. Por lo tanto, aunque existe una producción con un consumo similar al de la resina de UF convencional de la invención a una velocidad de prensa similar a la producción convencional, según los resultados del ensayo, los resultados de rendimiento de las pruebas de los tableros producidos con la resina de la invención son similares a los resultados de las pruebas de referencia. Esto significa que la resina de la invención permite la producción de los tableros de material compuesto a base de madera de las clasificaciones CARB1-CARB2 de la tabla 1.

El coste de producción de la resina de la invención denominada UFKT-37 es superior al de la cola de UF normal en un 7-14 %, por lo que el coste de producción resultante de la cola se refleja en el coste de m3 de FDA-FDM producido con UFKT-37 para la producción de tableros con las clasificaciones CARB1 y CARB2.

Comparación de los valores físicos, valores mecánicos y de emisión de formaldehído libre de los tableros de FDA-FDM producidos con la resina UFKT-37 de la invención con una proporción molar F:U+P 0,98 y la resina de UF convencional con una proporción molar F:U 1,17 (producida utilizando ambas resinas)

De acuerdo con el flujo de trabajo del proceso en la figura 1:

El tablero de referencia de FDM-FDA de 7,72 mm de espesor (TS EN 324-1) con una densidad de 870 kg/m3 (TS EN 323) producido a una velocidad de prensa de 890 mm/s con 93 kg de resina convencional (UF al 90 % UF captador al 10 % con una proporción molar de F:U 1,17) en una prensa de FDM se midió y se descubrió que tenía una resistencia a la tracción de 1,48 N/mm2 (TS EN 319), una resistencia a la flexión de 41,22 N/mm2 (TS EN 310), una resistencia al desconchado (24 h TS EN 13329) de 17,60 y un índice de formaldehído libre de 14,70 mg/100 g (tablero de material compuesto) (TS EN 120).

El tablero de ensayo de FDA de 7,71 mm de espesor (TS EN 324-1) con una densidad de 873 kg/m3 (TS EN 323) producido a una velocidad de prensa de 880 mm/s con 95 kg de resina UFKT-37 (con una proporción molar de F:U+P 0,98) en una prensa de FDM se midió y se descubrió que tenía una resistencia a la tracción de 1,36 N/mm2 (TS EN 319), una resistencia a la flexión de 40,26 N/mm2 (TS En 310), una resistencia al desconchado (24 h TS EN 13329) de 17,72 y un índice de formaldehído libre de 9,02 mg/100 g (tablero de material compuesto) (TS EN 120).

En cuanto a los resultados de las pruebas del tablero de referencia producido con la urea-formaldehído convencional (con una proporción molar de F:U:1,17) con respecto a los tableros a base de madera de FDA-FDM producidos con la resina de la invención (UFKT-37) con F:U+P 0,98, los rendimientos de las pruebas de los tableros producidos con la resina de la invención son similares a los resultados de las pruebas de los tableros de referencia. Todos los resultados de las pruebas físicas y mecánicas de los tableros están dentro de los límites aceptables según las normas de TS EN.

Comparación de los valores físicos, valores mecánicos y de emisión de formaldehído libre de los tableros FDA-FDM producidos con la resina UFKT-37 de la invención con proporción molar F:U+P 0,84 y la resina de UF estándar con proporción molar F:U 1,17 ( producido utilizando ambas resinas)

De acuerdo con el flujo de trabajo del proceso de la figura 1;

El tablero de referencia de FDM de 17,92 mm de espesor (TS EN 324-1) con una densidad de 732 kg/m3 (TS EN 323) producido a una velocidad de prensado de 340 mm/s con 95 kg de resina convencional (UF al 90 % captador al 10 % con una proporción molar de F:U 1,17) en una prensa de FDM se midió y se descubrió que tenía una resistencia a la tracción de 0,86 N/mm2 (TS EN 319), una resistencia a la flexión de 30,20 N/mm2 (TS EN 310), una resistencia al desconchado (24 h TS EN 13329) del 6,50 % y un índice de formaldehído libre de 16,75 mg/100 g (tablero de material compuesto) (TS EN 120).

El tablero de ensayo de FDM de 17,94 mm de espesor (TS EN 324-1) con una densidad de 730 kg/m3 (TS EN 323) producido a una velocidad de prensa de 340 mm/s con 102 kg de resina UFKT-37 (con una proporción molar de F:U+P 0,84) en una prensa de FDM se midió y se descubrió que tenía una resistencia a la tracción de 0,72 N/mm2 (TS EN 319), una resistencia a la flexión de 28,20 N/mm2 (TS En 310), una resistencia al desconchado (24 h TS EN 13329) del 6,80 % y un índice de formaldehído libre de 2,94 mg/100 g (tablero de material compuesto) (TS EN 120).

En cuanto a los resultados de las pruebas del tablero de referencia producido con la urea-formaldehído convencional (con una proporción molar de F:U:1,17) y los tableros a base de madera de FDA-FDM producidos con la resina de la invención (UFKT-37) F:U+P 0,84, los rendimientos de las pruebas de los tableros producidos con la resina de la invención son similares a los de los tableros de referencia. Todos los resultados de las pruebas físicas y mecánicas de los tableros se encuentran dentro de los límites aceptables según las normas TS EN.

Por lo tanto, la resina de la invención (TS EN 120) permite la producción de tableros de material compuestos a base de madera conforme a las normas E0. Según el resultado de la prueba de 2,94 mg/100 g (tablero de material compuesto) (TS EN 120), la resina de la invención permite la producción de FDM-FDA conforme a las normas E0.

Debido a los costes de producción de la resina de la invención, esta aumenta los costes de producción de los tableros de FDA-FDM en un 8-16 % según la cola de UF convencional para alcanzar valores de formaldehído libre correspondientes a E0 durante la producción de FDA-FDM.

Comparación de los valores físicos, valores mecánicos y de emisión de formaldehído libre de los tableros de FDA-FDM producidos con la resina UFKT-37 de la invención con una proporción molar F:U+P 0,98 y la resina de UF convencional con una proporción molar F:U 0,98 (producida utilizando ambas resinas)

De acuerdo con el flujo de trabajo del proceso en la figura 1:

El tablero de referencia de FDA de 7,73 mm de espesor (TS EN 324-1) con una densidad de 874 kg/m3 (TS EN 323) producido a una velocidad de prensa de 882 mm/s con 98 kg de resina convencional (UF con una proporción molar de F:U 0,98) en una prensa de FDM se midió y se descubrió que tenía una resistencia a la tracción de 1,36 N/mm2 (TS EN 319), una resistencia a la flexión de 40,24 N/mm2 (TS En 310), una resistencia al desconchado (24 h TS EN 13329) del 18,80 % y un índice de formaldehído libre de 9,24 mg/100 g (tablero de material compuesto) (TS EN 120).

El tablero de ensayo de FDA de 7,72 mm de espesor (TS EN 324-1) con una densidad de 875 kg/m3 (TS EN 323) producido a una velocidad de prensa de 882 mm/s con 95 kg de resina UFKT-37 (con una proporción molar de F:U+P 0,98) en una prensa de FDM se midió y se descubrió que tenía una resistencia a la tracción de 1,38 N/mm2 (TS EN 319), una resistencia a la flexión de 40,26 N/mm2 (TS Eⁿ 310), una resistencia al desconchado (24 h TS EN 13329) del 17,82 % y un índice de formaldehído libre de 8,74 mg/100 g (tablero de material compuesto) (TS EN 120).

Se ilustran los rendimientos físicos, mecánicos y del índice de formaldehído de los tableros de materiales compuestos a base de madera (FDM-FDA) producidos con la misma proporción molar de F:U+P 0,98 y con la misma velocidad de prensado que las resinas convencionales de urea-formaldehído. Todos los resultados de las pruebas físicas y mecánicas de los tableros de FDA-FDM producidos con la resina de la invención se encuentran dentro de los límites aceptables según las normas TS EN. La resistencia al desconchado (24 h) de los tableros producidos con la ureaformaldehído convencional (UF con proporción molar F:U 0,98) se encuentra dentro de los límites aceptables según las normas pertinentes.

Debido a los costes de producción de la resina de la invención (UFKT-37) que surgen durante la producción de FDA-FDM, aquella aumenta los costes de producción de los tableros de FDA-FDM en aproximadamente un 6-10 % según la cola de UF convencional para alcanzar los valores de formaldehído libre de CARB1.

Comparación de los valores físicos, valores mecánicos y de emisión de formaldehído libre de los tableros de aglomerado producidos con la resina de la invención con una proporción molar F:U+P CS;0,98 y CC;1,07 y la resina de UF estándar con una proporción molar F:U CS; 1,14 y CC;1,20 (producido usando ambas resinas)

De acuerdo con el flujo de trabajo del proceso en la figura 2:

La resistencia a la tracción del tablero de referencia PB de 17,9 mm de espesor (TS EN 324-1) en la concentración de 622 kg/m3 (TS EN 323) producido a una velocidad de prensa de 620 mm/s con 43 kg/m3 de resina convencional (con una proporción molar de F:U; CS;1,14 y CC: 1,20) para la producción de PB se calculó como 0,45 N/mm2 (TS EN 319), la resistencia a la flexión de 13,2 N/mm2 (TS EN 310) y el índice de formaldehído libre de 8,70 mg/100 g (tablero de material compuesto) (TS EN 120).

La resistencia a la tracción del tablero de referencia PB de 17,91 mm de espesor (TS EN 324-1) en la concentración de 625 kg/m3 (TS EN 323) producido a una velocidad de prensa de 600 mm/s con 45 kg/m3 de resina UFKT-37 (con una proporción molar de F:U+P CS;0,98 y CC: 1,07) para la producción de PB se calculó como 0,42 N/mm2 (TS EN 319), la resistencia a la flexión de 13,1 N/mm2 (TS ^e N 310) y el índice de formaldehído libre de 2,96 mg/100 g (tablero de material compuesto) (TS EN 120).

La resistencia a la tracción del tablero de referencia PB de 17,98 mm de espesor (TS EN 324-1) en la concentración de 624 kg/m3 (TS EN 323) producido a una velocidad de prensa de 620 mm/s con 46 kg/m3 de resina (con una proporción molar de F:U+P C^s ;0,98 y CC: 1,07) para la producción de PB se calculó como 0,41 N/mm2 (TS EN 319), la resistencia a la flexión de 12,9 N/mm2 (TS EN 310) y el índice de formaldehído libre de 3,24 mg/100 g (tablero de material compuesto) (TS EN 120).

Los valores físicos, mecánicos y de formaldehído libre de los tableros de materiales compuestos a base de madera (PB) producidos con un consumo de resina (con una proporción molar de F:U+P CS;0,98 y CC: 1,07) similar a la resina de dicha invención (UFKT-37) y el PB convencional (tablero de aglomerado) producido con la urea-formaldehído convencional (con una proporción molar de F:U; CS;1,14 y CC: 1,20) sin utilizar ningún captador se encuentran dentro de los límites aceptables según las normas del TS EN. Esto significa que los resultados del análisis de formaldehído libre de los tableros producidos con la resina de la invención son similares a los de una madera bruta. Según la tabla 1, cumple con las normas de CARB 1. Además, según el resultado de 2,96 mg/100 g (tablero de material compuesto) (TS EN 120), la resina de la invención permite la producción de PB conforme a las normas de E0.

Debido a los costes de producción de la resina de la invención resultantes durante la producción de PB, aquella aumenta los costos de producción de PB en aproximadamente un 6-12 % en comparación con la cola de UF para alcanzar los valores de formaldehído libre de CARB2.

Según el método de la cámara de 1 m3 y TS EN 717-1 realizado por el WKI (Instituto Fraunhofer para la investigación de la madera Wilhelm-Klauditz Institut-WKI), el resultado del análisis de formaldehído libre de los productos de TA producidos con la resina UFKT-37 fue de 0,06 ppm. Como resultado del análisis del perforador TS EN 120 por la misma institución, se obtuvo 3,1 mg HCHO/100 g. La institución pertinente confirma que el índice de formaldehído libre de los productos compuestos a base de madera producidos con la resina de la invención se ajusta a los resultados CARB2 de las normas de la tabla 1.

Mientras que la resina de la invención, como se indica en la figura 1, se transforma en termoendurecible durante la combinación del tablero de material compuesto a base de madera en función de la etapa de reacción bajo temperatura y presión de la resina durante la etapa de prensado n.° 11, los valores de medición del formaldehído libre emitido por la resina a la atmósfera se muestran en la tabla 2.

Tabla 2: Resultados del análisis de formaldehído libre ambiental realizado en la unidad de dimensionamiento n.° 12 en la fi ura 1 de la resina de la invención UFKT-37 su com aración con la cola de UF convencional

Según la tabla 2 "Resultados del análisis de formaldehído libre ambiental realizado en la sección de cabina cerrada de ajuste de tamaño SHS en la salida de prensa n.° 12 en la figura 1 de la resina de la invención (UFKT-37)", el formaldehído libre en el aire disminuyó un 33,33 %.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Productos de tableros de materiales compuestos a base de madera que comprenden una resina de copolímero que contiene poliflavonoides, grupos amino, urea y formaldehído caracterizados porque la resina de copolímero comprende;

formaldehído en una proporción en peso del 25-40 %,

suma de urea y grupos amino en una proporción en peso del 55-75 %,

poliflavonoide en una proporción de peso del 1-12 % en forma sólida.

2. Los productos compuestos a base de madera de la reivindicación 1, en donde los productos de tableros de materiales compuestos a base de madera son tableros de aglomerado (TA), tableros de fibras de densidad media (FDM), tableros de fibras de densidad alta (FDA) y tableros de fibras orientadas (TFO).

3. Los productos compuestos a base de madera de la reivindicación 1, en donde dicha emisión de formaldehído libre está por debajo del valor CARB2 de 5 mg de formaldehído libre/100 g (tablero de material compuesto) para FDM y FDA, el valor de CARB2 de 4 mg de formaldehído libre/100 g (tablero de material compuesto) para TA y el valor de E0 de 3 mg de formaldehído libre/100 g (tablero de material compuesto) para FDM-FDA y CP según los métodos de medición TS EN 120 y TSEN 717-1.

4. Los productos compuestos a base de madera de la reivindicación 1, en donde la resina utilizada en el proceso de producción de estos productos implica las siguientes etapas de procesos:

a. La solución acuosa de formaldehído se carga en el reactor y se agrega solución de hidróxido de sodio, b. La primera parte de urea se carga en el reactor y el pH se ajusta a 7-9,

c. La mezcla se calienta hasta 100 °C y el pH se mantiene entre 4-6,

d. Al final de la polimerización, el pH de la mezcla se ajusta a 7-8 con hidróxido de sodio,

e. Se añade al reactor una solución acuosa de poliflavonoides a mayor temperatura en unas pocas cargas y se ajusta el pH a 7-8,5,

f. Se carga la segunda parte de urea y se ajusta el pH a 6,5-9,

g. Se agita hasta que termina la reacción de polimerización y luego se almacena.

5. Los productos compuestos a base de madera de la reivindicación 1, en donde la resina utilizada en el proceso de producción de estos productos implica las siguientes etapas de procesos:

a. La solución acuosa de formaldehído se carga en el reactor y el pH se ajusta a 7,0-8,5 con hidróxido de sodio, b. La primera parte de la urea se carga en el reactor para que la proporción molar inicial de formaldehído-urea sea de 1,7-3,0 y el pH se ajuste a 7-9,

c. La mezcla se calienta hasta 100 °C y el pH se mantiene entre 4-6,

d. Al final de la polimerización, el pH de la mezcla se ajusta a 7-8,5 con hidróxido de sodio,

e. Se carga el poliflavonoide sólido al 1-12 % en el producto final de la solución de resina enfriada y el pH de la solución final se ajusta a 7-8,5 con estabilizantes,

f. La segunda parte de urea se agrega como 0,8-1,3 al reactor de manera que la proporción molar de ureaformaldehído del producto final de resina sea 0,6-1,5 y el pH se ajuste a 6,5-9,

g. La viscosidad del producto final se ajusta a 55-300 cps a temperatura ambiente,

h. Se agita hasta que termina la reacción de polimerización y luego se almacena.

6. El proceso de producción de resina de la reivindicación 4 o 5, en donde la resina de producto final contiene formaldehído al 25-40 %, urea al 55-75 %, poliflavonoides al 1-12 %.

7. El proceso de producción del producto de tablero de material compuesto a base de madera, en donde el producto es un tablero de fibras de densidad media (FDM) según la reivindicación 2, que se caracteriza por las siguientes etapas de procesos:

a. Formación de virutas de la madera bruta,

b. Cocción de las virutas a 180-200 °C en vapor en la unidad de refinado, adición de parafina y separación en fibras,

c. Adición de la resina de copolímero de poliflavonoides-urea-formaldehído a las fibras,

d. Secado de las fibras hasta una tasa de humedad del 8-14 %,

e. Formación de capas de fibras y preparación del perfil del tablero,

f. Finalización de los tableros mediante prensado bajo presión y calor.

8. El proceso de producción del tablero de fibras de densidad media (FDM) producido de acuerdo con la reivindicación 8, en donde se caracteriza por las siguientes etapas de procesos:

a. Cocción de las virutas bajo una presión de vapor de 6-10 bares a 180-200 °C en la unidad de refinado, adición de parafina y separación en fibras,

b. Adición de dicha solución de resina de copolímero de poliflavonoides-urea-formaldehído sobre las fibras mediante pulverización utilizando el ecorresinador,

c. Formación de capas de fibras y preparación del diseño del tablero, y precalentamiento para el embalaje.

9. El proceso de producción del producto de tablero de material compuesto a base de madera, en donde el producto es un tablero de aglomerado de acuerdo con la reivindicación 2, que se caracteriza por las siguientes etapas de procesos:

a. Formación de virutas de la madera bruta,

b. Formación de copos y secado de los mismos hasta un 1-2 % de humedad,

c. Adición de la resina de copolímero de poliflavonoides-urea-formaldehído a los copos,

d. Formación de capas con los copos de la capa superficial y de la capa central y preprensado,

e. Finalización de los tableros mediante prensado bajo presión y calor.

10. El proceso de producción del producto de tablero de material compuesto a base de madera, en donde el producto es un tablero de aglomerado de acuerdo con la reivindicación 2, que se caracteriza por las siguientes etapas de procesos:

a. Formación de virutas de la madera bruta,

b. Formación de copos de los mismos en la unidad de laminación y secado de los mismos hasta un 1,5 % de humedad,

c. Adición de la resina de copolímero de poliflavonoide-formaldehído-urea sobre los copos en el mezclador, d. Formación de capas con los copos de la capa superficial y de la capa central y preprensado,

e. Finalización de los tableros mediante prensado bajo presión y calor.