NO169392B - Fremgangsmaate for fremstilling av urea-formaldehydharpikser, anvendelse av harpiksene, bundet lignocelluloseholdig materiale samt fremgangsmaate for aa binde to lignocelluloseholdige overflater sammen - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en ny fremgangmsåte for fremstilling av urea-formaldehydharpikser med et lavt ekstraherbart formaldehydinnhold. Foreliggende oppfinnelse vedrører videre anvendelse av de fremstilte harpiksene, bundet lignocelluloseholdig materiale samt en fremgangsmåte for å binde to lignocelluloseholdige overflater sammen.

Urea-formaldehydharpikser anvendes i stor grad innen industrien som bindemidler for fremstillingen av tre-baserte materialer, spesielt kartonger, kryssfiner og forskjellige fiberplater. De anvendes vanligvis som kolloidale vandige oppløsninger som har et faststoffinnhold på 60-70$, fast-stoff innholdet er den prosentvise vekten som etterlates når en prøve på 2 g av harpiksen oppvarmes ved atmosfæretrykk til 120°C i 3 timer.

Harpiksene er i seg selv komplekse blandinger av forskjellige kondensasjonsprodukter, varierende fra enkle, metylolerte ureaer til materialer av relativt høy molekylvekt. De nøyaktige egenskapene for enhver spesiell harpiks vil avhenge av dens molforhold (dvs. forholdet mellom formaldehyd og urea anvendt ved dens fremstilling), typen og andelen av de forskjellige bindingene innenfor harpiksstrukturen og andelene av materialer av høy og lav molekylvekt. Disse siste to faktorene er avhengige av den nøyaktige fremstillingsfrem-gangsmåten som anvendes.

Konvensjonelle kommersielle harpikser frigjør alle en viss mengde formaldehyd under varmherding, og etter at herdingen har funnet sted. Den sistnevnte frigivelsen av formaldehyd kan være et alvorlig problem, idet den begrenser anvendelsene for, f.eks. fiberplater og partikkelplater. En plate som frigir formaldehyd over et angitt nivå kan ikke benyttes i uventilerte områder. Målingen av det samlede ekstraherbare formaldehydet er derfor en viktig test som utføres på en fiberplate og partikkelplate, og bevirkes vanligvis ved anvendelsen av fremgangsmåten ifølge Federation Europeenne des Syndicates des Fabricants des Panneaux de Particules (FESYP) og er beskrevet i British Standard 1811. Ved denne testen skjæres små rektangulære blokker fra lufttørkede fiberplater eller partikkelplater og ekstraheres med toluen, toluenen vaskes med vann, og vannet måles iodometrisk for formaldehyd. Det foreligger et behov for harpikser som har et meget lavt innhold av ekstraherbart formaldehyd, men som når det gjelder anvendelsesegenskaper, oppfører seg som en konvensjonell urea-formaldehydharpiks.

Den konvensjonelle fremgangsmåten for fremstilling av urea-formaldehydharpikser innbefatter forkondensering av urea med formaldehyd i vandig oppløsning ved tilbakeløp ved pH 7-9, og oppvarming av blandingen ved pH 5-6, inntil den ønskede graden av vann-uoppløselighet eller viskositet er nådd. Produktet nøytraliseres og kan deretter inndampes og blandes med en ytterligere mengde urea dersom dette er ønsket. Slike konvensjonelle harpikser har vanligvis et F:U molforhold i området 1,3-2,3:1.

Harpikser som har et F:U molforhold så lavt som 1:1 er beskrevet i britisk patent nr. 1 420 017. Disse harpiksene angis å være egnede for binding av tre-baserte materialer og fremstilles ved

(i) kondensasjon av formaldehyd og urea ved et F:TJ molforhold på minst 3:1 og ved pH 3 eller mindre, (ii) tilsats av urea for å bringe molforholdet ned på 2-2,75:1, og fortsatt oppvarming ved pH 3 eller lavere, (iii) eventuelt tilsats av mer urea, slik at det endelige molforholdet ligger i området 1-2,75:1, (iv) regulering av pH til 5-6,5 eller til 8-10, og fortsatt oppvarming inntil det ønskede produktet er dannet.

Dette produktet kan deretter, om ønsket, konsentreres eller tørkes. En alvorlig ulempe med denne prosessen er at det i industriell målestokk er vanskelig å oppnå et konsistent produkt, og det foreligger en alvorlig risiko for at produktet danner en gel som er vanskelig å behandle under prosessen, en slik dannelse krever demontering av apparaturen for rensing. Når videre produktet er fremstilt med hell har det dårlige "nedvaskings"-egenskaper. Dette betyr at rør, pumper osv. hvorigjennom harpiksen er ført er vanskelige å rense, på grunn av harpiksens naturlige klebrighet.

En annen fremgangsmåte for fremstilling av klebende harpikser med lavt formaldehydinnhold er beskrevet i U.S. patent nr. 4 410 685. Ved denne prosessen fremstilles harpikser som har et F:U molforhold innenfor området 1,0 til 1,2:1 på følgende måte:

(i) formaldehydoppløsning surgjøres til pH 0,5-2,5,

(ii) syreoppløsningen oppvarmes til 50-70°C,

(lii) urea tilsettes langsomt inntil F:U molforholdet når 2,9 til 3,1:1, (iv) når blandingen når en gitt viskositet nøytraliseres den, og (v) urea tilsettes slik at det oppnås et F:U molforhold på 1,0 til 1,2:1.

I likhet med fremgangsmåten beskrevet tidligere er denne prosessen vanskelig å kontrollere, spesielt i industriell målestokk, og med mindre det opprettholdes nøyaktig kontroll over reaksjonen vil harpiksen gelere under kondensasjons-trinnet dersom betingelsene som er beskrevet følges strengt. Det er nå funnet at urea-formaldehydharpikser som har et lavt innhold av totalt ekstraherbart formaldehyd og som er egnede for binding av tre-baserte produkter, såsom fiberplater og partikkelplater, kan fremstilles med en minimal fare for at det dannes geler som er vanskelige å håndtere dersom ureaen først metyloleres under alkaliske betingelser ved forhøyet temperatur og i et F:U molforhold innenfor området 2:1 til 3:1, denne blandingen surgjøres deretter til en lav pH og kondensasjonen får fortsette ved forhøyet temperatur. Blandingen nøytraliseres og, i en hvilken som helst rek-kefølge, kondenseres den om nødvendig og urea tilsettes for å regulere F:U molforholdet til innenfor området 1,8 eller mindre:l. Denne fremgangsmåten letter dannelsen av en harpiks som er vannoppløselig og som, når den er ny-fremstilt, har et fullstendig gjennomsiktig utseende. Denne gjennomsiktigheten tapes gradvis ved lagring, harpiksen blir langsomt opak, slik at undersøkelse av turbiditeten av harpiksen gir en øyeblikkelig indikasjon på dens alder eller lagringstilstand.

Følgelig tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for fremstilling av urea-formaldehydharpikser som er kjennetegnet ved at den innbefatter (i) blanding av en vandig formaldehydoppløsning inneholdende 30-50 vekt-# formaldehyd med urea ved et formaldehyd :urea-molforhold på 2 til 3:1 og ved pH 6-11,

(ii) oppvarming av blandingen til minst 50°C,

(iii) tilsetning av en syre inntil blandingen når en pH i området 0,5-3,5, (iv) oppvarming av blandingen ved en temperatur mellom 80°C og tilbakeløpstemperaturen, (v) med blandingen ved en temperatur på minst 80°C, tilsats av en base inntil blandingen når en pH i området 6,5-9, og (vi) tilsats av urea inntil formaldehyd:urea-molforholdet ligger innenfor området 0,8-1,8:1.

For anvendelse som et bindemiddel for partikkelplater eller fiberplater bør urea-formaldehydharpiksen har et faststoffinnhold på 40 til 75%. Dersom det er nødvendig å inndampe blandingen for å oppnå et slikt faststoffinnhold kan inndampningen utføres under redusert trykk, enten mellom trinn (v) og (vi) eller etter trinn (vi).

Den innledende blandingen av formaldehydoppløsning, vanligvis inneholdende 35-40 vekt-56 formaldehyd, og urea finner vanligvis sted ved et F:U molforhold i området 2,2 til 2,8:1, spesielt 2,3 til 2,5:1, og ved pH 7-9. Denne blandingen oppvarmes deretter til minst 50°C, vanligvis til minst 80°C og fortrinnsvis til tilbakeløp. En syre tilsettes deretter for å bringe pH av blandingen til under 3,5, generelt ikke over 3, og fortrinnsvis til området 1-2,5. Syren tilsettes fortrinnsvis samtidig som det opprettholdes forsiktig tilbakeløp for å holde den eksoterme reaksjonen under kontroll. Typen av syre som anvendes er ikke kritisk, uorganiske og organiske syrer er funnet velegnede. Typiske syrer som kan benyttes innbefatter trikloreddiksyre, toluen-p-sulfonsyre, saltsyre, svovelsyre, sulfaminsyre og fosforsyre.

Oppvarming av syreblandingen i trinn (iv) bevirkes fortrinnsvis ved tilbakeløpstemperatur; denne oppvarmingen utføres vanligvis i et tidsrom på fra 1 minutt til 2 timer, spesielt fra 15 minutter til 1 time. Temperaturen av reaksjonsblandingen kan tillates å falle noe, dette øker faren for dannelse av en uhåndterbar gel, spesielt når et formaldehyd :urea-forhold på opp til 2,6:1 benyttes. Generelt avhenger den temperaturen hvorunder reaksjonsblandingen ikke bør falle av formaldehyd:urea-forholdet som anvendes, lavere forhold krever at høyere temperaturer opprettholdes. Når formaldehydrurea-forholdet er opp til 2,6:1, holdes reaksjonsblandingen fortrinnsvis under tilbakeløp inntil syrekondensasjonstrinnet (iv) er terminert ved tilsats av basen i trinn (v). Oppvarming av reaksjonsblandingen i trinn (ii), (iv) og (v) kan utføres under trykk, i hvilket tilfelle tilbakeløpstemperaturen naturligvis er høyere og oppvarmings-tiden generelt kan reduseres.

Av økonomiske grunner er basen som benyttes i trinn (v) vanligvis natriumhydroksyd eller kaliumhydroksyd, men enhver base som vil heve pH av blandingen til området 6,5 til 9 er tilfredsstillende.

Når den ønskede pH er nådd blir blandingen delvis inndampet under redusert trykk for å eliminere noe av vannet som er til stede, selv om denne inndampningen kan finne sted etter den videre tilsatsen av urea. Inndampning bevirkes vanligvis under 50°C, og fortrinnsvis innenfor området 35-45°C. Faststoffinnholdet av produktet fra denne inndampningen kan varieres innenfor relativt vide grenser, avhengig av den endelige anvendelsen av den ferdige harpiksen, men er vanligvis innenfor området 50-65 vekt-# dersom inndampningen går foran urea-tilsatsen, og 60-70 vekt-# dersom den følger etter urea-tilsatsen. Når det ønskede faststoffinnholdet er nådd avkjøles blandingen vanligvis til en temperatur under 50°C, fortrinnsvis til en temperatur i området 25-45°C, før urea tilsettes i trinn (vi). Blandingen omrøres vanligvis i 15 til 60 minutter etter tilsats av urea. Tilsats av urea gir det ønskede F:TJ molforholdet, fortrinnsvis fra 1,0 til 1,7:1, spesielt 1,2 til 1,5:1.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan utføres porsjonsvis eller kontinuerlig. Harpikser fremstilt ved denne nye prosessen har deres formaldehyd fastbundet til molekylet, slik at både uherdede og herdede harpikser gir lave verdier for tilgjengelig formaldehyd. Dette kan vises ved å måle det samlede frie formaldehydet fra den uherdede harpiksen, det frigitte formaldehydet fra den varme herdingen av fiberplate eller partikkelplate, og det samlede ekstraherbare formaldehydet fra herdet fiberplate eller partikkelplate.

Ved hjelp av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan det fremstilles harpikser som har bemerkelsesverdig gode nedvaskningsegenskaper, slik at apparatur som er benyttet for den uherdede harpiksen lett kan renses med en stråle av kaldt vann, på samme måte som eventuelt spill. Dette er en viktig betraktning innen en industri hvor store mengder harpikser håndteres og, dersom harpiksrester får forbli og får herde, er en dyr demontasje av utstyr påkrevet for rensing.

Foreliggende oppfinnelse letter også fremstillingen av harpiksene som har bemerkelsesverdig klarhet når de er nyfremstilte. Harpikser som har F:U molforhold på 1,8 eller mindre har alltid vært opake, eller vanligere tykke, hvite væsker. For å gjøre slike harpikser til klare, transparente væsker som muliggjør en øyeblikkelig undersøkelse av at harpiksen er fremstilt ved foreliggende prosess og at forurensning ved andre materialer ikke har funnet sted.

Disse fordelene kan oppnås uten tap av styrke i harpiksen. Produkter fremstilt ved anvendelse av denne harpiksen, såsom fiberplate og partikkelplate, har generelt den styrken som kan ventes fra produkter fremstilt med en konvensjonell harpiks som har det samme faststoffinnholdet og F:U molforholdet .

Harpikser fremstilt ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er spesielt nyttige ved fremstillingen av produkter som er kjent som fiberplater av middels tetthet, muliggjør god bearbeidbarhet og høye produksjonshastigheter og viser god resistens mot for tidlig herding ved blandeoperasj oner.

Disse harpiksene kan herdes ved en hvilken som helst konvensjonell fremgangsmåte, vanligvis ved oppvarming eller ved tilsats av en syreherder som herder harpiksene ved romtemperaturer, såsom maursyre, fosforsyre eller saltsyre, eller ved anvendelse av en varme-aktivert herder såsom et syresalt som frigir en syre når det oppvarmes, fortrinnsvis ammoniumklorid.

Foreliggende oppfinnelse omfatter videre anvendelse av en fast, partikkelformig harpiks oppnådd ved fremgangsmåten beskrevet ovenfor og en fast herder for dette, for fremstilling av et bindemiddel.

Videre omfatter oppfinnelsen et bundet lignocelluloseholdig materiale, som er kjennetegnet ved at det som bindemiddel innbefatter en harpiks oppnådd ved den ovenfor omtalte fremgangsmåten, hvor nevnte harpiks foreligger i herdet form.

Videre omfatter oppfinnelsen en fremgangsmåte for å binde to lignocelluloseholdige overflater sammen, kjennetegnet ved at den innbefatter påføring på minst en av overflatene av en harpiks fremstilt ved fremgangsmåten omtalt ovenfor, og at overflatene holdes sammen under herding av harpiksen.

I en spesiell utførelse av denne fremgangsmåten fremstilles fiberplate eller partikkelplate ved å blande lignocelluloseholdige fibrer eller partikler, fortrinnsvis av tre, sammen med et bindemiddel innbefattende en urea-formaldehydharpiks fremstilt ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og, eventuelt, en varmeaktivert herder for denne og oppvarming av den resulterende blandingen under trykk inntil bindemidlet er herdet. Den valgfrie varmeaktiverte herderen kan være en hvilken som helst konvensjonell varmeaktivert herder for urea-formaldehydharpikser, såsom et syresalt som frigir en syre ved oppvarming, fortrinnsvis ammoniumklorid. Generelt anvendes ingen herder ved fremstillingen av fiberplate, mens herderen benyttes ved fremstillingen av partikkelplate. Fiberplaten eller partikkelplaten kan dannes i en konvensjonell presse ved anvendelse av konvensjonelle her-debetingelser. Konvensjonelle additiver, såsom en voksemulsjon for å forbedre fuktighetsresistensen av produktet, kan innbefattes i blandingen av lignocelluloseholdig materiale og bindemiddel.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen som definert ovenfor kan være modifisert for å fremstille harpikser i en fast partikkelform. Istedenfor å tilsette urea for å oppnå en harpiks som har et formaldehyd:urea-molforhold på 0,8:1 til 1,8:1 etter trinn (v), omsettes blandingen fra trinn (v), fortrinnsvis etter inndampning som beskrevet ovenfor, med urea under sure betingelser, slik at det oppnås en harpiks av høyere molekylvekt som deretter nøytraliseres og dehydratiseres slik at det oppnås en fast partikkelformig harpiks.

Følgelig innbefatter også oppfinnelsen en fremgangsmåte for fremstilling av urea-formaldehydharpikser som er kjennetegnet ved at den innbefatter

(a) utførelse av trinnene (i) til (v) som beskrevet ovenfor, (b) omsetning av blandingen fra trinn (v) med urea ved en pH under 7 for å øke dens viskositet, (c) tilsats av en base inntil blandingen når en pH i området 6,5-9, og (d) dehydratisering av blandingen slik at det dannes en fast partikkelformig harpiks.

Omsetningen av blandingen fra trinn (v) med urea utføres vanligvis ved en pH på 3 til 5 og en temperatur på 30 til 60°C, ved anvendelse av urea i en mengde som er tilstrekkelig til å gi reaksjonsblandingen et formaldehyd:urea-molforhold på fra 1,3:1 til 1,9:1, inntil viskositeten av reaksjonsblandingen er 2 til 4 ganger den innledende viskositeten av blandingen. Fortrinnsvis utføres denne reaksjonen ved en pH på 3,5 til 4,5 og en temperatur på 35 til 50° C, ved anvendelse av urea i en mengde som er tilstrekkelig til å gi reaksjonsblandingen et formaldehyd:urea-molforhold på 1,5:1 til 1,7:1, inntil viskositeten av reaksjonsblandingen er 2,5 til 3,5 ganger den innledende viskositeten av blandingen. Fortrinnsvis inndampes også blandingen fra trinn (v) til et faststoffinnhold på 40-65 vekt-#, fortrinnsvis 50-60 vekt-#, f.eks. ved en fremgangsmåte som beskrevet ovenfor, før reaksjon med urea.

Syrer som er egnede for anvendelse ved reduksjon av pH av blandingen fra trinn (v) innbefatter de som er nevnt ovenfor som egnede for anvendelse i trinn (lii). Enhver base som vil heve pH av blandingen til innenfor området 6,5 til 9 kan benyttes i trinn (c); av økonomiske grunner er natriumhydroksyd og kaliumhydroksyd foretrukket.

Dehydratiseringstrinnet (d) kan utføres i en konvensjonell spraytørker slik at den partikkelformige harpiksen dannes. Ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan det oppnås partikkelformige harpikser som har lave verdier for tilgjengelig formaldehyd, både i uherdet og herdet tilstand, disse harpiksene har utmerkede klebeegenskaper og er spesielt egnede for anvendelse i bindemidler for partikkelplater, bølgeplate og kryssfiner.

For anvendelse som et bindemiddel kan den partikkelformige harpiksen blandes med en fast herder for denne og eventuelt med "additiver, f.eks. fyllstoffer, såsom trepulver og leire, slik at det oppnås en lagringsstabil sammensetning som er kjent som en "one-shot" sammensetning som kan aktiveres ved tilsats av vann. Egnede faste herdere for anvendelse i slike "one-shot" sammensetninger er velkjente; aluminiumsulfat er det mest generelt anvendte materialet. Alternativt kan den partikkelformige harpiksen oppløses eller dispergeres i vann, slik at det gjendannes en flytende harpiks som kan blandes med en herder for denne og eventuelt med additiver for anvendelse som et bindemiddel. Konvensjonelle herdemidler såsom syre- og saltherdemidlene nevnt ovenfor kan anvendes.

Oppfinnelsen skal illustreres ved henvisning til de følgende eksemplene hvori alle deler og prosentangivelser er uttrykt ved vekt, med mindre annet er angitt. Faststoffinnholdene bestemmes ved å oppvarme en prøve på 2 g til 120<0>C i 3 timer under atmosfæretrykk.

EKSEMPEL 1

Vandig formaldehydoppløsning (23,93 kg; 38,56$ HCHO) behandles med natriumhydroksydoppløsning (76,4 ml; 10$ vekt/volum NaOH), og urea (7,69 kg). Blandingen, som er av pH 9 og har et F:U molforhold på 2,40:1, omrøres og oppvarmes til tilbakeløp. Den får avkjøles noe, til 98°C, og en vandig oppløsning av sulfaminsyre (343,6 ml; 20$ NH2SO3H) tilsettes. Den resulterende blandingen er av pH 2,0, og denne oppvarmes under tilbakeløp i 30 minutter.

Mens tilbakeløpet opprettholdes tilsettes natriumhydrok-sydoppløsning (509,8 ml; 10$ vekt/volum NaOH), slik at det oppnås en nøytral oppløsning (pH 7). Denne får avkjøles til ca.40°C, ved denne temperaturen påtrykkes vakuum og vann destilleres fra blandingen, en samlet mengde på 11,3 kg vann samles. Faststoffinnholdet av blandingen er 59$. Endelig tilsettes en ytterligere mengde urea (5,40 kg), hvilket gir et F:U molforhold på 1,4:1.

Denne harpiksen er en vannoppløselig, fargeløs, transparent væske som har følgende egenskaper:

EKSEMPEL 2

Vandig formaldehydoppløsning (75,68 g; 38,56$ HCHO) behandles med natriumhydroksydoppløsning (0,24 ml; 10$ vekt/volum NaOH) etterfulgt av urea (24,32 g). Blandingen som er av pH 9 og har et F:U molforhold på 2,40:1 omrøres og oppvarmes til tilbakeløp. Fosforsyreoppløsning (5,0 ml; 20$ H3PO4) tilsettes, for å bringe blandingen til pH 2,0, og den oppvarmes deretter under tilbakeløp i 30 minutter. Nøytrali-sering med natriumhydroksydoppløsning (20$) følger og blandingen inndampes ved ca. 40°C til et faststoffinnhold på 60$. Blandingen avkjøles og urea (17,08 g) tilsettes, dette gir et F:U molforhold på 1,41:1.

Denne harpiksen er en vannoppløselig, fargeløs, transparent væske som har følgende egenskaper:

EKSEMPEL 3

Kjernefliser av barved (1540 g), tørket til et fuktighets-innhold på 2$, blandes med en blanding innbefattende harpiksen beskrevet i eksempel 1 (173,8 g), ammoniumklorid-oppløsning (12,0 g; 10$ NH4CI), en kommersiell voksemulsjon (12,0 g; 65$ voks) og vann (65,0 g). En del av den resulterende blandingen (1650 g) plasseres i en firkantet treramme med sidekant 35 5 mm og konsolideres ved romtemperatur under et trykk på 791 kPa. Det resulterende konsoliderte laget fjernes fra rammen og komprimeres ved 145°C i 8 minutter under et trykk på 2,77 MPa. Den resulterende flisplaten har en tykkelse på 19 mm. Platen undersøkes, med følgende resultater:

Det fremgår følgelig at det samlede ekstraherbare formaldehydet, målt ifølge BS 1811, i platen er uhyre lavt.

EKSEMPEL 4

Vandig formaldehydoppløsning (75,68 g; 38,56$ HCHO) behandles med natriumhydroksydoppløsning (0,24 ml; 10$ vekt/volum NaOH) og urea (24,32 g). Denne blandingen, som er av pH 9 og har et F:U forhold på 2,40:1, oppvarmes til tilbakeløp og sulfaminsyre (1,2 ml; 15$ NH2SO3H) tilsettes, dette gir blandingen en pH på 2,0. Blandingen oppvarmes deretter under tilbakeløp i 30 minutter hvoretter vandig NaOH tilsettes til pH 7, mens tilbakeløpet opprettholdes. Etter avkjøling til 25°C tilsettes urea (17,08 g), og produktet inndampes i vakuum under 40°C til en endelig vekt på 81,12 g.

Produktet er en fargeløs, transparent harpiks som har et F:U molforhold på 1,41:1, et faststoffinnhold på 68,5$ og en en viskositet ved 25°C på 0,58 Pa s.

EKSEMPEL 5

Vandig formaldehydoppløsning (748,3 g; 38,68$ HCHO) behandles med natriumhydroksydoppløsning (1,2 ml; 20$ vekt/volum NaOH) og urea (251,7 g). Blandingen som er av pH 9 og har et F:TJ molforhold på 2,30:1, omrøres og oppvarmes til tilbakeløp. Vandig svovelsyre (20 ml; 15$ H2SO4) tilsettes, for å bringe pH til 2,0, og det oppvarmes deretter under tilbakeløp i 30 minutter. Vandig natriumhydroksyd (14 ml; 20$ vekt/volum NaOH) tilsettes mens tilbakeløpet opprettholdes for å bringe pH til 7,4. Blandingen inndampes deretter i vakuum ved ca. 40°C til et faststoffinnhold på 59$. Urea (46,2 g) tilsettes til en del av den inndampede harpiksen (190,3 g), slik at det oppnås en harpiks som har et F:U molforhold på 1,30:1. Denne harpiksen er en vannoppløselig, fargeløs, transparent væske som har et faststoffinnhold på 66$ og en viskositet ved 25'C på 0,55 Pa s.

EKSEMPEL 6

Eksempel 1 gjentas til det trinnet hvor vann destilleres fra blandingen, til et faststoffinnhold på 57$. Til 100 vektdeler av den resulterende blandingen tilsettes 25,55 vektdeler urea, slik at det oppnås en harpiks som har F:U molforhold på 1,25:1. Denne harpiksen er en vannoppløselig, fargeløs, transparent væske som har et faststoffinnhold på 66$ og en viskositet ved 25"C på 0,32 Pa s.

EKSEMPEL 7

Kjerneflis av barved (15430 g), tørket til et fuktighets-innhold på 2$, blandes med en blanding innbefattende harpiksen beskrevet i eksempel 6 (172 g), ammoniumklorid-oppløsning (12 g; 10$ NH4CI), en kommersiell voksemulsjon (12 g; 65$ voks) og vann (65 g). En del av den resulterende blandingen (1650 g) plasseres i en firkantet treramme med sidekant 355 mm, og konsolideres ved romtemperatur under et trykk på 791 kPa. Det resulterende, konsoliderte laget fjernes fra rammen og komprimeres ved 145°C i 8 minutter under et trykk på 2,77 MPa. Den resulterende flisplaten (partikkelplaten) har en tykkelse på 19 mm. Platen under-søkes, med følgende resultater:

Det fremgår at det samlede ekstraherbare formaldehydet, målt ifølge BS 1811, i platen er uhyre lavt.

EKSEMPEL 8

Eksempel 5 gjentas til det trinnet hvor blandingen inndampes, inndampingen utføres slik at det oppnås et faststoffinnhold på 50$ istedenfor 59$. Den inndampede blandingen har en viskositet ved 25°C på 0,08 Pa s. Urea (30 deler) tilsettes til den inndampede blandingen (200 deler) og den resulterende blandingen omrøres inntil ureaen er oppløst, dette gir en blanding med en viskositet ved 25 °C på 0,07 Pa s. F:U molforholdet for blandingen er 1,57:1. Temperaturen av blandingen reguleres, om nødvendig, til 34-40°C og vandig svovelsyre (1 del; 15$ H2SO4) tilsettes for å bringe blandingen til pH 3,9. Blandingen omrøres i 30 minutter, temperaturen stiger til 50°C, det tas prøver med regelmessige mellomrom for bestemmelse av viskositet, inntil viskositeten av blandingen er øket til 0,22 Pa s. Vandig natriumhydroksyd (0,4 deler; 20$ NaOH) tilsettes for å bringe blandingen til pH 7. Blandingen dehydratiseres deretter i en spraytørker, slik at det oppnås et harpikspulver som har et mykningspunkt på 133° C, et F:U molforhold på 1,56:1 og et fritt formaldehydinnhold på 0,27$.

EKSEMPEL 9

Vandig formaldehydoppløsning (757,1 g; 38,50$ HCHO) behandles med natriumhydroksydoppløsning (2,4 ml; 10$ NaOH) og urea (242,9 g). Blandingen, som er av pH 9 og har et F:U molforhold på 2,4:1, omrøres og oppvarmes til 80°C, ved hvilken temperatur den holdes i 15 minutter. Vandig svovelsyre (13,2 ml; 15$ H2SO4) tilsettes for å bringe blandingen til pH under 3,5. Blandingen avkjøles til 80° C og oppvarmes ved denne temperaturen i 30 minutter. Vandig natriumhydroksyd (10$ NaOH) tilsettes deretter for å bringe blandingen til pH 7. Blandingen inndampes deretter i vakuum ved ca. 40°C til et faststoffinnhold på 59$. Urea (201 g) tilsettes til den inndampede harpiksen (695 g), slik at det oppnås en harpiks som har F:U molforhold på 1,3:1. Denne harpiksen er en vannoppløselig, fargeløs, transparent væske som har et faststoffinnhold på 65$ og en viskositet ved 25° C på 0,5 Pa s.

EKSEMPEL 10

Vandig formaldehydoppløsning (784,6 g; 38,5$ HCHO) behandles med natriumhydroksydoppløsning (2,4 ml; 10$ NaOH) og urea (215,6 g). Blandingen, som er av pH 9 og har et F:U molforhold på 2,8:1, omrøres og oppvarmes til tilbakeløpstemperatur hvor den holdes i 15 minutter. En vandig oppløsning av svovelsyre (6,6 ml; 15$ H2SO4) tilsettes. Den resulterende blandingen, som er av pH 2,7, oppvarmes under tilbakeløp i 30 minutter.

Samtidig som tilbakeløpet opprettholdes tilsettes vandig natriumhydroksydoppløsning (10$ NaOH), slik at det oppnås en nøytral oppløsning (pH 7). Denne oppløsningen inndampes i vakuum ved 40° C til et faststoffinnhold på 59$, urea tilsettes slik at det oppnås et F:U molforhold på 1,25:1, og blandingen omrøres i 60 minutter.

Denne harpiksen er en vannoppløselig, fargeløs, transparent væske som har et faststoffinnhold på 65$ og en viskositet ved 25"C på 0,1 Pa s.

Claims (20)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av urea-formaldehydharpikser, karakterisert ved at den innbefatter (i) blanding av en vandig formaldehydoppløsning inneholdende 30-50 vekt-# formaldehyd med urea ved et formaldehyd:urea-molforhold på 2 til 3:1 og ved pH 6-11, (ii) oppvarming av blandingen til minst 50°C, (iii) tilsats av en syre inntil blandingen når en pH i området 0,5-3,5, (iv) oppvarming av blandingen til en temperatur mellom 80"C og tilbakeløpstemperaturen, (v) med blandingen ved en temperatur på minst 80°C, tilsats av en base inntil blandingen når en pH i området 6,5-9, og (vi) tilsats av urea inntil formaldehyd:urea-molforholdet er innenfor området 0,8-1,8:1.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det innledende formaldehyd:urea-molforholdet ligger i området 2,2 til 2,8:1.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at det innledende formaldehyd:urea-molforholdet ligger i området 2,3 til 2,5:1.

4. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av krav 1 til 3, karakterisert ved at oppvarmingstrinnet (ii) utføres ved en temperatur på minst 80<*>C.;

5. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at surgjøringen i trinn (iii) bevirkes til pH 1-2,5.;

6. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at oppvarmingstrinnet (iv) utføres ved tilbakeløpstemperatur.;

7. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at oppvarmingstrinnet (iv) bevirkes i et tidsrom på fra 15 minutter til 1 time.;

8. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at blandingen inndampes under redusert trykk, enten mellom trinnene (v) og (vi) eller etter trinn (vi), inntil faststoffinnholdet ligger innenfor området 40-75 vekt-$.;

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at inndampningen går foran urea-tilsatstrinnet (vi) og utføres slik at det oppnås et faststoffinnhold i området 50-65 vekt-$.;

10. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at inndampningen følger etter urea-tilsatstrinnet (vi) og utføres slik at det oppnås et faststoffinnhold i området 60-70 vekt-*.

11. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at tilsatsen av urea i trinn (vi) gir et produkt som har et formaldehyd:urea-molforhold i området 1,0 til 1,7:1.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at urea-tilsatsen gir et produkt som har et formaldehyd:urea-molforhold på 1,2 til 1,5:1.

13. Fremgangsmåte for fremstilling av urea-formaldeharpikser, k arakterisert ved at den innbefatter (a) utførelse av trinnene (i) til (v) som definert i krav 1, (b) omsetning av blandingen fra trinn (v) med urea ved en pH under 7 for å øke dens viskositet, (c) tilsetning av en base inntil blandingen når en pH i området 6,5-9, og (d) dehydratisering av blandingen slik at det dannes en fast partikkelformig harpiks.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, karakterisert ved at trinn (b) utføres ved en pH på 3 til 5 og en temperatur på 30 til 60°C, ved anvendelse av urea i en mengde som er tilstrekkelig til å gi reaksjonsblandingen et formaldehyd:urea-molforhold på fra 1,3:1 til 1,9:1 inntil viskositeten av reaksjonsblandingen er 2 til 4 ganger dens innledende viskositet.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert ved at trinn (b) utføres ved en pH på 3,5 til 4,5 og en temperatur på 35 til 50°C, ved anvendelse av urea i en mengde som er tilstrekkelig til å gi reaksjonsblandingen et formaldehyd:urea-molforhold på fra 1,5:1 til 1,7:1, inntil viskositeten av reaksjonsblandingen er 2,5 til 3,5 ganger dens innledende viskositet.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 13, 14 eller 15, karakterisert ved at blandingen omsatt med urea har et faststoffinnhold på fra 40 til 65 vekt-$.

17. Anvendelse av en fast, partikkelformig harpiks oppnådd ved hjelp av en fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 13 til 16 og en fast herder for dette, for fremstilling av et bindemiddel.

18. Bundet lignocelluloseholdig materiale, karakterisert ved at det som bindemiddel innbefatter en harpiks oppnådd ved en fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 16, hvor nevnte harpiks foreligger i herdet form.

19. Fremgangsmåte for å binde to lignocelluloseholdige overflater sammen, karakterisert ved at den innbefatter påføring på minst en av overflatene av en harpiks fremstilt ved en fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 16, og at overflatene holdes sammen under herding av harpiksen.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 19, karakterisert ved at fiberplate eller partikkelplate fremstilles ved å blande lignocelluloseholdige fibrer eller partikler sammen med et bindemiddel innbefattende en harpiks fremstilt ved en fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 16, og eventuelt, en varme-aktivert herder for denne, og oppvarming av den resulterende blandingen under trykk inntil bindemidlet er herdet.