PL102268B1 - A method of producing resinous urea-formaldehyde adhesives with increased cold gluing force,destined for the production of particle boards - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia zywicznych klejów mocznikowo-formaldehy- dowych o zwiekszonej sile klejenia na zimno, prze¬ znaczonych do produkcji plyt wiórowych, przez kondensacje mocznika i formaldehydu w tempera¬ turze powyzej 100°C.

Zywiczne kleje mocznikowo-formaldehydowe znajduja szerokie zastosowanie jako material wia¬ zacy w przemysle produkcji plyt wiórowych. Przy .konwencjonalnych metodach produkcji miesza sie wióry z roztworem zywicowym, formuje w pólfa¬ brykat i prasuje wstepnie na zimno. Powyzsze przeprowadza sie na nosnym podlozu np. na bla¬ chach prasowniczych. Wstepnie sprasowane pólfa¬ brykaty plyt wiórowych transportuje sie do praso¬ wania na goraco w blachach prasowniczych. Dopie¬ ro po zakonczeniu procesu prasowania oddziela sie blachy prasownicze od gotowej plyty wiórowej.

Przed kolejnym zastosowaniem plyt prasowni¬ czych do formowania pólfabrykatów musi nasta¬ pic ich ochlodzenie. Ta ciagla ekstremalna zmiana temperatury prowadzi do duzego zuzycia sie plyt prasowniczych oraz zwiazana jest z duzym zuzy¬ ciem energii, z której wieksza czesc jako nie wy¬ korzystana, traci sie. Dla unikniecia tych wysokich strat opracowano nowe technologie, jak np. tak zwana metode tasmowa, tasmowo-tackowa oraz metode luzno-tackowa.

Powyzsze metody wymagaja klejów, które oprócz dotychczas wymaganych wlasciwosci, odznaczaja 2 sie dodatkowo zwiekszona sila klejenia na zimno.

Przy tych nowych metodach produkcji oddziela sie pólfabrykat plyty wiórowej od podloza nosnego, po jego sformowaniu oraz wstepnym sprasowaniu na zimno, przez odwiniecie lub odsuniecie a nastep¬ nie jak w wiekszej ilosci przypadków, prasuje na goraco bez podloza nosnego. Ten sposób produkcji wymaga duzej wytrzymalosci pólfabrykatów plyt wiórowych dla unikniecia zlaman oraz deformacji, które równaja sie stratom produkcyjnym, W przypadku normalnych klejów mocznikowo- -formaldehydowych spotykanych w handlu nie u- zyskuje sie tych wysokich wytrzymalosci pólfabry¬ katów plyt wiórowych, wymaganych przy wytwa¬ rzaniu plyt wiórowych pracujacych bez podloza nosnego. Zwiekszenie cisnienia prasowania przy prasowaniu wstepnym na zimno oraz zwiekszenie ilosci kleju w ilosci oplacalnej ekonomicznie rów¬ niez nie doprowadzilo do zadowalajacych wyników.

W zwiazku z powyzszym szukano sposobu osiag¬ niecia zwiekszonej wytrzymalosci przez dodanie do normalnych klejów do plyt wiórowych dodatko¬ wych skladników.

Wiadomo, ze sile klejenia na zimno zywicznych klejów mocznikowo-formaldehydowych, kondensa¬ tów melaminowo-formaldehydowych oraz konden¬ satów fenolowo-formaldehydowych mozna polep¬ szyc przez dodanie do gotowego kleju lugu posiar¬ czynowego, to znaczy roztworów lignino-sulfonianu wapnia, które otrzymuje sie przy produkcji celu- 102 2683 lozy siarczynowej w procesie roztwarzania lugowe¬ go, w ilosci do 10% substancji stalej w odniesieniu do cieklego kleju i zywicy, o stezeniu 45—70%.

Lug posiarczynowy moze byc dodany w postaci cie¬ klej lub sproszkowanej (niemiecki opis patentowy DT — OS nr 2 354 928. Wada tej metody jest ko¬ niecznosc zastosowania dodatkowego etapu procesu dla wprowadzenia dodatku, co dalej zwiazane jest z dodatkowym zuzyciem energii oraz zwiekszeniem ilosci urzadzen produkcyjnych.

Wiadomo równiez, ze do normalnych handlowych klejów przeznaczonych do drewna przed przeksztal¬ ceniem ich w przedmiot lub, przed zastosowaniem ich do klejenia przedmiotów musi byc wprowadzo¬ ny skladnik dodatkowy. Skladnikami tymi sa roz¬ twory wielozasadowych i/albo alefinowo nienasyco¬ nych kwasów karboksylowych w jedno- albo wie- lokwasowej aminie, która miesza sie z woda. War¬ tosc pH tych roztworów wynosi 6,5—11 (niemiecki opis patentowy DT-OS nr 2 351 981).

Wada jest tutaj to, ze oprócz dodatkowego zapo¬ trzebowania na energie oraz zwiekszona ilosc urza¬ dzen potrzebnych dla wprowadzenia tych dodatko¬ wych skladników, zmianie ulegna równiez wlasci¬ wosci tych klejów. W zwiazku z powyzszym w wy¬ mienionym opisie patentowym proponuje sie wpro¬ wadzenie tych skladników dodatkowych bezposred¬ nio przed przeróbka klejów.

Zadaniem wynalazku jest dlatego znalezienie zy¬ wicznego kleju mocznikowo-formaldehydowego o duzej sile klejenia na zimno, który pólfabrykatom z plyt wiórowych sprasowanych wstepnie na zimno nadalby tak wysoka wytrzymalosc, aby plyty te mozna bylo transportowac do prasy plyt wióro¬ wych bez podloza nosnego, nie powodujac przy tym zadnych zlaman i deformacji. Wedlug wynalazku powyzszy problem zostal rozwiazany przez konden¬ sacje ciagla lub kondensacje nieciagla mocznika i handlowego formaldehydu w stosunku molowym od 1 :1,8 do 1 :2,2 pod zwiekszonym cisnieniem i w temperaturze 100—140°C w obecnosci 0,5—5% kwa¬ sów organicznych lub nieorganicznych, a w szcze¬ gólnosci kwasu mrówkowego, w odniesieniu do ilo¬ sci zastosowanego mocznika w czasie 10—100 minut, oraz przez dodanie alkaliów oraz dalsza kondensa¬ cje, ewentualnie przy równoczesnym zageszczeniu w zakresie neutralnym do slaboalkalicznego do¬ dajac mocznik do koncowego stosunku molowego mocznika do formaldehydu od 1:1,3 do 1,8 w tem¬ peraturze 40—80°C.

Stezenie zastosowanych kwasów moze wahac sie w granicach 2—15%.

Nieoczekiwane jest tutaj to, ze przez kondensacje w temperaturze powyzej 100°C przy równoczesnym dodaniu kwasów otrzymuje sie zywiczne kleje mocznikowo-formaldehydowe, z których wykonac mozna sprasowane wstepnie na zimno pólfabryka¬ ty plyt wiórowych, które maja wystarczajaca wy¬ trzymalosc, potrzebna przy dalszej ich przeróbce w wyzej wspomnianych juz urzadzeniach do produkcji plyt wiórowych.

Szczególnie korzystny jest fakt, ze przy zastoso¬ waniu nowego kleju do plyt wiórowych w urza¬ dzeniach do produkcji plyt wiórowych udzial kle¬ ju w odniesieniu do masy wiórowej w zaleznosci od 2 268 4 lokalnych warunków technologicznych' (gatunek drewna, wilgotnosc wiórów itd.) mozna bylo obni¬ zyc do 5%. Dalsza bardzo wazna korzyscia jest to, ze przy zastosowaniu kleju do plyt wiórowych we- dlug wynalazku nie wystepuja zadne straty pro¬ dukcyjne i materialowe w czasie koniecznego po¬ stoju linii produkcyjnych do wytwarzania plyt wió¬ rowych spowodowanych zaklóceniami mechanicz¬ nymi. io Przy zastosowaniu dotychczasowego normalnego kleju do plyt wiórowych, w przypadkach koniecz¬ nych postojów, sprasowane wstepnie na zimno pól¬ fabrykaty plyt wiórowych przez utrate wilgotnosci tracily tyle na wytrzymalosci, ze nie mozna ich bylo w zadnym przypadku dalej transportowac do prasy na goraco i w zwiazku z tym musialy byc one wybrakowane. Przy zastosowaniu kleju do plyt wiórowych wedlug wynalazku, wytrzymalosc pól¬ fabrykatów plyt wiórowych w tych przypadkach pozostaje zachowana i w zwiazku z tym, linia pro¬ dukcyjna do wyrobu plyt wiórowych moze byc na¬ tychmiast dalej eksploatowana.

Oprócz zwiekszonej sily klejenia ha zimno, zywi¬ ce wykazuja dobra reaktywnosc, trwalosc podczas magazynowania oraz dobra wypieralnosc wody.

Wytrzymalosc wstepnie sprasowanego na zimno pólfabrykatu ustala sie przez wytrzasanie wiórów pokrytych klejem do pólfabrykatu o wielkosci 750X X300 mm, a nastepnie sprasowanie ich na zimno.

Sprasowany pólfabrykat uklada sie na dwóch pod¬ porach, które znajduja sie w odleglosci 650 mm od siebie, a nastepnie mierzy sie czas od polozenia pólfabrykatu do jego zlamania. Mierzony czas jest wprost proporcjonalny do sily klejenia na zim- ,35 no.

Zywica normalna Zywica wedlug wyna¬ lazku wedlug przykladu nr 1 Zywica wedlug wyna¬ lazku wedlug przykladu nr 2 czas zlamania 72 394 515 w sek.

Przyklad I. Do-reaktora, który wyposazony so byl w regulator poziomu oraz mieszadlo dozowano roztwór mocznikowo-formalinowy, który na 959 czesci wagowych roztworu zawieral 700 czesci wa¬ gowych 37% neutralizowanego formaldehydu i 259 czesci wagowych mocznika, z szybkoscia 100 czesci ^ wagowych na godzine. Równoczesnie dozowano do reaktora w sposób ciagly 0,25 czesci wagowej 10% kwasu mrówkowego.

W temperaturze 128°C mieszanina w reaktorze w tych warunkach miala lepkosc 48 cP, mierzona «o w temperaturze 20°C. W ciagu jednej godziny wprowadzono 100 czesci wagowych tego kondensatu do drugiego reaktora, do którego dozowano dodat¬ kowo 16,8 czesci wagowych na godzine 55% roz¬ tworu wodnego mocznika oraz 0,35 czesci wagowej w na godzine 10% lugu sodowego.102 268 6 "W drugim reaktorze, który wyposazony byl w urzadzenie cyrkulacyjne, prowadzono dalsza kon¬ densacje w temperaturze 40—80°C pod zmniejszo¬ nym cisnieniem z równoczesnym zwiekszeniem ste¬ zenia do 67% zawartosci substancji stalej. Odpro¬ wadzony w sposób ciagly klej mocznikowo-formal- dehydowy o lepkosci 970 cP/20°C odznaczal sie wy¬ soka sila klejenia na zimno, duza trwaloscia pod¬ czas przechowywania i nadawal sie szczególnie do produkcji plyt wiórowych bez blach prasowanych.

Przyklad II. Do reaktora wyposazonego w u- rzadzenie grzewcze i chlodnicze, który ponadto wy¬ posazony byl w mieszadlo i urzadzenia do pomia¬ ru temperatury, wprowadzono 600 czesci wagowych zneutralizowanego 37% formaldehydu. W tym roz¬ puszczono 207 czesci wagowych mocznika. W ten sposób otrzymany roztwór mocznikowo-formaldehy- dowy ogrzano do temperatury 70°C w ciagu 30 minut, a nastepnie dodano 1,5 czesci wagowych 1-molowego kwasu solnego i tak dlugo kondenso- wano w temperaturze 112°C, dopóki roztwór nie osiagnal lepkosci 50 cP/20°C.

Po dodaniu 3,5 czesci wagowych 2,5-molowego lu¬ gu sodowego ochlodzono roztwór do temperatury 80°C, a nastepnie dodano 72 czesci wagowe mocz¬ nika i w ciagu 30 minut w tej temperaturze dalej kondensowano. Po zageszczeniu w temperaturze 50°C i pod cisnieniem 300 torów otrzymano mocz- nikowo-formaldehydowy klej do drewna o lepkosci 1020 cP/20°C i 68% zawartosci zywicy stalej.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania zywicznych klejów moczni- 10 kowo-formaldehydowych o zwiekszonej sile kleje¬ nia na zimno, przeznaczonych do produkcji plyt wiórowych, przez kondensacje mocznika i formal¬ dehydu w temperaturze powyzej 100°C, znamienny tym, /ze mocznik i formaldehyd w stosunku molo- 15 wym od 1 :1,8 do 1 :2,2 pod zwiekszonym cisnie¬ niem i w temperaturze 100—140°C w obecnosci 0,5—5% organicznych albo nieorganicznych kwasów, w szczególnosci kwasu mrówkowego, w odniesieniu do uzytej ilosci mocznika, w sposób ciagly albo nie- 20 ciagly w ciagu 10—100 minut poddaje sie konden¬ sacji, a nastepnie dodaje sie alkalia i w zakresie neutralnym albo slabo alkalicznym z dodawaniem mocznika az do koncowego stosunku molowego mocznika do formaldehydu 1 :1,3 do 1,8 w tempe- 25 raturze 40—80°C poddaje sie dalszej kondensacji i ewentualnie jednoczesnie zageszcza.