PL149398B1 - Chemoutwardzalny lakier wodorozcieńczalny, zwłaszcza do lakierowania mebli z okleina, naturalna - Google Patents

Description

OPIS PATENTOWY

POLSKA

RZECZPOSPOLITA

LUDOWA

URZĄD

PATENTOWY

PRL

Patent dodatkowy do patentu nr--Zgłoszono: 09· 05 /P. 261512/

Pierwszeństwo — ·

CZ V ELNIA

U^r fdu Potentoweoo

Γ - hr . * · i « ^Int. Cl.⁴ C09D ' 3/50

Zgłoszenie ogłoszono: 88 05 26

Opis patentowy opublikowano: 1990 03 31

Twórcy wrnalaiku: Zygmunt Heim, Dominik Nowak, Jan Wojtyczka, Alfons Rataj,

Edward Stempiński, Jan Pethe, Elżbieta Maczurek,

Maria Jaglarz

Uprawniony z patentu: Instytut Ciężkiej Syntezy Organicznej “Blachownia”, Kędzierzyn-Koźle /Polska/

-. j-CHEMOUTWARDZALNY LAKIER WODOOOZCEŃCZALNY, ZWŁASZCZA DO LAKIEROWANIA MEBLI Z OKLEINA NATURALNA,

Przedmiotem w/nalazku jest chemiutwwrdzalny lakier wodorozcieńczalny*zwłaszcza do lakierowania mebli z okleiną naturalną. Otrzymuje się go z butylowanych żywic mocznikowych, wysoko skondensowanych i zeteiyrfioowanych · żywic melaminowych i poliestrów rozcieńczalnych w wodzie.

Zastosowanie w procesach lakierowania chemoutwoπizaliych lakierów wodorozzieńczalnych jest coraz większe. W stosunku do stosowanych dotychczas lakierów rrzpuszczalnikowych wykazują one mnejszą emisję związków toksycznych, zawierają więcej substancji błonotwórczych, a także są wydaniejsze w procesach lakierowania.

Znany z opisu patentowego PRL nr 156762 chemoutwoΓdzalny lakier wodooorzieńczaliy, przydatny jest do lakierowania sztucznej okleiny meblowej· Otrzymuje się go z 10-60 części Wagoiych żywicy melaminowej średnio skondensowanej i zalkzksylrwaneJ, 15-40 części Wagowych żywicy melaminowej o wysokim stopniu skondensowania i zalkoksylzwania, 10-40 części wagowych butanolowego roztworu żywicy mocznikowej zbutoksylowanej, 0,5 - 3 części wagowych krzemionki koloidalnej, 5-10 części wagowych poliestru kwasu fta0ewegz i glikoli ewennualnie 5-20 części wagowych mieszaniny octanów amin tłusczoowych w kwwsie octowym,

3-8 części wagowch metanolu lub wody i ewennualnie 4-7 części wagowch oksyetylowanego alkoholu etylowego lub glikolu etylenowego. Jest on przystozowany do e^ΓSOZiotemmeraturrwego utwardzania powłoki lakierowej na podłożu papieoooym. Lakier ten stosuje się do produkcji papierowej okleiny meblow-ej w ten sposób, że: poddaje się go zmieszaniu z kwaśnym utwardzaczem, a następnie rozcieńczeniu wodą do lepkości roboczej. Tak przygotowany lakier roboczy nanoszony jest za pomocą tzw. rakla na papierową okleinę meblową w ilości 12-15 g suchej masy na 1 powierzchni J utwardzony w temperaturze waszej niż 120°C w czasie nie przekraczającym 120 sekund.

149 398

149 598

Zastosowanie tego lakieru do lakierowania formatek meblowych z okleiną naturalną jest niemożliwe. Formtki takie mogą być podgrzewane najwyżej do temperatury 90°C, ponieważ klej stosowany do przyklejania obrzeży w temperaturze wyższej niż 9O°C traci swoje własności klejące. W takiej temperaturze nie następuje jeszcze wymagane utwardzenie naniesionej powłoki lakierowanej w czasie założonym r^e^żm^e^m technologizmym - tj. krótszym od 20 minut. Lakier ten jest mło reaktywny. Po dłuższym czasie następuje wprawdzie utwardzenie powłoki jednak jej estetyka jest niezadowalająca. Lakier użyty do pokrywania zaimpregnowanego papieru daje powierzchnię gładką, jednorodną bez pęcherzy i weschnięć. Lakierowanie powwerzchni okleiny naturalnej stawia przed lakierem dodatkowe utrudnienie - oprócz zabezpieczenia powierzchni musi on jednocześnie wypełnić raaLkr^oc^j^^j^^^Lj^ny obecne na powierzchni drewna· Znane lakiery, otrzymane z żywic mooznikow/ch etery iłowanych metanolem i w/ższymi alkoholami oraz z poliestóów otrzymywanych z udziałem poliglikolu o ciężarze , cząseczzowrym 300-1000, czy lakier aodoroozCeńczalny, znany z opisu RFN DOS 2011537, otrzy many z żywic ^^la^^no^ch oraz poliestóów zawierających glikole nadają się wprawdzie do lakierowania drewna ale mmją bardzo niską reaktywność. Do ich utwardzenia konieczne są: znaczna ilość kwasów mineralnych i w/soka temperatura.

Innym niekorzystnym zjawiskiem wstępującym podczas lakierowania formatek meblowych znanymi lakierami jest nadmierna emisja formaldehydu, pochodzącego z żywic formaldehydowomocznikow/ch, oraz butanolu - rozpuszczalnika żywic moczniko^ch.

Celem wyialazku było opracowanie lakieru o wrsokiej reaktywności, tj. moożiwości utwardzania pow^ki w temperaturze do 9O°C, dającego gładką prwieΓzchnię lakierowaną, a jednocześnie lakieru o niskiej emisji formaldehydu i butanolu.

Lakier według wyn lazku składa się z: 41-55 części wagowch żywicy melaminowej o wsokim stopniu skondensowania i zmetoksylowania, posiadającej lepkość poniżej 3000 cP przy koncennracji 90 % składnika żywicznego oraz wskazującej w temperaturze 250°C stabilność powyżej kilku godzin

41-60 części wagowch żywicy, otrzymanej w wyniku reakcji związania formaldehydu w handlowej butoksylowanej żywicy mocznikoao-forraaldihyOraej działanimm roztworu wodnego amoniaku lub wodorotlenku meealu alkaiccznego i oddestylowania 50 do 70 % wagowych zawartego w żywicy butanolu, która zawiera 70 do ©0 % wagowych suchej masy i 0,1 do 0,2 % Wagowego wolnego formaldehydu^

5-15 części wagowych zem^^igo^^nych w wodzie do 50 % poliestóów ftatowch glikoli o _klepkości w temperaturze 293 K od 90 do 220 sekund oznaczonej według kubka Forda nr 4 i . 7-15 części wagowch montoieru etylowego glikolu etylenowego lub produktu reakcji 1 mola tlerku etylenu z 3 molami alkoholu etylowego.

Stosowana do otrzymywania lakieru żywica melaminowa metylowam o wysokim stopniu skondensowania i zmatoksytoaanil charakteryzuje się wysoką odpornością termiczną, jest stabilna w temperaturze 250- 5°C w czasie najmniej 1 godziny i wysoką reaktywnością chemiczną mierzoną np. czasem wsycenia powłoki lakierowej. Żywica ta zapewnia wysoką reaktywność lakieru umoóżiwiając utwardzenie powłoki w temperaturze niższej niż 90°C.

Natomiast żywicę mocznikową, drugi składnik lakieru, otrzymuje się przez moodfikację handlowego roztworu butoksytowanej żywicy mocznikowej w butanolu. Reakcja z amoniakiem lub aodorotleIkami meeali alkalicznych pozwala związać wolny formaldehyd, a tym samym obniżyć jego zawartość w żywicy. Podczas destylacji zaś usuwana jest część rozpuszczalnika - butanolu. Dzięki zastosowaniu takiego sposobu uszlachetniania żywicy, w lakierze według wmlazku, zawartość wolnego formaldehydu i butanolu jest znacznie obniżona. Żywica mocznikowa zapewnia wytworzonej powłoce hydrofobowość. Ponieważ jednocześnie nie toleruje ona wody w skład lakieru wchodzić musi czynnik rozpuszczający stosowane żywice, nadający odpowiednio niską lepkość produktowi handlowemu oraz pożądający wprowadzić wodę przy sporządzaniu lakieru roboczego. Takim środkiem jest mon^eer etylowy glikolu etylenowego lub produkt reakcji 1 mola tleiku etylenu z 3 mólam! alkoholu etylowego.

149 398

Aby nadać powierzchni lakierowanej odpowiednią estetykę i uodpornić ją na działanie wody, alkoholu, kwasów w skład lakieru wchiodzi również plastyfikator. W lakierze według wynalazku jest to poliester otrzymany na drodze polikondensacji mieszaniny estrów otrzymanych drogą transestryfikacji dwuuetylooeeeftalanu z glikolem etyeeoowym, gliceryną i poliglikoemm o średnim ciężarze cząstcczoowym 1500 oraz ftalanu glikolu etylnnowego i/lub gliceryny i/lub poliglikolu o średnim ciężarze ccąstcciro^ym 1500, użytych w stosunku 1:0,05-0,3. Otrzymany poliester emulguje się wodą do stężenia 50 % w temperaturze 555575K, korzystnie 555-568K. Emmlsja wodna ma barwę białą, jest cieczą ruchliwą o lepkości, w temperaturze 295 K, od 90 do 220 sekund oznaczonej według kubka Forda nr 4. Emmlsja ta dobrze miesza się z pozostałymi składnikami lakieru: zarówno z żywicą melaminową meblowaną jak i żywicę mocznikową. Jest to czynnik trwale plastyfikujący powłokę lakierową na skutek obecności grup hydroksylowych zdolnych do reakcji z żywicami aminowym.

Lakier według wynalazku jest produktem stabinyym w czasie ιeιgazynoworlia, po dodaniu 12-20 % wagowych utwardzacza sporządźonego z' mocnych kwasów i z ewentualnym dodatkiem 1-10 % wagowych wody, nanosi si.ę go za pomocą walców w ilości 20-55 g na 1 m powierzchni lakierowanej formatki, po czym następuje wysychanie i utwardzanie powłoki w temperaturze niższej od 90° w czasie 0,2 - 20 godzin /głównie w temperaturze 40-60°c/. Uzyskana powłoka lakieru jest gładka, równa, wykazuje zadawalającą twardość, nadaje się do szlioowania, i estetyka i jakość uzyskanej powłoki jest z powłoką uzyskaną przy zastosowaniu 4-7 krotnie większej i lości lakieru eitΓOcelurzooweg,o. W czasie procesu nancrzenia lakieru, składowania formatek, ich transportu do suszarki nie stwierdza się przekroczenia NDS-ów formaldehydu i butanolu nawet w hali produkcyjnej o średniej wentylacji.

Przykład I. W MMe okrągiłodennej pojemności 2 dm^ ^łączonej z próżn^^ym zestawem destylacynnym umieszcza się 410 g handlowej butoksylowanej żywicy mocznikowoformaldehydowej, zawierającej około 50 % butanolu i 1,5 % wolnego formaldehydu i poddaje reakcji z 20 g 25 % wody amrea^alr^^_Li, a następnie oddestylowuje 140 g butanolu przy obniżonym ciśnieniu.

Otrzymuje się zatęźoną, około 78 % żywicę mocznikową zawierającą 0,12 % wolnego formaldehydu. '

Do tak uszlachetnionej żywicy mocznikowej dodaje się 550 g żywicy melaminowej o w^okie stopniu skondensowania i zmetoksylowania oraz 50 g emulsji wodnej żywicy poliestrowej i 150 g produktu reakcji a 1 ko holu etylowego z tlerkdem etylenu. Całość miesza się w czasie 50 einut w temperaturze 40°C otrzymując 1000 g lakieru, posiadającego w temperaturze 20°C lepkość umowną mierzoną kubkiem wypływowym typ Forda numer 4 równą 46 sekund, zawierającego 72,5 % suchej masy oraz 1,29 % wolnego formaldehydu.

100 g tego lakieru wraz z 12 g utwardzacza /w skład którego wcHodzi kwas siarkowy, eter etylowy glikolu ety^^wego i woda/ oraz 1 g wody daje lakier roboczy o lepkości ueow nej, mierzonej według kubka Forda numer 4, równej 28 sekund. Lakier roboczy naniesiony w ^ilLoś^ci ⁵⁰ g na l/e^ płyty wirowej z okleiną butową °ys^ycha w temperaturze 80°C w czasie 20 minut dając zabezpieczające powłoki lakierowe zgodne z ^i^ea^a^r^iaei odpowiednich nore mb barskich.

Przykład II. Do kolby jak w przykładzie I wprowadza się 500 g butoisnlooaeey żywicy eocznikowooforealdehydowel, poddaje się ją reakcji z 25 g 25 % wody amoniakalnej i przy obniżonym ciśnieniu oddestylowuje 150 g butanolu otrzymując uszlachetnioną żywicę mocznikową zawierającą około 71,5 % suchej masy i 0,18 % wolnego formaldehydu. Do tej żywicy dodaje się 450 g żywicy melaminowej o wysokim stopniu skondensowania i zmetrisnlowania oraz 150 g ιπ^Ι wodnej żywicy poliestrowej i 70 gramów eteru etylowego glikolu ety^^wego. Wssyytkie składniki miesza się w temperaturze otoczenia w ciągu 1 godziny otrzymując 1000 g lakieru. Lakier posiada w temperaturze 20°C lepkość według kubka typ Forda numer 4 równą 69 sekund, zawiera 71,9 % suchej masy oraz 0,91 % wolnego formaldehydu. 100 g tego lakieru yeilsyleego wraz z 18 g_ utwardzacza, jak w przykładzie I, oraz

149 398 g wody daje lakier roboczy o lepkości umownej, według kubka Forda numer 4, równej 30 sekundom.

Lakier roboczy naniesiony w ilości 35 g na 1 m płyty wiórowej z okleiną olchową wysycha w temperaturze 90°C w czasie 12 minut dając zabezpieczającą powłokę zgodną z wymaagniami odpowiednich norm mbbe^i^isk^Lch.

Przykład III. Do kolby jak w przykładzie I wprowadza się 500 g butoksylowanej żywicy mooznikowo-formłldehydowej, zawierającej 56 % suchej masy oraz 2,5 % wolnego formaldehydu, poddaje ją reakcji z 35 g 25 % wody amonnakalnej i przy obniżonym ciśnieniu oddestylowuje 110 g butanolu. Otrzymuje się żywicę zawierającą 73,4 % suchej masy oraz 0,15 % wolnego formaldehydu.

Do żywicy tej dodaje się 410 g żywicy melaminowej o wysokim stopniu skondensowania i zmetoksylowania oraz 50 g emmllji wodnej żywicy poliestrowej i 150 g eteru etylowego glikolu etylowego.

Składniki miesza się w temperaturze otoczenia w czasie 30 minut otrzymując 1000 g lakieru, posiadającego w temperaturze 20°C lepkość umowna według kubka Forda numer 4, równą 52 sekundom. Lakier zawiera 73,4 % suchej masy i 0,65 % wolnego formaldehydu. 100 g tego lakieru zmieszanego wraz z 20 g utwardzacza, jak w przykładzie I, oraz 5 g wody daje lakier roboczy o lepkości ^0^,}, według kubka Forda numer 4 równej 27 sekundom. ^kier o ' roboczy naniesiony w ilości 30 g na 1 m płyty wiórowej z okleiną mahoniową psycha.w temperaturze otoczenia w czasie 20 godzin dając zabezpieczającą powłokę lakierową zgodnie z wymaaniami odpowiednich norm meblarskich.

Przykład IV. Do kolby jak w przykładzie I załadowuje się 500 g żywicy mocznikowo -formaldehydowej zawwerającej 60 % suchej masy oraz 1,8 % wolnego formaldehydu, alkalizuje ją 2 mililitrami 40 % wodnego roztworu woclono01enku sodu i przy obniżonym ciśnieniu oddestylowuje 140 g butanolu otrzymując żywicę zawńerającą 83 % suchej masy oraz 0,2 % wolnego formaldehydu. Do tej żywicy dodaje się 410 g żywicy melaminowej o wysokim stopniu skondensowania i zmetoksylowania oraz 150 g bmmlsji wodnej żywicy poliestrowej i 110 g eteru etylowego glikolu etylenowego. Składniki miesza się w temperaturze. około 40°C w czasie 30 minut otrzymując 1000 g lakieru posiadającego w temperaturze 20°C lepkość umowna według kubka Forda numer 4 równą 58 sekund. Likier zawiera 77^^% suchej masy oraz 0,82 % wolnego formaldehydu.100 g tego lakieru zmieszanego wraz z 18 g utwardzacza, jak w przykładzie I, oraz 2 g wody daje lakier roboczy o lepko iści uaooieb, według kubka Forda numer 4, równej 28 sekund. Lakier roboczy naniesiony w ilości 30 g na 1 m płyty wiórowej z okleiną bukową wysycha w temperaturze 55-60°C pod działanbaa promieniowania lΓtrffnoeetiwego w czasie 10 minut.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patenoowe

   Cheιaanlwiadzalny lakier wodorozcieńczalny, zwłaszcza do laki ero wania mebli z okleiną naturalną zawierający żywicę melaminową, poliestry ftanoie glikoli i oksyetylowany alkohol etylowy, znamienny tym, że składa się z 41 do 55 części wagowych żywicy melaminowej o wysokim stopniu skondensowania i zmeeoksylowania, posiadającej lepkość poniżej 3000 cP przy knnceneracji 90 % składnika żywicznego oraz wykaauuącej w temperaturze 250°C stabilność powyżej kilku godzin, 41 do 60 części wagowych żywicy otrzymanej w wyniku reakcji związania formaldehydu w handlowej ^toksy^Y/anej żywicy mocznikowoformaldehydowej działanemu! roztworu wodnego αm^r^e.akl lub iodoootlbekl alkalicznego i oddestylowania 50 do 70 % wagowych zawartego w żywicy butanolu, przy czym żywica ta zawiera 70 do 80 % wagowch suchej masy i 0,1 do 0,2 % wagowego wolnego formaldehydu, 5 do 15 części wagowych zem^g^/anych do 50 % w wodzie polies^ów ftaOiwyih glikoli, o lepkości w temperaturze 293 K od 90 do 220 sekund oznaczonej według kubka Forda nr 4 i 7 do 15 części wagowych aoneoeeru etylowego glikolu etylenowegn lub produktu reakcji 1 mola tlen ku etylenu z 3 molami alkoholu etylowego.

   Pracownia Poligraficzna UP RP. Nakład 100 egz.

   Cena 1500 zł