PL164656B1

PL164656B1 - Aqueous hardening agent and laminating method

Info

Publication number: PL164656B1
Application number: PL90287632A
Authority: PL
Inventors: Heinz Lehnert; Dieter Dormeyer
Original assignee: Basf Ag
Priority date: 1989-11-06
Filing date: 1990-11-05
Publication date: 1994-08-31
Also published as: FI905490A0; HU907032D0; EP0427058A2; YU47381B; PL287632A2; ATE109180T1; EP0427058A3; YU209690A; DE59006587D1; EP0427058B1; HUT57811A; DE3936855A1

Abstract

1. Wodny srodek utwardzajacy do utwardzania zywic aminowych, znamienny tym, ze zawiera A. 50-80% wagowych jedno- albo wielozasadowego nieorganicznego albo organicznego kwasu, B. 1-40% wagowych oligoglikoli i/albo oligoglikoloeterów, C. 1-20% wagowych polialkoholu winylowego i/albo czesciowo zhydrolizowanego polioc- tanu winylu, D. 0,1-0,5% wagowych emulgatora i E. 0,5-10% wagowych srodka tiksotropowego, przy czym podane ilosci skladników A, B, C, D i E uzupelniaja sie do 100% wagowych i odnosza sie do zawartosci stalej substancji wodnego srodka utwardzajacego. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest wodny środek utwardzający na bazie kwasu, oligoglikolu i/albo oligoglikoloeteru, polialkoholu winylowego i/albo częściowo zhydrolizowanego polioctanu winylu, emulgatora i czynnika tiksotropowego do utwardzania żywic aminowych.

W procesie laminowania na gorąco z walcowaniem tworzywa drzewne jak płyty ' wiórowe w sposób ciągły zasila się klejem na bazie żywicy aminowej i utwardzacza, i następnie skleja z folią na kalandrze w podwyższonej temperaturze i pod zwiększonym ciśnieniem. Przy stosowaniu utwardzaczy wg stanu techniki, które opisane są na przykład w europejskim opisie patentowym EP-A nr 184 646, w procesie tym występują jeszcze pewne niedogodności. Po opuszczeniu kalandra obserwuje się podnoszenie folii na wąskich stronach płyty, a naklejona folia po pewnym czasie wykazuje pewną kruchość spowodowaną przez klej, który wnika do folii i tam utwardza się. Połączenie między folią i płytą jest rzeczywiście słabe i folia może łatwo oddzielić się. Obydwa efekty występują zwłaszcza wówczas, gdy stosuje się klej, który posiada mniej formaldehydu niż używane dotychczas kleje powierzchniowe i wykazuje stosunek molowy formaldehyd:mocznik wynoszący na przykład 1,4:1. Według europejskiego opisu patentowego EP-A nr 184646 dla laminowania na gorąco z walcowaniem stosuje się żywice mocznikowo-formaldehydowe o stosunku molowym formaldehyd:mocznik wynoszącym 1,4:1 - 2,2:1. Ale żywice te wykazują niepożądanie wysoką emisję formaldehydu.

Zadaniem omawianego wynalazku było opracowanie środka utwardzającego do utwardzania żywic aminowych, przy użyciu którego w sposobie laminowania na gorąco z walcowaniem laminuje się tworzywa drzewne jak płyty wiórowe foliami, przy czym nie występuje odstawianie tych folii na wąskich stronach płyty. Poza tym należało poprawić wytrzymałość sklejenia folii z płytą wiórową, również przy zastosowaniu klejów na bazie żywic mocznikowo-formaldehydowych o stosunku molowym formaldehyd:mocznik wynoszącym poniżej 1,4:1.

Zadanie według wynalazku rozwiązano w ten sposób, że do utwardzania żywic aminowych, stosuje się wodny środek utwardzający, który zawiera

A. 50-80% wagowych jedno- albo wielozasadowego nieorganicznego albo organicznego kwasu,

B. 1-40% wagowych oligoglikoli i/albo oligoglikoloeterów,

C. 1-20% wagowych polialkoholu winylowego i/albo częściowo zhydrolizowanego polioctanu winylu,

164 656

D. 0,1-1,5% wagowych emulgatora i

E. 0,5-10% wagowych środka tiksotropowego, przy czym podane ilości składników A, B, G, D i E uzupełniają się do 100% wagowych i odnoszą się do zawartości stałej substancji wodnego środka utwardzającego.

Niżej opisane są szczegółowo składniki środka według wynalazku.

Jako składnik A odpowiednie są jedno- albo wielozasadowe nieorganiczne albo organiczne kwasy. Wyróżniają się kwasy, których wartość pKa jest mniejsza albo równa 2 i które są wystarczająco rozpuszczalne w wodzie, jak kwas fosforowy, benzenosulfonowy, dichlorooctowy, trichlorooctowy albo kwas maleinowy. Korzystnie stosuje się kwas maleinowy, przy czym ten kwas dikarboksylowy stosuje się ewentualnie także w postaci bezwodnika. Składnik A stosuje się w ilości 50-80% wagowych, korzystnie 60-80% wagowych, w odniesieniu do zawartości stałej substancji wodnego środka utwardzającego.

Jako składnik B odpowiednie są oligoglikole albo oligoglikoloetery, albo ich mieszaniny. Oligoglikolami w sensie wynalazku są oligomery pochodzące od glikolu etylenowego, propylenowego albo glikolu 1,2-, 1,4- albo 2,3-butylenowego. Oligomery te mogą składać się z 2-10 jednostek danego glikolu. Korzystne są oligomery pochodzące od glikolu etylenowego, przy czym szczególnie wymienia się glikole di-, tri-, tetra- oraz pentaetylenowe.

Końcowe grupy hydroksylowe oligoglikoli mogą być albo niezeteryfikowane, albo zeteryfikowane niskimi alkoholami, przy czym do stosowania odpowiednie są zarówno częściowo jak też całkowicie zeteryfikowane produkty. Do eteryfikowania nadają się niskie alkohole, jak metanol, etanol, izopropanol albo butanol. Składnik B stosuje się w ilości 1-40% wagowych, korzystnie 1-3% wagowych, w odniesieniu do zawartości stałej substancji wodnego środka utwardzającego.

Jako składnik C odpowiedni jest polialkohol winylowy albo częściowo zhydrolizowany polioctan winylu, albo ich mieszaniny. Polialkohol winylowy jest dostępny w handlu np. pod nazwą Moviol^R firmy Hoechst. W przypadku częściowo zhydrolizowanego polioctanu winylu, zhydrolizowane jest co najmniej 50%, korzystnie 80% grup estrowych występujących pierwotnie w polioctanie winylu. Składnik C stosuje się w ilości 1-20% wagowych, korzystnie 1-5% wagowych.

Jako składnik D stosuje się zwykle niejonowe, anionowe albo kationowe emulagtory, jakie opisane są na przykład w europejskim opisie patentowym EP-A nr 184 646. Wyróżnia się stosowanie fosforanu triizobutylowego. Składnik D stosuje się w ilości 0,5-1,5% wagowych.

Jako składnik E odpowiednie są zwykłe środki tiksotropowe, opisane na przykład w europejskim opisie patentowym EP-A nr 184 646, przy czym wyróżnia się stosowanie ksantanu, polisacharydów albo poliakryloamidów. Składnik E stosuje się w ilości 0,5-10% wagowych, korzystnie 1-2% wagowych, w odniesieniu do zawartości stałej substancji wodnego środka utwardzającego.

Poza tym można stosować jeszcze dalsze zwykłe substancje pomocnicze i dodatkowe, jak mocznik, środki przeciwpieniące albo sole metali w ilości do 20% wagowych, w odniesieniu do zawartości stałej substancji wodnego środka utwardzającego.

Wodny środek utwardzający według wynalazku wytwarza się przez rozpuszczenie albo zdyspergowanie składników A - E w dowolnej kolejności w wodzie z następnym rozcieńczeniem dalszą ilością wody do pożądanego stężenia roboczego. Zawartość stałej substancji wodnego środka utwardzającego wynosi 20-60% wagowych, korzystnie 30-50% wagowych.

Utwardzacz według wynalazku stosowany jest do utwardzania żywic aminowych w procesie laminowania np. płyt wiorówych, płyt z włókien drzewnych, płyt stolarskich albo litego drewna.

Jako kleje na bazie żywicy aminowej do procesu laminowania na gorąco z walcowaniem tworzyw drzewnych fornirami stosuje się zwykłe znane aminowe żywice klejowe. Przeważnie stosuje się żywice mocznikowo-formaldehydowe, które wykazują na ogół stosunek molowy formaldehyd:mocznik wynoszący 1,0:1,0 - 1,5:1, korzystnie 1,0:1,0 - 1,4:1,0, a zwłaszcza 1,0:1,0 -1,35:1. Żywice mocznikowo-formaldehydowe mogą być eteryfikowane przy użyciu 0,8-3% wagowych, w odniesieniu do stałej żywicy, C1-C4-alkoholiJak metanolu i etanolu, albo C2-C 4-dioli, jak glikolu dietylenowego, glikolu propylenowego i glikolu butylenowego. Lepkości ich wynoszą 600-10.000 mPa-s, korzystnie 1000-10.000, a zwłaszcza 1.500-3.000 mPa · s.

Jako folie do pokrywania tworzyw drzewnych w sposobie według wynalazku stosuje się używane zwykle znane zdolne do zwijania materiały powierzchniowe, na przykład termoplastyczne folie, jak folie PCW, folie ABS (folie z kopolimeru akrylonitryl-butadien-styren) albo folie polisty4

164 656 renowe, jak też folie na bazie papieru, jak folie melaminowe, folie podkładowe i dekoracyjne, folie o gotowym efekcie albo folie DAP (folie na bazie ftalanu diallilowego). Do tego celu można stosować również zdolne do zwijania tworzywowe płyty warstwowe, jak laminaty utworzone z nośników i dekoracyjnych papierów, które przesyca się czystą żywicą poliestrową i potem sprasowuje trwale i utwardza.

Jako forniry służą zwykle znane płyty fornirowe, które otrzymuje się w postaci fornirów ciętych albo łuszczonych z każdorazowo pożądanych gatunków drewna.

W celu przeprowadzenia sposobu laminowania na gorąco z walcowaniem tworzyw drzewnych foliami najpierw folię spryskuje się środkiem utwardzającym według wynalazku w ilości 5-30 g/m², korzystnie 10-20 g/m , i suszy. Na powierzchnię przeznaczonego do laminowania tworzywa drzewnego nakłada się klej z żywicy aminowej w ilości 30-80 g/m2, zwłaszcza 40-60 g/m2, i następnie na tę powierzchnię naprasowuje się za pomocą ogrzewanego walca przy ciśnieniu około 0,2-0,8 N/mm² folię potraktowaną roztworem utwardzacza. Prasowanie przeprowadza się zwykle w temperaturze 15<^^^^^°C, przy czym można ją zmieniać w szerokich granicach w zależności między innymi również od zastosowanych materiałów. Proces prasowania można przeprowadzać również w temperaturze pokojowej.

Prędkość przesuwu tworzywa drzewnego w procesie laminowania wynosi na ogół 25-30 m/minutę.

W wyróżniającej się postaci laminowania postępuje się w ten sposób, że środka utwardzającego nie nanosi się na folię, lecz jak żywicę aminową na tworzywo drzewne, przy czym obowiązują warunki wyżej wymienione. Jednak naniesioną na powierzchnię tworzywa drzewnego żywicę aminową najpierw suszy się i następnie traktuje środkiem utwardzającym według wynalazku, i wreszcie sprasowuje z folią wolną od utwardzacza.

Przy zastosowaniu wodnego środka utwardzającego według wynalazku utrzymuje się wymagane w praktyce wartości odnośnie szybkości przesuwu i czasu prasowania. Dokładnie w momencie sprasowywania następuje szybkie i dokładne wymieszanie środka klejącego i środka utwardzającego, przez co uzyskuje się szybkie utwardzenie. Środek utwardzający według wynalazku zwilża równomiernie powierzchnię folii względnie forniru, względnie warstwy każdorazowego środka klejącego. Nie występują tu odstawania na krawędziach, a folia jest mocno sklejona z powierzchnią tworzywa drzewnego. Wytworzone z wykorzystaniem utwardzacza według wynalazku laminowane tworzywa drzewne wykazują wysoką jakość, są odporne na działanie wody i ciśnienia oraz posiadają powierzchnię pod względem optycznym bez zarzutu.

Przykłady.

Przez zmieszanie składników podanych w tabeli 1 wytworzono dane wodne środki utwardzające. Na płytę wiórową o grubości 15 mm naniesiono w ilości 39 g/m2 żywicę mocznikowoformaldehydową o stosunku molowym formaldehyd:mocznik wynoszącym 1,35:1, o lepkości w temperaturze 20°C wynoszącej 4700 mPa · s, zawartości substancji stałej wynoszącej 68% wagowych i zeteryfikowaną za pomocą 0,8% wagowego metanolu i 1% wagowego glikolu etylenowego. Na to natryskano każdorazowo wodny środek utwardzający w ilości odpowiadającej 3,9 g/m2.

Sposobem laminowania na gorąco z walcowaniem na tak potraktowaną powierzchnię naklejono folię papierową o ciężarze 85 g/m2 stosując temperaturę prasowania 140°C, ciśnienie prasowania 0,5 N/mm2 i czas prasowania wynoszący 2 sekundy. W celu oznaczenia czasu żelowania sporządzono mieszaninę składającą się ze 100 g żywicy mocznikowo-formaldehydowej i 10 g środka utwardzającego. Otrzymane wyniki przedstawione są w tabeli 2. W przypadku użycia do klejenia środka utwardzającego bez polialkoholu winylowego według opisu EPO nr 184646 (przykład porównawczy VIII) przy przerobie następowało silne odstawanie krawędzi, co nie miało miejsca w przypadku dodania polialkoholu winylowego.

164 656

Tabela 1

Przykład	Kwas (g)	Oligo- gjikol (g)	Poli- alkohol winylowy (g)	Emul- gator'¹ (g)	Środek tiksotropowy (g)	Sól metalu (g)	Środek przeciw- pieniący (g)	Mocznik (g)	W^da (g)
I	bezwodnik kwasu maleinowego 32,4	glikol trietylenowy 0,6	0,6	0,1	ksantan 0,3	chlorek magnezu 1,25	0,1	6,9	57,75
II	bezwodnik kwasu maleinowego 25,1	glikol trietylenowy 0,5	0,6	0,1	ksantan 0,4	chlorek magnezu 1,25	0,1	6,9	65,05
III	kwas fosforowy 16,0	glikol trietylenowy 0,7	0,6	0,2	ksantan 0,7	chlorek magnezu 125	0,1	10,0	70,45
IV	bezwodnik kwasu maleinowego 30,2	glikol dietylenowy 0,6	0,9	0,1	ksantan 0,3	chlorek wapnia 1,25	0.1	6,9	59,65
V	kwas maleinowy 35,7	glikol dietylenowy 0,3	0,3	0,1	poliakrylo- amid²¹ 0,3	siarczan magnezu 1.25	0,1	3,0	58,95
VI	kwas dichlorooctowy 12,6	glikol trietylenowy 1,2	0,9	0,1	ksantan 0,1	chlorek magnezu 1,0	0,1	6,0	77,10
VII	kwas trichlorooctowy 14,2	glikol trietylenowy 1,2	0,9	0,2	ksantan 0,4	siarczan potasowo- gjinowy 1,25	0,1	7,0	74,75
VIII bezwodnik (porównawczy)kwasu maleinowego ‘ 32,4	glikol trietyienowy 0,6		0,1	ksantan 0,3	chlorek magnezu 1,25	0,1	6,9	58,35

1) Jako emulgator we wszystkich przypadkach służył niejonowy produkt przyłączenia tlenku etylenu do oktylofenolu

2) Jako poliakryloamid shiżył produkt o ciężarze molowym około 6 X 10^s,kopolimeryzowany z 3% wagowymi kwasu akrylowego, zobojętniony

3) Jako środek przeciwpieniący we wszystkich przypadkach służył produkt na bazie fosforanu triizobutylowego

Tabela 2

Czas żelowania (s)	Fornir
Przykład	10 części wagowych	Folia		Czas prasowania (s)
	kleju i 1 część	Ocena	15	20	25
wagowa utwardzacza

	temperatura 20°C			Ocena
I	60	bardzo dobra	bardzo dobra	bardzo dobra	bardzo dobra
			do dobrej
II	58	bardzo dobra	zadowalająca	bardzo dobra	bardzo dobra
m	62	bardzo dobra	zadowalająca do wystarczająca	dobra	bardzo dobra
IV	55	bardzo dobra	zadowalająca	bardzo dobra	bardzo dobra
V	64	bardzo dobra	zadowalająca	bardzo dobra	bardzo dobra
VI	55	bardzo dobra	dobra	bardzo dobra	bardzo dobra
VII	45	bardzo dobra	zadowalająca	dobra	bardzo dobra
VIII	60	zadowalająca²¹	zadowalająca¹1	dobra!	dobra
(porównawczy)

1) Odłączanie na krawędziach 2) Folia nie przywiera na całej powierzchni

Ocena obejmowała przy tym następujące parametry:

a) wizualna ocena powierzchni

b) odporność na wodę

c) wytrzymałość na ściskanie

d) zachowanie się wobec ponownego ogrzania przez postawienie gorącego naczynia o temperaturze 90-100°C

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Wodny środek utwardzający do utwardzania żywic aminowych, znamienny tym, że zawiera

A. 50-80% wagowych jedno- albo wielozasadowego nieorganicznego albo organicznego kwasu,

B. 1-40% wagowych oligoglikoli i/albo oligoglikoloeterów,

C. 1-20% wagowych polialkoholu winylowego i/albo częściowo zhydrolizowanego polioctanu winylu,

D. 0,1-0,5% wagowych emulgatora i

E. 0,5-10% wagowych środka tiksotropowego, przy czym podane ilości składników A, B, C, D i E uzupełniają się do 100% wagowych i odnoszą się do zawartości stałej substancji wodnego środka utwardzającego.
2. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że jako składnik C zawiera częściowo zhydrolizowany polioctan winylu, w którym jest zhydrolizowane co najmniej 50% pierwotnie występujących grup estrowych.
3. Środek według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że jako składnik C zawiera częściowo zhydrolizowany polioctan winylu, w którym jest zhydrolizowane co najmniej 80% pierwotnie występujących grup estrowych.