PL169442B1

PL169442B1 - Sposób wytwarzania kleju na bazie kondensatu mocznikowo-formaldehydowego PL PL PL

Info

Publication number: PL169442B1
Application number: PL29199491A
Authority: PL
Inventors: Radislav Lipka
Original assignee: Chemko S P Strazske
Priority date: 1990-10-11
Filing date: 1991-10-10
Publication date: 1996-07-31
Also published as: HU911614D0; CZ283408B6; SK279826B6; YU98091A; CS493590A3; PL291994A1; HUT60314A; EP0480448A1

Abstract

1 .Sposób wytwarzania kleju na bazie kondensatu mocznikowo-formaldehydowego do zastosowania przy sporzadzaniu plyt wiórowych i innych tworzyw aglomerowanych o niskiej emisji formaldehydu, do klejenia przez utwardzanie w srodku kwasnym, znamienny tym, ze miesza sie mocznik z formaldehydem przy stosunku molowym mocznika do formaldehydu wynoszacym 1:1,6 do 2,1, korzystnie 1.1,8 1 dodatkiem 1-50 litrów, na 10000 kg zastosowanego mocznika, kondensatu fenolowo-formaldehydowego wytworzonego przez kondensa- cje fenolu z formaldehydem przy stosunku formaldehydu do fenolu wynoszacym 0,6 do 1,1:1, korzystnie 1:1, w srodowisku wodorotlenków metali alkalicznych albo metali ziem alkalicznych przy stosunku molowym fenolu do wodorotlenku wynoszacym 1:0,2 do 0,8, korzystnie 1 0,5 w temperaturze 40 do 60°C, korzystnie 50°C, prowadzac reakcje w ciagu 0,5 do 4 godzin, korzystnie jednej godziny 1 do wytworzonej mieszaniny mocznika, formaldehydu i kondensatu fenolowo-formaldehydowego dodaje sie 1,6 do 5,0 m , korzystnie 2,6 m3 trimetylolotrimetylenotriaminy 1 powstaly mieszany produkt kondensuje sie w sposób ciagly w temperaturze 80-135°C 1 pod zwiekszonym cisnieniem do stopnia kondensacji okreslonego przez lepkosc mieszaniny wynoszaca 20 do 120 mPas, korzystnie 45 mPas, nastepnie produkt reakcji ogrzewa sie pod obnizonym cisnieniem i w temperaturze 40°C do 80°C, korzystnie 60°C dodajac mocznik w ilosci 16 do 25% wagowych, korzystnie 17,5% wagowych w odniesieniu do produktu 1 wstepny kondensat fenolowo-formaldehydowy w ilosci zapewniajacej uzyskanie pH gotowego produktu w zakresie 6,8-8,5, przy czym etap ogrzewania prowadzi sie do uzyskania zawartosci suchej masy w produkcie 60 do 80% korzystnie 65%. PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania kleju na bazie kondensatu i/albo polikondensatu mocznika-formaldehydu, trimetylolotrimetylenotriaminy i fenoloalkoholu, który w przemyśle drzewnym i meblowym jest określany jako odpowiadający klasie emisji E-0 środek wiążący do wytwarzania aglomerowanych materiałów i mebli. Jakkolwiek praktycznie w całej Europie są już wytwarzane typy kleju mocznikowo-formaldehydowego klasy emisji E-1 (to znaczy do 10mg na 100 g płyty wiórowej), dążenia ruchów ekologicznych w całym świecie zmierzają do tego, aby obniżyć ulatnianie się formaldehydu z aglomerowanych materiałów do wartości mniejszej niż 5 mg formaldehydu na 100 g płyty wiórowej, to znaczy do klasy emisji E-O.

Tego, że ulatnianie się formaldehydu w przypadku środków wiążących na bazie kondensatów mocznikowo-formaldehydowych odpowiadających klasie emisji E-O stanowi skomplikowany problem technologiczny, dowodzi również fakt, że nie jest dotychczas znany sposób wytwarzania takiego środka wiążącego (o klasie emisji E-O) w całym świecie.

Zaproponowany sposób wytwarzania kleju pozwala na znaczne obniżenie emisji formaldehydu z drewnianych płyt wiórowych, co zostało osiągnięte przez specyficzny sposób stopniowy wytwarzania kleju, nieoczywisty dobór poszczególnych składników kleju i ich wzajemnego oddziaływania.

Rezultatem tego jest emisja formaldehydu poniżej 5 mg/100 g drewnianej płyty wiórowej, bez stosowania dodatkowych środków wiążących formaldehyd (tzw. łapaczy formaldehydu).

Sposób wytwarzania kleju na bazie kondensatu mocznikowo-formaldehydowego do zastosowania przy sporządzaniu płyt wiórowych i innych tworzyw aglomerowanych o niskiej emisji formaldehydu do klejenia przez utwardzanie w środku kwaśnym według wynalazku

169 442 polega na tym, że miesza się mocznik z formaldehydem przy stosunku molowym mocznika do formaldehydu wynoszącym 1:1,6 do 2,1, korzystnie 1:1,8 i dodatkiem l-501itrów na 10000 kg zastosowanego mocznika, kondensatu fenolowo-formaldehydowego wytworzonego przez kondensację fenolu z formaldehydem przy stosunku formaldehydu do fenolu wynoszącym 0,6 do 1,1:1, korzystnie 1:1, w środowisku wodorotlenków metali alkalicznych albo metali alkalicznych przy stosunku molowym fenolu do wodorotlenku wynoszącym 1:0,2 do 0,8, korzystnie 1:0,5, w temperaturze 40 do 60°C, korzystnie 50°C, prowadząc reakcję w ciągu 0,5 do 4 godzin, korzystnie jednej godziny i do wytworzonej mieszaniny mocznika, formaldehydu i kondensatu fenolowo-formaldehydowego dodaje się 1,6 do 5,0 m3, korzystnie 2,6 m3 arimeaylflftrimetylenftriaminy i powstały mieszany produkt kondensuje się w sposób ciągły w temperaturze 80-135°C i pod zwiększonym ciśnieniem do stopnia kondensacji określonego przez lepkość mieszaniny wynoszącą 20 do 120 m Pa · s, korzystnie 45 m Pas, następnie produkt reakcji ogrzewa się pod obniżonym ciśnieniem i w temperaturze 40°C do 80°C, korzystnie 60°C dodając mocznik w ilości 16 do 25% wagowych, korzystnie 17,5% wagowych w odniesieniu do produktu i wstępny kondensat fenolowo-formaldehydowy w ilości zapewniającej uzyskanie pH gotowego produktu w zakresie 6,8-8,5,przy czym etap ogrzewania prowadzi się do uzyskania zawartości suchej masy w produkcie 60 do 80%, korzystnie 65%.

W sposobie według wynalazku w ostatnim etapie dodaje się wstępny kondensat fenolowo-formaldehydowy w takiej ilości aby pH gotowego kleju zawierało się w granicach 6,8-8,5. Ilość dodawanego kondensatu jest ściśle związana z pH wytworzonej mieszaniny reakcyjnej i zmienia się w zależności od wartości pH mieszaniny reakcyjnej.

Określoną zawartość suchej masy w gotowym produkcie (60-80%) uzyskuje się w wyniku ogrzewania produktu pod obniżonym ciśnieniem i w określonej temperaturze, tj. w wyniku odparowywania wody zawartej w mieszaninie reakcyjnej.

Proces według wynalazku przeprowadza się korzystnie w jednym albo kilku etapach, w procesie nieciągłym.

W sposobie wytwarzania kleju o klasie emisji E-O właściwy proces dzieli się na nieciągłe przygotowanie produktów przyłączenia i kondensację ciśnieniową z modyfikowaniem próżniowym i odparowanie w sposób ciągły.

Przykłady: Poniższe przykłady A-C obrazują nieciągłe procesy przygotowania produktów przyłączania. Przykłady I i II obrazują sposób wytwarzania kleju na bazie kondensatu mocznikowo-formaldehydowego, bliżej go wyjaśniając.

A) Przygotowanie produktu przyłączenia fenolowo-formaldehydowego:

W tym etapie reakcji poddaje się reakcji fenol i formaldehyd w stosunku molowym 1:0,6 do 1:1,1, korzystnie 1:1, w obecności wodorotlenków metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych, np. wodorotlenku sodu. Stosunek wodorotlenku do fenolu powinien się wahać między 0,2 i 0,8:1, korzystnie 0,5:1, i temperatura reakcji między 40 i 60°C, korzystnie 50°C. W obrębie reakcji addycji, która trwa 0,5 do 4 godzin (korzystnie jedną godzinę), powstaje w mieszaninie reakcyjnej fenoloalkohol.

B) Przygotowanie trimetylflftrimetylenotriaminy:

W tym etapie reakcji poddaje się reakcji formaldehyd i amoniak w stosunku molowym 2:1 w temperaturze 30 do 60°C, przy czym wynikająca wartość pH wynosi 10,6 do 11,2.

C) Przygotowanie mieszanego produktu addycji przyłączenia:

W tym etapie poddaje się reakcji formaldehyd z mocznikiem w stosunku molowym 1,6 do 2,1:1, korzystnie 1,8:1.

37% formalinę (22,2 m3), do której dodano 1 do 50 litrów, korzystnie 16 litrów wstępnego kondensatu fenol-formaldehyd, poddaje się reakcji z 10 tonami stałego mocznika i wreszcie uzupełnia za pomocą 1,6 do 5,0 m³, korzystnie 2,6 m³ trimetylftrimeaylenotriaminy. Wartość pH mieszaniny powinna wynosić 8,7 do 9,8, korzystnie 9,3.

Wszystkie trzy produkty addycji przygotowuje się w sposób nieciągły.

Przygotowany w ten sposób mieszany kondensat wstępny wtryskuje się do pierwszego aparatu pracującego w sposób ciągły, gdzie następuje kondensacja w temperaturze 80-135°C i pod zwiększonym ciśnieniem aż do lepkości wynoszącej 20-120 mPa-s, korzystnie 30-45 mPa-s Po osiągnięciu żądanej lepkości zaczyna się przekazywanie produktu reakcji do drugiego

169 442 aparatu, pracującego pod zmniejszonym ciśnieniem i w temperaturze 40-80°C w sposób ciągły. W tej fazie następuje modyfikowanie przez mocznik, który dodaje się do kondensatu w ilości 16 do 25%, korzystnie 17,5%. Poza tym dodaje się w tym etapie reakcji do kondensatu produkt przyłączenia fenol-formaldehyd w ilości 10 do 100 litrów, korzystnie 25 litrów, do buforowania wartości pH do 7,0-8,5.

Jednocześnie następuje odparowanie wody do wynikowej zawartości suchej masy w produkcie wynoszącej co najmniej 65%.

Wreszcie produkt, to znaczy klej o klasie emisji E-O, oziębia się do temperatury 15 do 25°C.

Produkty wytwarzane w w/w sposób (A-C) są następnie wykorzystywane w procesie wytwarzania kleju.

Przykład I. W mieszalniku poddano reakcji 22,1 m³ formaliny (37%), 10 litrów kondensatu wstępnego fenol-formaldehyd, 10 ton granulatu mocznika i 2,6 m³ roztworu trimetylolotrimetylenotriaminy. Tak powstały mieszany produkt przyłączenia utrzymywano w temperaturze 10-30°C i przy wartości pH 9,3. Przygotowany w ten sposób metodą nieciągłą mieszany produkt przyłączenia wtryskiwano następnie do pierwszego etapu reakcji z szybkością 10 m3na godzinę. Kondensacja następowała w temperaturze 117°C. Po osiągnięciu lepkości 40 mPa-s rozpoczęło się przekazywanie produktu reakcji do drugiego etapu reakcji przy jednoczesnym dodawaniu roztworu przyłączenia fenol-formaldehyd (16 litrów/godzinę) i roztworu mocznika (60%-2,6 m3/godzinę). Drugi etap reakcji prowadzono pod zmniejszonym ciśnieniem i w temperaturze 63°C. Po osiągnięciu zawartość suchej masy w produkcie w zakresie 65 do 67% prowadzono klej przez chłodnicę do zasobnika.

Przykład II. W mieszalniku 1108 kg formaliny, 0,8 litra produktu przyłączenia fenol-formaldehyd, 450 kg granulatu mocznika i 117 kg trimetylolotrimetylenotriaminy poddano reakcji addycji w temperaturze 30°C. Mieszaninę ogrzano następnie do temperatury 105°C i kondensowano do lepkości wynoszącej 40 mPa· s. Po osiągnięciu jej wartości lepkości mieszaniny reakcyjnej oziębiono ją i uzupełniono za pomocą 275 kg mocznika i 0,3 litra produktu przyłączenia fenol-formaldehyd. Pod zmniejszonym ciśnieniem odparowano wreszcie wodę i oziębiony produkt zawierający 65% wagowych suchej masy wypuszczono do zasobnika.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

l.Sposób wytwarzania kleju na bazie kondensatu mocznikowo-formaldehydowego do zastosowania przy sporządzaniu płyt wiórowych i innych tworzyw aglomerowanych o niskiej emisji formaldehydu, do klejenia przez utwardzanie w środku kwaśnym, znamienny tym, że miesza się mocznik z formaldehydem przy stosunku molowym mocznika do formaldehydu wynoszącym 1:1,6 do 2,1, korzystnie 1:1,8 i dodatkiem 1 -50 litrów, na 10000 kg zastosowanego mocznika, kondensatu fenolowo-formaldehydowego wytworzonego przez kondensację fenolu z formaldehydem przy stosunku formaldehydu do fenolu wynoszącym 0,6 do 1,1:1, korzystnie 1:1, w środowisku wodorotlenków metali alkalicznych albo metali ziem alkalicznych przy stosunku molowym fenolu do wodorotlenku wynoszącym 1:0,2 do 0,8, korzystnie 1:0,5 w temperaturze 40 do 60°C, korzystnie 50°C, prowadząc reakcję w ciągu 0,5 do 4 godzin, korzystnie jednej godziny i do wytworzonej mieszaniny mocznika, formaldehydu i kondensatu fenolowo-formaldehydowego dodaje się 1,6 do 5,0 m³, korzystnie 2,6 m³ trimetylolotrimetylenotriaminy i powstały mieszany produkt kondensuje się w sposób ciągły w temperaturze 80-135°C i pod zwiększonym ciśnieniem do stopnia kondensacji określonego przez lepkość mieszaniny wynoszącą 20 do 120 mPa-s, korzystnie 45 mPa-s, następnie produkt reakcji ogrzewa się pod obniżonym ciśnieniem i w temperaturze 40°C do 80°C, korzystnie 60°C dodając mocznik w ilości 16 do 25% wagowych, korzystnie 17,5% wagowych w odniesieniu do produktu i wstępny kondensat fenolowo-formaldehydowy w ilości zapewniającej uzyskanie pH gotowego produktu w zakresie 6,8-8,5, przy czym etap ogrzewania prowadzi się do uzyskania zawartości suchej masy w produkcie 60 do 80% korzystnie 65%.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces przeprowadza się w jednym albo kilku etapach reakcji, w procesie nieciągłym.