PT2242797E - Agentes de coesão livres de formaldeído para a produção de produtos de madeira - Google Patents
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Description
1
DESCRIÇÃO
"AGENTES DE COESÃO LIVRES DE FORMALDEÍDO PARA A PRODUÇÃO DE PRODUTOS DE MADEIRA" A presente invenção consiste num material contendo lenhocelulose, obtido através da manipulação de lenhocelulose A com um agente de coesão B como o definido nas reivindicações. A presente invenção inclui adicionalmente moldes, contendo o material contendo lenhocelulose, um procedimento para o fabrico do material contendo lenhocelulose, a aplicação do material contendo lenhocelulose para o fabrico de moldes bem como a aplicação dos moldes para o fabrico de móveis, de materiais de embalagem, em construção de casas ou em construções de interior ou em veículos motorizados. São conhecidos materiais à base de lenhocelulose. Exemplos importantes para materiais contendo lenhocelulose são partes de madeira, como folhas de madeira, tiras de madeira, painéis de madeira ou fibras de madeira, sendo que as fibras de madeira podem igualmente ser adequadamente obtidas de plantas contendo fibras de madeira, como linho, cânhamo, girassol, tupinambo ou girassol-batateiro ou colza. Os materiais em bruto para tais partes de madeira ou partículas de madeira são possivelmente madeiras de desbaste, restos de madeiras industriais e madeiras usadas, bem como plantas contendo fibras de madeira. A preparação dos materiais desejados contendo lenhocelulose, como partículas de madeira, é conseguida através de procedimentos conhecidos, como por exemplo os descritos em M. Dunky, P. Niemt, Holzwerkstoffe und Leime, págs. 91-156, Springer Verlag Heidelberg, 2002. 2
Moldes contendo lenhocelulose, em que no caso de a fonte de lenhocelulose ser madeira, podem ser referidos também como materiais de madeira, são uma boa alternativa a madeira maciça, sendo de custo e recursos reduzidos, tendo atingido um grande significado na construção de móveis e como materiais de construção. Como materiais em bruto para os materiais de madeira são usados por norma folhas de madeira de diferentes durezas, tiras de madeira, painéis de madeira ou fibras de madeira de diferentes madeiras. Tais partes de madeira ou partículas de madeira são comprimidas em materiais de madeira em forma de lâmina ou em forma de cadeia, a uma temperatura elevada, de forma adequada com agentes de coesão naturais e/ou sintéticos e adequadamente sob a adição de um aditivo adicional. Exemplos de tais moldes, contendo lenhocelulose ou materiais de madeira, são placas de fibras de espessura média (MDF), materiais de lascas de madeira - como placas de lascas e placas de aglomerado de partículas de madeira longas e orientadas -, madeira compensada - como cobertura de madeira compensada -e madeira laminada colada.
Como agentes de coesão são adicionados por norma agentes coesivos contendo formaldeído, por exemplo resinas de formaldeído-ureia ou resinas de formaldeído-ureia contendo melamina. As resinas são produzidas através da policondensação de formaldeído com ureia e/ou melamina. A utilização das resinas de formaldeído deste género podem resultar em formaldeído livre no material de madeira acabado. Através da hidrólise do policondensado pode ser libertado formaldeído adicional. 0 formaldeído livre contido no material de madeira e o libertado durante o período de vida do material de madeira, através de hidrólise, podem ser libertados para o ambiente. 3 0 formaldeído pode ser prejudicial, acima de determinados valores limite, causando alergias a humanos, irritações da pele, de respiração ou de olhos. A redução da emissão de folmaldeído nas partes de construção, acima de tudo nos interiores, é por isso um importante desafio.
No estado da técnica são descritos determinados agentes coesivos aquosos livres de formaldeído, bem como outros para fibras de madeira - à base de polímeros a partir de ácidos carboxílicos etilenicamente insaturados: A WO 97/31059 AI (BASF SA) descreve a utilização de um agente de coesão aquoso, livre de formaldeído, a partir de A) ácido policarboxílico e B) uma alcanolamina com pelo menos dois grupos hidróxilo como agentes de coesão para fibras, lascas de madeira ou aglomerados para o fabrico de moldes. Nos exemplos é descrito como componente A) uma solução aquosa de um copolimerizado de 80 % ácido acrílico / 20 % ácido maleico e como componente B) trietanolamina, bem como a utilização do referido agente de coesão para o fabrico de placas de aglomerado de madeira. A DE 102 53 498 AI (BASF SA) descreve uma dispersão aquosa de polímero, a qual é obtida através da polimerização em emulsão aquosa de, por exemplo, monómeros de acrilato e estirol em presença de um polimerizado A2, por exemplo à base de um copolímero de ácido acrílico/anidrida de ácido maleico/amina insaturada. A dispersão polimérica aquosa assim obtida é usada para a colagem construtiva de madeira. A WO 2006/82223 AI (BASF SA) descreve uma dispersão polimérica aquosa definida, obtida através da polimerização em emulsão através de radicais, por exemplo obtida através 4 da polimerização de monómeros de ácido metacrílico, N-metilolacrilamida, metilometacrilato, estirol e n-butilacrilato. É referida a utilização das dispersões de polímeros deste género, como agentes de coesão para fibras celulósicas, para o fabrico de materiais de filtro ou como papel cru para folhas decorativas. A WO 2007/122089 AI (BASF SA) descreve uma composição aquosa de polímeros, obtida através da polimerização aquosa, através de radicais em emulsão de, por exemplo, ácido acrílico, monómeros de acrilato e estirol em presença de um polimerizado A2, por exemplo à base de um homopolímero de ácido acrílico. A dispersão polimérica aquosa assim obtida é usada como agente de coesão para moldes de testes de compressão de tapetes de fibras de linho/cânhamo. A WO 2003/034778 (BASF SA) descreve um sistema aquoso de agentes de coesão para materiais fibrosos ou granulados à base de uma emulsão do polimerizado EP, um polímero acídico SP bem como um mono- ou poli-epóxido mais duro, um procedimento para o fabrico de moldes à base deste sistema aquoso de agente de coesão, e o material fibroso ou granuloso, bem como os moldes obtidos através do procedimento, os quais exibem uma reduzida absorção de água e reduzidas perdas por lixiviação. A US-A 3,998,768 descreve uma composição de cobertura sob a forma de pó, que contém um polímero com uma temperatura de transição vítrea elevada, um polímero com uma reduzida temperatura de transição vítrea, um composto de poli-isocianato, um poliéster funcionalizado em hidróxilo, bem como uma quantidade catalítica de um composto organometálico e a utilização da compoisção de cobertura 5 sob a forma de pó como um componente do verniz transparente para o fabrico de automóveis.
Os agentes de coesão descritos no estado da técnica, com os quais são fabricados os moldes, são possivelmente livres de formaldeído, contudo têm ainda espaço para melhoria, por exemplo, em termos de capacidade de suporte de carga mecânica (por exemplo resistência à tração transversal) ou no comportamento face à água (por exemplo expansão). 0 objectivo da presente invenção foi por isso, contornar as desvantagens apresentadas no estado da técnica. Os agentes de coesão livres de formaldeído devem mostrar particularmente boas características mecânicas, como resistência à tração transversal e em simultâneo uma boa resistência à água (por exemplo demonstrada através de um reduzido valor de expansão) do material de madeira. Adicionalmente, um tal agente de coesão deve ser produzido de forma económica e facilmente manuseável. 0 objectivo da presente invenção foi solucionado através de um material contendo lenhocelulose, obtido através da manipulação de uma proporção de lenhocelulose A com um agente de coesão B, no qual o agente de coesão B contém os seguintes componentes: um componente aquoso (I) contendo (i) um polímero A, o qual é construído a partir dos seguintes monómeros: a) 80 a 100 % massa/peso de um ácido mono- ou di-carboxílico etilenicamente insaturado (monómero(s) Al) e 6 b) 0 a 20 % massa/peso de pelo menos um monómero etilenicamente insaturado adicional, o qual é diferente dos monómeros Al (monómero(s) A2) e possivelmente (ii) um agente reticulador de baixo peso molecular com pelo menos dois grupos funcionais, os quais são escolhidos a partir do grupo hidróxilo, ácido carboxilico e seus derivados, aminas primárias, secundárias e terciárias, epóxido e um componente (II) enquando dispersão aquosa, contendo um ou mais polímero(s) M, os quais são construídos a partir dos seguintes monómeros: a) 0 a 50 % massa/peso de pelo menos um monómero etilenicamente insaturado, o qual contém pelo menos um grupo epóxido e/ou pelo menos um grupo hidróxi-alquilo (monómero(s) Ml), e b) 50 a 100 % massa/peso de pelo menos um monómero etilenicamente insaturado adicional, o qual é diferente do(s) monómero(s) M2) bem como os possíveis aditivos adequados como componente (III) . A designação lenhocelulose é conhecida do especialista. Exemplos importantes para a parte A de lenhocelulose são partes de madeira (madeira) como folhas de madeira, tiras de madeira, coberturas de madeira, ou fibras de madeira, sendo que as fibras de madeira podem igualmente ser provenientes de plantas contendo fibras de madeira, como linho, cânhamo, girassol, tupinambo ou girassol-batateiro ou colza. 7
Como parte de lenhocelulose A são preferencialmente incluídas partículas de madeira, em particular fibras de madeira ou coberturas de madeira. 0 agente de coesão B contém: um componente aquoso (I) contendo (i) um polímero A, o qual é constituído pelos seguintes monómeros: a) 80 a 100 % massa/peso de pelo menos um ácido mono- e/ou dicarboxílico etilenicamente insaturado (monómero(s)
Al) e b) 0 a 20 % massa/peso de pelo menos um monómero etilenicamente insaturado adicional, o qual é diferente do monómero Al (monómero(s) A2) e quando adequado (ii) um agente reticulador de reduzido peso molecular com pelo menos dois grupos funcionais, os quais são escolhidos de entre os grupos hidróxilo, ácido carboxílico e seus derivados, aminas primárias, secundárias e terciárias, epóxido e um componente (II) sob a forma de dispersão aquosa, contendo um ou mais polímero (s) M, os quais são constituídos a partir dos seguintes monómeros: a) 0 a 50 % massa/peso de pelo menos um monómero etilenicamente insaturado, o qual contém pelo menos 8 um grupo epóxido e/ou pelo menos um grupo hidróxi-alquilo (monómero(s) Ml), e b) 50 a 100 % massa/peso de pelo menos um monómero etilenicamente insaturado adicional, o qual é diferente dos monómeros Ml (monómero M2) bem como os adequados aditivos possíveis como componente (III) . O polímero A é constituído pelos seguintes monómeros: a) 80 a 100 % massa/peso de pelo menos um ácido mono- e/ou dicarboxílico etilenicamente insaturado (monómero(s) Al) e b) 0 a 20 % massa/peso de pelo menos um monómero etilenicamente insaturado adicional, o qual é diferente dos monómeros Al (monómero(s) A2). 0 fabrico dos polímeros A é familiar para o especialista e é conseguido em particular através da polimerização em solução iniciada por um radical, por exemplo em água ou num solvente orgânico (ver por exemplo A. Echte, Handbuch der Technischen Polymerchemie, capítulo 6, VCH, Weinheim, 1993 ou B. Vollmert, Grundriss der Makromolekularen Chemie, volume 1, Edições E. Vollmert, Karlsruhe, 1988).
Como monómero Al incluem-se especialmente ácidos mono- e dicarboxílicos exibindo uma a,β-monoinsaturação etilénica, as suas anidridas possíveis, bem como os seus sais hidrossolúveis, especialmente os seus sais de metais alcalinos, como por exemplo ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido itacónico, ácido citracónico, ácido tetrahidroftálico, ou as suas anidridas, como por exemplo a anidrida de ácido 9 maleico, bem como os sais de sódio ou de potássio dos ácidos referidos. São especialmente preferíveis ácido acrílico, ácido metacrílico e/ou anidrida de ácido maleico sendo que o ácido acrílico e as combinações duplas de ácido acrílico e anidrida de ácido maleico ou ácido acrílico e ácido maleico são especialmente preferíveis.
Como monómero(s) A2 incluem-se compostos etilenicamente insaturados que co-polimerizem facilmente, por ação de um radical, com monómero(s) Al, por exemplo etileno; monómeros aromáticos de vinilo, como estirol, α-metilostirol, o-clorostirol ou vinilotolueno; halogeneto de vinilo, como cloreto de vinilo ou cloreto de vinilideno; éster de álcool vinílico e ácidos carboxílicos com 1 a 18 átomos de C, como acetato de vinilo, propionato de vinilo, n-butirato de vinilo, laurato de vinilo e estearato de vinilo; éster preferencialmente de ácidos mono- e dicarboxílicos de 3 a 6 átomos de C exibindo mono-insaturação etilénica em a,β, como em especial ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico, ácido fumárico e ácido itacónico, com alcanóis exibindo no total 1 a 12, preferencialmente 1 a 8 e em particular 1 a 4 átomos de C, como em especial éster metilo-, -etilo-, -n-butilo-, -pentilo-, -hexilo-, -heptilo-, -octilo-, -nonilo-, -decilo- e -2-etilohexilo de ácido acrílico e de ácido metacrílico;, éster dimetílico ou éster di-n-butílico de ácido fumárico e maleico; ácidos carboxílicos a,β-monoetilenicamente insaturados de nitrilo, como acrilonitrilo, metacrilonitrilo, ácido dinitrilofumárico, ácido dinitrilomaleico bem como dienos conjugados C4-8, como 1,3-butadieno (butadieno) e isopreno. Os monómeros referidos constituem por norma os monómeros principais, os quais, em relação à quantidade total de monómero A2, representam uma proporção > de 50 % massa/peso, preferencialmente > 80 % massa/peso e em 10 particular preferencialmente > 90 % massa/peso da sua associação ou mesmo a totalidade dos monómeros A2. Em todas as formas, estes monómeros exibem, sob condições normais (20 °C, 1 atm (absolutos)) , apenas uma solubilidade moderada a reduzida em água.
Monómeros A2 adicionais, os quais exibem sob as condições referidas uma hidrossolubilidade mais elevada, são aqueles que contêm ou pelo menos um grupo de ácido sulfónico e/ou os seus aniões correspondentes, ou pelo menos um grupo amino-heterociclico, amido-heterociclico ou N-heterociclico e/ou os seus derivados de amónio, protonados ou alquilados no átomo de azoto. A titulo de exemplo podem ser referidos acrilamida e metacrilamida; adicionalmente ácido sulfónico, ácido 2-acrilamido-2-metilopropanosulfónico, ácido estirolosulfónico e os seus sais hidrossolúveis, bem como N-vinilopirrolidona; 2-vinilopiridina, 4-vinilopiridina; 2-vinilo-imidazol; 2-(N,N-dietilo-amino)etilo-acrilato, 2-(N,N-dietilo-amino)etilo-metacrilato, 2-(N-tert.-butilo-amino)etilo-metacrilato, N-(3-N',Ν'-dimetilo-aminopropilo)metacrilamida e 2-(l-imidazolino-2-onilo)etilo-metacrilato.
Os monómeros A2 hidrossolúveis acima referidos são passíveis de ser incorporados como monómeros modificados apenas numa quantidade < 10 % massa/peso, preferencialmente < 5 % massa/peso, sendo especialmente preferível < 3 % massa/peso, em relação à quantidade total do monómero A2.
Monómeros A2 adicionais, os quais possibilitem uma maior solidez interna da matriz polimérica do filme, exibem normalmente pelo menos um grupo epóxido, hidróxido, N-metilol ou carbonilo, ou pelo menos duas ligações duplas etilenicamente insaturadas não conjugadas. Exemplos destes 11 incluem monómeros que exibam dois radicais de vinilo, monómeros que exibam dois radicais de vinilideno, bem como monómeros que exibam dois radicais alquenilo. Neste âmbito são especialmente benéficos di-ésteres de álcoois bifuncionalizados com ácidos monocarboxilicos a, β-monoetilenicamente insaturados, sendo que, de entre estes, são preferíveis os ácidos acrílicos e metacrílicos. Exemplos de monómeros exibindo duas liqações duplas etilenicamente insaturadas não conjuqadas deste género incluem diacrilatos e dimetacrilatos de alquilenoglicol, como diacrilato de etilenoglicol, diacrilato de 1,2-propilenoglicol, diacrilado de 1,3-propilenoglicol, diacrilato de 1,3-butilenoglicol, diacrilato de 1,4-butilenoglicol e dimetacrilato de etilenoglicol, dimetacrilato de 1,2-propilenoglicol, dimetacrilato de 1,3-propilenoglicol, dimetacrilato de 1,3-butilenoglicol, dimetacrilato de 1,4-butilenoglicol bem como divinilobenzol, vinilometacrilato, vinilacrilato, metacrilato de alilo, acrilato de alilo, maleato de dialilo, fumarato de dialilo, metileno-bis-acrilamida, acrilato de ciclopentadienilo, cianurato de trialilo ou isocianurato de trialilo. Neste âmbito têm também um significado especial os ésteres de hidróxialquilo-Ci-Ce de ácido metacrílico e acrílico, como acrilato e metacrilato de n-hidróxi-etilo, n-hidróxipropilo ou n-hidróxibutilo bem como compostos como diacetonacrilamida e acrilato ou metacrilato de acetilacetóxietilo.
Os monómeros A2 reticuladores são frequentemente adicionados em quantidades < 10 % massa/peso, sendo no entanto preferíveis quantidades < 5 % massa/peso, em relação à quantidade total de monómeros A2. É especialmente preferível que não sejam usados monómeros A2 reticuladores deste género para o fabrico do polímero A. 12
De acordo com a presente invenção é benéfico que a proporção de monómeros A2 a polimerizar no polímero A seja < 10 % massa/peso ou < 5 % massa/peso. É especialmente preferível que o polímero A não contenha quaisquer monómeros A2 polimerizados.
Os polímeros A preferíveis são obtidos através da polimerização em solução inicializada por um radical de apenas os monómeros Al, sendo especialmente preferível que 65 a 100 % massa/peso, em especial de 70 a 90 % massa/peso seja de ácido acrílico, sendo especialmente preferível que 0 a 35 % massa/peso, em especial de 10 a 30 % massa/peso seja de ácido maleico ou anidrida de ácido maleico. É benéfico que o polímero A exiba um peso molecular médio (Mw) no intervalo de 1000 g/mol a 100000 g/mol. A definição de peso molecular médio Mw no fabrico do polímero A é familiar do especialista e é conseguida beneficamente através da polimerização em solução aquosa iniciada por um radical na presença de compostos com radicais transferidores de cadeia, os denominados radicais reguladores de cadeia. A determinação do peso molecular médio Mw é também frequentemente familiar do especialista e é conseguida através de por exemplo cromatografia de permeação em gel.
Produtos comercializados adequados para polímero A são por exemplo os produtos Sokalan® da BASF SE, os quais são por exemplo baseados em ácido acrílico e/ou ácido maleico. 13 0 componente (I) contém adequadamente um agente reticulador de baixo peso molecular (ii) com pelo menos dois grupos funcionais, os quais são escolhidos dos grupos hidróxido, ácido carboxilico e seus derivados, aminas primárias, secundárias e terciárias, epóxido.
Agentes reticuladores deste género adequados são aqueles com um peso molecular no intervalo de 30 a 500 g/mol. São referidos a titulo de exemplo alcanoaminas, como trietanolamina; ácidos carboxilicos, como ácido cítrico, ácido tartárico, ácido butanoteracarboxílico; álcoois, como açúcar, como por exemplo frutose, glucose, sacarose, sorbitol ou melaço, ou como glicerina, glicol; epóxido, como bisfenol-A ou bisfenol-F.
Numa formulação possível o componente (I) não contém qualquer agente reticulador de baixo peso molecular deste tipo (ii).
Numa outra formulação, o agente de coesão B contém, preferencialmente um componente (I) e um agente reticulador de baixo peso molecular (ii) com pelo menos dois grupos funcionais hidróxido.
Numa outra formulação adicional, o agente de coesão B contém, preferencialmente o componente (I) e um agente reticulador de baixo peso molecular (ii) , com um peso molecular entre 30 a 500 g/mol e com pelo menos dois grupos funcionais hidróxido.
Numa outra formulação adicional, o agente de coesão B contém preferencialmente o agente reticulador (ii) com um peso molecular entre 30 a 500 g/mol, o qual é um açúcar, de preferência frutose, glucose, sacarose, sorbitol ou melaço. 14 A quantidade do agente reticulador (ii) de baixo peso molecular, referido nas formulações referidas acima situa-se no intervalo de 1 % massa/peso a 100 % massa/peso, preferencialmente de 5 % massa/peso a 50 % massa/peso, em relação à soma dos componentes (I) e (II) enquanto substâncias puras e não diluídas, ou enquanto substâncias sólidas. O polímero M é constituído a partir dos seguintes monómeros: a) 0 a 50 % massa/peso de pelo menos um monómero etilenicamente insaturado, o qual contém pelo menos um grupo epóxido e/ou pelo menos um grupo hidróxialquilo (monómero Ml), e b) 50 a 100 % massa/peso de pelo menos um monómero adicional etilenicamente insaturado, o qual seja diferente do monómero Ml (monómero M2). O polímero M é obtido através da polimerização em emulsão dos referidos monómeros Ml e/ou M2, iniciada por um radical num meio aquoso. O polímero M pode apresentar uma ou mais fases, podendo formar uma estrutura núcleo/invólucro. A execução das polimerizações em emulsão, iniciadas por um radical, de monómeros etilenicamente insaturados num meio aquoso foi já várias vezes descrita e por isso bem conhecida do especialista (ver por exemplo: Emulsionspolymerisation na Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, vol. 8, página 659 e seguintes (1987); D.C. Blackley, em High Polymer Latices, vol. 1, página 35 e seguintes (1966); H. Warson, The Applications of Synthetic Resin Emulsions, capítulo 5, página 246 e seguintes (1972); 15 D. Diederich, Chemie in unserer Zeit 24, páginas 135 a 142 (1990); Emulsion polymerisation, Interscience Publishers, Nova Iorque (1965) ; DE-A 40 03 422 e Dispersionen synthetischer Hochpolymerer, F. Hõlscher, Springer-Verlag, Berlim (1969)).
As reações de polimerização aquosa de emulsão iniciadas por um radical são passíveis de serem realizadas através da distribuição por dispersão do monómero etilenicamente insaturado em conjunto com um agente adjuvante de dispersão, num meio aquoso sob a forma de gotas de monómeros e é polimerizado através de um radical iniciador da polimerização.
Enquanto monómero(s) Ml incluem-se especialmente acrilatos de glicidilo e/ou metacrilatos de glicidilo bem como acrilatos e metacrilatos de hidróxi-alquilo com grupos hidróxi-alquilo-C2-Cio, em particular grupos hidróxido-alquilo-C2_C4 e preferencialmente grupos hidróxi-alquilo-C2-C3 , por exemplo acrilato de 2-hidróxi-etilo, metacrilato de 2-hidróxi-etilo, acrilato de 3-hidróxi-propilo, metacrilato de 3-hidróxi-propilo, acrilato de 4-hidróxi-butilo e/ou metacrilato de 4-hidróxi-butilo. É especialmente vantajoso que um ou mais, preferencialmente um ou dois, dos seguintes monómeros Ml sejam usados: acrilato de 2-hidróxi-etilo, metacrilato de 2-hidróxi-etilo, acrilato de glicidilo e metacrilato de glicidilo. É possível de acordo com a presente invenção, a adição adequada no contentor de polimerização, de uma parte ou a totalidade do monómero Ml. É também igualmente possível, que a totalidade ou a possível quantidade restante do monómero Ml, sejam doseadas durante a reação de polimerização. A quantidade total ou a quantidade restante 16 do monómero Ml pode ser desta forma doseada no contentor de polimerização de forma descontinua, em uma ou mais porções ou de forma contínua com fluxos isocráticos ou fluxos de quantidade variável. É especialmente benéfico que o doseamento do monómero Ml durante a reação de polimerização seja contínuo com fluxos isocráticos, em particular se um dos constituintes fôr uma emulsão aquosa de monómeros.
Como monómero(s) M2 incluem-se em particular os compostos etilenicamente insaturados que sejam facilmente co-polimerizáveis, com o auxílio de um radical, com o monómero Ml, como por exemplo etileno; monómeros aromáticos vinílicos, como estirol, α-metilostirol, o-clorostirol ou vinilotolueno; halogenetos de vinilo, como cloreto de vinilo ou cloreto de vinilideno; éster de álcool vinílico e ácidos monocarboxílicos exibindo 1 a 18 átomos de C, como acetato de vinilo, propionato de vinilo, n-butirato de vinilo e estearato de vinilo; éster de preferencialmente ácidos mono- e dicarboxílicos com 3 a 6 átomos de C, mono-etilenicamente insaturados em α,β, como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico, ácido fumárico e ácido itacónico, com alcanóis contendo em geral 1 a 12, preferencialmente de 1 a 8 e em particular de 1 a 4 átomos de C, como em especial éster metílico, etílico, n-butílico, -iso-butílico, pentílico, hexílico, heptílico, octílico, nonílico, decílico e 2-etilohexílico de ácido acrílico e de ácido metacrílico, éster dimetílico ou di-n-butílico de ácido fumárico e maleico; nitrilos de ácidos carboxilicos monoetilenicamente insaturados em a, β, como acrilonitrilo, metacrilonitrilo, dinitrilo de ácido fumárico, dinitrilo de ácido maleico bem como dienos conjugados C4-8/ como 1,3-butadieno (butadieno) e isopreno. Os monómeros referidos constituem por norma os monómeros principais, os quais constituem, em relação à quantidade total de monómeros M2, 17 uma proporção de > 50 % massa/peso, preferencialmente > 80 % massa/peso e em especial > 90 % massa/peso. Por norma, estes monómeros exibem em água às condições normais (20 °C, 1 atm (absolutos)) uma solubilidade apenas normal a reduzida.
Os monómeros M2 que exibem, às condições referidas, uma solubilidade mais elevada são aqueles que ou contêm pelo menos um grupo acidico e/ou o seu anião correspondente ou pelo menos um grupo amino-, amido-, ureido- ou N-heterociclico e/ou aqueles derivados de amónio cujo azoto esteja protonado ou alquilado. São referidos a titulo de exemplo ácidos mono- e di-carboxilicos com 3 a 6 átomos de C, monoetilenicamente insaturados em a, β e as suas amidas, como por exemplo ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido itacónico, acrilamida e metacrilamida; adicionalmente ácido vinilossulfónico, ácido 2-acrilamido-2-metilopropanossulfónico, ácido estirolossulfónico e os seus sais hidrossolúveis, bem como N-vinilo-pirrolidona, 2-vinilopiridina, 4-vinilopiridina, 2-vinilo-imidazol, acrilato de 2-(N,N-dimetilo-amino)etilo, metacrilato de 2-(N,N-dimetilo-amino)etilo, acrilato de 2-(N,N-dietilo-amino)etilo, metacrilato de 2-(N,N-dietilo-amino)etilo, metacrilato de 2-(N-tert.-butilamino)etilo, metacrilamida de N-(3-N',Ν'-dimetilo-aminopropilo), metacrilato de 2-(l-imidazolino-2-onilo)etilo e ureido metacrilato. Os monómeros M2 hidrossolúveis referidos contêm normalmente apenas uma quantidade de < 10 % massa/peso, preferencialmente < 5 % massa/peso e especialmente preferível < 3 % massa/peso de monómeros modificados, em relação à quantidade total de monómeros M2.
Os monómeros M2 que possibilitam uma mais elevada solidez interna da matriz polimérica do filme exibem normalmente um 18 grupo N-metilol ou carbonilo ou pelo menos duas ligações duplas etilenicamente insaturada não conjugadas. Exemplos destes incluem monómeros que exibem dois radicais vinilo, monómeros que contenhm dois radicais vinilideno bem como monómeros que exibam dois radicais alquenilo. São especialmente benéficos os di-ésteres de álcoois bifuncionais com ácidos monocarboxilicos monoetilenicamente insaturados em α,β, sendo que destes são preferíveis ácido acrílico e metacrílico. Exemplos dos monómeros com duas ligações duplas etilenicamente insaturadas não conjugadas deste género são os diacrilatos de alquilenoglicol e dimetacrilatos de alquilenoglicol, como diacrilato de etilenoglicol, diacrilato de 1,2-propilenoglicol, diacrilato de 1,3-propilenoglicol, diacrilato de 1,3-butilenoglicol, diacrilato de 1,4-butilenoglicol e dimetacrilato de etilenoglicol, dimetacrilato de 1,2-propilenoglicol, dimetacrilato de 1,3-propilenoglicol, dimetacrilato de 1,3-butilenoglicol, dimetacrilato de 1,4-butilenoglicol bem como divinilobenzol, metacrilato de vinilo, acrilato de vinilo, metacrilato de alilo, acrilato de alilo, maleato de dialilo, fumarato de dialilo, metileno-bis-acrilamida, acrilato de ciclopentadienilo, cianurato de trialilo ou isocianurato de trialilo. Neste âmbito têm igualmente significado compostos como diacetonacrilamida e acrilato ou metacrilato de acetilo-acetóxi-etilo. Os agentes reticuladores do monómero M2 são frequentemente usados a uma quantidade < 10 % massa/peso, de preferência a uma quantidade < 5 % massa/peso, sendo particularmente preferível quantidades < 3 % massa/peso, tendo como referência a quantidade total de monómero A2. É no entanto frequente que nenhum agente reticulador do tipo do monómero M2 seja usado. 19
De acordo com a presente invenção é possível a adição total ou parcial do monómero M2 no contentor de polimerização. É também igualmente possível que a quantidade total ou a possível quantidade restante do monómero M2 seja doseada durante a reação de polimerização. A quantidade total ou a quantidade restante do monómero M2 pode ser desta forma doseada no contentor de polimerização de forma descontínua, em uma ou mais porções ou de forma contínua com fluxos isocráticos ou fluxos de quantidade variável. É especialmente benéfico que o doseamento do monómero M2 durante a reação de polimerização seja contínuo com fluxos isocráticos, em particular se um dos constituintes fôr uma emulsão aquosa de monómeros.
Para o fabrico da dispersão aquosa do componente (II) são frequentemente usados em simultâneo agentes adjuvantes de dispersão, os quais mantenham as gotas de monómeros bem como os fragmentos de polímeros obtidos através da polimerização iniciada por radicais, dispersos e distribuídos na fase aquosa, e desta forma assegurarem a estabilidade da composição polimérica aquosa produzida. Nestes incluem-se não só os colóides de proteção possivelmente adicionados para a execução da polimerização da emulsão aquosa iniciada por radicais bem como emulsionantes.
Os colóides de proteção adequados são por exemplo álcoois polivinílicos, derivados de celulose ou copolimerizados contendo vinilopirrolidona. Uma descrição de uma formulação adicional de colóides de proteção adequada encontra-se em Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, volume XIV/1, Makromolekule Stoffe, páginas 411 a 420, Georg-Thieme-Verlag, Estugarda, 1961. 20
Podem naturalmente ser também usadas misturas de emulsionantes e/ou colóides de proteção. São frequentemente adicionados emulsionantes como agentes adjuvantes da dispersão, cuja diferença de peso molecular relativo em relação ao colóide de proteção é inferior a 1000. Estes podem ser de natureza aniónica, catiónica ou aniónica. Naturalmente no caso de serem usadas misturas de substâncias tensioatvas, os componentes isolados devem ser compatíveis um com o outro, o que em caso de dúvida pode ser comprovado antecipadamente. No geral, os emulsionantes aniónicos são compatíveis entre si e com emulsionantes não iónicos. O mesmo se passa com emulsionantes catiónicos, enquanto que emulsionantes aniónicos e catiónicos são em geral incompatíveis.
Emulsionantes utilizáveis são por exemplo, mono-, di- e tri-alquilofenóis etoxilados (grau EO: 3 a 50, radical de alquilo C4 a Ci2) , álcoois de ácido gordo etóxilado (grau EO: 3 a 50; radical alquilo Cs a C36) bem como sais de metal alcalino e de amónio de sulfatos de alquilo (radical de alquilo: Cs a C12), alcanóis etoxilados de hemi-ésteres de ácido sulfúrico (grau EO: 3 a 30, radical alquilo: C12 a Cis) e alquilofenóis etoxilados (grau EO: 3 a 50, radical alquilo: C4 a C12), de ácidos alquilossulfónicos (radical de alquilo: C12 a Cie) e de ácidos alquilo-arilossulfónicos (radical alquilo: C9 a Cie). Outros emulsionantes adequados podem ser encontrados em Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie de Química Orgânica, vol XIV/1, Makromolekulare Stoffe, páginas 192 a 208, Georg-Thieme-Verlag, Estugarda, 1961.
No procedimento de acordo com a presente invenção são preferencialmente usados emulsionantes não iónicos e/ou aniónicos. 21
Por norma, a quantidade adicionada destes agentes adjuvantes de dispersão, particularmente emulsionantes, traduz-se em 0,1 a 5 % massa/peso, de preferência 1 a 3 % massa/peso, em relação à quantidade total da mistura de monómeros M.
De acordo com a presente invenção é possível, que uma quantidade parcial ou a totalidade do agente adjuvante de dispersão seja adequadamente adicionada no recipiente de polimerização. É também contudo possível, que a totalidade ou a adequada quantidade restante do agente adjuvante da dispersão seja doseada durante a reação de polimerização. A quantidade total ou a adequada quantidade restante do agente adjuvante da dispersão pode ser doseada ao recipiente de polimerização de forma descontínua, em uma ou mais porções ou de forma contínua, sob a forma de um fluxo uniforme ou variável. O doseamento do agente adjuvante da dispersão é vantajosamente conseguido através de um fluxo contínuo constante na reação de polimerização, em especial como componente de uma emulsão aquosa de monómeros.
Os polímeros M preferíveis contêm a) 0,01 a 50 % massa/peso de pelo menos monómeros etilenicamente insaturados, os quais contêm pelo menos um grupo epóxido e/ou hidróxi-alquilo (monómero (s) Ml) e b) 50 a 99, 99% massa/peso de pleo menos monómeros etilenicamente insaturados adicionais, os quais são diferentes dos monómeros Ml (monómero(s) M2).
Polímeros do tipo M especialmente preferíveis são obtidos através da polimerização em solução iniciada por um radical de 10 a 30 % massa/peso, preferencialmente 15 a 22 % massa/peso de ésteres de ácido acrílico e/ou ácido metacrílico com álcoois Ci-s, preferencialmente metanol, n- 22 butanol, 2-etilo-hexanol - com 40 a 70 % massa/peso, de preferência 55 a 65 % massa/peso de estirol e de 5 a 50 % massa/peso, preferencialmente de 20 a 30 % massa/peso de acrilato de 2-hidróxi-etilo e/ou metacrilato de 2-hidróxi-etilo e/ou acrilato de glicidilo e/ou metacrilato de glicidilo, sendo que a soma dos componentes totaliza 100 % massa/peso.
Outros polímeros M preferíveis não contêm quaisquer monómeros Ml e são obtidos através da polimerização em solução iniciada por um radical de 80 a 99 % massa/peso, preferencialmente 85 a 95 % massa/peso de ésteres de ácido acrílico e/ou ésteres de ácido metacrílico com álcoois Ci-s - de preferência metanol, n-butanol, 2-etóxi-hexanol - com 0 a 5 % massa/peso, de preferência 1 a 3 % massa/peso de ureidometacrilato e de 0,5 a 5 % massa/peso, de preferência 1 a 4 % massa/peso de ácidos mono- e di-carboxílicos de 3 a 6 átomos de C exibindo uma insaturação monoetilénica em α,β - preferencialmente ácido acrílico, ácido metacrílico -e/ou amidas destes ácidos, sendo que a soma dos componentes totaliza 100 % massa/peso.
Os polímeros deste género têm preferencialmente uma estrutura de núcleo e invólucro (distribuição isotrópica das fases, por exemplo sob a forma de cascas de cebola) ou uma estrutura em forma de Janus (distribuição anisotrópica das fases) .
Através de variações do tipo e da quantidade dos monómeros Ml e M2 definidas é possível para o especialista, de acordo com a pesente invenção, a preparação de uma composição polimérica aquosa, na qual o polímero M exiba uma temperatura de transição vítrea Tg ou um ponto de fusão no intervalo -60 a 270 °C. 23 A temperatura de transição vítrea Tg do polímero M permanece beneficamente no intervalo entre 10 e 120 °C, sendo preferível um intervalo de 40 °C a 80 °C.
Com a designação de temperatura de transição vítrea Tg, pretende-se referir o valor limite da temperatura de transição vítrea, o qual de acordo com G. Kanig (Kolloid-Zeitschrift e Zeitschrift fiir Polymere, vol. 190, página 1, equação de equilíbrio 1) para o aumento do peso molecular. A temperatura de transição vítrea ou o ponto de fusão é determinada através do procedimento DSC (de varrimento diferencial de calorimetria, 20 K/min, medição no ponto médio, DIN 53765). O valor Tg para o gomopolimerizado da maioria dos monómeros são conhecidos e são exemplificados p. e. em Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, vol. 5, Vol. A21, página 169, VCH Weinheim, 1992; fontes adicionais de temperaturas de transição vítrea de homopolimerizados incluem p. e. J. Brandrup, E. H. Immergut, Polymer Handbook, Ia Edição, J. Wiley, Nova Iorque 1966, 2a edição, J. Wiley, Nova Iorque 1975 e 3a edição J. Wiley, Nova Iorque 1989).
Os componentes (I) e (II) de acordo com a presente invenção exibem possivelmente um conteúdo de polímero sólido (quantidade total do polímero A ou a quantidade total do polímero M) de > 10 e < 70 % masa/peso, frequentemente > 20 e < 65 % massa/peso e com frequência > 40 e < 60 % massa/peso em relação à quantidade adequada aquosa do componente (I) ou (II). 24 A superior quasi-elástica dispersão de luz (norma ISO 13321) permite um número médio de diâmetro de partículas (média-z cumulativa) do polímero Μ o qual permanece no componente (II) aquoso, por norma entre 10 e 2000 nm, frequentemente entre 20 e 1000 nm e com frequência entre 50 e 700 nm ou 80 a 400 nm. O conteúdo massa/peso de polímero A : polímero M situasse no intervalo entre 1 : 10 a 10 : 1, preferencialmente no intervalo entre 3 : 1 a 1 : 3, sendo especialmente preferível no intervalo entre 3 : 2 a 2 : 3. As especificações de peso dizem respeito às substâncias na sua forma pura, não diluída, ou sob a forma sólida. O valor de pH do agente de coesão B situa-se no intervalo de 0 a 4, preferencialmente no intervalo entre 1,5 a 3. O valor de pH desejado do agente de coesão B define-se por norma através da combinação dos componentes (I) e (II) e dos adequados componentes (III). O valor de pH do agente de coesão B no local de ação pode no entanto ser ajustado, através da adição de ácidos inorgânicos ou orgânicos, por exemplo ácidos minerais como ácido sulfúrico, ácido clorídrico, ácido sulfónico orgânico, ácidos carboxílicos como ácido fórmico ou ácido acético ou bases inorgânicas ou orgânicas, por exemplo hidróxido de sódio (aquoso ou em substância sólida), óxido de cálcio ou carbonato de cálcio (tanto aquoso como em substância sólida) ou amoníaco, aquoso ou em substância sólida, ao valor desejado no intervalo de 0 a 4, de preferência no intervalo de 1,5 a 3.
No geral a mistura acabada do agente de coesão B pode ser ajustada ao valor de pH nos intervalos acima referidos. O 25 valor de pH desejado - como descrito acima - pode também ser ajustado, de forma a que os componentes isolados do agente de coesão B e os ácidos ou bases acima descritos sejam adicionados em separado ao substrato contendo lenhocelulose. 0 especialista pode, através da escolha do valor de pH, combinar o componente do agente de coesão B e os ácidos ou bases a ele adicionados, de forma a que assim se atinja o valor de pH desejado do substrato contendo lenhocelulose.
Sob a designação de aditivo do componente (III) são entendidos todos os aditivos conhecidos do especialista, por exemplo ceras, emulsões de parafinas, aditivos inibidores de chama, agentes reticuladores, sais. Estes aditivos podem ser adicionados a uma quantidade de 0 a 20 % massa/peso, de preferência 0 a 5 % massa/peso, em particular 0 a 1 % massa/peso, em relação ao conteúdo sólido do substrato A contendo lenhocelulose, por exemplo madeira absolutamente seca (atro). 0 material de lenhocelulose é por norma obtido através da mistura de partes de lenhocelulose A, preferencialmente de partes de madeira A com o agente de coesão B. Procedimentos deste tipo, denomidados de colagem, são conhecidos para o fabrico de materiais de madeira convencionais com resinas aminoplásticas possíveis e estão descritos por exemplo em "Taschenbuch der Spanplatten Technik" H.-J. Deppe, K. Ernst, 4a edição, 2000, DRW - Verlag Weinbrenner GmbH & Co., Leinfelden-Echterdingen, capítulo 3.3. O agente de coesão B pode ser adicionado de diferentes formas às partes de lenhocelulose A, preferencialmente misturado com partes de madeira A, preferencialmente através da pulverização de B sobre A. 26 0 agente de coesão B pode ser misturado com A, sendo preferencialmente pulverizado. Os componentes (I) e (II) e, se adequado, ο (III), podem no entanto ser adicionados, em separado, portanto isoladamente, e misturados com A, de preferência por pulverização. A última variante referida possibilita por exemplo, que a adição à mistura final dos componentes (I) e (II) e se adequado do (III), não desencadeie reações químicas indesejadas e/ou modificações físicas indesejadas, por exemplo coagulação, floculação.
Na colagem são adicionados possivelmente misturas de agentes de coesão de acordo com a presente invenção em quantidades tais, que para 100 g de fibras ou painéis atro sejam vantajosamente usados 0,1 a 50 g, preferencialmente 0,1 a 30 g, com particular preferência 0,5 a 15 g, sendo especialmente preferível que sejam usados 3 a 10 g de agente de coesão. A presente invenção inclui adicionalmente corpos de moldes, contendo material contendo lenhocelulose, obtido através do manuseamento de lenhocelulose A com um agente de coesão B como acima descrito. Corpos de moldes deste tipo são ilustrados em seguida como corpos de moldes de acordo com a presente invenção; estes podem tomar uma forma espacial regular ou irregular, por exemplo esferas, quadrados. Os corpos de moldes de acordo com a presente invenção são planos, sendo particularmente preferíveis sob a forma de uma placa.
Outros corpos de moldes de acordo com a presente invenção são aqueles nos quais o material contendo lenhocelulose é madeira, referidos em seguida como materiais de madeira de acordo com a presente invenção. Estes podem ter uma forma 27 espacial regular ou irregular, como por exemplo em forma de esfera, quadrado. Os materiais de madeira de acordo com a presente invenção têm preferencialmente uma forma plana, sendo particularmente preferível serem em forma de uma placa. O fabrico dos corpos de moldes de acordo com a presente invenção, de preferência dos materiais de madeira de acordo com a presente invenção é feito da forma possível, como no exemplo descrito em "Taschenbuch der Spanplatten Technik" H.-J. Deppe, K. Ernst, 4a edição, 2000, DRW - Verlag Weinbrenner GmbH & Co., Leinfelden-Echterdingen, capítulo 3.5.
Em seguida, o material contendo lenhocelulose de acordo com a presente invenção, de preferência madeira, é fabricado sob a forma de fibras, placas, folheados ou tiras, como o descrito acima.
Subsequentemente, o material contendo lenhocelulose de acordo com a presente invenção, preferencialmente madeira, por exemplo sob a forma de fibras, placas, folheados ou tiras, é comprimido, através de um método possível, dando origem a corpos de moldes, de preferência materiais de madeira de acordo com a presente invenção.
Neste caso é obtido, através de polvilhamento, sobre um suporte, do material contendo lenhocelulose de acordo com a presente invenção - de preferência madeira, com particular preferência madeira sob a forma de placas ou fibras -, um tapete de fibras ou placas e este é comprimido, a uma temperatura entre 80 °C e 250 °C e a uma pressão de 5 a 50 bar, de forma a dar origem a corpos de moldes de acordo com a presente invenção, de preferência materiais de madeira de 28 acordo com a presente invenção (ver por exemplo: "TaschenBuch der Spanplatten Technik" H.-J. Deppe, K. Ernst, 4a edição, 2000, DRW - Verlag Weinbrenner GmbH & Co. , Leinfelden-Echterdingen, páginas 232-254. "MDF placas de fibras de espessura média" H.-J.- Deppe, K. Ernst, 1996, DRW - Verlag Weinbrenner GmbH & Co., Leinfelden-Echterdingen, páginas 93-104). O tempo de compressão das placas é por norma de 7 até 40 segundos/mm de espessura da placa, situando-se preferivelmente no intervalo de 12 a 26 s/mm de espessura de placa.
Como materiais de madeira de acordo com a presente invenção especialmente preferíveis, incluem-se todos os materiais de madeira, os produtos acabados de tiras de madeira, por exemplo placas folheadas ou placas de madeira compensada, por exemplo placas de cobertura ou placas OSB, bem como materiais de fibras de madeira como placas LDF, MDF e HDF. É benéfico, com o método de acordo com a presente invenção, a produção de agentes de coesão livres de formaldeído que contenham os materiais de madeira. São especialmente preferíveis placas OSB, fibras de madeira e placas de extensão. A presente invenção inclui adicionalmente a aplicação dos moldes de acordo com a presente invenção, preferencialmente dos materiais de madeira de acordo com a presente invenção, para o fabrico de móveis, de material de armazenamento, na construção de casas, no interior das casas ou na construção a seco, por exemplo sob a forma de laminado, materiais isolantes, elementos de parede ou de cobertura, ou também em automóveis.
Exemplos 29 1. Componentes (I) e (II) 0 componente (I) é uma solução aquosa manipulável do polímero A de acordo com a presente invenção, obtida através da polimerização em solução aquosa, iniciada por um radical, de 70 % massa/peso de ácido acrílico e 30 % massa/peso de anidrida de ácido maleico. O componente (I) não contém componentes reticuladores adicionais, como aminas multialcanólicas, como por exemplo trietanolamina. O peso molecular médio Mw traduz-se em 80000 g/mol. 0 conteúdo em sólido traduz-se em 45 % massa/peso. 0 componente (II) é uma dispersão aquosa manipulável de um polímero M de acordo com a presente invenção, obtido através da polimerização em emulsão em água iniciada por um radical de 59 % massa/peso de estirol e 12 % massa/peso de metilometacrilato, 5 % massa/peso de n-butilacrilato, 16 % de massa/peso de acrilato de hidróxietilo e 8 % massa/peso de glicidilo metacrilato. O tamanho das partes traduz-se em média por 14 0 nm. 0 valor de pH é de 1,9. 0 conteúdo de material sólido traduz-se em 46 % massa/peso. 2. Lista das composições de agentes de coesão usadas. BM1: componente (I) descrito em 1. com 30 % massa/peso de trietanolamina. BM2 e BM3: composição de polímeros numa dispersão copolimérica baseada em ácido poliacrílico/estirol mais acrilato, produzida de acordo com WO 2007/122089 Al. BM4: mistura 1:1 de acordo com a presente invenção (em relação ao conteúdo sólido adequado) do componente descrito em (I) e (II): pH = 2.0, Tg = 60 °C. BM5: cola-UF manipulável (cola de ureia-formaldeído). 30 ΒΜ6 e BM7: mistura 1:1 de acordo com a presente invenção (em relação ao conteúdo sólido adequado) dos componentes (I) e (II): pH=2,0 sendo que para BM6: Tg = 30 °C; e para BM7: Tg = 10 °C. BM6 e BM7 têm uma composição qualitativa igual à descrita para o componente (II), distinguindo-se pela temperatura de transição vítrea Tg. BM8: mistura de acordo com a presente invenção 6:4 (em relação ao conteúdo sólido adequado) dos componentes (I) e (II) descritos em 1: pH = 2,0, Tg = 60 °C. BM9: mistura de acordo com a presente invenção de BM8 com 10 % massa/peso de sacarose (em relação à soma dos conteúdos sólidos dos componentes (I) e (II) em BM8). 3. Métodos de medição e resultados de medição A determinação da resistência à tração transversal é executada de acordo com EN 319. A determinação de valores de expansão é executada através do procedimento de acordo com EN 317.
Os resultados são apresentados nas tabelas 1 e 2b, 2c. 4. Fabrico e teste dos materiais de madeira de acordo com a presente invenção 4.1 Fabrico de mini-placas de contraplacado e o seu teste de expansão 174 g de aparas de contraplacado (a 20 °C, 65 % de humidade de ar climatizada) são adicionadas à quantidade correspondente de agente de coesão (ver tabela 1, coluna colagem; são fornecidas as quantidades de sólido de 31 agentes de coesão em relação à madeira atro) num misturador de Eirich e colados e comprimidos em moldes (50 mm x 50 mm x 19 mm) com 40 kN a 190 °C. Os tempos de compressão são fornecidos nas tabelas. 0 valor de expansão e também espessamento por expansão, são determinados após uma incubação em água aquecida a 20 °C durante 2 h e em relação à espessura original da máquina de compressão.
Os resultados desta experiência são apresentados na tabela 1.
Tabela 1: valores de expansão das mini-placas de contraplacado
Agente de coesão Tempo de compressão [s/mm] Colagem [% massa/peso atro] Expansão (após 2h) BM1 15 9% sem ligação [a] BM2 15 9% 14% BM3 15 9% 11% BM4 (invenção) 9 6% 11% BM4 (invenção) 10,5 6% 10% BM4 (invenção) 12 6% 9% [a] não permite o fabrico de nenhuma placa, os painéis de madeira desintegram-se.
As experiências do valor de expansão mostram que, apesar da reduzida cola e do tempo de compressão mais curto, a composição do agente de coesão de acordo com a presente invenção ultrapassa outras colas livres de formaldeido como BM1 ou outras de acordo com WO 2007/122089 AI (B2 e BM3). 4.2 Fabrico de placas de contraplacado de laboratório e o seu teste de resistência à torção transversal e expansao 32 São fabricadas placas de contraplacado de laboratório análogas às placas de contraplacado convencionais, contendo resinas aminoplásticas. Estas são manipuladas sem uma lâmina de compressão, mas com papel de separação. Os corpos de teste para a resistência à torção transversal e os valores de expansão são adequadamente determinados para a mesma placa. Mais detalhes podem ser vistos na tabela 2a.
Tabela 2a: Parâmetros do fabrico das placas de contraplacado de laboratório
Experiência Medida 1 (comparador) 2 3 Agente de coesão - BM5 BM6 BM7 Contraplacado balanceado: atro/colado g 500/530 500/530 500/530 Tipo de aparas de contraplacado (u= 2,6%) Contraplacado B Contraplacado B Contraplacado B Cola de resina sólida % massa/peso 67,0 46,0 46,0 Cola de resina sólida em conjunto 0 O massa/peso 50,0 43,8 43,8 Resina sólida do contraplacado atro O O massa/peso 9,0 9,0 9,0 Pulverização de cola em conjunto g 90,0 102,7 102,7 Humidade do contraplacado, colado % massa/peso 9,7 11,7 12,1 Pressão da prensa N/mm2 4/2/1 4/2/1 4/2/1 Tempo de prensa (perfil) a 210 °C s 60 / 30 / 120 60 / 30 / 120 60 / 30 / 120
Tabela 2b: Medições da resistência à tração transversal
Experiência Medida 1 (comparador) 2 3 Agente de coesão - BM5 BM6 BM7 Espessura no teste mm 8,7 8,7 8,7 Densidade [a] Kg/rn 621 581 572 Desvio padrão da densidade +/- Kg/nf 44,9 44,7 51,7 Resistência à tração transversal V20 N/mmf 0,60 0,38 0,39 Desvio-padrão da resistência à tração transversal +/- N/mmz 0,1 0,09 0,09 [a] valor médio de 8 medições. 33
Tabela 2c: Medidas do expansão [a]
Experiência Medida 1 (ccitparador) 2 3 Agente de coesão - EM5 BM6 BM7 Espessura no teste mm 8,7 8,7 8,7 Densidade [b] Kg/rri 639 595 572 Desvio padrão da densidade +/- Kg/m.·3 29,3 41,4 46,3 Expansão após 2 h % 25,0 18,9 20,5 Desvio-padrão da expansão após 2 h +/- % 2,4 1,5 0,7 Expansão após 24 h % 28,2 21,8 24,4 Desvio-padrão da expansão após 24 h +/- % 2,7 1,9 1,4
[a] : cortes de placa de contraplacado de 50 x 50 mm. A expansão, e também a expansão da espessura, são determinadas após a incubação em água aquecida a 20 °C durante 2 h ou 24 h e comparadas com a espessura de origem da folha comprimida.
[b] : valor médio de 7 medições
As experiências mostram que a resistência à tração transversal das placas de acordo com a presente invenção (experiência 2 e 3) é algo reduzida quando comparada com as placas de contraplacado baseadas em cola de resina aminoplástica (experiência 1, comparação). Embora as placas de acordo com a presente invenção cumpram a regra para placas de contraplacado convencionais (valor de referência de resistência à torção transversal de placas de contraplacado convencionais = 0,4 para uma densidade de 650 kg/m3) .
Após a análise da resistência à tração transversal e valor de expansão, as placas de acordo com a presente invenção das placas de contraplacado à base de cola de resina aminoplástica (experiência 1, comparação) exibem valores de expansão reduzidos, associados a uma ainda melhor resistência à tração transversal. 4.3 Fabrico de placas finas de laboratório e o seu teste de tração transversal 34
Placas de fibras de densidade média e de 3 mm de espessura, análogas às placas de fibras convencionais contendo resinas aminoplásticas são fabricadas num recipiente técnico (30 cm x 30 cm). As fibras de madeira são aglomeradas num misturador de Lõdige com 6 % massa/peso de um agente de coesão atro BM8 ou BM9.
Os testes para determinação da resistência à tração transversal e do valor de expansão, são determinados de preferência para as mesmas placas. Na tabela 3 são apresentados detalhes adicionais.
Tabela 3: Valores de medida dos corpos de teste fabricados com BM8 e BM9
Conteúdo total de sacarose [a] Espes sura Tempo de compressão Espes sura Densi dade Resistência à tração transversal Agente de coesão [% massa/peso] Mm s mm Kg/rrf N/mrrt Rela tiva BM8 0 3 24 3, 5 664 0,26 100% 30 3, 5 660 0,28 100% 36 3, 5 643 0,26 100% 60 3,4 660 0,29 100% BM9 9 24 3,4 661 0,32 123% 30 3, 3 685 0, 38 138% 36 3, 3 665 0, 35 135% 60 3,4 668 0, 40 137% [a] proporção de sacarose [% massa/peso] na mistura final dos componentes (I) + componentes (II) + sacarose, em relação ao conteúdo sólido adequado. A experiência mostra que a resistência à torção transversal das placas de fibras de acordo com a presente invenção pode ser incrementada em mais de 20 % através da adição de 10 % massa/peso (em relação ao conteúdo em sólido do agente de coesão) de um componente (ii), sacarose.
Lisboa, 9 de Janeiro de 2012
Claims (9)
1 REIVINDICAÇÕES 1. Material contendo lenhocelulose, obtido através do manuseamento da parte de lenhocelulose A com um agente de coesão B, no qual o agente de coesão B contém os seguintes componentes: Um componente aquoso (I) contendo (i) um polímero A, o qual é constituído a partir dos seguintes monómeros: a) 80 a 100 % massa/peso de pelo menos um ácido mono- e/ou dicarboxílico etilenicamente insaturado (monómero(s) AI) e b) 0 a 20 % massa/peso de pelo menos um monómero etilenicamente insaturado adicional, o qual é diferente dos monómeros AI (monómero(s) A2) e adequadamente (ii) um agente reticulador de baixo peso molecular, com pelo menos dois grupos funcionais os quais são escolhidos de entre grupos hidróxilo, ácido carboxílico e seus derivados, aminas primárias, secundárias e terciárias, epóxido e um componente (II) sob a forma de uma dispersão aquosa, contendo um ou mais polímeros Μ, o qual é constituído pelos seguintes monómeros: a) 0 a 50 % massa/pesso de pelo menos um monómero etilenicamente insaturado o qual contém pelo 2 menos um grupo epóxido e/ou pelo menos um grupo hidróxi-alquilo (monómero Ml), e b) 50 a 100 % massa/peso de pelo menos um monómero etilenicamente insaturado adicional, o qual é diferente dos monómeros Ml (monómero M2) bem como os aditivos adequados possíveis como componente (III) .
2. Material contendo lenhocelulose de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a porção de lenhocelulose A ser madeira.
3. Material contendo lenhocelulose de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o conteúdo em massa/peso do polímero A : polímero M se situar entre 1:10 e 10:1.
4. Moldes, caracterizados por conterem um material contendo lenhocelulose, definido de acordo com as reivindicações 1 a 3.
5. Moldes de acordo com a reivindicação 4, caracterizados por terem a forma de uma placa.
6. Moldes de acordo com a reivindicação 5, caracterizados por a placa ser uma placa de aglomerado de partículas de madeira, uma placa de fibras de madeira ou uma placa de madeira compensada ou contraplacado.
7. Procedimento para o fabrico de um material contendo lenhocelulose, de acordo com o definido nas reivindicações 1 a 3, caracterizado por a porção de lenhocelulose A ser misturada com o agente de coesão B. 3
8. Procedimento de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a mistura se realizar através da pulverização de B sobre A. Procedimento para o fabrico de moldes, de acordo com o definido nas reivindicações 4 a 6, caracterizados pela compressão de um material contendo lenhocelulose, de acordo com o definido nas reivindicações 1 a 3, e formas definidas. Utilização do material contendo lenhocelulose, de acordo com o definido nas reivindicações 1 a 3, para o fabrico de moldes.
9. Utilização dos moldes, de acordo com o definido nas reivindicações 4 a 6, para o fabrico de móveis, de material de embalagem, na construção de casas ou na construção de interiores ou em veículos motorizados. Lisboa, 9 de Janeiro de 2012
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