PT86336B

PT86336B - Processo para a fabricacao de ligantes aminoplastos

Info

Publication number: PT86336B
Application number: PT86336A
Authority: PT
Inventors: Bernard Boucheron; Marcel Greff
Original assignee: Charbonnages Ste Chimique
Priority date: 1986-12-11
Filing date: 1987-12-10
Publication date: 1990-11-07
Also published as: GR3006272T3; ATE79640T1; DE3781260T2; EP0273794A2; EP0273794A3; FR2608161A1; EP0273794B1; DE3781260D1; FR2608161B1; ES2033907T3; BR8706705A; PT86336A

Description

A fim de obter resinas que permitem obter colagens que têm, em particular, boa resistência ã humidade .e ãs intempéries, propuseram-se receitas particulares de fabricação de resinas que contêm ureia, melamina, formol e fenol. Para este efeito, foi proposto condensar a melamina e/ou a ureia com formol em solução aquosa, e, em seguida, fazer reagir o condensado obtido com fenol, e, sendo caso disso, com melamina e formol, realizando-se esta ultima condensação a um pH compreendido entre 7,5 e

10.

As resinas obtidas com a aplicação deste processo permitem obter colagens aceitáveis quanto ã resistência ãs intempéries, mas ainda contêm quantidades excessivas de formol livre e de fenol livre.

A fim de diminuir ainda um pouco mais as quantidades de formol e de fenol livre, propôs-se um processo em duas ou três fases de acordo com o qual se condensa em uma primeira fase todo o fenol com um condensado prévio de ureia e formol na presença de ureia, realizando-se a condensação a um pH igual a 5,5 no máximo. Em uma segunda fase, executada a um pH igual a 8, no máximo, junta-se a melamina, e, sendo caso disso, uma no va quantidade de ureia, e ainda se pode adicionar mais ureia em uma terceira fase.

Todos estes processos não são ainda completamente satis fatorios, pois produzem ainda resinas que contêm quantidades re lativamente grandes de fenol livre. Aliás, os processos conhecidos até agora produzem resinas que não permitem fabricar pai néis de madeira com proporções de formol livre pequenas. Existe,portanto, a necessidade de elaborar resinas que tenham teores pequenos. A presente invenção refere-se a um processo para a fabricação de ligantes aminoplastos que compreendem ureia, melamina, formol e fenol, o qual conduz a produtos que têm emanações muito pequenas de produtos livres nocivos.

A presente invenção refere-se a um processo para a fabricação de ligantes aminoplastos que contêm, para um mole de ureia, 0,2 a 0,8 mole de melamina, 1,5 a 5 moles de formaldeído, 0,05 a 0,5 mole de fenol, de acordo com o qual se condensa, em uma primeira fase, a pH neutro, e em seguida a pH acido, um condensado prévio de ureia e formaldeído com proporção molar F/U compreendida entre 3 e 6 ou uma solução aquosa de formaldeí do com uma concentração compreendida entre 30 e 75¾ em peso na presença de ureia, de maneira que a proporção molar F/U esteja compreendida nesta primeira fase entre 1,8 e 3 e se adiciona seguidamente, em uma segunda fase, o fenol e a melamina, caracterizado pelo facto de o fenol ser adicionado na segunda fase sob a forma de um condensado prévio formo-fenõlico condensado em meio alcalino a partir de formol e fenol utilizados numa proporção molar F/P compreendida entre 1,5 e 3,5, que contém quando muito 6¾ de soda cáustica em relação ao peso da solução de condensado prévio e constituído por 30%, pelo menos, em peso, de matérias activas definidas pela soma de quantidades de fenol, formol e soda cáustica utilizadas como produtos de partida, adicionando-se eventualmente formol em uma quantidade igual a 8% em peso, no máximo, com base no peso da resina acabada, no decurso desta fase, sendo esta segunda fase executada a pH básico igual a 8, pelo menos, e pelo facto de, em uma terceira fase, se adicionar eventualmente o restante da ureia apos arrefecimento até uma temperatura compreendida entre 40° e 8QOC, sendo a melamina adicionada antes, depois ou com o con densado formo-fenolico prévio.

Descobriu-se que se se operar .nestas condições,. se obtêm resinas com boas características, assim como um pequeno teor de fenol livre. A aplicação de um processo deste gênero produz resinas que permitem fabricar painéis acabados com teores de- formo 1 livre pequenos juntamente com boas características mecânicas .

processo de acordo com a presente invenção consiste, em um processo para a fabricação de resinas de aminoplastos que contêm ureia, melamina, formol e fenol, em adicionar o fenol sob a forma de um condensado formo-fenolico prévio. Este conden sado formo-fenolico prévio tem uma proporção molar F/P compreendida entre 1,5 e 3,5, contêm 6% em peso, no máximo, de hidro xido de sodio com base no peso da solução de condensado prévio, e, preferivelmente, uma quantidade compreendida entre 1 e 3%, sendo este condensado prévio constituído por 30% em peso, pelo menos, de matérias activas, e, preferivelmente, 4-0 a 60% de matérias activas definidas pela soma das quantidades de fenol, formol e soda cáustica utilizados como produtos de partida. De maneira conhecida, o condensado formo-fenolico prévio utilizado para a realização do processo de acordo com a invenção é pre parado condensando em meio básico fenol e formol em proporções molares F/P compreendidas entre 1,5 e 3,5. De acordo com a invenção, adiciona-se em seguida eventualmente formol em uma quan tidade igual a 8% em peso, no máximo, com base no peso da resina acabada, sendo a melamina adicionada antes, depois ou juntamente com o condensado formo-fenolico prévio.

De acordo com a invenção, o condensado formo-fenolico prévio, a melamina, e, eventualmente, o formol, são adicionados

na segunda fase do processo ao produto de condensação obtido na primeira fase do processo. Esta segunda fase efectua-se a pH básico igual a 8, pelo menos. Esta fase é executada a uma temperatura compreendida entre 40° e 100°C. Após arrefecimen to, de maneira conhecida, adiciona-se eventualmente ureia.

processo de acordo com a presente invenção consiste em condensar de maneira conhecida, primeiro a pH neutro e em seguida a pH ácido, um condensado prévio de ureia e formol com a proporção molar F/U compreendida entre 3 e 6, e, preferivelmente, entre 4 e 5, ou uma solução aquosa de formal deído com uma concentração compreendida entre 30 e 75%, e, preferivelmente, entre 40 e 60%, com ureia de maneira que a proporção molar F/U esteja compreendida entre 1,8 e 3, e preferivelmente seja maior do que 2. Os condensados prévios de ureia e formaldeído são compostos conhecidos preparados median te reacçao de ureia e formol com uma proporção molar compreendida entre 3 e 6. Como condensados prévios, podem citar-se, por exemplo, produtos vendidos com a marca SARUFORM 80 pela Sociedade CdF CHIMIE. ..Esta condensação efectua-se primeiro a pH neutro, seguidamente a pH ácido igual a 5,5, no máximo: obtém-se a acidificação por meio da adição, por exemplo, de uma solução diluída de ácido fórmico.

As resinas obtidas pelo processo de acordo com a invenção podem ser preparadas adicionando modificadores conhecidos, tais como, por exemplo, produtos hidrofugadores ou fungicidas. As resinas preparadas pelo processo de acordo com a invenção são endurecidas pela aplicação das técnicas usuais de colagens e de aglomerações da madeira, isto é, por efeito cata lítico de catalisadores conhecidos: cloreto ou sulfato de amo,-6 nio, faznedo reagir ao mesmo tempo ao calor. A reactividade das resinas e determinada por um método denominado do tubo de-ensaio, que consiste em pesar 6 g de uma mistura constituída por ligante adicionado de 5% com base neste ligante de uma solução aquosa de cloreto de amonio a 15%, em colocar este tubo num banho de agua fervente, mantendo a mistura sob agitação, e em medir o tempo decorrido até ã gelificação da mistura.

Os exemplos que se seguem descrevem a presente invenção. As quantidades são expressas em partes em peso.

EXEMPLO 1: PREPARAÇÃO DO CONDENSADO FORMO-FENÓLICO PRÉVIO

Num reactor mantido sob agitação, introduzem-se:

- 639	partes	de	fenol,
- 1342	partes	de	formo1 a	40%	3
- 320	partes	de	ãgua,
99	partes	de	hidroxido	de	sodio a 50%.
Eleva-se a	temperatura	até	60°C, em seguida interrompe

-se o aquecimento e a temperatura sobe então lentamente até 70 C.

Arrefece-se a mistura reaccional de maneira que a temperatura se mantenha a 60-65°C durante 3 horas aproximadamente. Seguidamente, deixa-se a mistura arrefecer durante 12 horas.

Obtém-se então uma resina com as seguintes características :

- viscosidade

110 mPa.s

- extracto seco

- formaldeído livre

2,3 %

- fenol livre ......................... ..

0,6 %

- F/P

2,6 %

- hidrõxido de sodio ....................

2,1 % condensado prévio obtido é muito estável, visto que dois meses depois da sua fabricação a sua viscosidade é apenas de 240 mPa.s.

Preparação de uma resina MUFP a partir do condensado formo-fenolico prévio fabricado acima

Em um reactor mantido sob agitação, introduzem-se:

- 876 partes de um pré-condensado de ureia-formaldeído ven dido com a marca SARUFORM 80 por CdF CHIMIE. A sua composição é a seguinte:

- formaldeído ............. 57 %

- ureia ..................... 23 %

- agua ...................... 20 %

271 partes de ureia técnica,

- 146 partes de agua.

Aquece-se a mistura até uma temperatura de 100°C e leva-se o pH até ao valor 6,4 mediante adição de 0,25 parte de hidróxido de sodio a 24%. Mantém-se a mistura reaccional a esta temperatura durante 15 minutos.

Acidifica-se seguidamente por meio da adição de 1,9 par tes de acido fórmico a 18%, e o pH é então igual a 5,1. Condensa-se depois durante 15 minutos até que o tempo de escoamento numa taça de 6 mm atinja 30 segundos, pelo menos, a 40°C. Esta taça é construída de acordo com a norma DIN 53211, substituindo todavia o bico normal de 4 mm de diâmetro por um bico com o mes comprimento e o diâmetro de 6 mm.

Seguidamente, adicionam-se:

- 329 partes de condensado formo-fenolico frio,

- 244 partes de agua,

- 550 partes de melamina, o que provoca uma descida da temperatura para 73°C.

Faz-se subir de novo a temperatura para 90-92°C e condensa-se a pH 9,4 durante 30 minutos até que o tempo de escoamento em taça de 6 mm atinja 15 segundos. Arrefece-se então até 55°C no decurso de 30 minutos e adicionam-se 85 partes de ureia técnica.

Obtém-se então uma resina que tem as características seguintes:

- extracto seco ..................

62,4 %

- massa volumica

1280 Kg/m3

- pH ............................. 9,5

- viscosidade .................... 320 mPa.s

- formaldeído livre .............. 0,4 %

- tempo de gel a 100°C ........ 125 - segundos

- fenol livre .................... 0,03 % quadro anexo indica os resultados das características dos painéis obtidos com a utilização da resina obtida neste exem pio.

EXEMPLO 2:

Em um reactor mantido sob agitação, introduzem-se:

- 791 partes de um pré-condensado ureia-formaldeído com a composição indicada no exemplo 1,

- 243 partes de ureia técnica,

- 130 partes de agua.

A mistura é aquecida até 100°C e leva-se o pH até 6,5 por meio da adição de 0,4 parte de hidroxido de sodio a 24 %. Mantém-se esta temperatura durante 15 minutos.

Acidifica-se em seguida o meio reaccional mediante adição de 1,4 parte de acido formico a 18 %, e o pH é então igual a 5,1. Condensa-se então durante 20 minutos até o tempo de escoamento numa taça de 6 mm atingir 20 segundos a 40°C (determi nada segundo a mesma norma do exemplo 1).

Adicionam-se a seguir:

- 329 partes do pré-condensado formo-fenólico prepara- do como no exemplo 1,

- 125 partes de formol a 40 %,

- 206 partes de ãgua,

- 550 partes de melamina, o que provoca uma descida de temperatura para 70°C apro ximadamente. Aquece-se a mistura de maneira que a temperatura seja de 90-92°C durante 25 minutos. Mantém-se o pH a 9,0-9,2 me diante adição de 1,3 parte.de hidróxido de sódio a 24 %. 0 produto atinge um tempo de escoamento de 14 segundos a 20°C. Diminui-se a temperatura para 60°C no decurso de 50 minutos (o tempo de escoamento aumenta então para 16 segundos a 20°C). Juntam-se então 12 6 partes de ureia técnica., e a temperatura diminui para 50°C.

Obtém-se então um produto com as seguintes características:

- extracto seco .............. 62,5 %

- pH ......................... 9,6

- tempo de escoamento ........ 16 segundos a 20°C.

EXEMPLO 3:

Em um reactor mantido sob agitação, introduzem-se:

• ·

- 880 partes do prê-condensado de ureia-formaldeído do exemplo anterior,

- 229 partes de ureia técnica,

- 219 partes de agua.

As fases neutras e ácidas de cozedura decorrem como no exemplo anterior, com a diferença de que se interrompe a cozedura ácida que dura 50 minutos para um tempo de escoamento de 17 segundos a 40°C.

Faz-se subir novamente o pH para 7,0 mediante adição de

0,9 parte de hidróxido de sodio a 24 % e adicionam-se:

- 329 partes de condensado formo-fenolico do exemplo 1,

- 130 partes de água,

- 550 partes de melamina.

A condensação prossegue a uma temperatura de 90-95°C du rante 45 minutos até o tempo de escoamento atingir 30 segundos a 20°C, mantendo-se o pH 9,0-9,2 mediante adição de 1,9 partes de hidróxido de sódio. Arrefece-se então até 60°C no decurso de 30 minutos e adicionam-se 163 partes de ureia técnica.

Obtém-se um produto com as características seguintes:

- extracto seco ................ 62,5 %

- pH ........................... 9,4

- tempo de escoamento .......... 24 segundos a 20°C.

Repete-se o exemplo 1, procedendo da maneira seguinte:

EXEMPLO 4:

utiliza-se um pré-condensado formo-fenólico a partir de:

- 6695 partes de fenol,

- 9614 partes de formol a 40 % ,

994 partes de hidróxido de sódio a 50 %,

- 5697 partes de ãgua.

Mantêm-se a mistura reaccional ã temperatura de 60-65°C.

Obtêm-se então uma resina com as características seguintes:

- viscosidade

100 mPa.s

- extracto seco .............. 41,0 %

- formaldeído livre .......... 0,2 %

- fenol livre ................ 0,7 %

- hidróxido de sódio ......... 2,2 %

- F/P ...................... . 1,8

Prepara-se uma resina MUPF a partir do prê-condensado formo-fenólico anterior. Utilizam-se:

- 3363 partes de formureia (com a composição seguinte:

formaldeído 56%, ureia 23%, ãgua 21%),

- 1036 partes de ureia técnica,

- 1087 partes de água.

í ·*

Quando a temperatura atinge 100°C, ajusta-se o pH mediante adiçao de 1,5 partes de hidróxido de sódio a 24 %, e se guidamente, decorridos 15 minutos, acidifica-se adicionando 5,4 partes de ãcido fórmico a 18 %. Condensa-se então durante 35 mi nutos para que o tempo de escoamento numa taça de 6 mm atinja 24 segundos a 40°C.

Faz-se subir novamente o pH para 8,0-8,5 mediante adição de 7,6 partes de hidróxido de sódio a 24 %; adicionam-se em seguida:

517 partes de formol a 43 %, partes de agua,

- 2060 partes de melamina, e faz-se subir de novo a temperatura atê 90-95°C e o pH para 9,7 por meio da adição de 5,1 partes de hidróxido de sódio a 24 %.

Uma vez a melamina dissolvida, adicionam-se 1305 partes do prê-condensado formo-fenólico anterior e condensa-se ã temperatura de 90°C durante 25 minutos. 0 tempo de escoamento em taça de 6 mm aumenta então para 22 segundos a 20°C.

Arrefece-se em seguida atê 50°C e adicionam-se 550 par tes de ureia técnica.

Obtêm-se então uma resina com as características seguin

- extracto seco ............... 63,0 %

- massa volumétrica ........... 1281 Kg/m3

- pH .......................... 9,0

- viscosidade ................. 510 mPa.s

- formaldeído livre ........... 0,9 %

- tempo de gel a 100°C ........ 140 segundos

- fenol livre ................. 0,1 %

As caracteristicas dos painéis obtidos pela utilização da resina obtida neste exemplo estão resumidas no quadro anexo.

EXEMPLO 5:

Repete-se o exemplo 1, nas seguintes condições: prepara-se um condensado prévio a partir de:

565 partes de fenol,

- 1441 partes de formol a 40°C, partes de hidróxido de sódio a 50 %,

202 partes de agua.

Após 5 horas de aquecimento a 60-65°C, obtém-se uma resina com as caracteristicas seguintes:

- extracto seco ............... 43,8 %

- formaldeído livre ........... 5,5 %

- fenol livre ................. 0,1 %

- hidróxido de sódio ..... 2,0 %

- F/P .........................

3,2

- 2094 partes de formureia com uma composição igual ã do exemplo 4,

459 partes de ureia técnica,

276 partes de agua.

Quando se atinge a temperatura de 100°C, ajusta-se o pH por meio da adição de 0,8 parte de hidróxido de sódio a 24 % e, em seguida, decorridos 15 minutos, acidifica-se mediante adi ção de 1,9 parte de acido fórmico a 18 %. Condensa-se em seguida durante 40 minutos até que o tempo de escoamento numa taça com 6 mm atinja 11 segundos a 40°C.

Faz-se aumentar de novo o pH para 8,7 por meio da adi ção de 5,1 partes de hidróxido de sódio a 24% e adicionam-se 1 010 partes de melamina e 326 partes de agua. Mantém-se então a temperatura a 90°C e ajusta-se o pH até 9,0-9,2 mediante adi ção de 3,8 partes de hidroxido de sódio a 24 %.

Uma vez a melamina dissolvida, adicionam-se 835 partes de prê-condensado formo-fenólico preparado antes e condensa-se a 90°C durante 30 minutos. 0 tempo de escoamento atinge então 20 segundos a 20°C.

Arrefece-se e obtém-se uma resina com as características seguintes:

Claims

1. Processo para a fabricação de ligantes aminoplastos que contêm, para uma mole de ureia, 0,2 a 0,8 mole de melamina, 1,5 a 5 moles de formaldeído, 0,05 a 0,5 mole de fenol, segundo o qual se condensa, em uma primeira/fase, a pH neutro, e em seguida a pH ácido, um pré-condensado de ureia e formaldeído com a proporção molar F/U compreendida entre 3 e 6 ou uma solução aquosa de formaldeído com uma concentração compreendida entre 30 % e 75 % em peso na presença de ureia, de maneira que a pro porção molar F/U esteja compreendida, nesta primeira fase, entre 1,8 e 3, e se adiciona em seguida, em uma segunda fase, o fenol e a melamina, caracterizado pelo facto de o fenol ser adicionado na segunda fase sob a forma de um prê-condensado for mo-fenolico condensado em meio alcalino a partir de formol e de fenol utilizados em uma proporção molar F/P compreendida entre 1,5 e 3,5 que contêm 6 % de soda cáustica, no máximo, com base no peso da solução de prê-condensado e constituído por 30 % em peso, pelo menos, de matérias activas definidas pela soma das quantidades de fenol, formol e soda cáustica utilizados como produtos de partida, adicionando-se eventualmente formol em uma quantidade igual a 8 %- em peso, no máximo, com base no peso da resina acabada durante esta fase, sendo esta segunda fase efectuada a pH alcalino igual a 8, pelo menos, e pelo facto de, em uma terceira fase, se adicionar eventualmente o restante da ureia apos arrefecimento a uma temperatura compreendida entre 40 e 80°C, sendo a melamina adicionada antes, de-19 pois ou juntamente oom o pré-condensado formo-fenolico.

2. Processso de acordo com a reivindicação 1, caracteriza do pelo facto de o pré-condensado formo-fenolico conter 40 a 60 % em peso de matérias activas.