PT89317B - Processo para o endurecimento de resinas aminoplasticas - Google Patents

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Description

A presente invenção diz respeito a um processo de endurecimento de resinas aminoplásticas, e, mais particularmente, tem como objecto um novo processo de endurecimento de resinas aminoplásticas de acordo com o qual se utiliza um sistema catalítico que permite influenciar a reactividade das resinas aminoplásticas.
As resinas aminoplásticas são produtos conhecidos utilizados em grandes quantidades na indústria da madeira, em particular para a fabricação de painéis de partículas. As resinas aminoplásticas mais correntemente utilizadas são resinas de ureia-formol. São fabricadas de uma maneira mediante condensação de ureia e formol com um pH compreendido entre 4 e 7 e a uma temperatura próxima da ebulição. De preferência, esta reacção de condensação efectua-se em várias fases.
principal inconveniente das resinas de ureia-formol é provocar emanações grandes de formol livre.
Tentou-se diminuir o conteúdo de formol livre, por meio da aplicação de diversos processos de fabricação. Infelizmente, quando se pretende atingir proporções de formol particularmente pequenas, a experiência mostra que este objectivo é acompanhado simultaneamente por uma diminuição da reactividade e da estabilidade das resinas e por degradação das propriedades mecânicas dos painéis acabados. Também se sugeriu, para suprimir o formol livre, que se utilizem resinas sem formol, em particular resinas â base de soluções de isocianato. Infelizmente, o problema do formol é substituído pelo dos isocianatos, cuja acção no homem é mais prejudicial e mais duradoura que a do formol, visto que se obsevou a presença de grupos isocianato livres nos painéis de partículas mesmo após alguns anos de fabricação.
Foi também proposta a adicição de melamina quando da fabricação das resinas de ureia-formol. Infelizmen te, a utilização de melamina com resinas de ureia-formol clãs sicas só começa a ter efeito a partir de teores que podem chegar a 20% e mais, o que torna a sua utilização comercialmente redibitória, dado o seu custo de produção. Propôs-se assim diminuir o teor de melamina para valores inferiores a 10%. Observa-se então uma diminuição da reactividade destas resinas que é particularmente prejudicial para que se possam manter cadências de fabricação comercialmente acei táveis.
Existe, portanto, a necessidade de resinas de ureia-formol que contêm melamina mas têm simultaneamente boa reactividade, boa estabilidade e conteúdos de formol pequenos e cuja utilização permite produzir painéis de partículas acabados com boas características mecânicas.
A presente invenção diz respeito a um novo processo de endurecimento de resinas aminoplásticas constituídas por resinas de ureia-formol que contêm menos de 10% cLe melamina e têm uma durecidas por meio de proporção molar
F nh2 inferior a 0,5 enum catalisador constituído por um sal de amónio, caracterizado por o endurecimento das resinas ami noplásticas ser efectuado por meio de um catalisador constituído por um derivado da triazinona de fórmula geral
II
na qual R representa um átomo de hidrogénio e/ou um grupo CH^OH, sendo este catalisador utilizado à razão de 0,01 a 0,2 mole por 100 g de resina seca.
Segundo uma característica importante do processo da invenção, o catalisador utilizado, constituído por um derivado de triazinona, pode ser obtido por diversos processos, por exemplo:
- reacção de ureia e formol ou de um pré-condensado de ureia-formol com um sal de amónio, sendo estes reagentes utiliza dos nas proporções molares seguintes:
Formol igual a 5, pelo menos ureia e Formol igual a 1, pelo menos, sendo o sal (nh4)+ escolhido entre um cloreto,
formato ou um fosfato.
- quer por reacção de hexametileno-tetramina com ureis e formol na presença de um ácido, sendo os reagentes utilizados de preferencia em quantidades estequiométricas,
- quer por reacção de amoníaco com ureia e formol na presença de um ácido, sendo os reagentes utilizados de preferência em quantidade estequiométrica, sendo a quantidade de ácido presente de preferência de um mole por mole de amoníaco.
Segundo a invenção, quando o catalisador utilizado ê fabricado a partir de hexametileno-tetramina ou a partir de amíniaco na presença de um ácido, este último é escolhido entre os ácidos clorídrico, acético, láctico, fórmico ou fosfórico.
Descobriu-se que operando nestas condições, se obtêm misturas colantes à base de resina de ureia-formol que contêm melamina, particularmente reactivas, e que estas resinas permitem fabricar painéis de partículas que têm proporções de emanação de formol livre pequenas, aliadas a boas características mecânicas. Por outro lado, a utilização dessas composições catalíticas permite assim ajustar a proporção que molar
das resinas monoplásticas utilizadas qualquer seja o conteúdo de melamina.
processo da presente invenção consiste em efectuar o endurecimento de resinas de ureia-formol com
- F uma proporção molar — 0,5, sendo os grupos NH2 a soma total dos grupos NH2 de ureia e melamina utilizados e com menos de 10% de melamina, por meio de um catalisador de fór-
mula geral:
II
na qual R representa um átomo de hidrogénio e/ou um grupo CHgOH, sendo este catalisador utilizado à razão de 0,01 a 2 moles por lOOg de resina seca.
Segundo a invenção, o catalisador utilizado pode ser obtido por diversos processos:
- quer por reacção de ureia e formol ou de um pré-condensado de ureia-formol com um sal de amónio, sendo estes reagentes utilizados em proporções molares
Formol igual a 5, pelo menos, ureia e Formol igual a 1, pelo menos (nh4)+ sendo o sal de amónio utilizado escolhido entre cloreto, acetato, lactato, formato ou fosfato de amónio,
- quer por reacção de hexametileno-tetramina com ureia e formol na presença de um ácido escolhido entre os ácidos clorídricos, acético, láctico, fórmico ou fosfôrico,efectuando-se a reacção segundo o esquema seguinte:
Hexametileno-tetramina + ácido + formol + ureia derivado de
triazinona
- quer por reacção de amoníaco com ureia e formol na presença de um ácido, utilizando de preferência os reagentes em quantidade estequiomêtrica, sendo a quantidade de ácido presente de preferência de um mole por mole de amoníaco.
As resinas de ureia-formol que têm uma pro-
porção P * molar — 0,5 θ contêm menos de 10% de melamina,
utilizadas para a realização do processo da invenção, são resinas conhecidas. São descritas, por exemplo, no pedido de patente de invenção depositado pela requerente e intitulado
Novo processo de fabricação de resinas monoplásticas com libertação de formol muito fraca. São fabricadas, em particular, por um processo em três fases que consiste em:
- numa primeira fase, condesar ureia e formol em solução em uma quantidade tal que a proporção compreendida entre 0,9 e 1,05, numa
F nh2 nesta fase esteja segunda fase adicionar ureia e melamina de maneira que esteja compreendida entre 0,5 e a proporção
0,9, nesta fase
- numa terceira fase adicionar ureia de modo que a proporção molar
F nh2
0,5, com adição da resina esteja compreendida entre 0,3 e eventual de bórax no fim da condensação.
Os exemplos que se seguem ilustram a presente invenção.
As quantidades estão expressas em partes em peso.
Exemplo 1
Num reactor equipado com refrigerador, agitador e dispositivo de aquecimento, introduzem-se:
- 1689 partes de um pré-condensado de ureia-formol que con-
têm 56,4% de formol e 23,6% de ureia,
- 582 partes de ureia,
- 529 partes de água.
~ JI
A proporção molar — nesta fase é de
A dicionam-se em seguida, depois desta
1,05.
fase de condensação ácida
- 464 partes de ureia
- 240 partes de melamina.
~ F
A proporção molar — nesta
Na terceira fase ê de
0,62.
fase, adicionam-se 4 partes de bórax e 496 partes de ureia
A resina final obtida tem as características seguintes:
- °’«
- Viscosidade a 20°C : 0,74 Pa.s
- Extracto seco
- pH : 8,34
- Tempo de gel a
100°C : 13 minutos
Preparam-se soluções catalíticas a partir de formureia que tem a composição seguinte:
ureia
20,13% em peso fQCm.oX :
49,02%
J
í
Adicionam-se diversos sais de amónio. 0 qua dro seguinte indica as quantidades de reagentes utilizadas
Sais de amónio Massa de sais ou de ácido (g) massa de água (g) massa de formureia (g)
formato de NH.+ 4 42,3 125 200
aceta to de NH4 + 51,72 147,2 200
lactato de NH4 + 71,87 195,8 200
fosfato de NH4 + 77,16 77,16 200
Cada solução catalítica foi preparada por aquecimento do sal de amónio na formureia a 70°C, durante uma hora.
Exemplo 2 utilizam-se as diversas soluções catalíticas para o endurecimento da resina descrita no exemplo 1 (6% de melamina) e de outra resina do mesmo tipo que contêm apenas 3% de melamina. Em cada experiência utilizam-se 0,04 mole de catalisador para 100 gramas de resina seca.
quadro seguinte indica os tempos de gel a 80°C (minutos). 0 quadro indica também, a título de comparação, o tempo de gel das mesmas resinas endurecidas de maneira conhecida com cloreto de amónio.
QUADRO (minutos, segundos)
Sais de amónio Resina a 3% de melamina Resina a 6% de melamina
formato de NH^+ 5’ 9*
acetato de NH^+ 11’ 16’
lactato de NH^+ 3’45 6’15
fosfato de NH^+ 2’ 30 4’
cloreto de NH^+ 2’15 6’ 30
Testemunha F 0,477 NH4C1 13’ 19’
Exemplo 3
A resina preparada no exemplo 1 é endurecida com os sistemas catalíticos descritos no exemplo 1 a fim de preparar painéis de partículas.
quadro indica as características dos painéis obtidos, assim como as características de painéis fabricados a partir de uma resina conhecida que tem uma pro-
porção - de de maneira 0,535, que contém 6% de melamina, e endureciconhecida por meio de uma solução de cloreto
de amónio. As características dos painéis foram deter-
minadas segundo as normas seguintes:
- Conteúdo de formol (perfurador)
- Espessura, massa volúmica
- Tracção V 20
- Dilatação % : Norma NFB 51222 : Norma NFB 51250 : Norma NBB 51252
resina 6% de melamina, F/NH2=0,47 resinâ 6% melamina F/NH2=0,535
catalisador catalisador catalisador catali cata
triazinona triazinona triazinona sádor triazi lisa dor
acetato formato lactato nona ~ fosfato NH.d 4
espessura
painel (mm) 16,15 16,05 16 16 16
dilatação
24 horas água fria 15,8 13,4 14,2 12,3 13,7
Tracção per
pendicular (N/mm^) 0,59 0,64 0,67 0,70 0,73
para massa volúmica (kg/nP) 655 674 680 677 690
Flexão
2 N/mm para massa 11,5 11 11 12,1 12
volúmica kg/m^ 640 640 640 640 640
Formol
perfurador mg/100 g 9,5 6,6 6,7 5,6 6,4

Claims (5)

reivindicações
1·~ Processo para o endurecimento de resinas aminoplásticas constituídas por resinas de ureia-formol ouc contem menos de 10}. de melamina e têm uma proporção molar inferior a 0,5 endurecidas com o emprego de um catalisador constituído por um sal de amónio, caracterizado por o endurecimento das resinas aminoplásticss ser efectuado por meio de um catalisador constituído por um derivado da triazinona de fórmula geral qual r-rovesenta um átomo de hidrogénio e/ou um rruno j'. :
OH, sendo este catalisador utilizado à razão de 0,01 a 0,2 mole por 100 gramas de resina seca.
2.- Processo para a preparação do catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se fazer reagir ureia e formol ou um pré-condensado de ureia-formol com um sal ds amónio, sendo estes reagentes utilizados nas proporções molares seguintes:
Formol igual a 5, pelo menos ureia e Formol igual a 1, pelo menos, sendo o sal escolhido entre (nh4)+ um cloreto, um acetato, um lactato, um formato ou um fosfato.
3·- Processo para a preparação do catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se fazer reagir hexa- metileno-tetramina com ureia e formol na presença de um ócido,
sendo os reagentes utilizados de preferência em quantidades estecuiométricas.
4.- Processo para a preparação do catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se fazer reagir amo-
níaco com ureia e formol na presença de um ócido, sendo os reagentes utilizados de preferência em quantidade estequiométrica, e sendo a quantidade de úcido presente de preferência de um mole por mole de amoníaco.
5·- Processo de acordo com as reivindicações 5 θ 4 terizado por o ácido utilizado ser escolhido entre os clorídrico, acético, láctico, fórmico ou fosfórico.
caraccidos
PT89317A 1987-12-23 1988-12-22 Processo para o endurecimento de resinas aminoplasticas PT89317B (pt)

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