PT96572A

PT96572A - Processo para a preparacao de cartoes com composicao de madeira e de composicoes de selagem antes da prensagem

Info

Publication number: PT96572A
Application number: PT96572A
Authority: PT
Inventors: Oscar Hsien-Hsiang Hsu; Gabriel Louis De Tommaso
Original assignee: Rohm & Haas
Priority date: 1990-01-25
Filing date: 1991-01-24
Publication date: 1991-10-15
Also published as: US6120717A; ATE150064T1; AU6996191A; KR910014188A; DE69125040T2; NO910242L; NZ236863A; CA2034130C; DE69125040D1; DK0439314T3; AU644402B2; EP0439314A3; CN1053628A; CA2034130A1; BR9100277A; FI910368A0; JPH04212806A; NO910242D0; FI910368A; IE910255A1

Description

ROHM AND HAAS COMPANY " PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE CARTÕES COM COMPOSIÇÃO DE MADEIRA E DE COMPOSIÇÕES DE SELAGEM ANTES DA PRENSAGEM ". A presente invenção diz respeito a um processo para a preparação de cartões com composições de madeira, tal como cartão rígido, fabricado mediante consolidação de fibras ou pedaços de madeira sob a acção do calor e da pressão para se obter um material de cartão integral. 0 processo consiste em aplicar uma composição polimérica aquosa, bem conhecida como de selagem antes da prensagem, a uma superfície de um entrançado fibroso antes de submeter este entrançado a um tratamento de prensagem a temperatura e pressão elevadas. 0 cartão com composição de madeira tal como, por exempo, cartão rígido é preparado mediante reconsolidaçâo de aparas de madeira desfibradas sob a acção do calor [até cerca de 232°C (450 F)] e da pressão [ até cerca de 6,895 X 10^ Pa (cerca de 1000 p.s.i.)]. As partículas fibrosas são primeiramente conformadas num entrançado unitário (quer por um processo seco, um processo húmido ou um processo húmido-seco) que em seguida se consolida num cartão rígido mediante aplicação de calor e de pressão. Antes da consolidação, podem aplicar--se ao entrançado para aumentar a resistência, melhorar a integridade superficial e melhorar a resistência à água, composições que contêm dispersões poliméricas aquosas, resinas -2- aminoplásticas, resinas de fenol-formaldeído, ceras e semelhantes. Estas composições são designadas por "selantes antes da prensagem". Contudo, a produção de cartões com a composição de madeira ainda apresenta problemas técnicos tais como aderência à placa de prensagem, perda de definição da placa de prensagem, falta de resistência e uniformidade da superfície do cartão, excessiva capacidade de absorver a água e descoloração. Além disso, os ciclos repetitivos de consolidação podem provocar depósitos do selante antes da prensagem e de fibras nas placas de prensagem. Estes depósitos podem requerer frequente limpeza da placa e originam taxas de produção mais baixas em consequência do aumento dos tempos de paragem.

Na patente de invenção britânia GB-A-1 484 053 descreve-se um processo que consiste em impregnar uma tra-ma-veículo para papel com uma solução aquosa de uma resina aminoplástica, secar a trama impregnada de tal modo que contenha 40 a 60$ em peso de pré-condensado de resina aminoplástica, em relação ao peso do papel e revestir a trama impregnada seca com uma dispersão aquosa constituída por uma composição de resina curável, a qual é uma mistura de A) um copolímero duro e frágil obtido por copolimerização de certos monómeros e B) um copolímero com elasticidade de borracha que tem uma temperatura de transição vítrea que não excede +10°C, e que foi obtido por copolimerização de certos monómeros, incluindo 0 a 2$ em peso de monómero reticulante com pelo menos duas ligações duplas não conjugadas reactivas na molécula. -3-

Descreve-se também o revestimento da trama de papel impregnada e a prensagem da película resultante numa folha de cartão prensado. Esta referência não descreve a aplicação de uma dispersão de polímero/mistura aminoplástica ao entrançado fibroso antes da compactação.

Na patente de invenção norte-americana US-A-4 201 802 descreve-se um processo para a preparação de cartões rígidos pré-acabados que inclui a utilização de um selante aquoso para antes da prensagem que contém um polímero de alcóol poli-vinílico juntamente com ácidos ou ésteres gordos emulsionados, uma amina volátil e estearatos de alumínio, zinco ou cálcio, bem como agentes de secagem ou catalisadores se necessário. 0 álcool polivinílico é descrito como sendo de preferência " um homopolímero de monómero de álcool vinílico copolimerizado para dar um polímero, embora se possa utilizar um copolímero que contenha quantidades muito pequenas, até cerca de 5%, de outros monómeros etilenicamente insaturados contendo insaturação de ligação dupla carbono-carbono. " 0 álcool polivinílico é ainda descrito como parcialmente hidrolisado, de preferência 85 a 90# hidrolisado. Esta referência não descreve nem sugere a importância do teor de gel do polímero disperso.

Na patente de invenção norte-americana USA 4 238 438 descreve-se um tratamento de cartão rígido pré-prensado que compreende aplicar-se à superfície das fibras de um entrança-do fibroso 86 a 322,6 g/m (8 a 30 g/pé) de um revestimento de um agente de consolidação de superfície que contém 50 a 95¾ de água, 4 a 25# de um composto contendo um radical hidroxi e -4- cora um ponto de ebulição compreendido entre 100° C (212° F) e 315°C (600° F), escolhido no grupo dos álcoois e dos seus ésteres, e 1 a 25$ de acetato de polivinilo, sendo a percentagem de ingredientes de revestimento baseada no peso do revestimento. As emulsões de látex de acetato de polivinilo descritas são produtos comerciais. A referência é omissa em relação às composições específicas ou teor de gel do látex de acetato de polivinilo.

As patentes de invenção norte-americanas USA 4 336 174 e USA 4 374 899 descrevem uma composição para tratamento de cartão rígido antes da prensagem e uma folha de cartão rígido aperfeiçoado obtida mediante revestimento de entrançados de feltro molhados ou tecidos ou folhas, antes da consolidação e secagem, com uma composição aquosa de selagem constituída essencialmente por (a) mistura de copolímero de melaminaformal-deído solúvel na água, (b) uma emulsão de estireno-copolímero acrílico, (c) uma pequena quantidade de uma amina capaz de ajustar 0 pH da emulsão resultante e (d) um catalisador ácido de reticulação capaz de reticular a composição. Descreve-se a utilização de acetato de vinilo comercial e emulsões de esti-reno/copolímero acrílico. A referência é omissa relativamente às composições de emulsões de copolímero utilizadas ou ao seu teor de gel. A patente de invenção norte-americana USA 4 517 228 descreve um processo convencional para a preparação de produtos de composição de cartão que consiste num passo único em que se aplica a um entrançado de composição com densidade inferior a -5- 961 Kg/m^ (60 lbs/pé^) antes da aplicação de calor e de pressão, uma composição de revestimento que contém um veículo acrílico contendo grupos hidroxilo ou ácido carboxílico, uma cera de ponto de fusão elevado, um agente de reticulação à base de melamina para o veículo e talco sob a forma de plaquetas. 0 veículo acrílico de grupo hidroxilo ou ácido carboxílico não é referido como contendo qualquer teor de gel. A patente de invenção norte-americana USA 4 517 240 descreve um processo em um passo para a compressão e a têmpera simultânea de um painel de cartão fibroso, que inclui a aplicação ao painel antes da compressão de uma quantidade eficaz de uma composição aquosa de tratamento, que contém cerca de 3 a 20% em peso de um polímero de emulsão acrílico ou de acetato de vinilo ou um polímero em solução e cerca de 0,05 a 3>0% em peso de um copolímero organo-silicónico fluido solúvel na água de dimetilpolissiloxano e de um éter de polioxialquileno em que o radical alquileno é um grupo etileno ou propileno ou as suas misturas, caracterizado pelo facto de a composição de tratamento actuar tanto como agente de libertação da placa durante a compressão como agente de têmpera para melhorar a resistência à água. Os polímeros acrílicos englobam, por exemplo, copolí-meros de metacrilato de alquilo/acrilado de alquilo/ácido acrílico ou metacrílico e de etireno/acrilato de alquilo/N-al-quilolacrilamida/ácido acrílico ou metacrílico. Não se refere que os polímeros contenham qualquer teor de gel. A patente de invenção norte-americana USA 4 075 141 descreve composições de revestimento que contêm micropartícu- -6- las poliméricas reticuladas e um interpolímero de amida de ácido carboxílico que se pode combinar com um agente de reti-culação de resina aminoplástica. Refere-se que as composições são utilizáveis para aplicação a substratos tais como papel, metal, madeira, papelão, plástico, espuma borracha extrudida e similares. Não se refere qualquer teor de gel nem a utilização em cartão com composição de madeira. A patente de invenção norte-americana USA 4 062 823 descreve composições que contêm uma mistura de pelo menos dois copolímeros de monómeros acrílicos, um látex reticulado, uma amina, um agente de reticulação de resina aminada e água ou águae um dissolvente orgânico. Descreve a utilização destas composições como tintas de base aquosa. Não se refere nem o teor de gel específico do látex reticulado nem a utilização em cartões com composição de madeira.

Nenhuma das referências descreve a utilização de uma composição de selagem antes da prensagem que contenha uma resina aminoplástica e uma dispersão aquosa de partículas acrílicas com um teor de gel superior a cerca de Y0% para aplicação a um entrançado fibroso antes da consolidação do cartão com composição de madeira.

Um objecto da presente invenção é proporcionar uma composição de selagem antes da prensagem que melhore a saída da prensa durante o processo de preparação de cartões com composição de madeira.

Constitui ainda um objecto da presente invenção proporcionar um cartão rígido aperfeiçoado com melhores caracte- -7- rísticas de resistência à água e de dureza superficial median te utilização de uma composição de selagem antes da prensagem

De acordo com a presente invenção proporcionam-se composições para selagem antes da prensagem. Quando se utiliza um selante antes da prensagem no processo de preparação de cartões com composição de madeira, o processo é aperfeiçoado como consequência de uma mais fácil retirada das placas de prensagem do cartão com composição obtido. Quando se utiliza uma selagem antes da prensagem, as propriedades de resistência à água e de dureza superficial do cartão formado são também melhores.

Num outro aspecto, a presente invenção refere-se a um aperfeiçoamento do processo para a preparação de cartões com composição de madeira que consiste em aplicar uma composição aquosa, aqui definida como "selante antes da prensagem" a um entrançado fibroso composto de fibras de madeira ou aparas de madeira antes da consolidação do entrançado numa folha integral sob a acção do calor e da pressão. 0 selante antes da prensagem contém uma resina reticulante tal como por exemplo, uma resina aminoplástica e uma dispersão aquosa de partículas de polímero acrílico em que as partículas de polímero acrílico têm um teor de gel de THF (tetra-hidroforano) superior a cerca de 70¾.

Tal como se utiliza aqui, a expressão "cartão com composição de madeira" engloba os diversos cartões rígidos, cartões de fibra, cartões de partículas, cartões de barqueta, e cartões de cordão, tais como, por exemplo, cartões rígidos -8- de processamento em húmido,cartões rigidos.de. processamento em seco, cartões rígidos de processamento húmido/seco, cartões de fibra de densidade média, cartões de cordão orientado.e cartões de " remendo " ("mendè"). 0 selante para antes da prensagem contém uma resina reticulante, isto é, uma espécie capaz de reagir quando funcionalmente incorporada ou associada com as partículas de polímero acrílico nas condições em que se faz a preparação do cartão com composição de madeira. Um tipo de resinas reticu-lantes apropriado para utilizar na presente invenção é o das resinas aminOplásticas, tais como, por exemplo, um agente reticulante melamina-formaldeído, um agente reticulante ureia-formaldeído ou as suas misturas. Outras resinas reticulantes que podem ser utilizadas na prática são as resinas multifuncionais, tais como, por exemplo, hidroxialquilamidas multifuncionais e N-alquilolamidas multifuncionais. 0 selante para antes da prensagem contém uma dispersão aquosa de partículas de polímero acrílico, em que as partículas de polímero acrílico têm um teor de gel de THF superior a cerca de 70$. A dispersão aquosa nas partículas de polímero acrílico pode ser preparada mediaste qualquer técnica conhecida de polimerização aquosa, tal como, por exemplo, po-limerização em suspensão e polimerização em emulsão. Dá-se preferência à polimerização em emulsão. As partículas de polímero acrílico têm um teor acrílico de pelo menos cerca de 20$ em peso do peso total do polímero. Dá-se preferência a um teor acrílico de pelo menos cerca de 40$ em peso em relação ao pe- -9- so total do polímero. As partículas de polímero acrílico são preparadas mediante polimerização de monómeros etilenicamente insaturados. 0 teor acrílico resulta da polimerização de ésteres de acrilato ou metacrilato, amidas ácidos, e similares, tais como, por exemplo, acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de butilo, acrilato de 2-etil-hexilo, acrilato de de-cilo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de butilo, metacrilato de i-butilo, metacrilato dei-bornilo, acrilamida, acrilonitrilo, metacrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxipropilo, metilol-(met)acrilamida, metacrilato de ureidoetilo metiolado, metacrilato de N,N-dimetilami-noetilo, ácido acrílico, ácido metacrílico e ácido acriloxi-propiónico. A parte não acrílica das partículas de polímero acrílico provêm da polimerização de monómeros estirénicos e outros monómeros etilenicamente insaturados, tais como, por · exemplo, estireno, estirenos susbtituídos, butadieno, acetato de vinilo, versatato de vinilo, ésteres do ácido crotónico, ácido maleico, ácido fumário e ácido itacónico. 0 teor de gel das partículas de polímero acrílico pode estar relacionado com a reticulaçâo das moléculas de polímero dentro das partículas. Esta reticulaçâo pode ocorrer durante ou subsequentemente à preparação das partículas, ou numa combinação das duas situações. A reticulaçâo pode ser efectuada mediante incorporação de monómeros multi-etilenica-mente insaturados na polimerização. Os monómeros multi-etile-nicamente insaturados podem ser acrílicos, tais como, por -10- exemplo, dimetacrilato de 1,4-butilenoglicol, triacrilato de trimetilolpropano e metacrilato de alilo ou não acrílicos, tais como, por exemplo, ftalato de dialilo e divinilbenzeno. 0 teor de gel é de preferência consequido mediante incorporação de metacrilato de alilo nas partículas de polímero acrílico, de preferência na proporção compreendida entre cerca de 0,2% e cerca de 5% em peso em relação ao peso das. partículas de polímero Com maior preferência, o teor de metacrilato de alilo nas partículas de polímero acrílico está compreendido entre cerca de 0,355 e cerca de 2,0¾ em relação ao peso das particulas de polímero . A temperatura de transição vítrea (Tg) das partículas de polímero acrílico está compreendida entre eerca de 15°C e cerca de 100°C, quando determinada por calorimetria de varrimento diferencial. De preferência, a Tg está compreendida entre cerca de 20°C e cerca de 50°C. As partículas de polímero acrílico podem conter misturas de polímeros; a inclusão de polímero (s) com uma Tg superior a cerca de 50°C em misturas é útil para aumentar a dureza superficial do cartão obtido.

Requere-se que as partículas de polímero acrílico tenham um teor de gel de THF superior a cerca de 70¾. 0 teor de gel de THF tal como aqui se define é determinado mediante preparação de uma mistura de partículas de polímero com um teor de 2¾ de sólidos em 29,6 ml (1 onça) de tetra-hidrofurano. Determina-se o teor de sólidos exacto da mistura secando a solução à temperatura de 150°C durante 30 minutos. Durante uma noite agita-se a mistura a 2% e transfere-se para um tubo de centrífuga tarado. Durante duas horas e meia submete-se o tubo a uma ultracentrifugação a 50 000 rpm. Separa-se por decantação a solução sobrenadante, deixa-se evaporar à temperatura ambiente a maior parte do tetra-hidrofurano, e depois seca-se à temperatura de 150°C durante 30 minutos. Fazem-se experiências em duplicado. A fracção de gel de THF é a proporção de polímero que não se dissolve na solução sobrenadante. 0 selante para antes da prensagem de acordo com a presente invenção pode também ser composto com ceras, pigmentos, cargas, agentes de reforço, agentes de controlo da fluidez, agentes de libertação tais como, por exemplo, estearato de cálcio, agentes anti-espumantes e similares. 0 selante para antes da prensagem pode ser aplicado à superfície do entrançado mediante técnicas convencionais, como, por exemplo, a pulverização.

Os exemplos seguintes são apresentados para ilustrar o aperfeiçoamento no processo de preparação de cartões de composição de madeira a que se refere a presente invenção. Não devem ser considerados como limitativos da invenção e para um especialista na matéria serão obvias outras aplicações da invenção. EXEMPLO 1. Preparação da dispersão aquosa de copolímero.

Preparação da Amostra 1. A 1 reactor de um galão agitado contendo 1 006,26 g de água disionizada (água Dl), 4,0 g de agente tensioactivo aniónico (58$ activo) e 27,4 g de ácido -12- itacónico aquecido à temperatura de 85,2°C, adicionam-se 128,3 g de uma emulsão pré-formada e uma solução de 4,6 g de persul-fato de amónio em 29,8 g de água disionizada. A temperatura baixa até 80,5°C e em seguida observa-se uma reacção exotérmi-ca subindo a temperatura para 83,2°C, ao mesmo tempo que se forma uma cor azul e um forte refluxo. Quinze minutos após a adição de emulsão pré-formada, a temperatura é de 81°C e começa a adicionar-se a emulsão de monómero (ME#1) e uma solução de 2,7 g de persulfato de amónio em 98,7 g de água disionizada. Completa-se a adição de ME#1 em 142 minutos e juntam--se 22,3 g de água disionizada para lavagem. A adição da solução de persulfato de amónio completa-se 38 minutos depois à temperatura de 81°C e inicia-se o arrefecimento. Decorridos 9 minutos, à temperatura de 74,2°C, juntara-se 37,2 de água disionizada e continua-se a arrefecer. Seis minutos depois, à temperatura de 60°C, juntam-se três soluções: 0,9 g de hidro-peróxido de t-butilo e 0,15 g de agente tensioactivo aniónico (58% activo) em 9,3 g de água disionizada; 0,5 g de sulfoxi-lato de sódio formaldeído em 14,0 g de água disionizada; e 4,65 g de uma solução aquosa a 0,15% de sulfato ferroso hepta--hidrato. Quinze minutos depois, à temperatura de 55°C, adicionam-se soluções idênticas as primeiras duas das tris soluções mencionadas antes. Vinte e dois minutos depois, à temperatura de 50°C, adicionam-se 53,9 g de água disionizada, 36,7 g de dimetilaminoetanol, e 15,35 g de agente tensioactivo aniónico. 0 produto final tem um teor de sólidos de 46,8%, um pH de 8,75, uma viscosidade de 435 centipoises, um tamanho de par- -13- tíoulas de 121 manómetros e um teor de gel de THF de 67. QUADRO 1.1 Emulsão Monomérica ME#1

Acrilato de butilo 780,3 S Metacrilato de metilo 477,1 g Estireno 459,4 g Metacrilato de hidroxi- etilo 92,1 g Metacrilato de alilo 4,6 g Agente tensioactivo aniónico (58% activo) 27,5 g (ALIPAL C0436) Água disionizada 688,2 g EXEMPLO 2. Preparação de dispersões aquosas de copolímero.

Preparação de Amostras 2-4 e da Amostra Comparativa A. Preparam-se as amostras de acordo com o método do exemplo 1 com excepção de se utilizar uma emulsão monomérica diferente (ME#1) em cada caso tal como se indica no Quadro 2.1 e de se efecfuar a polimerização da Amostra 2 num reactor de cerca de 18,93 litros (5 galões) com um aumento de 5 vezes nas quantidades de todos os ingredientes. As dispersões obtidas apresentam as propriedades indicadas no Quadro 2.2. QUADRO 2.1 Emulsões Monoméricas ME#1 (Todas as quantidades são em gramas)

Amostra 2 3 4 Comparat Acrilato de butilo 3901,4 780,3 780,3 780,3 Metacrilato de metilo 2385,5 477,1 477,1 477,1 Estireno 2297,1 459,4 459,4 459,4 Metacrilato de hidroxietilo 460,4 92,1 92,1 92,1 Metacrilato de alilo 45,9 18,4 36,7 - Agente tensioactivo aniónico 137,7 27,5 27,5 27,5 -14- (ALIPAL C0436) Água desionizada 3441,0 688,2 688,2 688,2 QUADRO 2.2 Propriedades das dispersões aquosas do Exemplo 2.

Amostra 2 3 4 Comparativa A % em peso de : sólidos 46,8 47,0 47,1 46,0 PH 8,6 8,8 8,7 8,5 Viscosidade PaS) (cps,x10~3 325 450 495 215 Tamanho das partícula4pm)124 118 113 125 Teor de gel de THF (%) 85 92 92 3 EXEMPLO 3. Preparação de dispersões aquosas totalmente acrílicas.

Preparação das amostras 5-8 e da Amostra comparativa B. A um reactor agitado de 3,785 litros (um galão) contendo 1113 g de água desionizada, 4,1 g de agente tensioactivo aniónico (58% activo) e 28,3 g de ácido itacónico aquecido à temperatura de 85°C, junta-se 130 g de uma emulsão pré-formada e uma solução de 4,7 g de persulfato de amónio em 30 g de água disionizada. A temperatura baixa até 80,5°C e depois verifica--se uma reacção exsotérmica com subida da temperatura para 85,0° C, ao mesmo tempo que se forma uma cor azul e um refluxo intenso. Quinze minutos depois da adição da emulsão pré-formada, a temperatura é de 81°C e inicia-se a adição da emulsão monoméri-ca (ME#1) e uma solução de 2,8 g de persulfato de amónio em 106,2 g de água disionizada. A adição de (ME#1) completa-se em 171 minutos e adiciona-se 40 g de água disionizada para lavagem. A adição de solução de persulfato de amónio completa-se cinco minutos depois sendo a temperatura de 81°C. Quinze minu- -15- tos depois, à temperatura de 81°C, adieionam-se 40 g de água desionizada e inicia-se o arrefecimento. Seis minutos depois, à temperatura de 54,5°C, adicionam-se três soluções:0,95 g de hidroperóxido de t-butilo em 10 g de água desionizada; 0,5 g de sulfoxilato de sódio-formaldeído em 15 g de água desionizada; e 5 g de uma solução aquosa a 0,15? de sulfato ferroso hepta-hidratado. Quinze minutos depois, à temperatura de 50,5° C, adicionam-se soluções idênticas à primeiras duas das tris soluções referidas antes. Vinte e cinco minutos depois a temperatura é de 44,5°C e adicionam-se 70,7 g de água desionizada, 37,7 g de dimetilaminoetanol e 15,7 g de agente tensioactivo aniónico. QUADRO 3*1 Emulsões Monoméricas (ME#1) utilizadas no Exemplo 3,

Amostra 5 6 7 8 Comparativa B Acrilato de bu-tilo 802 802 802 802 802 Metacrilato de metilo 962 962 962 962 962 Metacrilato de hidroxietilo 94,3 94,3 94,3 94,3 94,3 Metacrilato de alilo 4,7 9,4 18,9 37,7 mm Agente tensioactivo aniónico (ALIPAL 00.436) 28,5 28,5 28,5 28,5 28,5 Água desionizada 704 704 704 704 704 QUADRO 3.2 Propriedades das dispersões aquosas do Exemplo 3.

Amostra 5 6 7 8 Comparativa B % em peso de sólidos 45,4 45,5 45,9 45,7 46,0 -16- PH 8,75 8,8 8,8 8,75 8,6 Viscosidade (cps,x10-3PaS) 210 150 115 160 - Tamanho das partículas (nm) 165 130 110 135 127 Teor de gel de THF (%) 89 91 94 94 4 EXEMPLO 4. Preparação de dispersões aquosas de teor de grupos hidroxilo elevado.

Preparação das Amostras 9-10 e da Amostra Comparativa C. A um reactor agitado cerca de 3,785 litros (um galão) contendo 1300 g de água desionizada, 4,0 g de antioxidante (MAR0X0L 20) e 30 g de ácido itacónico, aquecido à temperatura de 85°C, adicionam-se 150 g de uma emulsão pré-formada (45,5$ de sólidos) e uma solução de 5 g de persulfato de amónio em 50 g de água desionizada. A temperatura baixa até 81°C e em seguida observa-se uma reacção isotérmica subindo a temperatura para 83°C verificando-se também um refluxo intenso. Cinco minutos depois da adição da emulsão pré-formada a temperatura é de 83°C e inicia-se a adição da emulsão monomérica (ME#1) e de uma solução de 3 g de persulfato de amónio em 150 g de água desionizada. A adição de ME#1 e de solução de persulfato de amónio completa-se em 180 minutos e em seguida adicionam-se 50g de água desionizada para lavagem. Trinta minutos depois a temperatura é de 79°C e adicionam-se 50 g de água desionizada iniciando-se então o arrefecimento. Trinta e cinco minutos depois, à temperatura de 55°C, adicionam-se três soluções: 1,0 g de hidroperóxido de t-butilo em 5,0 g de água desionizada; 0,6 g de sulfoxilato de sódio-formaldeído em 15,0 g de -17- água desionizada; e 7 g de uma solução aquosa a 0,15% de sulfato ferroso hepta-hldratado. Dez minutos depois, à temperatura de 53°C, adicionam-se soluções idênticas às primeiras duas das três referidas antes. Vinte e seis minutos depois, à temperatura de 45°C, adicionam-se 50 g de água desionizada, 30 g de dimetilaminoetanol e 15 g de agente tensioactivo anió-nico. QUADRO 4.1 Emulsões Monoméricas (ME#1) para o Exemplo 4.

Amostra 9 10 Comparati Acrilato de butilo 850 850 850 Metacrilato de metilo 210 180 220 Estireno 500 500 500 Metacrilato de hidroxietilo 400 400 400 Metacrilato de alilo 10 40 - Agente tensioactivo aniónico 33 33 33 (TRITON NX-45S;60$ activo) Água desionizada 1300 1300 1300 QUADRO 4.2 Propriedades das dispersões aquosas do Exemplo 4.

Amostra 9 10 Comparativa C % em peso de : sólidos 46,1 46,1 46,1 PH 7,4 7,5 7,5 Viscosidade PaS) (cps.x10-3 403 259 647 Tamanho das las (nm) partícu- 256 282 284 Teor de gel de THF($) 90 95 32 EXEMPLO 5. Preparação de dispersões aquosas com um teor intermédio de grupos hidroxilo. -18-

Preparação das Amostras 11-14. A um reactor agitado de ceroa de 3,785 litros (um galão) contendo 700 g de água desionizada, 4,0 g de antioxidante (MAR0X0L 20; 0,5%) e 30 g de ácido itacónico, previamente aquecido à temperatura de 85° C, juntam-se 150 g de uma emulsão pré-formada e uma solução de 5 g de persulfato de amónio em 50 g de água desionizada. A temperatura baixa para 75°C. Aquece-se a mistura reaecional até à temperatura de 82°C. Quatro minutos depois da adição da emulsão pré-formada a temperatura é de 82°C e inicia-se a adição da emulsão monomérica ,(ME#1) e de uma solução de 3 g de persulfato de amónio em 150 g de água desionizada. A adição de ME#1 e da solução de persulfato de amónio completa-se em 180 minutos depois do que se adicionam 50 g de água desionizada para lavagem. Trinta minutos depois inicia-se o arrefecimento. Em seguida, adicionam-se 50 g de água desionizada e continua-se o arrefecimento. Vinte minutos depois, à temperatura de 55°C, adicionam-se tris soluções: 1,0 g de hidro-peróxido de t-butilo (70% activo) em 10 g de água desionizada; 0,6 g de sulfoxilato de sódio-formaldeído em 15 g de água desionizada; e 7 g de uma solução aquosa a 0,15% de sulfato ferroso hepta-hidratado. Dez minutos depois, à temperatura de 55° C, adicionam-se soluções idênticas às primeiras duas das três soluções referidas antes. Vinte minutos depois, à temperatura de 45°C, adicionam-se 50 g de água desionizada, 30 g de dimetilaminoetanol e 15 g de agente tensioactivo anió-nico (30% activo). -19- QUADRO 5.1 Emulsões Monomérieas (ME#1) para o Exemplo 5

Amostra 11 12 13 14 Acrilato de butilo 850 850 850 850 Metacrilato de metilo 510 480 410 380 Estireno 500 500 500 500 Metacrilato de hidroxietilo 100 100 200 200 Metacrilato de alilo 10 40 10 40 Agente tensioactivo aniónico 33 33 33 33 (TRIT0N XN-45S;60% activo) Água desionizada 600 600 600 600 QUADRO 5-2 Propriedades das dispersões aquosas do Exemplo 5.

Amostra 11 12 13 14 % em peso de sólidos 53,5 53,5 53,5 53,5 PH 7,7 7,6 7,8 7,4 Viscosidade (cps.x10-3paS) 165 202 1432 740 Tamanho das partículas (nm) 293 306 271 283 Teor de gel de THF (%) 87 93 88 91 EXEMPLO 6. Avaliação da libertação da prensa. A 100 g de sólidos de dispersão aquosa adicionam-se 10 g de resina aminoplástica (CYMEL 303; 100% activa) e 10 g de estearato de cálcio (50% de sólidos activos) com agitação. -20-

Dilui-se a mistura ("selante para antes da prensagem”) até um teor total de sólidos de 20$ com água desionizada. Pulve- riza-se uniformemente o selante para antes da prensagem numa 2 2 proporção de 107,6 g/m (10 g/ft ) sobre um entrançado fibroso de processamento a seco contendo ligante de resina, cera e humidade. Coloca-se o entrançado fibroso numa prensa com uma temperatura de prensagem de 232°C (450°F) e submete-se a uma pressão de 2,62 X 10° Pa (380 p.s.i) durante 1 minuto. 0 cartão obtido apresenta uma densidade de cerca de 1,05 e tem uma espessura de cerca de 0,32 cm (1/8 polegada). Determinam-se as características de retirada da prensa imediatamente após completado o ciclo de prensagem, isto é, quando a pressão da prensa atinge 0, utilizando a seguinte escala:

Avaliação 10 9 8 7 6 3 1

Observação 0 cartão solta-se e cai imediatamente 0 cartão fica preso e depois cai 0 cartão fica preso mas solta-se facilmente 0 cartão fica preso mas requer uma força moderada para se soltar 0 cartão fica preso e é preciso puxá-lo 0 cartão agarra muito fortemente 0 cartão agarra muito fortemente e requer lavagem química ou limpeza com jacto de areia das placas QUADRO 6.1 Avaliação das dispersões aquosas dos Exemplos 1 e 2. Amostra 1 2 3 4 Comparativa Avaliação da retirada da prensa 9 9,5 10 10 7,5 -21-

As amostras de acordo com a presente invenção apresentam características de retirada da prensa excelentes. QUADRO 6.2 Avaliação das dispersões aquosas do Exemplo 3·

Amostra 5678 Comparativa B

Avaliação da retirada da prensa 8,5 9,5 10 10 7

As amostras totalmente acrílicas da presente invenção apresentam características de retirada da prensa excelentes. QUADRO 6.3 Avaliação das dispersões aquosas dos Exemplos 4 e 5.

Amostra 9 10 11 12 13 14 Comparativa C Avaliação da retirada da prensa 10 10 10 10 10 10 8 A elevada funcionalidade hidroxílica, que pode conduzir a um elevado nível de reticulação com a resina amino-plástica (Amostra Comparativa C), não proporciona características de retirada da prensa excelentes às amostras da presente invenção. EXEMPLO 7· Avaliação da absorção de água pelos cartões com composição de madeira. A absorção de água pelos cartões com composição de madeira determina-se pelo ensaio de Cobb. Define-se uma unidade Cobb como o aumento de peso expressa em água destilada por cerca de 645,16 cm (100 polegadas quadradas) de area superficial durante 24 horas. -22-

Os cartões para medida são cortados em quadrados de 12,7 cm X 12,7 cm (5" X 5")· Fixa-se aos cartões de ensaio um anel de alumínio com um diâmetro interior de 10,16 cm (4"), espessura de parede de 0,95 cm (3/8”) e 2,54 cm (1”) de altura, com pérolas de vedante de butilo (que se determinou não contribuir para a variação de peso). Equilibram-se os anéis com os cartões e cartões de controlo sem anéis durante sete dias a uma temperatura compreendida entre 65° e 75°C e 50 a 605¾ R.H. Pesam-se os cartões com anéis e os cartões de controlo.

Enche-se o anel cora cerca de 1,27 cm (1/2") de água destilada. Decorridas 24 horas verte-se a água e seca-se a superfície do anel com um lenço de papel absorvente e pesa-se o cartão com o anel. Em seguida pesa-se o cartão de controlo; se o peso do cartão de controlo tiver variado mais de 0,20 g rejeita--se o ensaio. Multiplica-se a variação de peso do cartão com anel por 7,96 para dar o valor em unidades Cobb. QUADRO 7.1 Avaliação da absorção de água em unidades Cobb.

Formulam-se as Amostras 9-14 e a Amostra Comparativa C em selantes para antes da prensagem de acordo com um método do Exemplo 6 e avalia-se a absorção de água em unidades Cobb.

Amostra 9 10 11 12 13 14 Comp.C Água

Unid.Cobb 21,79 22,65 17,71 23,25 15,20 22,65 17,40 34,04

Todos os selantes para antes da prensagem apresentam absorção de água substancialmente inferior àquela que se obtém quando se utiliza água como selante para antes da prensagem, -23- isto é, têm todos a função de tornar o cartao obtido mais resistente à água. EXEMPLO 8. Avaliação da integridade da superfície. A integridade da superfície dos cartões com composição de madeira aos quais se aplica o selante para antes da prensagem, avalia-se pelo ensaio de adesão de fita, Selecciona--se uma amostra de cartão com cerca de 10,2 cm X 15,2 cm (4" X 6")· Coloca-se uma tira de fita (utiliza-se fita 3M #610) na superfície do cartão e comprime-se contra a superfície friccionando com o rolo de fita. Puxa-se uma extremidade da fita com um movimento rápido de modo que a extremidade puxada da fita faça um ângulo de 90°. A % de fibra puxada é avaliada visualmente. QUADRO 8.1 Avaliação da integridade da superfície dos cartões tratados com selante para antes da prensagem.

Amostra % Fibra puxada 9 0 10 0

Comp.C 11 20 0 12 5 13 0 14 2

As amostras da presente invenção apresentam uma integridade superficial superior à da amostra comparativa, tal como se verifica pelos baixos níveis de fibra puxada no teste de integridade de superfície. EXEMPLO 9· Selantes para antes da prensagem a base de dispersões aquosas de copo-límero contendo diversos ácidos. preparação das Amostras 15 e 16. A um reactor de cerca de 3,785 litros (um galão) agitado contendo 1 063 g de -24 água desionizada e 4,0 g de agente tensioactivo aniónico (60$ activo) previamente aquecido à temperatura de 85°C, adicionam--se 82 g de uma emulsão pré-formada, 8 g de água desionizada e uma solução de 4 g de persulfato de amónio em 40 g de água desionizada. A temperatura baixa até 81,5° C e em seguida observa-se uma reacção exotérmica subindo a temperatura para 86,5°C. Vinte e quatro minutos depois da adição da emulsão pré--formada a temperatura é de 82,5°C e inicia-se a adição de emul são monomérica (ME#1) e uma solução de 2,4 g de persulfato de amónio em 120 g de água desionizada. A adição de ME#1 e de solução de persulfato completa-se em 180 minutos e em seguida adicionam-se 10 g de água desionizada. Trinta minutos depois, à temperatura de 84°C, inicia-se o arrefecimento. Nove minutos depois, à temperatura de 74,2°C, adicionam-se 37,2 g de água desionizada e continua-se o arrefecimento. Trinta e nove minutos depois, à temperatura de 54,5°C, adicionam-se três soluções: 0,8 g de hidroperóxido de t-butilo em 4 g de água desionizada; 0,48 g de sulfoxilato de sódio-formaldeído em 12 g de água desionizada; e 5,6 g de uma solução aquosa a 0,15$ de sulfato ferroso hepta-hidratado. Dezassete minutos depois, à temperatura de 51,5°C adicionam-se soluções idênticas às primeiras duas das três soluções referidas antes. Vinte minutos depois, à temperatura de 44°C, adicionam-se 40 g de água desionizada, 28 g de dimetilaminoetanol e 12 g de agente tensioactivo aniónico (30$ activo). -25- QUADRO 9.1 Emulsões Monoméricas (ME#1) para o Exemplo 9·

Amostra 15 16 Acrilato de butilo 680 680 Metacrilato de metilo 384 384 Estireno 400 400 Metacrilato de hidro-xietilo 80 80 Metacrilato de alilo 32 32 Ácido metacrílico 24 - Ácido acrílico - 24 Agente tensioactivo aniónico 22,7 22,7 (TRITON XN-45S;60$ activo) Água desionizada 420 420 QUADRO 9-2 Propriedades das dispersões aquosas do Exemplo 9.

Amostra 15 16 % em peso de sólidos 45,8 45,9 PH 9,3 9,0 Viscosidade (cps.(X10~3paS)) 413 388 Tamanho das partículas (nm) 111 115 Teor de gel de THF {%) 90 92 QUADRO 9-3 Propriedades dos selantes para antes da prensagem do Exemplo 9.

Formulam-se as Amostras 15, 16 e 4 em selantes para antes da prensagem e avaliam-se em relação à retirada da prensa tal como se descreve no Exemplo 6.

Amostra 15 16 4 Ácido copolimerizado Metacrílico Acrílico Itacónico Teor de gel de THF 90 92 92 Capacidade de retirada da prensa 10 10 10 -26- A natureza do ácido copolimerizado nas amostras de acordo com a presente invenção não afecta a sua aderência às placas da prensa suficientemente para reduzir as suas excelentes características de retiradas da prensa. EXEMPLO 10. Selantes para antes da prensagem à base de outros agentes reticulantes

Preparação das Amostras 17 e 18. A um reactor agitado de um galão (3,78 litros) contendo 1 000 g de água desioniza-da e 0,6 g de agente tensioactivo aniónico (60% activo), previa-mente aquecido à temperatura de 84,5°C, adicionam-se 100 g de uma emulsão pré-formada e uma solução de 4,25 g de persulfato de amó nio em 25 g de água desionizada. A temperatura baixa até 78°C e a seguir observa-se uma reacção exotérmica subindo a temperatura pa ra 84°C. Dezassete minutos depois da adição da emulsão pré-formada, a temperatura é de 83°C iniciando-se a adição de emulsão mono mérica (ME?^1) e uma solução de 2,7 g de persulfato de amónio em 100 g de água desionizada. A adição de MEy^l e da solução de persulfato completa-se em 180 minutos adicionando-se então 100 g de água desionizada. Trinta minutos depois, à temperatura de 84°C, inicia-se o arrefecimento. Dez minutos depois, à temperatura de 60°C, adicionam-se 100 g de água desionizada e continua-se o arrefecimento. Doze minutos depois, à temperatura de 50°C, adicionam-se três soluções: 1,0 g de hidroperóxido de t^-butilo em 10 g de água desionizada; 0,5 g de ácido isoascórbico em 15 g de água desionizada e 5 g de uma solução aquosa a 0,15% de sulfato ferroso hepta-hidratado. Vinte minutos depois, â -27- temperatura de 42°C, adicionam-se soluções idênticas às primeiras duas das três soluções referidas antes. Vinte minutos depois, à temperatura de 44°C, adicionam-se 25 g de uma solução de amoníaco em 100 g de água desionizada. QUADRO 10.1 Emulsões Monoméricas (ME#1) para o Exemplo 10. Amostra 17 18 Acrilato de butilo 786,6 786,6 Metacrilato de metilo 498,6 462,6 Estireno 450 450 Metacrilato de alilo - 36 Acrílico 64,8 64,8 Agente tensioactivo aniónico 29,4 29,4 (TRITON XN-45S;60$ activo) Água desionizada 650 650 QUADRO 10.2 Propriedades das dispersões aquosas do Exemplo 10.

Amostra 17 18 $ em peso de sólidos 45,1 45,2 PH 7,4 7,8 Viscosidade PaS) (cps.X10-S 306 200 Tamanho das (nm) partículas 159 165 Teor de gel de THF ($) 17 95 QUADRO 10.3 Retirada da prensa utilizando uma resina reticulante de hidroxialqui-lamida.

Formulam-se as Amostras 17 e 18 como selantes para antes da prensagem e avaliam-se as características de retirada -28- tal como se descreve no Exemplo 6, com excepção de se ter utilizado bis [N,N-di(b-hidroxietil)]-adipamida ("HEA") em vez de CYMEL 303 como resina reticulante. A preparação da adipamida descreve-se na patente de invenção norte-americana USA-4 076 917.

Amostra 17 17 18 18

Reticulante Nenhum HEA Nenhum HEA

Características de retirada da prensa 1 2 7 10 A Amostra 17 que apresenta um teor de gel fora do âmbito da presente invenção apresenta características de retirada da prensa muito fracas com ou sem resina reticulante. A Amostra 18 de acordo com a presente invenção apresenta características de retirada da prensa fracas sem resina reticulante, mas características de retirada da prensa excelentes quando formulada sob a forma de um selante para antes da prensagem com uma resina reticulante.

Claims

-29- REIVINDICAÇÃO 1.- Processo para a preparação de cartões com composi ção de madeira, sob a acção do calor e da pressão, compreendendo a obtenção de um entrançado fibroso, o tratamento da superfície desse entrançado, a prensagem a quente do referido entrança do a temperatura e pressão elevadas, para se obter um cartão de composição rígido que se retira da prensa, caracterizado pelo facto de se efectuar o tratamento da superfície do referido entrançado fibroso com uma composição que contém uma resina reti-culante e uma dispersão aquosa de partículas de polímero acríli co, tendo as referidas partículas um teor de gel de tetra-hidro -30- furano maior ou igual a 67%, de preferência maior do que 70%.
2. - Processo de acordo com a reivindicação 1, carac-terizado pelo facto de se escolher a resina reticulante entre resinas aminoplásticas, hidroxialquilamidas multifuncionais e N-alquilol-amidas multifuncionais.
3. - Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo facto de as referidas partículas serem obti^ das a partir de uma mistura monomérica que contém pelo menos um monõmero multietilenicamente insaturado.
4. - Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto de o monõmero ser metacrilato de alilo.
5. - Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo facto de se incorporar o metacrilato de alilo nas referidas partículas em uma proporção compreendida entre 0,2% e 5%, de preferência entre 0,3% e 2% em peso, com base no peso total das partículas.
6. - Processo para a preparação de composições polimé ricas utilizáveis como composições de selagem antes da prensagem no processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo facto de se misturar uma resina reticu- -31-

lante com uma dispersão aquosa de partículas de polímero acrílico, tendo as referidas partículas um teor de gel de tetra-hi drofurano maior ou igual a 67%, de preferência maior do que 70%. * Agenie Oficial da Proprioaaae mausini· ^ t*·

Lisboa, 24 de Janeiro de 1991