SE460421B - Foerfarande foer framstaellning av aminoplastharts foer anvaendning som lim foer cellulosabaserade produkter - Google Patents

Description

460 42-“1 ' 10. 15. 20. 25. 30. 35. 2 spän och ofta krävs ökad limdosering.

En stor anledning till dessa nackdelar vid låga mol- förhâllanden, är en minskad grad av tvârbindning. Hartser vid Låga molförhâllanden börjar till viss del bli mer eller mindre linjära till sin struktur, jämför novolacker hos fenolhartser.

För att tvårbinda sâdana hartser är det känt att använda melamin. Genom att öka tvärbindningsgraden hos hartset kommer svällningen hos skivor limmade med sådana hartser att minska och hâllfastheten att öka. Dessutom blandas ureahartset med ett melaminharts för att man ska erhålla tillfredsställande fukthâllfasthet hos det limmade materialet.

Många hartser bygger pâ tillsats av fenol till urea- formaldehyd Tillsatserna är ofta stora och sker vanligen tillsammans harts för att uppnå egenskapsförbättringar. med en stor andel melamin. Dessa hartser består huvudsak- ligen av en blandning av ett urea-formaldehyd harts och ett fenol-formaldehyd harts, trots att fenol satsas under reaktionsprocessen. Detta beror på att urea och fenol endast reagerar med väsentliga utbyten om vissa förutsättningar är uppfyllda. Endast dä metylolfenol reageras med överskott av urea vid surt pH erhålles en samkondensation av fenol, formaldehyd och urea. Om en blandning av urea och fenol reageras med formaldehyd erhålles inget väsentligt utbyte av samkondensat vare sig vid surt eller basiskt pH. När metylolurea reageras med ett överskott av fenol vid olika pH sker ej heller någon samkondensation. Vid basiskt pH dissocieras metylolgruppen från metylolurean. Den erhållna formaldehyden adderas till fenolen som sedan kondenserar med sig själv. Vid surt pH är sjâlvkondensation nos urean Reaktionen mellan urea och metylolfenol har bekräftats med 13C-nmr. den dominerande reaktionen.

Det har nu visat sig att detta s k fenol/urea sam- kondensat med sina lediga amid- och metylol- grupper, lättare och bättre möjliggör ett inreagerande av fenol i derivatform i ett förkondensat bestående huvudsakligen av formaldehyd och urea samt eventuellt en mindre mängd melamin. *få . m; 10. 15. 20. 25. 30. 35. *u 3 468 421 Föreliggande uppfinning avser således ett förfarande för framställning av ett harts med lågt molförhâllande mellan formaldehyd och urea, och som vid framställning av lim och Limmade träprodukter ger låg formaldehyd emission och god fuktbeståndighet hos träprodukterna.

Förfarandet för framställning av hartset framgår av patentkraven.

Hartsets ena beståndsdel är en kondensationsprodukt av formaldehyd, urea och fenol. Den framställs frân ett förkondensat av formaldehyd och urea. Till förkondensatet sätts ett tvärbindningsreagens, vilket innehåller ett fenol-urea samkondensat eller metylolfenol och urea. Genom tillsättning av' detta reagens erhålles en ökad tvärbind- ningsgrad trots ett lågt molförhållandet (F/U). Hâllfast- hetsegenskaperna hos tråprodukterna ökar jämfört med ett harts utan tvärbindningsreagens med samma molförhällande (F/U). Även övriga, ovan nämnda, nackdelar minimeraslelimi- neras. För att ytterligare reducera svällningen hos färdiga skivor kan mindre mängder melamin ingå i hartset, vilket ökar tvärbindninge hos detta.

Tillsatsen av fenol/urea tvärbindningsreagenset görs i det processteg där hartset skall kondenseras d v s vid surt pH. Därmed kan nämnda tvärbindare också inreageras.

Förfarandet kan beskrivas enligt följande schema: ,Urea/formalin (MeLamin)_ Fenol/urea samkondensat LMetyLolsteg É tvärbindningsreagens I _". ;___........_._ Kondensering h 1 Efter- metylolisering Indunstning . ...__ t. ...___ :f_- .....,_-., ._...__. 460 421' Även då tvârbindningsreagenset satsas i form av me~ 4 tyLoLfenoL och motsvarande mängd urea som i fenol/urea samkondensatet ovan, görs denna satsning i det processteg där hartset skaLL- kondenseras d v s _vid surt pH. Reak- 5_ tionen av metyLoLfenoL och urea till ett tvärbíndnings~ reagens sker samtidigt onder kondensationsförkoppet av urea formaLdehyd-hartset. Urean reagerar företrädesvis med metyLoLfenoLen. Detta förfarande kan beskrivas enligt följande schema: 10.

Urea/formalin (Me[amin) MetyLoLfenoL MetyLoLsteg 15. -"-~-- Kondensering-1«-- «---Urea «= - Urea W Efter- 20. metylotísering ___--- I I l __-.. . . l Indunstning I 25.

Harts tiLLverkat på ovan beskrivna sätt och med detta tvärbíndningsreagens, erhâtíer förbättrade egenskaper.

GeL:íden förkortas och geLförLoppet bLir mer distinkt (snabbt härdnade). TiLL detta' harts sättes ett metamin 30, formaldehyd harts, varvid erhâttes en hartsbtandning Lämpad Kn IJ1 . för tillverkning av Lim för framstätlning av fuktbeständiga träprodukter. Skivor tittverkade med denna hartsbtandning får lägre svättning och ökad hâLLfasthet, framföratít bra vâtstyrka samt bra dimensionsstabilitet, jämfört med harts utan rvärbindare. FormaLdahydemissionen är Lika Lâg som motsvarande Lågmothartsers d v s klarar det tyska E1 kravet $ ïï mg CHZ0/100 g spånskiva.

Vid framställning av ureafenoL hartset entigt före- Liggande upofínníng bereues först ett förkondensat av urea u! V) mfl om 10. 15. 20. 30. 35. 3 ' 5 469 421 och formaldehyd och eventuellt en mindre mängd melamin genom ett metyloliseringssteg. Med metyloliseringssteg melamin respektive Molförhâllandet avses addering av formaldehyd till urea, fenol för av urea/formaldehyd 0,15 0,25 - 0,75 bildning metylolmonomerer. till 1 urea/mol formaldehyd, företrädesvis 0,3 till 0,4. Molför~ 0 - 0,04 0,006 formaldehyd. till 90¶C och vid pH 8,0 - 8,6 är mol lämpligen hâllandet till 0,027 vid en temperatur melamin/formaldehyd år lämpligen mol melamin/mol Reaktionen sker från 75 8,4.

Tvårbindningsreagenset i företrädesvis 8,2 - sam- vid form av ett fenol/urea metylolisering av fenol 8,7 - 8,9 satsas och kondensat tillverkas pH 8,5 - 9,0 av S0 - 70°C- till 70 - 90°C och reaktionen får trädesvis 4,7 - 4,9. Molförhâllandet 3,3 0,1 företrädesvis 0,3 ~ 0,7 mol fenol/mol formal- dehyd, och molförhâllandet urea/fenol är 1 - 10 företrädes- vis 3,5 genom företrädesvis och en temperatur temperaturen höjs vid pH 4 ~ 6 före- fenol/formaldehyd Därefter urea ske är 6,5 mol urea/mol fenol. till förkondensatet och pH justeras till 4 - 7 lämpligen 4,5 - 5,5 företrädesvis 4,5 - Detta tvärbindningsreagens satsas 5,0 och kondensationen sker vid 75 - 85°C till lämplig på formaldehyden och önskad viskositet viskositet. Viskositeten varierar beroende koncentra- tionen hos hos harts- användaren. Vanligen ligger viskositeten inom ett intervall av 200 - 1500 vid 20°C. En 50 Zig formaldehyd kan 200 - 250 mPa.s. bryts \v pH till 7,5 8,0. eftermetylolisering mPa.s lämplig viskositet vid vara Reaktionen Därefter satsas på 1,4 - 0,6 mol genom höjning ytterligare för känt sätt.

Molförhâllandet i Ufea hartset blir formaldehyd 1,05 - 0,9 0,04 mol melamin/mol formaldehyd lämpligen det slutliga urea/mol lämpligen företrädesvis 0,97 - 0,93, 0 - 0,006 - 0,027, 0,006 - 0,3 mol ligen 0,02 - 0,2 företrädesvis 0,041 - 0,2.

Alternativt satsas till förkondcnsatet, fenol/mol formaldehyd lämp- en tvärbindare i form av metylolienol (framställd med ett molförhâllande av 3,3 0,1 företrädesvis 0,3 ~ 0,7 mol fenol/mol formal- dehyd) och separat 1 - 10 företrädesvis 3,5 ~ 6,5 moler urea (räknat per mol fenolš. Reaktionen sker_däref:er som 460 #21 2 6 10. 15. 20. 25. 30. 35. ovan, och det erhållna hartset har samma molförhâllande som ovan. _ Melamin formaldehyd hartset som blandas med ureafenol hartset tillverkas på konventionellt sätt med ett molför- hållande formaldehyd: melamin på 1,7 ~ 2,4, företrädesvis 1,8 - 2,1. 30-70 vikts-Z av Melaminhartset mlandas med 70-30 vikts-Z av ureafenol hartset.

Vid framställning av spânskivor med användning av föreliggande hartser, användes konventionella förfaranden.

De ursprungligen mycket fuktiga spânen torkas till en sådan torrhalt att den totala fukthalten efter bindemedelstill- satsen ej överskrider den för ângsprängning kritiska grän- sen. För att minska fuktkänsligheten tillsättes ett hydro- foberingsmedel såsom ett mineralvax eller ett naturligt eller syntetiskt paraffinvax. Om så önskas kan kända formal- inbindande ämnen, t ex ~urea, tillsättas tillsammans med hydrofoberingsmedlet. Sedan de torra spånen belimmats, pressas spânen vid presstemperaturer av cza 185 - 220°C.

Mängden tillsatt Lim Ligger normalt mellan 7 och 12 procent torrt harts räknat på vikten torr spän. Härdaren utgöres av konventionella hårdare såsom ammoniumklorid, ammoniumsul- fat, lämpliga oorganiska och organiska syror. Använda press- tider ligger i omrâdet 8 - 12 s/mm spånskiva. Följande exempel illustrerar föreliggande uppfinning: EXEMPEL 1.

Framställning av ureafenolharts Metylolstegz En reaktionsblandning av 4386 g 50%-ig reageras med 1462 g urea och 113 g melamin. Vid satsningen formalin, är temperaturen cza S0°C. Reaktionsblandningens temperatur höjs till 80°C, pH justeras till 8,2 - 8,4.

Reaktionen får ske under 20 minuter. Därefter sänks molförhâllandet genom tillsats av 390 g urea. Reaktionen får fortgå under ytterligare 15 minuter.

Kondenserino: ' Ett tidigare tillverkat fenol/urea samkondensat satsas som tvärbindningsreagens till ovanstående reaktionsblandning (efter 55 minuter) och pH justeras till 4,8 - 5,0.

Reaktionsblandningen fâr kondensera vid 78°C -tills 230 - 250 mPas erhålles i viskositet C25'C). Reaktioncn fliff 10. 15. 20. 25. 30. 35. w 460 421 och ytterligare till 7 (pH = 7,5 - indunstas bryts med natriumhydroxid 8,0) 1836 g urea satsas. Hartset och kyles rums- temperatur.

Det nämnda fenol/urea samkondensatet tillverkas enligt följande: I en kolv satsas 120 delar 50%-ig formalin, 94 g fenol och 100 g vatten. pH justeras till 8,? - 8,9 och temperaturen hålls vid 60°C i 60 minuter. Till metylolfe- nolen satsas därefter 300 9 urea och 150 g vatten. Tempera- turen höjs till 80°C och reaktionstiden är 60 minuter vid pH 4,7 - 4,9.

Framställning av melaminharts 5698 g 39%-ig formaldehyd satsas vid 25°C och pH 7,8 snabbt höjes till 90-92°C och pH hâlles på 8,8 - 9,1. tionsblandningen får till pâ 1:1,2 vid 25°C nåtts. justeras till 9,4 - 9,7. 57% melaminharts - 8,6. 4286 g melamin satsas därefter varpå temperaturen Reak- vattentolerans DH kondensera en Lösningen kyles snabbt och av detta blandas med 43% av fenol urea hartset, varvid ett harts lämpat för framställning av fuktbeständiga exteriörspänskivor erhålles.

EXEMPEL 2.

Framställning av ureaienolharts Metxlolstegz En reaktionsblandning av 10.750 g 502-ig formalin, reageras med 3597 g urea. Vid satsningen är temperaturen c:a 50°C. Reaktionsblandningens temperatur höjs till 80°C, pH justeras till 8,2 - 8,4.

Reaktionen fâr ske under 20 minuter. Därefter sänks molförhâllandet genom tillsats av 960 g urea. Reaktionen fâr fortgå under ytterligare 15 minuter.

Kondensering: 2370 g tillverkat metylolfenol satsas av ett tidigare tillsammans med 735 g urea som tvärbindningsreagens till ovanstående reaktionsblandning (efter 35 minuter) och pH justeras till 4,8 5,0.

Reaktionsblandningen får kondensera vid 78°C tills 230-P50 mPas erhålles i viskositet (25°C). Reaktionen bryts med natriumhydroxid (pH = 7,5 - 8,0) och ytterligare 4508 g 460 42-1 a urea satsas. Hartset indunstas och kyles till rumstempera- tur.

Det nämnda metylolfenolen tillverkas enligt följande: I en kolv satsas 120 delar S02-ig formalin, 94 delar fenol och 100 delar vatten. pH justeras till 8,7 - 8,9 och temperaturen hålls vid 60°C i 60 minuter. 452 av mela- minhartset från exempel 1 blandas med 55% av detta fenol urea harts, varvid ett harts Lämpat för framställning av fuktbeständiga exäteriörspânskivor erhålles. en g:

Claims (3)

460 4-21 w Patentkrav

1. Förfarande för framställning av harts som används vid tillverkning av lim för cellulosabaserade produkter k ä n n e t e c-k n a t därav, att 30-70-viktï av a) ett ureafenol harts vilket framställs genom att till ett förkondensat av formaldehyd, urea och eventuellt melamin sätta ett tvärbindningsreagens som innehåller ett samkonden~ sat av fenolfl formaldehyd och urea, varefter blandningen kondenseras i sur miljö och reaktionen bryts genom alkalise~ ring, varefter ytterligare urea tillsätts för att justera hartsets slutmolförhâllande till 1,4-0,6 moler urea, 0,006- O,3 moler fenol och O-0,04 moler melamin per mol formalde- hyd, blandas med 70-30-vikt% av o) ett melaminharts som framställts genom kondensation av melamin och formaldehyd med ett molförhâllande formaldeh~ yd: melamin på 1,7~2,4.

2. - Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att tvårbindningsreagenset framställs med ett molför- hållande 3,3-0,1 mol fenol/mol formaldehyd och 1-10 mol urea/mol fenol vid ett pH av 4-6 och en temperatur av 70~90°C.

3. Förfarande enligt krav 2 k ä n n e t e c k n a t därav, att tvärbindningsreagenset framställs vid ett pH av 4,7-4,9.