SE470262B - Härdare innehållande alkylaminsalter förlimning med aminobaserade lim av träbaserade podukter - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 370 262 2 temperaturer å andra sidan. Det har emellertid visat sig svårt att åstadkomma detta med de härdare som finns på marknaden. De kända härdare som har en lång brukstid kräver ofta relativt hög temperatur för att ge en godtagbart snabb presstid. De härdare som har snabba uthärdningsförlopp vid lägre temperaturer har däremot ofta relativt kort bruks- tid. Ett känt sätt att lösa problemet med brukstid är att applicera harts och härdare separat. Det är då möjligt att som ger acceptabla temperaturer. använda härdare snabba uthärdningsförlopp vid Problem med förhärdning kan dock även här uppstå p.g.a. driftsstopp.

Föreliggande uppfinning, som den framgår av patent- ett förbättrat sätt att träbaserade produkter med aminohartsbaserade lim. Enligt uppfinningen härdas aminohartset med en härdarkomposition innehållande alkylaminsalter valt från en grupp av följande föreningar: kraven, anger nu sammanlimma som består NH2((CH2)nNH)mH X lX där n = 2 - 5 m = l - 3 l = 1 - 4 och X är en organisk eller oorganisk syra; CHz-CHZ / \\ HN NR X lX \ 1/ CHz-CHZ där R = H eller CHZCHZNHZ och X en syra som ovan och l = 1 _3; och CHZCHZQIHCHZCHZCHZNHfiZ x lx där 1 = 1 - 4 samma betydelse som ovan.

Det visade sig överraskande att med dessa alkylamin- salter erhölls harts-härdarkompositioner som vid limning av träbaserade produkter ger mycket snabba sluthärdnings- förlopp vid förhållandevis låga ändå långa brukstider. Det snabba härdningsförloppet leder presstemperaturer, men och X har 10 15 20 25 30 35 -Fä sa en m Ö\ m 3 till avsevärt förkortade presstider. Andra egenskaper som också förbättras är formaldehydemissionen, vattenbestän- digheten samt den öppna och slutna väntetiden, dvs den tid från det VaImpIeSSâS. att limblandningen appliceras tills materialen Med förfarandet enligt uppfinningen erhålles emissionsvärden för formaldehyd som ligger under El gräns- värdet. Den trade vattenbeständighetsresultat enligt BS öppna och slutna väntetiden förlängs. Förbät- l204, close contact, moisture resistent (MR) erhålles.

Alkylaminsalter enligt ovan är kända i kombination med aminohartser. Så anger t.ex. SU 1346614 etylendiamin x HCl som en härdarkomponent för karbamidhartser i cement. SU 509615 visar en reaktionsprodukt av en organisk amin såsom etylenamin och en syra, som modifieringsmedel för karbamid- harts för pappersbestrykning. Föreningarnas goda egenskaper vid limning av träbaserade produkter har däremot inte visats.

Som exempel på användbara aminsalter inom den angivna gruppen kan nämnas etylendiamindihydroklorid, diethylentri- amintrihydroklorid, N,N'-bis(3-aminopropyl)etylendiamin- tetrahydroklorid, piperazinhydroklorid, aminoetylpiperazin- hydroklorid. Förutom saltsyra kan aminsaltet bildas från andra oorganiska eller organiska syror såsom t. ex. svavel- paratoluensulfonsyra, sulfaminsyra. syra, fosforsyra, Sulfaminsyran har den fördelen att aminsaltet blir mindre korrosivt än salterna med t.ex. saltsyra. Föredragna salter är salterna av etylendiamin och särskilt sulfaminsyrasaltet av etylendiamin. Som framgår skall aminsaltet vara minst ett difunktionellt salt. Detta ökar möjligheten till tvärbindning vid uthärdningen av hartset. kondensationsprodukter av av formlerna ovan Med aminohartser avses formaldehyd med föreningar innehållande en aminogrupp -NH2, bland vilka de mest använda utgöres av urea och melamin.

Andra aminföreningar såsom guanaminer (aryl, alkyl), etylenurea, thiourea, dicyandiamid, guanidiner kan även användas. Molförhållandet mellan formaldehyd och aminfören- ing är väsentligt för hartset egenskaper. Sådana egenskaper som snabbhet i sluthärdningen, brukstid, limfogens kvalitet lO 15 20 25 30 35 470 262 4 varierar beroende på vilket molförhållande som används. För t.ex. urea-formaldehydhartser, som är det mest vanliga aminohartset, blir skillnaderna i egenskaper stora då molkvoten formaldehyd/urea (F/U) varierar mellan t.ex. 1,3 och 2,0. Ett UF-harts med F/U-kvot = 1,3 och ett UF-harts med F/U-kvot = 1,7 som vardera för sig förses med 1% (vikts) etylendiamindihydroklorid kommer att ge ett harts med olika prestanda. Brukstiden t.ex. blir för hartset med F/U-kvot 1,3 90 min. vid 20°C och för hartset med F/U-kvot 1,7 15 min vid 20°C. Sluthärdningen blir emellertid mycket snabbare hos hartset med F/U-kvot = 1,7. Som riktlinje för de aminohartser som används enligt uppfinningen kan anges en molkvot F/U på 0,85 - 2,5, företrädesvis 1,01 - 1,9 och mest företrädesvis 1,2 - 1,7. Det är också av betydelse vilket pH värde hartset har. Som lämpliga värden kan anges pH mellan 6,0 och 11,0, företrädesvis mellan 7,0 och 9,0.

Vid limningsförfarandet enligt uppfinningen tillsätts alkylaminsaltet till aminohartset i form av en härdarkom- position. Härdarkompositionen kan vara såväl flytande som pulverformig. Mängden aminsalt som skall ingå i en flytande härdarkomposition skall vara relativt hög men begränsas av andra lösliga komponenter i kompositionen. En sådan kom- ponent är formaldehydabsorbent, vilken vanligen utgöres av Formaldehydabsorbent tillsätts för att binda fri formaldehyd och fria metylolgrupper i limblandningen. Denna tillsats har effekt på brukstiden.

Dessutom bidrar den relativt höga koncentration av alkyl- aminsalt starkt till den formaldehydabsorberande effekten, Llreö.. även en reglerande eftersom aminogrupper hos detta kan binda till sig fri formaldehyd och/eller reagera med metylolgrupper.

Härdarkompositionen enligt uppfinningen innehåller även konventionella fyllmedel såsom kaolin, gips, krita, trämjöl, olivkärnmjöl, kokosskalmjöl, valnötsskalmjöl, spannmålsmjöl, cellulosa, stärkelse. Kaolin är ett föredra- get fyllmedel för flytande härdarkompositioner.

Det är också lämpligt att härdarkompositionen in- Kända karboxymetylcellulosaprodukter och nehåller konsistensgivare. förtjockningsmedel såsom polyvinylakohol kan 10 15 20 25 30 35 .lå ~<| c: w ox m användas.

Härdarkompositionen är vattenbaserad men vattenin- nehållet kan till ningsmedel t.ex. en mindre del ersättas med något lös- alkoholer. innehålla konventionella härdare, t.ex. am- Förutom alkylaminsaltet kan härdaren även moniumklorid, aluminiumsulfat, klorid, övrigt kan kompositionen innehålla mindre mängder vanliga aluminiumklorid, magnesium- ammoniumsulfat, ammoniumsulfamat, Lewissyror. I tillsatser såsom antiskummedel, antimögelmedel, färgämnen, stabilisatorer etc. 0 De olika beståndsdelarna i den vattenbaserade här- darkompositionen kan ingå i härdaren i följande mängder: Alkylaminsalt 0,2 - 50 vikts %, företrädesvis 1 - 35 vikts % mest företrädesvis 2 - 25 vikts %. Fyllmedlet bör ingå med 5 - 65 vikts%, företrädesvis med 15 --55 vikts % och mest företrädesvis med 25 - 50 vikts %. Halten konsis- intervallet 0,1 - 10 och mest tensgivare ligger lämpligen inom viktsprocent, företrädesvis 0,3 - 7 vikts % föredraget 0,4 - 4 vikts %. Halten formaldehydabsorbent kan vara alltifrån 0 till 50 vikts %, företrädesvis ligger den mellan 10 - 45 vikts % vikts %. Halterna är uttryckta i och mest föredraget från 15 - 35 viktsprocent på hela kompositionen.

Inom de givna intervallen för härdarkompositionens olika komponenter kan för olika valda material olika torrhalt och viskositet erhållas. Torrhalten skall dock regleras till mellan 15 och 85 viktsprocent, företrädesvis till mellan 35 och 85 viktsprocent. skall och företrädesvis 30 och 85 viktsprocent, mest föredraget mellan regleras till mellan 800 och till mellan 1000 och 15000 12000 mPas vid 20°C. med buffertkapaciteten, Viskositeten 25000 mPas mPas, och mest föredraget 2000 till Härdarkompositionens men ligger lämpligen mellan 0 - 8, företrädesvis mellan 1 och 6,5 1,5 och 6. Härdarkom- positionens slutliga pH värde justeras pH varierar och mest föredraget mellan genom tillsats av syra eller bas.

Alkylaminsalterna enligt uppfinningen kan även 10 15 20 25 30 470 262 6 användas som pulverformiga härdare. I en pulverformig beståndsdelarna i följande mängder: Alkyl- aminsalt: 0,2 - 90 vikts %, företrädesvis 2 - 70 och mest föredraget 3 - 50 vikts %. Fyllmedel ingår med 0- 70 vikts %, företrädesvis 10 - 60 vikts draget 20 härdare ingår Vikts % % och mest före- - 50 vikts %. Formaldehydabsorbenten ingår med 0 - 70 vikts %, företrädesvis med 5 - 60 och mest föredraget 10 - 50 vikts %. Även konsistentgivare kan ingå med 0,05 - 15 vikts %, företrädesvis med 0,08 till 10 vikts % och mest föredraget 0,1 till 5 vikts %. samma tillsatser som nämnts ovan. vikts % I övrigt ingår Beroende på de valda komponenterna kan härdarkom- positionen tillverkas antingen genom en enkel sammanbland- ning av komponenterna oberoende av ordningsföljden eller också kan en mer planerad tillsatsordning erfordras.

Generellt sett bör fyllmedlet tillsättas efter det att övriga komponenter tillförts vattenfasen. skall sättas till hartset varierar bl.a. beroende på halten alkylaminsalt som ingår i Mängden härdarkomposition som härdarkompositionen. Som riktlinje kan nämnas att till 100 delar hartskomponent sättes lämpligen mellan 1 och 40 viktsdelar härdarkomposition, och 25 viktsdelar.

Uppfinningen beskrivs företrädesvis mellan 5 nu närmare i följande exempel vilka emellertid inte är avsedda att begränsa uppfinningen.

Med delar och procent i exemplen avses viktsdelar och viktsprocent om inget annat anges.

Exempel 1: Sex olika limkompositioner framställdes genom att till ett formaldehyd-urea harts sätta sex olika härdarkompositioner, tre enligt uppfinningen och tre konventionella härdare. De olika limkompositonernas innehåll framgår av tabell 1: *J 10 15 20 25 30 35 ls ~4 ca mo cm nu 7 Tabell 1 à ä _ _ E § Formaldehyd/ureaharts 100 100 100 100 100 100 molförhållande 1,5 Härdardel: Urea 5,8 - - - - 6 *EDA.2HCl 1,5 - - 1,9 - EDA.2H2so4 2,5 Kaolin 5,6 - - 6,8 - ' Mod.stärkelse 3 Vatten 6,4 8 8 6,2 8 8,4 NH4Cl _ - 2 - - - A12(so4)3 x is Hzo - 2 - - - - Maleinsyra - - - -- 2 - * EDA = etylendiamin De olika limkompositionerna anbringades i en mängd av 100g/m2 applicerades ett 0,6 mm bokfanér. Den fanérade spånskivan på en spånskiva 15 x 15 mm. Ovanpå spånskivan infördes i en press (Carver press) och pressades vid 70 respektive 110°C. Tryck och temperatur hålls konstant och presstiden till godkänd limning uppmättes för de olika kompositionerna vid respektive temperatur. kompositioner uppmättes även geltiden vid 50 respektive 90°C. Geltiden uppmättes genom att limblandningen omrördes vid den aktuella temperaturen tills blandningen gelat, dvs tills omrörningen blir omöjlig eller tills limblandningen inte klibbar uppvärmning tills limmet stelnat. längre. Geltiden är tiden från påbörjad Också brukstiden uppmät- tes genom att mäta tiden från det harts och härdare blan- dats tills dess viskositeten för blandningen överstiger 25000 mPas då den anses för tjock för att kunna appliceras med befintliga metoder. I tabell 2 nedan anges de värden som erhölls för de olika limblandningarna där A, E och G är enligt uppfinningen och B, C och F är jämförande försök: Tabell 2 För samtliga, l0 15 20 25 30 35 470 262 8 à ä 9. E Ii š Geltid 50°C/min 4,4 3,0 35 3,3 0,4 5,0 Geltid 90°C/sek. 90 85 200 75 <0,4 105 Min. presstid 7o°c (sek) :Lao so - 70 - 1301 Min presstid 110°C (sek) 35 - 80 15 - 30 (sek) Modifierat Roffael test 23,3 43,9 - 51,6 - mg/m2 dygn Brukstid vid l,5h 35min >8h lh lmin 70min följande temperatur 20°C 20°C 20°C 20°C 20°C 20°C Av resultaten framgår fördelarna med föreliggande uppfinning. Vid jämförelse mellan B med aluminiumsulfat som hårdare (aluminiumsulfat är en snabb härdare) med E enligt uppfinningen framgår att härdaren enligt uppfinningen har snabbare geltid vid 90°C och kortare presstid vid 70°C och trots det en brukstid som är nästan dubbelt jämförelse mellan A enligt uppfinningen så lång. En och C ger vid handen att trots att A är en så snabb härdare jämfört med C har den ändå en brukstid på hela 1,5 timme.

Exempel 2: Ytterligare limkompositioner framställdes enligt exempel 1 med sammansättning enligt tabell 3 nedan: Tabell 3 E J. E E O Il-I Formaldehyd/ureaharts 100 1 molförhållande 1.5 Härdardel: Urea *EDA.2HCl l EDA.2NH2S03H 1,9 EDA.2PTS 3,1 PIPHCl 1,2 AEP2HCl 1,5 AEP3HCl - 1,8 Kaolin Mod.stärkelse Vatten O 100 100 100 100 10 .l'5- ~a c: r\:> ox m 9 På samma sätt som i exempel 1 mättes gel- och brukstider varvid följande värden erhölls: H I J K L M 5'O3" 8'33" 5'33" 3'25" 28'30" l'l5" 2'O9" l'45" l'50" l'30"- 4'O3" 0'50" Geltid 50°C/min Geltid 90°C/sek. l'50" Brukstid (2o°c) 1,5 h 2,5 h 1 h 35-40 6,5 h 5-15 (min) (min) I exempel 2 har förkortningarna följande betydelse: PTS = paratoluensulfonsyra PIP = piperazin AEP aminoetylpiperazin

Claims (11)

10 l5 20 25 30 35 470 262 10 Patentkrav

1. Sätt att sammanlimma träbaserade produkter med aminohartsbaserade lim, k ä n n e t e c k n a t att aminohartset härdas med därav, en härdarkomposition innehål- lande alkylaminsalter valt från en grupp som består av följande föreningar: NH2((CH2)nNH)mH X lX där n = 2 - 5 m = l - 3 l = 1 - 4 och X är en organisk eller oorganisk syra; CH2-CH2 / \ HN NR X lX \ /' CH2-CH2 dar R = H eller CHZCHZNH2 och X en syra som ovan och l = l _3; och CH2CH2(NHCH2CH2CH2NH2)2 x lX där l = 1 - 4 och X har samma betydelse som ovan.

2. ' 2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att alkylaminsaltet utgöres av klorid.

3. Sätt därav, att etylendiamindihydro- enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t alkylaminsaltet utgöres av etylendiamindisul- faminsyra.

4. Sätt därav, att X utgöres av sulfaminsyra, fosforsyra, paratolu- enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t ensulfonsyra, saltsyra, svavelsyra.

5. Sätt därav, att aminohartset utgöres av ett urea-formaldehyd- harts med en molkvot F/U på 0,85 - 2,5 och att härdarkom- och 40 Vikts- enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t positionen tillsättes i en mängd av mellan 1 delar/100 delar hartskomponent.

6. Härdarkomposition för aminohartsbaserade lim för 10 l5 20 25 30 35 Ja. »z cs m Ü\ m ll träbaserade produkter, k ä n n e t e c k n a d därav, att härdarkompositionen innehåller alkylaminsalt/er valt från en grupp som består av följande föreningar: NH2((CH2)nNH)mH X lX där n = 2 - 5 m = 1 - 3 l = l - 4 och X är en organisk eller oorganisk syra; CHZ--Cflz /' HN \\NR X lX \ // CHZ--CHZ där R = H, CHZCHZNHZ och X en syra som ovan och l = 1 - 3; OCh CH2CH2(NHCH2CH2CH2NH2)2 X lX däï l = l ~ 4 OCh X här samma betydelse som ovan k ä n n e-

7. Härdarkomposition enligt krav 6, t e c k n a d därav, att härdarkompositionen är vatten- baserad och innehåller följande komponenter: Alkylaminsalt: 0,2 - 50 vikts % Fyllmedel: 5 - 65 " Konsistensgivare: 0,1 - 10 " Formaldehydabsorbent 0 - 50 " i vikts % på hela kompositionen, 15 och 85 vikts % samt en värde mellan 800 och 25000 där halterna är angivna samt har en torrhalt på mellan viskositet reglerad till ett mPas vid 20°C.

8. Härdarkomposition enligt t e c k n a d att härdarkompositionen är vatten- baserad och innehåller följande komponenter: krav 6, k ä n n e- därav, Alkylaminsalt: 1 - 35 vikts % Fyllmedel: 15 - 55 " Konsistensgivare: 033 - 7 " Formaldehydabsorbent 10 - 45 " % på hela kompositionen, 30 och 85 vikts % samt en där halterna är angivna i vikts samt har en torrhalt på mellan 10 15 20 470 262 12 viskositet reglerad till ett värde mellan 1000 och 15000 mPas vid 20°C.

9. Härdarkomposition enligt krav 6, k ä n n e- t e c k n a d därav, att härdarkompositionen är pulverfor- mig och innehâller följande komponenter: Alkylaminsalt: 0,2 - 90 vikts % Fyllmedel: 0 - 70 " Konsistensgivare: 0,05 - 15 " Formaldehydabsorbent 0 - 70 “ där halterna är angivna i vikts % på hela kompositionen.'

10. Härdarkomposition enligt krav 6, k ä n n e- t e c k n a d därav, att härdarkompositionen är pulverfor- mig och innehåller följande komponenter: Alkylaminsalt: 2 - 70 vikts % Fyllmedel: 10 - 60 " Konsistensgivare: 0,08 - 10 " Formaldehydabsorbent 5 - 60 " där halterna är angivna i vikts % på hela kompositionen. av kraven 6 till 10, k ä n n e t e c k n a d därav, att alkylaminsaltet utgöres

11. Härdarkomposition enligt något av etylendiamindihydroklorid eller etylendiamindisulfaminsyra.