DE1653167A1

DE1653167A1 - Verfahren zur Herstellung von Spanplatten mit verminderter nachtraeglicher Formaldehydabspaltung

Info

Publication number: DE1653167A1
Application number: DE19671653167
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Clad Werner Helmut; Hans Dr Scheuermann; Leopold Dr Skark
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1967-11-24
Filing date: 1967-11-24
Publication date: 1971-09-16

Description

Badische Anilin- & Soda-Fabrik- AG ° ° ^ID/

Unser Zeichen: O.Z. 25 245 vO/Da Ludwigshafen/Rhein, am 23.II.1967

Verfahren zur Herstellung von Spanplatten mit verminderter nachträglicher Formaldehydabspaltung

Zur Herstellung von Spanplatten werden Holzspäne oder sonstige Zerkleinerungsprodukte pflanzlicher Faserstoffe mit etwa 8 bis 10 Gewichtsprozent Harnstoff-Formaldehyd-Harzleimen, die in wäßriger Lösung vorliegen und einen Härter enthalten, bedüst und unter Druck und Hitze zu Platten verpreßt.

In den so hergestellten Platten kann, insbesondere bei feuchtem, warmen Wetter, selbst bei vollständiger Aushärtung des Harnstoff-Formaldehyd-Kondensates eine nachträgliche geringe Formaldehydabspaltung eintreten. Um diese Formaldehydabspaltung in den Holzspanplatten auf einem geringen Maß zu halten, ist bereits vorgeschlagen worden, Leime auf der Grundlage von Harnstoff-Formaldehyd-Kondensaten zu verwenden, die relativ geringe Mengen Formaldehyd, bezogen auf Harnstoff, einkondensiert enthalten. Auch ist bereits vorgeschlagen worden, Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Leimen Stoffe zuzusetzen, die Formaldehyd zu binden vermögen. Solche Stoffe sind z.B. Melamin, Harnstoff oder Ammoniak. Die Mengen solcher Stoffe, die man den Leimen zusetzen kann, sind begrenzt, da durch die Zugabe der Stoffe zu dem Holzleim dessen Abbindegeschwindigkeit verringert und die

^l68/⁶⁶ 109838/0317

- 2 - ' O. Z. 25 245

Festigkeitseigenschaften der daraus hergestellten Spanplatten verschlechtert werden.

Auch ist bereits vorgeschlagen worden, die Holzspäne vor dem Verleimen mit. Stoffen zu behandeln, die Formaldehyd zu binden vermögen. Auch bei diesen Verfahren konnten nur Spanplatten mit vergleichsweise schlechteren mechanischen Eigenschaften erhalten werden, wie sie z.B. aus formaldehydreichen Holzleimen ohne Vorbehandlung der Holzspäne hergestellt werden können.

Es wurde nun gefunden, daß man Spanplatten durch Verpressen von Holzspänen, die mit Leimen auf der Grundlage von Harnstoff-Formaldehyd-Kondensaten behandelt sind, bei höherer Temperatur unter,Härten des Leimes mit besonders vorteilhaften Eigenschaften herstellen kann, wenn man Gemische aus beleimten Holzspänen bei höheren Temperaturen unter Härten verpreßt, die bis zu 10 Gewichtsprozent, bezogen auf die beleimten Holzspäne, feinteilige Stoffe enthalten, die Formaldehyd zu binden vermögen.

Es ist überraschend, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Spanplatten mit vorteilhaften Festigkeitseigenschaften erhalten werden, obwohl zwischen den Holzspänen anaere Stoffe eingelagert sind. Auch zeigt es sich, daß die aus den Spanplatten eventuell abgespalteten Formaldehydmengen weitgehend von den formaldehydbindenden Stoffen, die feinverteilt in feinteiliger Form in der Spanplatte vorliegen, gebunden werden. Dieses Verfahren ist insbesondere von Vorteil, als es nicht erforderlich ist, die Gesamtmenge der Holzspäne vor dem Beleimen einer Vorbehandlung zu

^ ' ' 1093?H/0317

»AD ORIQfNAL

O.Z. 25 245

unterziehen. Die beleimten Späne werden in üblicher Weise zu Platten verpreßt, wobei lediglich vor dem Einfüllen in die Formgebungselernente die formaldehydbindenden Stoffe zugemischt werden .

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können Spanplatten aus Holzspänen oder auch anderen Zerkleinerungsprodukten pflanzlicher Faserstoffe erhalten werden, Die Holzspäne haben die zur Herstellung der Spanplatten üblichen Abmessungen. Die Späne werden in üblicher Weise mit Harnstoffharzleimen in Mengen zwischen 7 bis 12 Gewichtsprozent, bezogen auf absolut trockene Späne, belejjiit. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Späne an den Deckschichten mit 11 bis 12 Gewichtsprozent und die Späne der Mittellage mit 7 bis 8 Gewichtsprozent Holzleim zu beschichten.

Als Holzleime finden die für die Herstellung von Spanplatten gebräuchlichen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate Verwendung. Die Kondensate liegen in wäßriger Lösung bzw. Dispersion vor, wobei die Lösungen bzw. Dispersionen zweckmäßig 45 bis 55 Gewichtsprozent Harz enthalten, Die Harzmenge wird z.B. nach einer Methode bestimmt, bei der man den Stickstoffgehalt prüft (Kjeldahl).

Die Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate enthalten zweckmäßig Harnstoff und Formaldehyd im Molverhältnis von 1 : 1,5 bis 1 : 1,8. Es ist zweckmäßig, solche Harnstoffharzleime zu verwenden, die zwischen 0,4 bis 1,2 % freien Formaldehyd enthalten.

- 4 109836/0317 Bad

- 4 - O.Z. 25 245

Den beleimten Spänen werden bis zu 10 Gewichtsprozent feinteilige Stoffe zugesetzt, die Formaldehyd zu binden vermögen. Vorteilhaft verwendet man, bezogen auf das Gewicht der beleimten Späne, 5 bis 7 Gewichtsprozent der feinteiligen formaldehydbindenden Stoffe« Man verwendet solche formaldehydbindenden Stoffe, die unter den Bedingungen der Spanplattenherstellung Formaldehyd langsamer zu binden vermögen, als es der Kondensationsgeschwindigkeit des verwendeten Harzes unter den angewendeten Bedingungen entspricht« Geeignet für das Verfahren sind z.B. formaldehydbindende, stickstoffhaltige Verbindungen, wie Diazine, Triazine, z.B. Melamin, Urethane oder Polyamine. Die Stoffe sollen einen Siedepunkt haben, der wesentlich über 150°C liegt. Geeignet ist z,B. Folyacrylsäureamld, Harnstoff, Guanidin, Hydroxylamin, Äthylendiamin, Anilin, Phenol, Resorcin, Dibutylthioharnstoff, Diphenylmethandiisocyanate

Als formaldehydbindende Stoffe haben sich insbesondere Holzspäne oder feine Holzteilchen, wie Holzstaub, bewährt, die mit wäßrigen Lösungen von Harnstoff, Melamin oder Phenolen imprägniert sind. Man verwendet vorzugsweise solche Späne, die mit 5 bis 15 Gewichtsprozent der genannten Stoffe beschichtet oder getränkt sind. Auch haben sich für das Verfahren feinteilige ausgehärtete Kondensate von Melamin oder Phenol-Formaldehyd-Harzen bewährt.

Die formaldehydbindenden feinteiligen Stoffe werden mit den beleimten Holzspänen zweckmäßig unmittelbar vor dem Einbringen des beleimten Spangemisches in die Formgebungselemente gemischt. Zum Einbringen der feinteiligen formaldehydbindenden Stoffe in das

1 0 9 8 3 B / 0 3 1 7 BAd⁵ORIGINAL

- 5 - O.Z. 25 245

beleimte Spangut können die üblichen Mischvorrichtungen, wie sie in der Spanplattenindustrie üblich sind, verwendet werden. Mitunter ist es vorteilhaft, Holzspäne und feinteilige formaldehydblndende Stoffe zunächst zu mischen und anschließend das Mischungsgut zu beleimen. Spanplatten mit besonders vorteilhaften Eigenschaften werden erhalten, wenn lediglich die für die Mittelschicht zu verwendenden Späne mit formaldehydbindenden feinteiligen Stoffen gemischt werden.

Die in dem Beispiel genannten Teile sind Gewichtsteile, die Prozente Gewichtsprozente.

Beiapiex

5 % der für die Herstellung der Mittelschicht vorgesehenen Späne werfen dem Spangut entnommen und mit einer wäßrigen 25 #igen Aufschlämmung von Melamin behandelt und danach getrocknet. Man erhält Holzspäne, an deren Oberflächen, bezogen auf die Gewichtsmenge der trockenen Späne, etwa 60 Gewichtsprozent feinteil i-ges Melamin haftet»

Die so vorbehandelten Späne werden mit den restlichen Mittelschichtspänen gemischt und in üblicher Weise mit einem 50 zeigen Holzleim bedüst, der ein Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat im Molverhältnis 1 : 1,5 mit 0,8 % freiem Formaldehyd enthält. Es werden solche Mengen Leim verwendet, daß die Mittelschichtspäne mit, bezogen auf absolut trockenes Harz, 8 % Leim beschichtet sindi die Deckschichtspäne, die etwa 40 % der Mittelschichtspäne ausmachen, werden mit dem gleichen. Holzleim in solchen Mengen beschichtet, daß 11 % Kondensat, bezogen auf absolut trockene

109838/0317 " ⁶ "

O.Z, 25 245

Späne, entfallen. Der dreifach geschichtete Spankuchen wird für die Dauer von 7 Minuten bei einer Temperatur von 150⁰C zu Platten von 1,9 mm Dicke verpreßt, Nach 48-stündiger Lagerung werden aus den Platten Proben mit den Ausmaßen 45 χ 50 cm geschnitten.

In gleicher Weise werden Spanplatten mit den gleichen Holzspänen und unter Verwendung derselben Bindemittel hergestellt, jedoch ohne Behandlung eines Teiles der Mittelschichtspäne mit Melamin. An den Proben werden die Biegefestigkeit nach DIN 52 362, die Querzugfestigkeit nach DIN 52 365, die Quellung nach 24-stündiger Lagerung in Wasser gemäß DIN 52 364 und die Formaldehydkennzahl bestimmt, Die Ergebnisse sind in der Tabelle zusammengefaßt s

Tabelle

	1.	2.
Biegefestigkeit	310	310
Querzugfestigkeit	5,5	5,5
Quellung nach 24 Stunden	15 %	15 %
Formaldehydkennzahl	5,0	9,5

1. = Mittellage enthalt Melamin

2. = ohne Melamin

Zur Bestimmung der Formaldehydkennzahl werden Platten von 45 χ 50 cm und 1,9 cm Dicke für die Dauer von 2 Stunden in einem geschlossenen Behälter bei 70⁰C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit gelagert.

109838/0317

SAD ORIGINAL

- 7 - Ο'. Ζ« 25 245

Danach werden durch den Behälter 100 Liter Luft hindurchgesaugt, und die abgesaugte Luft wird durch 50 cnr einer 1 #igen Natriumbisulf idlösung geleitet. Die Lösung wird mit n/10 normaler Jod-Jodkalilösung titriert. Die verbrauchten Milliliter Jod-Jodkalilösung stellen die Formaldehydkennzahl dar. Diese Kennzahl 1st proportional der aus den Platten abgespalteten Formaldehydmenge.

Wie die Ergebnisse zeigen, wird aus den erfindungsgemäß hergestellten Platten nur eine wesentlich geringere Menge Formaldehyd unter den angegebenen Bedingungen abgespalten, wie aus solchen Platten, die ohne Verwendung der erfindungsgemäßen Zusätze erhalten wurden.

109838/0317

Claims

- 8 - O.Z. 25 245

Patentanspruch

Verfahren zur Herstellung von Spanplatten durch Verpressen von Holzspänen, die mit Leimen auf der Grundlage von Harnstoff-Formaldehyd-Kondensaten gebunden werden, bei höherer Temperatur unter Härten des Leimes, dadurch gekennzeichnet, daß man Gemische aus beleimten Holzspänen bei höheren Temperaturen unter Härten verpreßt, die bis zu 10 Gewichtsprozent, bezogen auf die beleimten Holzspäne, feinteilige Stoffe enthalten, die Formaldehyd zu binden vermögen»

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG'