NO136103B - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører anvendelse av et aminoplastlim sammen, med en bestemt herder som varmtherdende trelim. Det oppnås ved denne kombinasjon, en god værbestandighet.

Aminoplastlimharpikser har stor betydning som binde-midler i treindustrien, da de er lett tilgjengelige og enkle å forarbeide, og.også i stor grad forholder seg indifferent over-for materialet tre, respektive cellulose.

Ureaharpiksene, hvis egenskaper er tilfredsstillende

for mange formål, utgjør den største andel av trelim. Når det stilles større krav til bindefasthet og motstandsdyktighet over-for fuktighet, anvendes i tiltagende grad også melaminharpiks. Råstoffet melamin - som regel fremstilt av urinstoff - betinger imidlertid ut fra sin natur at melaminharpikser i forhold til ureaharpikser anvendes mer for spesialformål, da de er dyrere. Eksempelvis er melaminharpikser blitt vanlige for overflatebe-handling av materialer, tildels i form av blandingskondensater med urinstoff.

For oppnåelse av værbestandig liming er imidlertid

selv ikke aminoplastharpikser på basis av melamin, hvis limfuger går for å være kokefaste, egnet. Værbestandighet har bare de alkalisk herdbare fenolharpikser, som imidlertid på den ene side som kjent gir mørkfarvede limfuger og på den annen side kan beskadige treet under utherdningsbetingelsene.

Sammenhengen mellom bindemiddel, materiale, forarbeidel-sesteknikk og værbestandighet for de fremstilte produkter er lite kjent og synes å avhenge av vekselvirkninger mellom bindemidlet

og trematerialet. Ihvertfall lar værbestandigheten seg ikke oppnå ved liming med blandinger av aminoplastharpikser og fenolharpikser, og de tilgjengelige generelle angivelser i litteraturen

om at aminoplaster, respektive fenoplaster alltid kan anvendes sammen med byggestener av den annen kondensattype, formidler ingen lære med hensyn til den tekniske utførelse.

Det har lykkes å fremstille trelim som gir værbestandighet når man omsetter en vandig melaminharpiks, som kan være for-snittet med opptil 600 mol% urinstoff, under alkaliske betingelser m ed underordnede mengder av fenol, hensiktsmessig i nærvær av formaldehyd eller en metylolforbindelse av melamin. Hvis man fo-retar omsetningen med fenol i nærvær av et metylolmelamin, er og-så en ren ureaharpiks godt egnet som kondensat. Dette er f.eks. beskrevet i BRD. off.skrift nr. 2 020 481.

For et trelim som

pr. mol melamin eller pr. mol blanding av minst 15 mol%

melamin og opptil 85 mol% urinstoff, inneholder

1,7 - 3,0 mol formaldehyd og

0,05- 0,2 mol av et fenol

og som oppnås ved at man tar 1 mol melamin og eventuelt urinstoff og 1,5 - 2,5 mol formaldehyd og kondenserer i vandig løsning opptil en vanntoleranse på 0,5 - 10 og omsetter kondensatet ved en pH-verdi på 7,5 - 10 og ved 45 - 100°C med i hvert tilfelle 0,05 - 0,2 mol av en fenol, eventuelt opptil 0,5 mol formaldehyd og eventuelt opptil 0,5 mol melamin, til den vandige løsning - målt ved et faststoffinnhold på 63 % og ved 20°C - når en viskositet på 300 - 2000 CP,

ble det nå funnet et herdemiddel som egner seg spesielt godt for varmliming.

Herdemidlet består av en løsning av ftalsyreanhydrid (FSA) i dimetylformamid (DMF).

Oppfinnelsen vedrører således anvendelse av et vandig trelim med 40 - 70 % faststoff, hvilket lim pr. mol melamin, eller pr. mol blanding av minst 15 mol% melamin og opptil 85 mol% urinstoff inneholder 1,7 - 3,0 mol formaldehyd og 0,05 - 0,2 mol av en fenol, og som er fremstilt ved at 1 mol melamin og eventuelt urinstoff og 1,5 - 2,5 mol formaldehyd er kondensert i vandig løsning til en vanntoleranse på 0,5 - 10, hvoretter kondensatet er omsatt ved en pH-verdi på 7,5 - 10 og ved 45 - 100°C med 0,05 - 0,2 mol av en fenol, eventuelt opptil 0,5 mol formaldehyd og eventuelt opptil 0,5 mol melamin, til den vandige løsning - målt ved ét faststoffinnhold på 63 % og ved 20°C - har en viskositet på 300 - 2000 cP, i forbindelse med eh løsning av ftalsyreanhydrid

i dimetylformamid som herder, som varmtherdende trelim.

Ved liming blir en vandig harpiks av den nevnte type tilsatt en herder som består av ftalsyreanhydrid i dimetylformamid. Utherdingen foregår ved oppvarmning.

Det er riktignok allerede foreslått å anvende ftalsyre, respektive ftalsyreanhydrid (FSA) som herder for aminoplastkon-densater, men anhydridet kommer på grunn av sin dårlige løselig-het i praksis bare i betraktning for utherdning av alkoholiske aminoplast-preparater i hvilket det er noe løselig.

Den leilighetsvis foreslåtte anvendelse av pulverformig FSA som herder er teknisk ikke fornuftig, da utherdningen som oppnås på denne måte, ikke foregår ensartet.

Overraskende nok lykkes utherdningen med løsningene av FSA i dimetylformamid med bedre resultat enn med andre, vanlig brukte herdere. Spesielt blir fastheten av limede trematerialer, for eksempel sponplater, avgjort bedre og svelletendensen i nærvær av vann avtar.

Som spesielt fordelaktig har herdeløsninger vist seg som består av 5 - 25 vekt% FSA, 65 - 95 % DMF og opptil 25 % vann. Vanntilsetningen foretas hovedsakelig for nedsettelse av antennbarheten av løsningene.

Herdeløsningene anvendes - regnet på mengden av binde-middelløsning - i mengder på 1,5 til 5 %, hvorved det forutset-tes et bindemiddelinnhold i løsningen på ca. 50 %. Ved sterkere fortynnede bindemiddelløsninger trenges det tilsvarende mindre herder.

De overlegne egenskaper ved limfuger med bindemiddel/ herdemidlet i henhold til oppfinnelsen fremfor limfuger hvor det samme bindemiddel ble forarbeidet med en vanlig herder, fremgår av de følgende eksempler. De angitte måleverdier er som regel middelverdier (x) av flere enkeltprøver.

Man kan eksempelvis oppnå en egnet harpiks når man først kondenserer urinstoff og formaldehyd ved pH 3 - 6,5, spesielt ved pH 4 - 5 og ved 80 - 100°C, hvorved det oppnås en i og for seg kjent - også handelsvanlig - vandig urealimharpiks, og videre-kondenserer ved pH 7,5 - 10, hensiktsmessig ved pH 8-9 og spesielt fordelaktig ved pH 8,2 - 8,7 under tilsetning av en fenol, formaldehyd og melamin (melamin eventuelt i form av et forkondensat med formaldehyd) til ovennevnte viskositet.

På den annen side kan også i første kondensasjonstrinn

melamin kondenseres med urinstoff eller alene. Man arbeider

da imidlertid hensiktsmessig i det alkaliske område, dvs. ved pH 7,5-10, spesielt ved pH 7,5-9. Man får en melaminharpiks, respektive en urinstoff/melamin-blandingsharpiks, som nå videre-kondenseres med en fenol og formaldehyd, eventuelt også sammen med en restmengde av melamin, til den ønskede viskositet er nådd.

Som fenol anvendes hensiktsmessig hydroksybenzen,alt-så ganske enkelt "fenol". Spesielt resorcinol, kresolene eller xylenolene og tekniske blandinger av disse stoffer er likeledes egnet og gir limharpikser som egner seg fortreffelig.

Kondensering kan foregå på kjent måte, for eksempel ved innblanding av reaksjonspartnerne i handelsvanlig teknisk formal-dehydløsning, innstilling av den egnede pH-verdi og oppvarmning. Reaksjonen forløper eksotermt og kan gjennomføres med teknisk vanlige midler, for eksempel diskontinuerlig i rørekjeler, halv-kontinuerlig i rørekjelkaskader eller også i kontinuerlig arbei-dende rørereaktorer. For erkjennelse av reaksjonsforløpet for blandingene egner det seg naturligvis ikke bare å bestemme de angitte kriterier for vannfortynnbarhet, respektive viskositet, men også ekvivalente kjennetegn for reaksjonsforløpet, såsom innhold av fritt formaldehyd, pH-forskyvning, respektive lut- eller syreforbruk, varmetoning, viskositet ved reaksjonstemperaturen etter tilsvarende justering.

Vannfortynnbarheten, også kalt vanntoleranse, er fag-mannen fortrolig med.som empirisk mål for kondensasjonsgraden av en formaldehydharpiks. Ved dette forstår man den relative vannmengde som maksimalt kan tilsettes til en gitt mengde av harpiksløsningen ved romtemperatur (for eksempel 20°C), uten at blandingen skiller seg. Dårligere fortynnbarhet tyder da på høyere kondensasjonsgrad. Denne utskilling av polymerer og "dårligere" løsningsmidler, som er avhengig av polymerisasjons-graden og temperaturen, er forøvrig kjent fra håndbøker vedrøren-de makromolekylær kjemi.

Vannfortynnbarheten skal i henhold til oppfinnelsen være lavest mulig ved slutten av første reaksjonstrinn, dvs. ca. 0,5 - 10, spesielt 1,5 - 2,5, og er allerede kjent fra handels-vanlige aminoplastlimharpikser. Lavere vannfortynnbarhet - alt-så høyere kondensasjonsgrad - betyr her vanligvis en fordel.

Den begrenses utelukkende av praktiske synspunkter, for eksempel rengjøringsproblem som opptrer i reaksjonsanleggene, som ytrer seg ved at anleggene pleier å bli tilstoppet ved rengjøring med vann.

Endepunktet for annet reaksjonstrinn kan erkjennes ved hjelp av viskositeten for harpiksløsningen. En 63 %-ig løsning skal ved reaksjonens slutt, og målt ved vanlig romtemperatur på 20°C, oppvise en viskositet på 300 - 2000, fordelaktig 700 - 900 CP.

Viskositeten er likeledes et mål for harpiksens kondensasjonsgrad og er naturligvis avhengig av konsentrasjonen i løs-ningen. En harpiksløsning som anvendes ved oppfinnelsen, slik den fåes ved slutten av annet reaksjonstrinn, kan selvfølgelig oppvise et annet faststoffinnhold enn 63 %, den skal være 40-70 %. Ved tilsvarende justering lar viskositetsområdet i henhold til oppfinnelsen for en 63 %-ig løsning seg imidlertid lett overføre til andre harpikskonsentrasjoner. Fortynner man for eksempel en 63 %-ig løsning som kan ha en viskositet på 800 cP, til et faststoff innhold på 58 %, så synker viskositeten til ca. 380 cP, og den stiger til ca. 1800 cP når man bringer løsningen til 68 % innhold.

Limharpiksen som kan anvendes i henhold til oppfinnelsen, kan forarbeides på teknisk vanlig måte. Eksempelvis kan det tilsettes modifiseringsmidler som tjener til å forlenge holdbar-heten, til beskyttelse mot termit- eller soppangrep, hydrofober-ing eller lignende formål. Harpiksen kan også for eksempel over-føres til et løselig, tørt pulver på kjent måte ved forstøvning.

Selve herdeprosessen for harpiksen i nærvær av tremate-rialene er riktignok teknisk vanlig, idet den for eksempel foregår ved samtidig innvirkning av trykk og varm damp, men man må ifølge oppfinnelsen anvende en bestemt harpiksløsning og en bestemt herder.

A) Fremstilling av egnede harpikser.

1) 960 g av en handelsvanlig vandig urea/formaldehyd-limharpiks med et molforhold mellom urinstoff og formaldehyd på 1 : 1,8, som oppviser en vanntoleranse på 1,5 - 2,5 og et faststoffinnhold på ca. 65 %, kondenseres med 255 g melamin, 456,6 g av en 40 %-ig formaldehydløsning og 91,4 g fenol ved 90°C, hvorved løsningens pH-verdi holdes konstant på 8,5 ved tilsetning av ialt 63,8 g av en 25 %-ig vandig natriumhydroksyd-løsning, til harpiksløsningens viskositet har nådd en verdi på ca. 700 cP (20°C). Dette er tilfellet etter ca. 60 minutter. Overvåkningen av pH-verdiene skjer hensiktsmessig ved måling med en egnet glasselektrode eller ved ttipfel-prøver med brom-tymolblått som indikator. 2) 200 g vann og 960 g av en urea/formaldehyd-limharpiks av den under punkt 1) nevnte sammensetning kondenseres med 400 g av en pulverformig melaminformaldehydharpiks som inneholder melamin og formaldehyd i molforholdet 1:2, og 91,4 g fenol ved 90°C ved en konstant pH-verdi på 8,5 (tilsetning av natronlut), til den oppnådde harpiksløsning oppviser en viskositet på 700 - 1000 CP (20°C).

De i henhold til punkt 1) og 2) fremstilte harpiksløs-ninger har et faststoffinnhold på ca. 63 % og er - etterlagring ved romtemperatur - anvendelige i flere uker. 3) 960 g av en vandig melamin/formaldehydlimharpiks (molforhold melamin : formaldehyd på 1 : 2), som er kondensert under alkaliske betingelser til en vanntoleranse på 2,0 og oppviser et faststoffinnhold på 60 %, omsettes under de i punkt 1) beskrevne reaksjonsbetingelser med" 93 g fenol. Den viskositet som nås til slutt, utgjør 400 cP.

Eksempel 1

Av 15 deler FSA, 65 deler DMF og 20 deler vann lages en herdeløsning i henhold til oppfinnelsen. Til sammen-ligning tjener en 20 %-ig vandig ammoniumkloridløsning.

I en forsøkspresse lages det en sponplate av standardspon av gran ved 165°c med en pressetid på 20 sekunder pr. mm plate-tykkelse, og disse testes på vanlig måte: Av limharpiksløsning (63 %-ig løsning fra punkt 1) ovenfor), 50 %-ig paraffinemulsjon, herder og vann fremstilles et limbad i henhold til nedenstående tabell, og sponene dusjes med så meget løsning at det påføres en harpiksmengde på 11 %, regnet på sponvekten. Deretter formes en sponkake, og denne presses som beskrevet.

Resultat:

Eksempel 2 (Tresjiktsplate, dekksjikt gran 80 % B, 20 % A, midtsjikt gran 100 % C) <+>)

Med hensyn til eksempel 1 skal det spesielt be-merkes at tverrstrekkfasthetene etter en vekseltest stiger

sterkere enn ved anvendelse av ammoniumklorid som herder. Ved vekseltesten ble først tverrstrekksprøvelegemer først utvannet i 2 timer ved 70°C, deretter tørket i 24 timer ved 100°C uten ventilasjon og deretter underkastet den vanlige V 100-test

(2 timers kokning)-

Eksempel 3

Ved anvendelse av kryssfinér for betongforskaling ønskes ofte en overflatebeskyttelse av platene, som skal foretas mest mulig samtidig med limingen. Hvis det ved bestrykning av platene i varme anvendes en modifisert melamin/ureaharpiks i henhold til BRD off.skrift nr. 2 020 481 med ammoniumklorid eller maursyre som herder, så forekommer det normalt rissdannelse på det utherdede limbelegg på overflaten når det blir en limpåføring på mer enn 100 g/m „ Også for dette formål viste ftalsyreanhydrid seg overlegent i forhold til de andre herdere: på 9 mm tykke granbord påføres 200 g/m av en blanding av 100 vektdeler av en 60 %-ig modifisert melamin/ureaharpiks i henhold til norsk patent nr0 132 936 og 3 vektdeler av en 15 %-ig løsning av ftalsyreanhydrid i DMF. Platene presses i 12 minutter ved 120°C og 7 kp/cm<2> pressetrykk. Man får et lukket, hårdt limsjikt uten riss på overflaten.

Sammenligningsforsøk 3

Man arbeider som beskrevet i eksempel 3, men anvender for herdning 0,5 vektdel av en 34 %-ig maursyre. Etter avkjøling av bordene får man et hårdt limsjikt på overflaten, som er over-trukket av talløse, små riss.

Ftalsyreanhydrids overlegenhet som herder turde bero, såvel ved sponplatefremstilling som ved bestrykning av betongfor-skalingsplater, på en vesentlig mer elastisk utherdning av harpiksen.

Claims (1)

1. Anvendelse av et vandig trelim med 40 - 70 % faststoff, hvilket lim pr. mol melamin, eller pr. mol blanding av minst 15 mol% melamin og opptil. 85 mol% urinstoff inneholder 1,7 - 3,0 mol formaldehyd og 0,05 - 0,2 mol av en fenol, og som er fremstilt ved at 1 mol melamin og eventuelt urinstoff og 1,5 - 2,5 mol formaldehyd er kondensert i vandig løsning til en vanntoleranse på 0,5 - 10, hvoretter kondensatet er omsatt ved en pH-verdi på 7,5 - 10 og ved 45 - 100°C med 0,05 - 0,2 mol av en fenol, eventuelt opptil 0,5 mol formaldehyd og eventuelt opptil 0,5 mol melamin, til den vandige løsning - målt ved et faststoffinnhold på 63 % og ved 20°C - har en viskositet på 300 - 2000 cP, i forbindelse med en løsning av ftalsyreanhydrid i dimetylformamid som herder, som varmtherdende trelim.