PT1263914E - Composição de adesivo com maior velocidade de cura - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "COMPOSIÇÃO DE ADESIVO COM MAIOR VELOCIDADE DE CURA" A invenção refere-se a um método para a preparação de material de painel com a utilização de uma composição de adesivo com base numa resina aminoplástica de formaldeído com uma maior velocidade de cura e um método para a preparação da mesma. Além disso, a invenção refere-se a um método para a preparação de material de painel com a utilização da composição de adesivo obtida. A EP-A-436485 apresenta uma composição de adesivo com base numa resina aminoplástica contendo formaldeído com uma maior velocidade de cura e um método para a preparação da mesma. Nesta publicação de patente, é descrito um método para a cura acelerada de adesivos aminoplásticos e materiais de madeira produzidos com a utilização dos mesmos. Para a cura acelerada de adesivos aminoplásticos, é utilizado um sistema de captura de aceleradores, em que uma mistura de ureia-formaldeído, como um acelerador, e um fagócito de formaldeído são adicionadas ao adesivo. A adição de um fagócito de formaldeído impede o aumento da emissão de formaldeído. Na EP-A-436485, é utilizada ureia como fagócito de formaldeído. No acelerador de ureia-formaldeído, a relação molar ureia:formaldeído situa-se entre 1:3 e 1:6. A quantidade de acelerador utilizado é de 0,1 a 5 wt. % em relação à quantidade de adesivo. A quantidade de substância de formaldeído pode ser até 10 wt. % em relação à quantidade de adesivo.

Na prática, uma desvantagem da adição subsequente de ureia para ligar o formaldeído é tornar o método 2 desnecessariamente complicado. Outra desvantagem da adição subsequente de ureia é o facto de a resina ter de ser curada a uma temperatura inferior para contrariar a decomposição da ureia e o desenvolvimento associado de vapores durante a cura. A adição subsequente de ureia tem igualmente um efeito prejudicial na estabilidade da resina.

Foi descoberto que a velocidade de cura de um adesivo aminoplástico pode ser aumentada consideravelmente com uma composição de adesivo preparada a partir de uma resina aminoplástica, com um composto tipo formaldeido livre, tal formaldeido ou paraformaldeido, estando igualmente presente e com uma quantidade de composto tipo formaldeido livre situada entre 1 e 50 wt. % em relação à quantidade total de formaldeido adicionada durante a preparação do adesivo. O termo "compostos tipo formaldeido" refere-se a compostos que podem reagir como formaldeido. Se o formaldeido for utilizado como composto tipo formaldeido livre, este é de preferência utilizado numa quantidade entre 2 e 15 wt. % em relação à quantidade total de formaldeido adicionada durante a preparação do adesivo.

Em particular, foi descoberto que a velocidade de cura de um adesivo pode ser aumentada consideravelmente com uma composição de adesivo que consiste numa resina aminoplástica, com um composto tipo formaldeido livre igualmente presente e com a relação F/(NH2)2 da composição de adesivo total situada entre 0,8 e 1,6. A relação F/(NH2) 2 corresponde à relação molar dos equivalentes de formaldeido e os grupos de NH2 presentes.

Preferencialmente, a relação F/(NH2)2 da composição de adesivo total é de 0,9-1,5. 3

Como resina aminoplástica, são utilizados na presente invenção produtos de condensação de um composto de amina com um composto tipo formaldeido livre.

Como composto de amina, podem ser utilizadas ureia, melamina, melam, melem, ureia-melamina e misturas destes compostos. Preferencialmente, é utilizada ureia e/ou melamina, mais especialmente uma mistura de ureia e melamina com uma relação molar melamina/ureia variável entre 0,01 e 2, em particular entre 0,02 e 1.

De acordo com a invenção, os compostos tipo formaldeido são o formaldeido e o paraformaldeído. 0 paraformaldeído é a forma de polímero ou oligómero do formaldeido que separa o formaldeido na despolimerização. O paraformaldeído com um grau de polimerização de n pode gerar n moléculas de formaldeido e, como tal, n equivalentes de formaldeido.

Surpreendentemente, foi descoberto que, apesar da adição de um composto tipo formaldeido durante a preparação do adesivo, a emissão de formaldeido do material de painel fabricado por fim continua dentro dos padrões internacionalmente aplicáveis. O método para a preparação de um adesivo aminoplástico com uma maior velocidade de cura inclui: - a reacção de um composto de amina com um composto tipo formaldeido para formar uma resina, resina essa que é convertida num adesivo aminoplástico mediante a adição de um composto tipo formaldeido e de um catalisador até ser obtida uma relação F/(NH2)2 de 0,8-1,6. 4

Os catalisadores, que juntamente com a resina formam o adesivo, são sais metálicos, de preferência sais de sódio, potássio, amónio, alumínio, magnésio e zinco. Exemplos de sais apropriados são o nitrato de sódio, sulfato de alumínio, hidrogenofosfato de amónio, persulfato de amónio, cloreto de amónio, sulfato de amónio e nitrato de amónio. De preferência, são utilizados os sais de amónio e, em particular, o cloreto de amónio e o sulfato de amónio. A invenção refere-se à produção de material de painel mediante a junção de materiais de celulose com um adesivo numa prensa e, nesta prensa, o processamento destes em material de painel a uma pressão e temperatura elevadas, utilizando como adesivo uma composição de adesivo que consiste numa resina aminoplástica, com um composto tipo formaldeído livre igualmente presente, de modo a que a relação F/(NH2)2 da composição de adesivo total seja igual a 0,8-1,6, conforme definido nas presentes reivindicações.

Preferencialmente, o método é utilizado na produção de painel de partículas, painel MDF (painel de fibras de média densidade), painel HDF (painel de fibras de alta densidade) ou painel OSB (painel de partículas orientadas). A preparação do adesivo de acordo com a invenção mediante a adição, na resina, de um composto tipo formaldeído e de um catalisador ocorre pouco tempo antes da produção do painel. A ordem pela qual os dois componentes são adicionados à resina não é importante. O catalisador e o composto tipo formaldeído também podem ser adicionados ao mesmo tempo à resina. À temperatura ambiente, a resina tem a estabilidade suficiente para poder ser armazenada durante alguns dias. 5

Após a adição do composto tipo formaldeido e do catalisador, o adesivo é utilizado durante 10 segundos a 1 hora para a preparação do material de painel, de preferência durante 30 segundos a 30 minutos.

As condições de prensagem durante a preparação do material de painel dependem do tipo de material de painel. Por conseguinte, para a produção do painel de partículas, é aplicada uma pressão de 2 a 5 MPa, preferencialmente de 2 a 4 MPa, e para o painel MDF uma pressão de 2 a 7 MPa, preferencialmente 3 a 6 MPa. Normalmente, a temperatura à qual o material de painel é produzido é de 180 a 230°C para o painel de partículas e o painel OSB e de 170 a 230°C para o painel MDF. Para os painéis de partículas, MDF e OSB é utilizado um tempo de prensagem que é expresso em segundos por mm da espessura do painel. Para o painel OSB, o tempo de prensagem é de 4 a 12 seg./mm, preferencialmente 6 a 10 seg./mm. Para o painel de partículas, normalmente é utilizado um tempo de prensagem de 4 a 12 seg./mm, preferencialmente 5 a 10 seg./mm. Os painéis MDF são fabricados com um tempo de prensagem de 5 a 17 seg./mm, em particular 8 a 14 seg./mm.

Foi descoberta a obtenção de um aumento na velocidade de cura até 40%.

Durante a preparação do adesivo, são normalmente adicionadas ceras à composição do adesivo para tornar o material de painel final mais resistente à absorção de humidade. Geralmente, as ceras são ceras emulsionantes ou ceras sólidas e provêm, por exemplo, da indústria do petróleo. 6

Convém referir que a EP0001596 divulga um processo para a produção de produtos de condensação aquosos de ureia-formaldeído.

Convém referir que a CH188327 divulga um método para produzir Sperrholz (contraplacado) e Furnierholz (tipo de multiplex moldado). A invenção será mais esclarecida através dos seguintes exemplos.

Exemplo I

Foram introduzidos 269,2 gramas de um pré-condensado de ureia-formaldeído com uma relação molar formaldeído/ureia (F/U) de 5,0 e um conteúdo sólido de 80% num reactor à temperatura ambiente e, em seguida, foram adicionados 99,6 gramas de água. A temperatura foi aumentada para 65°C e, em seguida, a solução foi neutralizada com 2 N NaOH até ser atingido um pH de 7,3. Em seguida, foram adicionados 91,5 gramas de ureia, de modo a ser obtida uma relação molar formaldeído/ureia (F/U) de 2,0. Durante 10 minutos, a temperatura foi gradualmente aumentada de 65°C para 100°C e, em seguida, foi realizada a metilação durante 5 minutos. Em seguida, foram adicionados 2 N de ácido acético até ser atingido um pH de 5,5. A mistura obtida foi condensada a 100°C até ser obtida uma viscosidade de 450 MPa. Foram adicionados 2,5 ml 2 N NaOH para obter um pH de 8. Em seguida, a temperatura foi diminuída para 90°C, seguindo-se a adição de 240 gramas de melamina (m) e, subsequentemente, foram adicionados 166 gramas de Formalina (50 wt. % de formaldeído na água) a F/(NH2)2 de 1,452. Em seguida, foi executada a reacção de condensação durante 58 minutos, sendo adicionado, a cada 10 minutos, 1 mL 2 N NaOH. 7

Subsequentemente, a mistura de resina obtida foi arrefecida para 25°C. Ao atingir uma temperatura de 60°C, foi iniciada a adição de 120 gramas de ureia, sendo finalmente obtidos 1000 gramas de resina de melamina-ureia-formaldeido (MUF) com uma F/(NH2)2 de 1,6. Esta resina MUF foi convertida em adesivo MUF mediante a adição de 2 mol % de uma solução de sulfato de amónio (20 wt. % na água) e 18 gramas de formalina (50 wt. % de formaldeido na água), resultando finalmente numa F/(NH2)2 de 1,10. O adesivo obtido continha 24 wt. % de melamina e 27 wt. % de ureia. O tempo de gelificação do adesivo MUF resultante foi medido. Este tempo de gelificação é uma medida da velocidade de cura do adesivo. O tempo de gelificação é medido da seguinte forma. A resina é diluída com água num conteúdo sólido de 50% e, em seguida, o catalisador é adicionado à temperatura ambiente. São colocados 5 gramas da mistura de resina e catalisador num tubo de ensaio, que é depois colocado em banho-maria a uma temperatura de 100°C. O tempo de gelificação corresponde ao tempo decorrido entre a introdução do tubo de ensaio em banho-maria e o aparecimento de um gel no tubo. O fim da reacção é claro e reproduzível. A tabela 1 indica a quantidade de melamina utilizada no adesivo, a relação F/(NH2)2 antes e depois da adição do composto tipo formaldeido (FH), a quantidade de catalisador e o tempo de gelificação.

Exemplos II a XVII

Analogamente ao exemplo I, as composições de adesivo foram preparadas e os tempos de gelificação medidos, e a quantidade de melamina é igualmente variável consoante as quantidades de formaldeido suplementar adicionadas à resina e as quantidades de catalisador. Na tabela 1, são apresentadas as composições juntamente com os tempos de gelificação medidos.

Exemplos comparativos IA a XVIIA

Analogamente ao exemplo I, foi preparada uma composição de adesivo mediante a adição de um catalisador à resina, mas sem ser adicionado formaldeido suplementar à resina durante a preparação do adesivo. As composições e os tempos de gelificação são igualmente apresentados na tabela 1.

Tabela 1

Exemplo Melanina wt. % Relação F/ (NH2)2 antes da adição de F Relação F/(NH2)2 depois da adição de F Catalisador em mol. % Tempo de gelificação em segundos IA 24 1,10 - 2,0 78 I 24 1,06 1,10 2,0 70 IIA 24 1,10 - 2,0 81 II 24 1,00 1,10 2,0 70 IIA 24 1,10 - 3,0 74 III 24 1,00 1,10 3,0 62 IVA 24 1,00 - 5,0 70 IV 24 1,00 1,10 5,0 60 VA 24 1,10 - 2,0 80 V 24 0,90 1,10 2,0 67 VIA 24 1,10 - 3,0 73 VI 24 0,90 1,10 3,0 60 VI IA 24 1,10 - 5,0 70 VII 24 0,90 1,10 5,0 57 VI IIA 24 1,10 - 3,0 72 VIII 24 1,06 1,10 3,0 65 9 IXA 24 1,10 - 5,0 69 IX 24 1,06 1,10 5,0 62 XA 24 1,20 - 2,0 74 X 24 1,10 1,20 2,0 66 XIA 24 1,20 - 3,0 69 XI 24 1,10 1,20 3,0 58 XI IA 24 1,20 - 5,0 64 XII 24 1,10 1,20 5,0 53 XII IA 24 1,00 - 2,0 94 XIII 24 0,90 1,00 2,0 82 XIVA 24 1,00 - 3,0 86 XIV 24 0,90 1,00 3,0 73 XVA 24 1,00 - 5,0 83 XV 24 0,90 1,00 5,0 71 XVIA 12 1,10 - 3 98 XVI 12 1,00 1,10 3 72 XVI IA 0 1,12 - 2 79 XVII 0 1,08 1,12 2 47

Lisboa, 28 de Maio de 2010

Claims (6)

1 1. Método REIVINDICAÇÕES para a preparação de material de painel compreendendo os passos de (I) preparação de uma composição de adesivo aminoplástico com base numa resina aminoplástica de formaldeído, utilizando os passos de (Ia) reacção de um composto de amina com uma quantidade de formaldeído ou paraformaldeído para formar uma resina aminoplástica; e (Ib) conversão desta resina numa composição de adesivo aminoplástico mediante a adição de um catalisador e de formaldeído ou paraformaldeído até ser alcançada uma relação F/(NH2)2 de 0,8-1,6 e a quantidade de formaldeído livre presente se situar entre 1 e 50 wt. % em relação à quantidade total de formaldeído adicionada durante a preparação do adesivo; e (II) no tempo de 10 segundos a 1 hora após o passo (Ib), junção da composição de adesivo obtida no passo (I) com os materiais de celulose numa prensa; e (III) prensagem dos materiais de celulose juntos e do adesivo no material de painel a uma temperatura de 180 a 230 graus Celsius e uma pressão de 2 a 7 MPa. 2

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o formaldeido livre estar presente numa quantidade entre 2 e 15 wt. % em relação à quantidade total de formaldeido adicionada durante a preparação do adesivo no passo (Ib).

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a relação F/(NH2)2 da composição de adesivo ser 0,9-1,5.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por uma mistura de ureia e melamina ser utilizada como composto de amina na resina aminoplástica.

5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a relação molar melamina/ureia ser 0,01-2.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o material de painel ser um painel de partículas, um painel de partículas orientadas, um painel de fibras de média densidade ou um painel de fibras de alta densidade. Lisboa, 28 de Maio de 2010