CS239368B1

CS239368B1 - Sposob modiíikácie lepidiel

Info

Publication number: CS239368B1
Application number: CS827981A
Authority: CS
Inventors: Milan Dimun; Michal Kellner; Radislav Lipka; Svatopluk ZEMAN
Original assignee: Milan Dimun; Michal Kellner; Radislav Lipka; Svatopluk ZEMAN
Priority date: 1982-11-10
Filing date: 1982-11-10
Publication date: 1986-01-16
Also published as: CS798182A1

Abstract

Sposob modiíikácie lepidiel na báze močovinoformaldehydových kondenzátov spočívá v tom, že před vytvrdením lepidla účinkom kyslých katalyzátorov sa k lepidlovej zmesi pridajú nasledujúce termodynamicky nestabilně zlúčeniny kyslíka zo skupiny anorganických a/alebo organických peroxyzlúčenín, ako je peroxid barnatý, benzoylperoxid, 2,4-dichlórbenzoylperoxid, lauroyl peroxid, dekanoyl peroxid, bis- (1-hydroxycyklohexyl)peroxid, t-butylperoxyacetát, t-butylperoxybenzoát, 2,5-dimetyl- -2,5-di(t-butylperoxy) hexan, t-butylhydroperoxid, alebo termodynamicky nestabilně zmesi vznikajúce zmiešaním peroxyzlúčeniny alebo silného okysličovadla s aspoň jednou stabilnou látkou, ako je ekvimolárna zmes peroxidu vodíka s cyklohexánom, alebo ozonizovaný vzduch, v množstve 0,5 až 25 % hmot. na hmotnost lepidlovej zmesi. Vynález je možné využit pri výrobě lepidiel určených predovšetkým k lepeniu dřevitých materiálov.

Description

Vynález je možné využit pri výrobě lepidiel určených predovšetkým k lepeniu dřevitých materiálov.

Vynález rieši modifikáciu lepidiel na báze močovinoformaldehydový ch kondenzátov určených predovšetkým k lepeniu dřevitých materiálov, najma drevotrleskových a dřevovláknitých dosiek, dýh, preglejok, kartónu, papiera a pod., pričom podmienky sú volené tak, že sa znižuje uvolněný formaldehyd a priaznivo ovplyvňujú fyzikálno-mechanické ukazovatele.

Známy je celý rad spósobov výroby aminoplastovýcli lepidiel. Jedným z problémov, na ktoré sa zameriavajú výskumníci pri vyvíjaní nových postupov výroby a aplikácie spomeniitých lepidiel je zamedzenie unikania volného formaldehydú z produktu pri lepení. Odstránenie formaldehydového zápachu sa dá dosiahnuť mnohými spósobmi. Je známa například adícia fenolu před finálnym polykondenzačným stupňom (USA pat. č. 3 547 868), zníženie formaldehydú sa dosahuje prítomnosťou amoniaku alebo fosforečnanu alkalického kovu pri reakcii močoviny s formalínom (Japan Kokai 73—60, 737J, absorpciou proteínmi plnidla (Japan Kokai 73—51, 032), zmiešaním amínovej živice s acetoacetátmi, acetylacetonátmi alebo malonátmi (Japan Kokai 73—60, 140j. Ďalej adíciou alifatických amidov, tioamidov, imínov alebo amínov k lepidlu (Ger, Offen. 2 206 696), adíciou m-fenyléndiamínu, dikyándiamidu alebO’ rezorcínu, ktoré móžu byť přidané do vyrobeného lepidla alebo zavedené do reakčnej zmési v priebehu finálnych stupňov syntézy (A. Zmihorska, S. Wladzimierz: Polimery 18, No. 12, 639 1973J.

Osvědčila sa modifikácia lepidiel róznymi látkami ufahčujúcimi a/alebo schopnými polyreakcií, s týchto pozornosti si zaslúži použitie róznych foriem kyseliny llgnosulfonovej (čs. autorské osvedčenie č. 202 450] a iné.

Ďalším smerom znižovania obsahu uvolněného formaldehydú je znižovanie molárneho poměru formaldehydú k močovině už v procese výroby lepidla. Z tohto /níženého molárneho poměru však rezultujú lepidla so zníženou lepiacou schopnosťou, čím sa zhoršujú mechanické vlastnosti lepených spojov (výrobkov). Vzhladom na skutočnosť, že lepiaca schopnosť lepidla je proporcionálna jeho objemu, je kompenzácia zhoršených vlastností močovinoformaldehydových lepidiel so zníženým molárnym pomerom formaldehydú realizovaná aplikáciou zvýšeného množstva lepidla k lepeniu a/alebo špeciálnym nadstavovaním lepidiel. Nadstavovanie je realizované prídavkom plnidiel (napr. celulózou, mukou, sádrou a pod.), čo vedie k zhoršeniu mechanických vlastností spoja.

Nevýhodou uvedených spósobov je skutočnosť, že použité přísady nesplňujú požiadavky ochrany pracovného a životného prostredia, respektive nie sú zárukou požadovanej kvality lepeného spoja.

Výhodné sa javí použitie kyslých katalyzátor ov (tužidiel), ktorými sú peroxykysellny a/alebo prekurzory pri výrobě tvarovaných telies (NSR pat. spis DOS 2 716 375). Uvedený vynález využívá podmienok tak, aby sa v priebehu vytvrdzovania uvolnila příslušná kyselina v ,,in sítu“, čo sa zaisfuje nižšou teplotou procesu vytvrdzovania a podporuje prídavkom formaldehydú.

Realizácia uvedeného vynálezu si vyžaduje vyššie nároky na kvalitu surovin, regulačnú techniku a technologická disciplinu obsluhy. Rozklad nežiadúcim smerom vybilancovanej peroxykyseliny a/alebo prekurzoru, pri ktorom sa tvoria bublinky, vedie k zhoršeniu fyzikálno-mechanických vlastností tvarovaných telies. Ďalej prídavok formaldehydú v priebehu vytvrdzovania sa prejavuje jeho uvolňováním do pracovného prostredia.

Výhodnejšie je napeňovanie ukončené vytvrdením lepidla kyslými katalyzátormi, ktoré zachovává mechanické vlastnosti spoja. Známe sú dva spósoby napeňovania močovinoformaldehydových lepidiel:

I. pomocou vzduchu pri použití emulgátorov

II. pomocou splodín termodynamicky nestabilných zlúčenín

Pozornosti si zaslúžia termodynamicky nestabilně zlúčeniny dusíka (čs. autorské osvedčenia č. 225 416 a 225 417), ktoré okrem priaznivého ovplyvnenia fyzikálno-mechanických vlastností znižujú uvolněný formaldehyd.

Zlúčeniny pre druhý sposob kvalitativně rozšiřuje tento vynález.

Podlá tohto vynálezu sa spósob modifikácie lepidiel na báze močovinoformaldehydových kondenzátov spojený s napěněním a vytvrdenim lepidla kyslými katalyzátormi uskutočňuje tak, že k lepidlovej zmesi sa pridajú nasledujúce termodynamicky nestabilně zlúčeniny kyslíka zo skupiny anorganických a/alebo organických peroxyzlúčenín, ako je peroxid barnatý, benzoyl peroxid, 2,4-dichlórbenzoyl peroxid, lauroyl peroxid, dekanoyl peroxid, bis(l-hydroxycyklohexyl) peroxid, t-butylperoxyacetát, t-butylperoxybenzoát, 2,5-dimetyl-2,5-di(t-butylperoxy jhexán, t-butylhydroperoxid, alebo termodynamicky nestabilně zmesi vznikajúce zmiešaním peroxyzlúčeniny, alebo silného okysličovadla s aspoň jednou stabilnou látkou, ako je ekvimolárna zmes peroxidu vodíka s cyklohexánom, alebo ozonizovaný vzduch, v množstve 0,5 až 25 pere. hmot. na hmotnost lepidlovej zmesi.

Výhodou tohto vynálezu je popři priaznivom ovplyvnení fyzikálno-mechanických ukazovatefov, ako je tvrdost, pevnosť a elastičnosť lepeného’ spoja, dosiahnutie podstatného zníženia obsahu uvolněného formalehydu, najma pri výrobě drevotrieskových dosiek pod hodnotu 10 mg volného form239368 aldehydu na 100 g absolutné suchej došky (podlá platnéj metody FESIP). Pre aplikáciu takto vyrobených drevotrieskových dosiek v drevostavbách to znamená, že sú splněné požiadavky ochrany životného prostredia bez nárokov· na špeciálnu povrchovú úpravu týchto dosiek, teda ďalej sa znížia náklady oproti doteraz známým a používaným sposobom.

Peroryzlúčeniny sú v podstatě nestabilně zlúčeniny v rlosledku slabej peroxydickej vazby, ktoré obsahujú. Táto vazba je velmi 1'ahko štiepitelná (teplo, žiarenie, katalyzátory a pod.) za vzniku jednoho alebo viacerých radikálov, ktoré najma za podmienok vytvrdzovania sú účinnými akceptormi volného formaldehydu. Pri rozklade vznikajú plynné produkty, ktoré obsahujú vo všeobecnosti oxid uhličitý, metán, etán, kyslík a pod., a to podlá druhu peroxyzlúčeniny. Tlak uvedených rozkladných produktov v konečnom důsledku výraznou mierou prispieva k zvýšeniu lepiacej schopnosti a zníženiu spotřeby lepidla v procese lepenia.

Vyšší účinok vynálezu je dalej objasněný na nasledujúcich príkladoch, ktorými ovšem rozsah nie je nijak obmedzený ani vyčerpaný.

Příklad 1

Lepídlová zmes sa připraví tak, že sa zmieša 125 obj. dielov močovinoformaldehydového lepidla, 2,5 obj. dielov 15 %-ného roztoku chloridu amónneho, 15 obj. dielov parafínovej emulzie a 46 obj. dielov vody.

Lepídlová zmes sa dávkuje dávkovacím zariadením na drevotriesky, obsahujúce 4,2 pere. hmot. vlhkosti, v množstve 13 hmot. dielov lepiacej zmesi na 90 hmot. dielov· drevotriesok. Vytvořená hmota je známým sposobom formovaná v koberec, ktorý sa za normálnej teploty predlisuje a potom 6 minút lisuje pri teplote 120 °C. Rezu.ltujúca drevotriesková doska koresponduje sériovému výrobku a sú u nej stanovené nasledujúce parametre:

Pevnost v ohybe (MPa) 17,1

Pevnost kolmo no rovinu došky (MPa) 0,4 Specifická hmotnost: (kg.m'³) 780,0

Obsah volného formaldehydu podfa metody FESIP (v mg na 100 g absolútne suchej došky) 24,5

Příklad 2

K 100 hmot. dielom lepidlovej zmesi, ako v příklade 1, je přidané 15 hmot. dielov peroxidu sodného a 10 hmot. dielov peroxidu barnatého (to je 25 % hmot. na lepiacu zmes). Po zhomogenizovaní sa postupuje podlá příkladu 1, len s tým rozdielom, že na 90 hmot. dielov drevotriesok sa dávkuje 10 hmot. dielov lepidlovej zmesi s aditívom. U rezultujúcej drevotrieskovej došky sú stanovené nasledujúce parametre:

Pevnosť v ohybe (MPa) 17.5

Pevnost' kolmo na rovinu došky (MPa) 0,4 Specifická hmotnost (kg.m^-3) 780,0

Obsah volného· formaldehydu podlá metody FESIP ( v mg na 100 g absolútne suchej došky) 15,5

P r i k 1 a d 3

K 100 hmot. dielom lepidlovej zmesi, ako v příklade 1, je přidané 10 hmot, dielov benzoylperoxidu s obsahom 25 % hmot. vody (to je 10 % hmot. na lepiacu zmes), ktorý je charakterizovaný teplotou dekompozície 110,5 °C. Po zhomogenizovaní sa postupuje podlá příkladu 1, len s tým rozdielom, že na 90 hmot. dielov drevotriesok sa dávkuje 10 hmot. dielov lepidlovej zmesi s peroxidom. U rezultujúcej drevotrieskovej došky sú stanovené nasledujúce parametre:

Pevnosf v ohybe (MPa) 18,4

Pevnosť kolmo na rovinu došky (MPa) 0,5 Specifická hmotnost (kg.m^-3) 770,0

Obsah volného formaldehydu podlá metody FESIP (v mg na 100 g absolútne suchej došky) 8,5

Příklad 4

K 100 hmot. dielom lepidlovej zmesi, ako v příklade 1, je přidané 10 hmot. dielov 2,4-dichlórbenzoylperoxidu v podobě 50 % pasty s dibutylftalátom (to je 10 % hmot. na lepiacu zmes),. ktorý je charakterizovaný teplotou dekompozície 81,5 °C. Po zhomogenizovaní sa postupuje podlá příkladu 1, len s tým rozdielom, že na 90 hmot. dielov drevotrieskovej hmoty sa dávkuje 9,5 hmot. dielov lepidlovej zmesi s aditívom. U rezultujúcej drevotrieskovej došky sú stanovené nasledujúce parametre:

Pevnosť v ohybe (MPa) 18,1

Pevnosť kolmo· na rovinu došky (MPa) 0,5 Specifická hmotnost (kg.nr³) 760,0

Obsah volného formaldehydu podlá metody FESIP (v mg na 100 g absolútne suchej došky) 9,0

Příklad 5

K 100 hmot. dielom lepidlovej zmesi, ako v· příklade 1, je přidané 4,0 hmot. dielov lauroylperoxidu (to je 4,0 % hmot. na hmotnost lepidlovej zmesi), ktorý je charakterizovaný teplotou dekompozície 84 °C. Po zhomogenizovaní sa postupuje podfa příkladu 1, len s tým rozdielom, že na 90 hmot. dielov drevotriesok sa dávkuje 10 hmot. dielov lepidlovej zmesi s aditívom. U rezultujúcej drevotrieskovej došky sú stanovené nasledujúce parametre.

Pevnost v ohybe (MPa) 17,9

Pevnost kolmo na rovinu došky (MPa) 0,5 Specifická hmotnost (kg.m^-3) 760,0

Obsah volného formaldehydu podl'a metody FESIP (v mg na 100 g absolútne suché) došky) 9,5

Příklad 6

K 100 hmot. dielom lepidlovej zmesi, ako v příklade 1, je přidané 6,0 hmot. dielov dekanoyl peroxidu (to je 6,0 % hmot. na hmotnost lepidl-ovej zmesi), ktorý je charakterizovaný teplotou dekompozície 75,5 stupňov Celsia. Po zhomogenizovaní sa postupuje podta příkladu 1, len s tým rozdielom, že na 90 hmot. dielov drevotrieskovej hmoty sa dávkuje 8 hmot. dielov lepidlovej zmesi s aditívom. U rezultujúcej drevotrieskovej došky sú stanovené nasledujúce parametre:

Pevnost v ohybe (MPaj 18,0

Pevnost kolmo na rovinu došky (MPa) 0,5 Specifická hmotnost (kg.m^-3) 760,0

Obsah volného- formaldehydu podta metody FESIP (v mg na 100 g absolútne suché) došky) 9,2

Příklad 7

K 100 hmot. dielom lepidlove] zmesi, ako v příklade 1, je přidané 12,0 hmot, dielov his(1-hydroxycyklohexyl j ~ peroxidu (to- je 12,0 °/o hmot. na hmotnost lepidlovej zmesi), ktorý je charakterizovaný teplotou dekompozície 104 C. Po zhomogenizovaní sa postupuje podta příkladu 1, len s tým rozdielom, že na 90 hmot. dielov drevotriesky sa dávkuje 10 hmot. dielov lepiacej zmesi a lisovanie sa realizuje pri teplote 150 °C podobu 7 minút. U rezultujúcej drevotrieskovej do-sky sú stanovené nasledujúce parametre:

Pevnost v ohybe (MPaj 19,5

Pevnost kolmo na rovinu došky (MPa) 0,6 Specifická hmotnost (kg.m^-3) 765,0

Obsah větného formaldehydu podta metody FESIP (v mg na 100 g absolútno suché) desky) 15,1

Příklad 8

K 100 hmot. dielom lepidlovej zmesi, ako v příklade 1, je přidané 5,0 hmot. dielov t-butylperoxyacetátu s obsahom 25 % benzénu (to je 5,0 % hmot. na hmotnost lepidlovej zmesi), ktorý je charakterizovaný teplotou dekompozície 157,5 °C. Po zhomogenizovaní sa postupuje podl'a příkladu 1, len s tým rozdielom, že na 90 hmot. dielov drevotriesky sa dávkuje 12 hmot. dielov lepiacej zmesi a lisovanie sa realizuje pri teplote 150 °C po dobu 7 minút. U rezultujúcej drevotriesky (došky) sú stanovené nasledujúce parametre:

Pevnost v ohybe (MPaj 19,6

Pevnost kolmo na rovinu došky (MPa) 0,5 Specifická hmotnost (kg.m^-3) 770,0

Obsah volného- formaldehydu podta metody FESIP (v mg na 100 g absolútne suché] došky) 10,1

Příklad 9

K 100 hmot. dielom lepidlove] zmesi, ako v příklade 1, je přidané 1,5 hmot. dielov t-butylperoxybenzoátu (to je 1,5 % hmot. na hmotnost lepidlovej zmesi), ktorý je charakterizovaný teplotou dekompozície 111,5 stupňov Celsia. Po zhomogenizovaní sa postupuje po-dfa příkladu 1, len s tým rozdielom, že na 90 hmot. dielov drevotriesky sa dávkuje 10 hmot. dielov lepiacej zmesi a lisovanie sa realizuje pri teplote 140 °C po dobu 7 minút. U rezultujúcej drevotrieskovej došky sú stanovené nasledujúce parametre:

Pevnost v ohybe (MPa) 17,5

Pevnost kolmo- na rovinu došky (MPa) 0,4 Specifická hmotnost (kg.m^-3) 780,0

Obsah volného formaldehydu podta metody FESIP (v mg na 100 g absolútne suchéj došky) 15,4

Příklad 10

K 100 hmot. dielom lepidlove] zmesi, ako v příklade 1, je přidané 18,0 hmot. dielov 2,5-dimetyl-2,5-di(t-butylpero-xy) hexanu (toje 18,0 % hmot. na hmotnost lepidlovej zmesi), ktorý je charakterizovaný teplotou dekompozície 145 °C. Po zhomogenizovaní sa postupuje podta příkladu 1, len s tým rozdielom, že na 90 hmot. dielov drevotriesky sa dávkuje 8 hmot. dielov lepiacej zmesi a lisovanie sa realizuje pri teplote 150 °C po dobu 7 minút. U rezultujúcej drevotrieskovej došky sú stanovené nasledujúce parametre:

Pevnost v ohybe (MPa) 18,2

Pevnost kolmo na rovinu došky (MPa) 0,5 Specifická hmotnost (kg. m^-3] 740,0

Dbsah volného formaldehydu podta metody FESIP (v mg na 100 g absolútne suchéj došky) 9,2

Přikladli

K 100 hmot. dielom lepidlove] zmesi, ako v příklade 1, je přidané 15,0 % hm-o-t. dielov t-butylhydroperoxidu (to je 15,0 % hmot. na hmotnost lepidlovej zmesi], ktorý je charakterizovaný teplotou dekompozície 97 °C. Po zhomogenizovaní sa postupuje podta příkladu 1, len s tým rozdielom, že na 90 hmot. dielov drevotriesky sa dávkuje 8 hmot. dielov lepiacej zmesi a lisovanie sa realizuje pri teplote 140 °C po dobu 7 minút. U rezultujúcej drevotrieskovej došky sú stanovené nasledujúce parametre:

Pevnosť v ohybe (MPa) 17,2

Pevnosť kolmo na rovinu došky (MPa) 0,5 Specifická hmotnost (kg.m^-3) 760,0

Obsah volného formaldehydu podlá metody FESIP (v mg na 100 g absolútne suchéj došky) 9,5

Příklad 12

K 100 hmot. dielom lepidlovej zmesi, ako v příklade 1, je přidané 12,0 hmot. dielov peroxyjantárovej kyseliny (to je 12,0 ;°/o hmot. na hmotnost lepidlovej zmesi], ktorá je charakterizovaná teplotou dekompozície 120 °C. Po zhomogenlzovaní sa postupuje podlá příkladu 1, len s tým rozdielom, že na 90 hmot. dielov drevotriesky sa dávkuje 10,0 hmot. dielov lepiacej zmesi a lisovanie sa realizuje pri teplote 150 °C po dobu 7 minút. U rezultujúcej drevotrieskovej došky sú stanovené nasledujúce parametre:

Pevnosť v ohybe (MPaj 17,4

Pevnosť kolmo na rovinu došky (MPaj 0,5 Specifická hmotnost (kg.m³] 770,0

Obsah volného formaldehydu podfa metody FESIP (v mg na 100 g absolútne suchej došky) 8,5

Příklad 13

K 100 hmot. dielom lepidlovej zmesi, ako v příklade 1, je přidané 10,0 hmot. dielov ekvimolárnej zmesi peroxidu vodíka s cykIohexanonom (to je 10,0 % hmot. na hmotnost lepidlovej zmesi). Po zhomogenizovaní sa postupuje podlá příkladu 1, len s tým rozdielom, že na 90 hmot. dielov drevotriesky sa dávkuje 10 hmot. dielov lepidlovej zmesi s aditívom. Rezultujúca drevotriesková doska vykazuje nasledujúce parametre:

Pevnosť v ohybe (MPaj 17,4

Pevnost kolmo· na rovinu došky (MPaj 0,5 Specifická hmotnost (kg.m^-3) 772,0

Obsah volného formaldehydu podlá metody FESIP (v mg na 100 g absolútne suchej došky j 12,0

Příklad 14

100 hmot. dielov lepidlovej zmesi ako v příklade 1, sa napění prefukovaním vzduchu s obsahom 3 % obj. ozónu. Po napěnění lepidlovej zmesi sa postupuje podlá příkladu 1, len s tým rozdielom, že na 90 hmot. dielov drevotriesky sa dávkuje 10 hmot. dielov napenenej zmesi. Rezultujúca drevotriesková doska vykazuje nasledujúce parametre:

Pevnost v· ohybe (MPaj 17,2

Pevnosť kolmo na rovinu došky (MPaj 0,4 Specifická hmotnost (kg.m³) 730,0

Obsah volného formaldehydu podfa metody FESIP (v mg na 100 g absolútne suchej došky j 10,0

Claims

PREDMET

Sposob modifikácie lepidiel na báze inočovinoformaldehydových kondenzátov spojený s napěněním a vytvrdením lepidla kyslými katalyzátormi, vyznačujúci sa tým, že k lepidlovej zmesi sa pridajú termodynamicky nestabilně zlúčeniny kyslíka vybrané zo skupiny anorganických a/alebo organických peroixyzlúčenín, ako je peroxid barnatý, benzoyl peroxid, 2,4-diehlórbenzoylperoxid, lauroyl peroxid, dekanoyl peroxid, bis(l-hydVYNALEZU roxycyklohexyl) peroxid, t-butylperoxyacetát, t-butylperoxybenzoát, 2,5-dimetyl-2,5-di(t-butylperoxy) hexán, t-butylhydroperoxid, alebo termodynamicky nestabilně zmesi vznikajúce zihiešaním peroxyzlúčeniny alebo silného okysličovadla s aspoň jednou stabilnou látkou, ako je ekvimolárna zmes peroxidu vodíka s cyklohexánom, alebo ozonizovaný vzduch, v množstve 0,5 až 25 % hmot. na hmotnost’ lepidlovej zmesi.