CZ2003161A3 - Aminoplastové nebo fenoplastové lepidlo se zlepšenou mechanickou pevností - Google Patents

Description

......Joos -/éf * * - 1 #· ···

,*· ' Ψ i,'. ! ^ H ,<Ί,. * i . * ' ... *

Aminoplastové nebo fenoplastové lepidlo se zlepšenou mechanickou pevnosti

Oblast techniky

Vynález se týká aminopryskyřicového nebo fenolpryskyřicového lepidla a metody zvýšeni mechanické pevnosti tohoto aminopryskyřicového nebo fenolpryskyřicového lepidla.

Dosavadní stav techniky

Lepidla na bázi aminových nebo fenolových pryskyřic jsou dobře známa a používána v mnoha odvětvích, například při výrobě dřevotřískových desek, překližek atd. Při používání těchto lepidel v praxi se vyskytuje několik běžně známých problémů. Jeden z problémů spočívá ve vzniku formaldehydových emisí, k nimž může docházet jak během výrobního procesu tak během stárnutí vyrobených produktů. Tento problém vedl mnoho legislativních orgánů ke stanovení limitů omezujících obsah formalinu v těchto lepidlech.

Na druhé straně, snížení molárního podílu formalínu vede ke snížení mechanické pevnosti lepidel a výrobků, do nichž se tato lepidla používají. Tento problém byl částečně vyřešen přídavkem melaminu, který zvýšil mechanickou pevnost, avšak ne vždy naprosto uspokojivým způsobem, a byl i příčinou zvýšení ceny těchto lepidel a výrobků, v nichž se tato lepidla používají.

Podstata vynálezu Cíl tohoto vynálezu tudíž spočívá v poskytnutí - 2 * *· • « ·

aminopryskyřicového nebo fenolpryskyřicového lepidla se zlepšenou mechanickou pevností nezávislou na obsahu meláminu.

Ovšem podle předmětného vynálezu byla odhalena neočekávanou skutečnost, a sice to, že přídavek acetalu, umožňuje zvýšení mechanické pevnosti těchto aminopryskyřicových nebo fenolpryskyřicových lepidel.

Tudíž první záměr současného vynálezu směřuje k dosažení výše uvedeného cíle zahrnujícího vývoj aminopryskyřicového nebo fenolpryskyřicového lepidla se zlepšenou mechanickou pevností, které je charakteristické tím, že obsahuje alkoholacetal obsahující jeden až šest atomů uhlíků v molekule.

Druhým záměrem tohoto vynálezu je vyvinutí metody zvýšení mechanické pevnosti aminopryskyřicového nebo fenolpryskyřicového lepidla, která je charakteristická tím, že se do kompozice lepidla přidá alkoholacetal obsahuj ící jeden až šest atomů uhlíků v molekule.

Ve výhodném provedení podle předmětného vynálezu jsou acetaly přidávanými do těchto lepidel methylal (dimethoxymethan) a ethylal (diethoxyethan).

Pokud jde o podíl acetalu v těchto lepidlech, pohybuje se obecně v rozmezí od tří až třiceti procent, ale s výhodou se využívá acetalový podíl od 10 do 20 %.

Konkrétně je možno uvést, kompozicemi lepidla, kterých se předmětný vynález výhodně týká, jsou aminopryskyřícová lepidla na bázi močovino-formalinové směsi v molárním poměru 1:1,5 a aminopryskyřicová lepidla na bázi melamin-močovino-formalinové směsi s molárním poměrem dusíkatých produktů ku formalinu od 1:1,2 až 1:1,5 a fenolpryskyřicová lepidla na bázi fenol-formalinové směsi v molárním poměru 1:1,7. Příklady provedení vynálezu Předmětný vynález bude nyní popsán s pomocí dále uvedených příkladů, které jsou pouze ilustrativní a nijak neomezují rozsah tohoto vynálezu. Uvedeny budou dva příklady, které jsou v podstatě zaměřeny na demonstrování zvýšení mechanické pevnosti těchto aminopryskyřicových a fenolpryskyřicových lepidel v souladu s tímto vynálezem. Příklad 1

Tepelně-mechanická analýza (TMA) (a) Příprava lepídlových směsí: V případě močovino-formalinových (UF) a melamin-močovino-formalinových (MUF) lepidel bylo přidáno na 100 hmotnostních dílů lepidla, které obsahovalo 60 % pevného podílu, 1,8, 6 a 12 hmotnostních dílů methylalu nebo eventuálně ethylalu (pro směsi obsahuj icí 3,10 a 20% acetalu) a 7,5 dílu roztoku obsahujícího 20 % vytvrzovacích přísad (chlorid amonný nebo síran amonný). V případě fenol-formalinového (PF) lepidla následoval stejný postup s tím rozdílem, že nebyly přidávány žádné vytvrzovací přísady. • «•v

- 4 (b) Pracovní metoda:

Princip této metody je založen na vytvořeni modelové soustavy komprimovaných dílů, získaných spojením dvou desek pomocí tohoto lepidla, které je určeno k analyzování, a vyhodnocení kvality takto získané soustavy, která přímo závisí na použité adhezivní směsi.

Konkrétně je možno uvést, že mezi dvě desky z bukového dřeva bylo naneseno 30 miligramů adhezivní směsi a takto připravená sestava byla uchycena svými dvěma konci v držáku a celá tato soustava byla umístěno do pece.

Tato pec byla teplotně naprogramovaná tak, aby zvyšování teploty v rozsahu od 25 do 250 °C probíhalo rychlostí 10 °C/minutu, což způsobí vytvrdnutí lepidla mezi dvěmi použitými deskami a vznik jediné desky pevného dřevěného produktu. Během zvyšováni teploty byla uprostřed destičky aplikována vertikální síla (F = 30 g), která způsobila ohyb (f), což umožnilo stanovit modul pružnosti. Tento ohyb (f) se snižuje v závislosti na teplotě, což demonstruje růst mechanické pevnosti. Při provádění tohoto experimentu bylo použito zařízení "METTLER TMA 40" termomechanický analyzátor, propojený s procesorem a počítačem, který umožňuje zaznamenávat termogramy a zpracovávat získaná data.

Konkrétně je možno uvésx, že pro každý testovaný vzorek byl měřen ohyb (f v μιη) jako funkce teploty, a dále byl vyhodnocován modul elasticity (E v MPa) pomocí rovnice: E = [1/(f-3,2)] . 47386. (c) Výsledky: V následující Tabulce I jsou uvedeny výsledky získané pro aminopryskyřicová lepidla (typy UF a MUF).

TABULKA I Přísada Maximální modul elasticity (korigovaná střední hodnota) adhezivních směsí (MPa) UF lepidlo 1:1,5 MUF lepidlo 1:1,2 MUF lepidlo 1:1,5 Reference 1543 2210 2867 Methylal 3% 2444 2523 3026 10% 2460 3816 4418 20% 1889 3933 5597 Ethylal 3% 2172 2553 3398 10% 2238 4459 3506 20% 2390 3164 4773 Výsledky získané pro fenolpryskyřicové lepidlo (PF typ) jsou znázorněny v následující Tabulce II. 6

*· ···*

·· ·»

TABULKA II Přísada Maximální modul elasticity (korigovaná střední hodnota) adhezivních směsí (MPa) PF lepidlo 1:1,7 Reference 2126 Methylal 3% 2156 10% 2432 20% 3250 Výsledky objevující se v Tabulce I a II jasně dokazují vliv acetalu na měřený modul elasticity a následně i na zvýšení mechanické pevnosti u těchto aminopryskyřicových a fenolpryskyřicových lepidel. Příklad 2 Měření pevnosti v tahu na dřevotřískových deskách (a) Příprava desek: V následující Tabulce III jsou uvedena různá množství základních složek, udávaná v gramech, která byla přidána do 1000 gramů suchých dřevěných částic. ·· f·#t 7

TABULKA III

Vzorek č. 1 2 3 4 Suché dřevo 1000 1000 1000 1000 Lepidlo MUF 1:1,1 v roztoku o koncentraci 60% 167 167 133 100 (v pevném ekvivalentu (100) (100) (80) (60) 20% roztok chloridu amonného 7,5 7,5 6,0 4,5 Methylal - 10 8 6

Desky byly stlačovány při povrchové teplotě 190 °C,

O při maximálním tlaku 2,8 MPa (28 kg/cm ), přičemž jeden cyklus stlačování trval 3 minuty, a konečná tloušťka desky byla 14 milimetrů (čas stlačování: 12,8 sec/mm). (b) Výsledky:

Na takto získaných deskách byla prováděna měření pevnosti v tahu za použití normalizované metody (jak je popsáno například v Evropských standardech EN 300, 313 a 319). Výsledky jsou uvedeny v následující Tabulce IV: