PL166822B1 - Sposób utwardzania żywic mocznikowo-formaldehydowych - Google Patents

Abstract

1. Sposób utwardzania żywic mocznikowo-formaldehydowych wobec chlorku amonu zmniejszający wydzielanie się z nich wolnego formaldehydu, znamienny tym, że do żywicy mocznikowej wraz z chlorkiem amonu wprowadza się monomeryczny związek lub związki zawierające co najmniej jedną grupę karbaminianową, korzystnie karbaminian metylowy, etylowy, izopropylenowy lub dikarbaminian etylenowy oraz ewentualnie mocznik.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób utwardzania żywic mocznikowo-formaldehydowych, zmniejszający wydzielanie się z nich wolnego formaldehydu, polegający na użyciu mieszaniny utwardzacza ze związkiem wiążącym wolny formaldehyd.

Znany jest sposób utwardzania żywic mocznikowo-formaldehydowych przy pomocy chlorku amonu jako utwardzacza, zarówno w temperaturze pokojowej jak i podwyższonej /Wirpsza, Brzeziński, Aminoplasty, WNT, Warszawa 1970/. Chlorek amonu uaktywnia się reagując z wolnym formaldehydem zawartym w żywicy i uwalniając przy tym chlorowodór. Wiąże się przy tym trochę wolnego formaldehydu, znacznie więcej jednak ulega odszczepieniu z grup hydroksymetylowych obecnych w żywicy. Aby związać wolny formaldehyd w żywicy wprowadza się do niej wraz z chlorkiem amonu amoniak, mocznik i inne związki aktywne. Amoniak jednak alkalizuje żywicę i utrudnia jej utwardzenie, a wiązanie przezeń formaldehydu jest odwracalne w kwaśnym środowisku. Wiązanie formaldehydu przez mocznik jest ograniczone ilością mocznika, którą można wprowadzić do żywicy bez zmniejszenia szybkości utwardzania i pogorszenia właściwości utwardzanej żywicy.

Inne związki aktywne wywierają zaś niekorzystny wpływ na żywicę /na przykład kwaśny siarczyn sodu/ lub są drogie i trudno dostępne.

Z polskiego opisu patentowego nr 66 152 znane jest stosowanie żywic amidowo-uretanowo-formaldehydowych lub amidowo-uretanowo-amoniakowo-formaldehydowych jako modyfikatorów w procesie otrzymywania żywic amidowo-formaldehydowych. Modyfikacja taka tj. żywicami otrzymanymi według opisu patentowego nr 66 152 zwiększa płynność żywic amidowo-formaldehydowych, przede wszystkim melaminowych, w procesie przetwórstwa, jednak ani nie przyspiesza utwardzania żywic modyfikowanych w porównaniu z żywicami niemodyfikowanymi ani nie zmniejsza wydzielania się tych żywic wolnego formaldehydu, gdyż żywice otrzymane według opisu patentowego nr 66 152 nie zawierają wolnych grup karbaminianowych a jedynie grupy karbaminianowe przereagowane już z formaldehydem, typu /-N(COOR)-CH2-/.

Istotą wynalazku jest wprowadzenie do żywicy mocznikowo-formaldehydowej, obok chlorku amonu jako utwardzacza, związku lub związków monornerycznych zawierających co najmniej jedną grupę karbaminianową, wiążących wolnych formaldehyd wydzielających się podczas utwardzania żywicy korzystnie karbaminianu metylu, etylu, izopropylenu lub dikarbaminianu etylenu.Takim związkiem najtańszym i o najmniejszej masie cząsteczkowej przypadającej na grupę karbaminianową jest karbaminian metylu. Karbaminian metylu, podobnie jak i inne karbaminiany, wygodnie jest otrzymać w reakcji odpowiedniego alkoholu - metanolu z chlorowodorkiem mocznika:

CH₃OH + NH2CONH2 HCl -> C H3OCONH2 + NH₄C1

166 822

Otrzymuje się przy tym mieszaninę karbaminianu z chlorkiem amonu. Mieszaninę tę korzystnie jest użyć jako utwardzacz żywicy mocznikowej bez rozdzielania związków wchodzących w jej skład. Chlorek amonu działa przy tym jako utwardzacz, a karbaminian metylu wiąże wolny formaldehyd wydzielający się podczas utwardzania.

Można użyć do reakcji również innych alkoholi alifatycznych na przykład etanolu zamiast metanolu, uzyskując podobny efekt, jednak inne alkohole są istotnie droższe od metanolu a ich masa molowa jest większa, więc dla uzyskania podobnego efektu trzeba ich użyć odpowiednio więcej i kosztuje to znacznie drożej. Reakcja alkoholu z chlorowodorkiem mocznika przebiega w stosunku stechiometrycznym lub zbliżonym do stechiometrycznego i dlatego produkt ich reakcji składa się z chlorku amonu i karbaminianu w stosunku odpowiednio 1 : 0,9 -1,1.

W celu ułatwienia manipulacji stałymi produktami reakcji wygodnie jest rozpuścić je w wodzie, w której są rozpuszczalne na przykład na 50% roztwór. Taki utwardzacz może służyć w szczególności do utwardzania spoiwa klejowego w płytach wiórowych i paździerzowych o zmniejszonym wydzielaniu wolnego formaldehydu. Grupa karbaminianowa wiąże trwale, nawet w środowisku kwaśnym, dwie cząsteczki formaldehydu, jest więc dwufunkcyjną i może wbudować się w łańcuch żywicy nie przerywając wzrostu łańcucha makrocząsteczki. Ponieważ mieszaninę karbaminianinu alkilowego i chlorku amonu korzystnie jest stosować w postaci nierozpuszczalnego produktu reakcji alkoholu i chlorowodorku mocznika, w którym oba produkty reakcji się znajdują, podobnie jak i surowce, w stosunku stechiometrycznym lub zbliżonym do stechiometrycznego więc wprowadzana w ten sposób ilość karbaminianu nie może przekroczyć ilości określonej przez niezbędną do utwardzenia żywicy ilość utwardzacza chlorku amonu. Jeśli potrzebna jest większa ilość środka wiążącego wolny formaldehyd to można dodatkowo wprowadzić karbaminian lub powszechnie stosowany w tym celu mocznik.

Wynalazek objaśniają poniższe przykłady jego wykonania.

Przykład Ϊ. Do lOOg 60%-owego roztworu żywicy mocznikowo-formaldehydowej, otrzymanej przy stosunku molowym formaldehydu do mocznika 2:1 i zawierającej 1,93% wolnego formaldehydu, dodano mieszaninę lg chlorku amonu i l,4g karbaminianu metylowego, dobrze wymieszano i mieszankę użyto do klejenia drewna w temperaturze 100°C. Całkowite wydzielanie formaldehydu podczas utwardzania wynosiło 0,90% w porównaniu do 1,35% tylko wobec lg chlorku amonu albo 1,63% w ogóle bez utwardzacza.

Przykład Π. Do lOOg 60%-owego roztworu wodnego żywicy mocznikowo-formaldehydowej, otrzymanej przy stosunku molowym formaldehydu do mocznika 2:1 i zawierającej 1,92% wolnego formaldehydu, dodano mieszaninę l,0g chlorku amonu, l,4g karbaminianu metylowego i 2,0g mocznika, dobrze wymieszano i mieszankę użyto do klejenia wiórów drzewnych w temperaturze 100°C. Całkowite wydzielenie formaldehydu podczas utwardzania wynosiło 0,50% w porównaniu do 1,35% tylko wobec l,0g chlorku amonu, i 2,0g mocznika albo 1,63% w ogóle bez utwardzacza.

Przykład III. Do lOOg 60%-owego roztworu wodnego żywicy mocznikowo-formaldehydowej, otrzymanej przy stosunku molowym formaldehydu do mocznika 2:1 i zawierającej 1,93% wolnego CH2O, dodano mieszaninę l,0g chlorku amonu i l,7g karbaminianu etylowego, dobrze wymieszano i mieszankę użyto do klejenia drewna w temperaturze 100°C. Całkowite wydzielenie formaldehydu podczas utwardzania żywicy wynosiło 0,92% w porównaniu do 1,35% tylko wobec l,0g chlorku amonu.

Przykład IV. Do 100 g 60%-owego roztworu wodnego klejowej żywicy mocznikowo-formaldehydowej, otrzymanej trójetapowo, przy stosunku molowym formaldehydu do mocznika 1,5:1 i zawierającej 0,7% wolnego formaldehydu dodano mieszaninę l,lg chlorku amonu i 1,5g dikarbaminianu etylenowego, dobrze wymieszano i użyto do klejenia wiórów drzewnych w temperaturze 100°C. Całkowite wydzielenie formaldehydu podczas utwardzania żywicy wyniosło 0,6% w porównaniu z 1,4% wobec samego chlorku amonu.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób utwardzania żywic mocznikowo-formaldehydowych wobec chlorku amonu zmniejszający wydzielanie się z nich wolnego formaldehydu, znamienny tym, że do żywicy mocznikowej wraz z chlorkiem amonu wprowadza się monomeryczny związek lub związki zawierające co najmniej jedną grupę karbaminianową, korzystnie karbaminian metylowy, etylowy, izopropylenowy lub dikarbaminian etylenowy oraz ewentualnie mocznik.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do żywicy mocznikowej wprowadza się chlorek amonu i karbaminian metylowy, korzystnie w postaci roztworu wodnego, w stosunku molowym odpowiednio 1 : 0,9 - 1,1.