PL176942B1 - Sposób otrzymywania żywic mocznikowo-formaldehydowych - Google Patents

Sposób otrzymywania żywic mocznikowo-formaldehydowych

Info

Publication number
PL176942B1
PL176942B1 PL94306633A PL30663394A PL176942B1 PL 176942 B1 PL176942 B1 PL 176942B1 PL 94306633 A PL94306633 A PL 94306633A PL 30663394 A PL30663394 A PL 30663394A PL 176942 B1 PL176942 B1 PL 176942B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
urea
formaldehyde
resin
starch
resins
Prior art date
Application number
PL94306633A
Other languages
English (en)
Other versions
PL306633A1 (en
Inventor
Helena Łasocha
Jan Z. Sadłowski
Bożena Kuklo
Jadwiga Ładak
Franciszek Warcok
Bronisław Szczepaniak
Jan Jagieniak
Original Assignee
Zaklady Azotowe Kedzierzyn Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zaklady Azotowe Kedzierzyn Sa filed Critical Zaklady Azotowe Kedzierzyn Sa
Priority to PL94306633A priority Critical patent/PL176942B1/pl
Publication of PL306633A1 publication Critical patent/PL306633A1/xx
Publication of PL176942B1 publication Critical patent/PL176942B1/pl

Links

Landscapes

  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)

Abstract

1. Sposób otrzymywamażywicmocznikowo-fomialdehydovhych,przez polikonden- sację IdemylOeeyOu - m-czo-ka m e-zto-rze m-Ooym, oy OetOze teZjetyp-mej pdlifdoOeo- rycj- zaraOdmej-fwardmej-zaraOdmej przy zm-eooy^ rt-ruoku m-l-wym m-czo-fa O- f-rmalOeeyOu wyo-rzącym -O 1 : 1 O- 1 : 3, przy zm-eo-ającej rię maet-śc- pH śr-O-wi- rfa, zoam-eooy tym, że reakcję p-likdoOensacj- pr-maOz- r-ę m -beco-ści męgl-m-Oaou- rkr-y- O-Oamaocj m -l-śc- O- 1% (m/m) mary żym-cy.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania żywic mocznikowoformaldehydowych o niskim stosunku formaldehydu do mocznika, służących głównie do wytwarzania klejów stosowanych w przemyśle drzewnym do okleinowania elementów meblowych, do produkcji sklejki suchotrwałej i w stolarce budowlanej. Żywice mocznikowoformaldehydowe przeznaczone do produkcji klejów używanych w przemyśle drzewnym są od dawna znane. Obecnie, ze względu na zaostrzone wymagania klasyfikacji wyrobów przemysłu meblarskiego, zachodzi potrzeba stosowania żywic o polepszonych własnościach użytkowych, głównie w zakresie ograniczenia ilości wydzielanych ze spoiny substancji szkodliwych. Stosowane dotychczas żywice mocznikowo-formaldehydowe otrzymywane były w reakcji polikondensacji mocznika z formaldehydem w roztworze wodnym. Sposób otrzymywania takiej żywicy jest zamieszczony na przykład w opisie patentowym 153 629. Żywicę mocznikowoformaldehydową o podwyższonej stabilności otrzymuje się na drodze trójetapowej kondensacji zasadowej-kwasowej-zasadowej przy ogólnym stosunku molowym mocznika do formaldehydu jak 1 : 1,1-3,0. Kondensację prowadzi się w pierwszym etapie do uzyskania co najmniej 50% wagowych suchej masy, a w drugim etapie do uzyskania suchej masy żywicy co najmniej 55% wagowych i lepkości co najmniej 150 mPa*s, przy czym na dowolnym etapie kondensacji żywicy wprowadza się melaminę w ilości od 5 do 15% wagowych w stosunku do mocznika. W trzecim etapie prowadzi się kondensację przy stosunku molowym mocznika do formaldehydu jak 1 : 1,1-3,3 aż do uzyskania lepkości co najmniej 100 mPa*s, po czym żywicę sezonuje się od 0,15 do 3 godzin w temperaturze od 30°C do 80°C, korzystnie przez
1,5 godziny w temperaturze 60°C. Wadą tego sposobu jest użycie melaminy, co podnosi istotnie cenę uzyskanej żywicy.
Rozwój technologii wytwarzania żywic klejowych mocznikowo-formaldehydowych poszedł jednak w kierunku ciągłego obniżania stosunku molowego formaldehydu do mocznika.
Powstające wady mocznikowo-formaldehydowych żywic klejowych o niskim stosunku molowym formaldehydu do mocznika usiłuje się pokonać kilkoma metodami. Jedna z nich polega na modyfikacji żywicy różnymi substancjami, np. melaminą, fenolem itp. związkami. Sposób ten jest bardzo efektywny, ale ze względu na wyższą cenę substancji modyfikujących, ma on ograniczone zastosowanie. Inna metoda polega na zastosowaniu dodatków wiążących formaldehyd bezpośrednio do mieszanki kleju roboczego. Stosuje się w tym przypadku substancje stosunkowo tanie, np. mocznik, wodę amoniakalną różne sole amonowe. Sposób ten jest efektywny tylko do pewnych granic. Zbyt duży dodatek substancji wiążących powoduje radykalne pogorszenie własności użytkowych otrzymanych klejów roboczych a także wymaga stosowania przez użytkowników dodatkowych aparatów i operacji technologicznych.
Inne metody likwidacji wad żywic usiłuje się pokonać przez optymalizację metod wytwarzania żywic oraz zmiany technologiczne w procesie stosowania żywic klejowych.
176 942
Znanymi wadami żywic mocznikowo-formaldehydowych o niskim stosunku molowym mocznika do formaldehydu są:
- mała wytrzymałość mechaniczna spoiny klejowej;
- mała skleistość w temperaturze otoczenia (przylepność);
- mała trwałość w czasie przechowywania.
Szczególnie skleistość żywicy jest parametrem jakościowym bardzo ważnym dla użytkownika. Usiłuje się go polepszyć poprzez dodatek różnych substancji do kleju. Dotychczas uzyskiwanie efektu dobrej skleistości na zimno, przy zastosowaniu klejów o niskim stosunku molowym formaldehydu do mocznika wymagało dodatkowych zabiegów:
- dodawania modyfikatorów do kleju lub
- stosowania znacznych ilości wypełniaczy lub
- stosowania specjalnych sposobów postępowania z klejem.
Stosowanie tych zabiegów wiąże się z koniecznością ponoszenia dodatkowych kosztów przygotowania kleju i nie zawsze zapewnia uzyskanie pożądanego efektu. Powszechnie stosuje się w tym celu dodatek skrobi, a szczególnie mąki żytniej, pszennej lub ziemniaczanej, jak to opisano na przykład w książce „Aminoplasty” Z. Wirpszy i A. Brzezińskiego. Sposób ten jest tylko częściowo skuteczny, zaś stosowane dodatki działają raczej jako środki napełniające i rozcieńczające. Ze względu na krótki czas reakcji skrobi z żywicą polepszenie jakości sklejenia jest niewielkie, a duży nadmiar skrobi pogarsza wytrzymałość spoiny klejowej.
Celem wynalazku było opracowanie sposobu wytwarzania żywicy mocznikowoformaldehydowej o niskiej emisji formaldehydu ze spoiny klejowej, jednocześnie wykazującej dobrą skleistość na zimno.
Istotą wynalazku jest sposób wytwarzania żywicy mocznikowo-formaldehydowej o niskim stosunku molowym formaldehydu do mocznika modyfikowanej dodatkiem skrobi.
Sposób otrzymywania żywicy mocznikowo-formaldehydowej przez trójetapową polikondensację formaldehydu i mocznika w roztworze wodnym przy zmiennym stosunku molowym mocznika do formaldehydu wynoszącym od 1 : 1 do 1 : 3 i przy zmieniającej się wartości pH środowiska, polega na tym że reakcję polikondensacji prowadzi się w obecności skrobi - węglowodanu dodawanej w ilości do 1% wagowego (m/m) masy żywicy. Skrobia jest produktem chemicznej obróbki skrobi ziemniaczanej. Korzystne jest stosowanie w metodzie według wynalazku produktów rozkładu skrobi ziemniaczanej, zwłaszcza podchlorynem sodu. Tego typu związki charakteryzują się stosunkowo dużą zawartością reaktywnych grup, pozwalających na dobre związanie z cząsteczkami żywicy. Dzięki temu mały dodatek skrobi pozwala na dość istotną zmianę własności użytkowych żywicy.
Żywica otrzymana sposobem według wynalazku charakteryzuje się dobrą skleistością na zimno pomimo niskiego stosunku molowego mocznika do formaldehydu. Umożliwia to produkcję wyrobów wykazujących bardzo małą emisję formaldehydu.
Przykład porównawczy. Do reaktora wprowadzono 4500 dm3 formaliny technicznej zawierającej 36,6% (m/m) formaldehydu i 4,0% (m/m) metanolu. Dodatkiem roztworu wodorotlenku sodowego ustalono wartość pH formaliny na poziomie 7,9. W trakcie intensywnego mieszania dodano 2210 kg roztworu mocznika zawierającego 76% (m/m) mocznika o temperaturze 85°C. Mieszaninę ogrzano do temperatury 85-90°C i utrzymywano w tej temperaturze przez 0,5 godziny. Wartość pH mieszaniny utrzymuje się w tym czasie w zakresie 6,5 - 8,0 dodatkiem roztworu wodorotlenku sodowego.
Następnie dodatkiem roztworu kwasu mrówkowego obniżono pH mieszaniny do 4,6 i prowadzono dalej kondensację. Po uzyskaniu żywicy o tolerancji wodnej 1 : 1,5, dodatkiem roztworu wodorotlenku sodowego, ustalono wartość pH na poziomie 7,6, a zawartość reaktora schłodzono do temperatury 60°C. Do reaktora dodano 1600 kg roztworu mocznika o podanych wyżej parametrach ruchowych a następnie ustalono wartość pH żywicy 7,2 dodając potrzebną ilość roztworu wodorotlenku sodowego. Żywicę utrzymywano w temperaturze 65°C przez 0,5 godziny, po czym poddano ją zagęszczeniu w aparacie wypamym pod próżnią w temperaturze 60°C. Uzyskaną żywicę klejową schłodzono i zhomogenizowano.
Przykład 1. Do mieszalnika zaopatrzonego w chłodnicę i mieszadło mechaniczne wprowadzono 4500 dm3 formaliny zawierającej 36,5% (m/m) formaldehydu i 3% (m/m) me4
176 942 tanolu. Dodatkiem 10% roztworu wodorotlenku sodowego doprowadzono pH formaliny do wartości 7,8. Następnie przy włączonym mieszadle, wsypano utlenioną skrobię ziemniaczaną „Polotex” w ilości 0,3% w stosunku do masy wsadu. Poprzez miernik roztworu mocznika wprowadzono do reaktora pierwszą porcję roztworu mocznika, zawierającego 75% (m/m) mocznika, w ilości 2285 kg. Tak przygotowaną mieszaninę ogrzano do temperatury 85°C i utrzymywano w tej temperaturze przez 30 minut korygując pH do wartości 6,8 - 7,8 za pomocą 10% roztworu wodnego wodorotlenku sodu. Następnie zawartość reaktora zakwaszono przy użyciu 15% wodnego roztworu kwasu mrówkowego do wartości pH w zakresie od 4,5 do 4,8 i w temperaturze od 90 do 100°C prowadzono kondensację do uzyskania żywicy o tolerancji wodnej 1 : 1,5-1,2. Otrzymaną żywicę zobojętniono za pomocą 10% wodnego roztworu wodorotlenku sodowego do pH równego 7,0 a zawartość reaktora ochłodzono do temperatury 60°C. W tej temperaturze dodano drugą porcję roztworu mocznika, zawierającego 75% (m/m) mocznika, w ilości 1725 kg, i dodatkiem 10% roztworu wodorotlenku sodowego ustalono wartość pH na poziomie 7,4. W temperaturze 62°C prowadzono dokondensowanie żywicy przez 40 min. Otrzymaną żywicę poddano zagęszczeniu próżniowemu w temperaturze 60 do 65°C do otrzymania żywicy o lepkości dynamicznej 1450 mPa*s (w 20°C). Produkt ochłodzono do temperatury 18°C i zhomogenizowano.
Porównanie własności fizykochemicznych żywic otrzymanych w przykładach wykonania przedstawia tabela I.
Użyte w tabeli I parametry „sklejalność wstępna” oraz „zawartość formaldehydu” objaśnione są poniżej. Sklejalność wstępną oceniono według następującego testu: fornir bukowy o wymiarach 100 x 50 mm i grubości 2 mm sklejono na krzyż stosując następujące parametry technologiczne klejenia
-eednostkowe nałożenie kleju - 18(0t10g/m2
- czas otwarty klejenia - 30 minm
- ciśnienie prasowania - 1,0 MPa
- czas prasowania - 30 minut
- temperatura prasowania - 20 ± 2°C
Po wyjęciu klejonych elementów z prasy oznaczono wielkość siły, skierowanej prostopadle do płaszczyzny forniru, potrzebnej do rozerwania próbki krzyżowej. Do żywicy otrzymanej w przykładzie porównawczym dodano skrobi w takiej ilości jak dla żywicy według wynalazku.
Zawartość formaldehydu oceniono poprzez badanie płyt wiórowych okleinowanych okleiną bukową. Okleiny naklejano klejem wykonanym z żywic otrzymanych według powyższych przykładów.
Tabela I
żywica według wynalazku żywica porównawcza
1. Gęstość w 20°C, kg/m3 1288 1294
2. Lepkość w 20°C, mPa*s 1650 1300
3. Zawartość suchej substancji, %(m/m) 66,5 66
4. Czas żelowania w 100°C, s 78 71
5. Stabilność w czasie przechowywania, tygodnie 12 16
6. Sklejalność wstępna, N/cm2 3,5 1,4
7. Zawartość formaldehydu w powietrzu komory badawczej, ppm 0,08 0,12
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (2)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób otrzymywania żywic mocznikowo-formaldehydowych, przez polikondensację formaldehydu i mocznika w roztworze wodnym, na drodze trój etapowej polikondensacji zasadowej-kwasowej-zasadowej przy zmiennym stosunku molowym mocznika do formaldehydu wynoszącym od 1 : 1 do 1 : 3, przy zmieniającej się wartości pH środowiska, znamienny tym, że reakcję polikondensacji prowadzi się w obecności węglowodanu-skrobi dodawanej w ilości do 1% (m/m) masy żywicy.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że skrobia jest produktem chemicznej obróbki skrobi ziemniaczanej.
PL94306633A 1994-12-29 1994-12-29 Sposób otrzymywania żywic mocznikowo-formaldehydowych PL176942B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL94306633A PL176942B1 (pl) 1994-12-29 1994-12-29 Sposób otrzymywania żywic mocznikowo-formaldehydowych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL94306633A PL176942B1 (pl) 1994-12-29 1994-12-29 Sposób otrzymywania żywic mocznikowo-formaldehydowych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL306633A1 PL306633A1 (en) 1996-07-08
PL176942B1 true PL176942B1 (pl) 1999-08-31

Family

ID=20064091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL94306633A PL176942B1 (pl) 1994-12-29 1994-12-29 Sposób otrzymywania żywic mocznikowo-formaldehydowych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL176942B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL306633A1 (en) 1996-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6518387B2 (en) Soybean-based adhesive resins and composite products utilizing such adhesives
US4282119A (en) Manufacture of chipboard having high strength and reduced formaldehyde emission, using a minor amount of protein in combination with low formaldehyde:urea resins
US20080292886A1 (en) Adhesive formulations containing urea additives, methods of forming plywood therewith, and plywood products made thereby
US20050282988A1 (en) Formaldehyde-free lignocellulosic adhesives and composites made from the adhesives
EP2310433B1 (en) Storage stable melamine-urea-formaldehyde resins and applications thereof
US20100279137A1 (en) Novel hybrid binder with natural compounds for low emission products
US20050070635A1 (en) Wood composites bonded with protein-modified urea-formaldehyde resin adhesive
WO2013112445A1 (en) Method for the preparation of wood composite from soy flour
SE1950574A1 (en) Use of bonding resin
NL8403699A (nl) Werkwijze voor het bereiden van een ureumformaldehydehars met een zeer lage molverhouding van formaldehyde tot ureum.
WO2022169733A1 (en) Improved amino resin performance with sulfonated lignin
KR20050098262A (ko) 식물성 물질을 원료로 한 패널의 제조 방법 및 이에이용되는 수성 접착제 조성물
Ostendorf et al. Manufacturing medium-density fiberboards and wood fiber insulation boards using a blood albumin adhesive on a pilot scale
RU2385329C2 (ru) Композиция, усиливающая полимеризацию мочевиноформальдегидных смол, способ получения, способ ее применения и изделия, полученные из таких смол
EP1066358B1 (en) A hardener for use in urea-formaldehyde and urea-melamine-formaldehyde based adhesives, an adhesive composition comprising said hardener and its use
CA3017402C (en) Formaldehyde-free wood binder
PL176942B1 (pl) Sposób otrzymywania żywic mocznikowo-formaldehydowych
JP2002146317A (ja) 無臭木質板製板用接着剤
US4963599A (en) Preparation of woodworking materials
Kawalerczyk et al. The soy flour as an extender for uf and muf adhesives in birch plywood production
US5071940A (en) Curing agent mixture for curing alkaline phenol/formaldehyde resins
USH603H (en) Methods of making and using adhesive resins and glue mixes
JP6822321B2 (ja) 木質ボードとその製造方法
US12122943B2 (en) Blended furnish with improved performance and methods of making and using the same
JP6973597B2 (ja) 木質ボード用接着剤

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20041229