PL244376B1 - Utwardzacz mas klejowych, sposób utwardzania masy klejowej oraz zastosowanie utwardzacza mas klejowych - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku są: utwardzacz mas klejowych, sposób utwardzania mas klejowych oraz zastosowanie cieczy jonowych jako utwardzacza mas klejowych. Bardziej szczegółowo rozwiązanie dotyczy nowych utwardzaczy żywic aminowych oraz sposobu utwardzania mas klejowych z udziałem cieczy jonowych.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku są utwardzacz mas klejowych, sposób utwardzania masy klejowej oraz zastosowanie utwardzacza mas klejowych. Bardziej szczegółowo rozwiązanie dotyczy nowych utwardzaczy żywic aminowych oraz sposobu utwardzania mas klejowych z udziałem cieczy jonowych.

Do najczęściej spotykanych spoiw stosowanych w przemyśle tworzyw drzewnych należą żywice mocznikowo-formaldehydowe (ang. urea-formaldehyde, UF), melaminowo-mocznikowo-formaldehydowe (ang. melamine-urea-formaldehyde, MUF) i melaminowo-mocznikowo-fenolowo-formaldehydowe (ang. melamine-urea-phenolic-formaldehyde, MUPF). Stosowane są one między innymi w produkcji płyt wiórowych, płyt na bazie włókien drzewnych, sklejki oraz innych tworzyw drzewnych [https://www.scien- cedirect.com/topics/engineering/urea-formaldehyde-adhesive]

Żywice UF, MUF i MUPF otrzymywane są z tzw. różnym stopniem usieciowania w zależności od końcowego przeznaczenia czy formy użytkowej. Stopień ten zależy m.in. od stosunków molowych poszczególnych reagentów, środków modyfikujących, katalizatora kondensacji/polikondensacji i warunków prowadzenia reakcji - szczególnie temperatury. Ogólną zasadą jest, że im wyższy stopień usieciowania tym wyższa jest wytrzymałość wiązania oraz krótszy jest czas utwardzania, co wpływa na skrócenie wymaganego czasu wytwarzania np. płyt wiórowych. Niekiedy stosowane jest dwuetapowe sieciowanie, co znacznie ułatwia prowadzenie procesów technologicznych i daje większą kontrolę nad nimi.

Zdecydowana większość półproduktów przeznaczonych dla przemysłu drzewnego to reaktywne żywice tylko częściowo usieciowane. Najczęściej są rozpuszczalne lub tworzą zawiesiny w wodzie. Przechowywane w odpowiednich warunkach zachowują trwałość, a ich sieciowanie następuje w trakcie procesu technologicznego za pomocą odpowiednio dobranych czynników sieciujących. Najpowszechniej stosowanym sposobem sieciowania jest wykorzystanie czynnika powodującego uwolnienie kwasu, wydzielenie jonów H+, a w konsekwencji obniżającego pH, co prowadzi do uruchomienia procesu polikondensacji aż do wysycenia większości wolnych wiązań chemicznych w strukturze żywicy.

Czynniki sieciujące to najczęściej sole silnych kwasów mineralnych i słabej zasady, głównie: chlorek, azotan lub siarczanu amonu, jak również kwasy nieorganiczne (kwas ortofosforowy), stosowane w formie roztworów wodnych ze względu na łatwe operowanie ciekłym medium. Spośród organicznych czynników stosowane były/są: kwas mrówkowy, szczawiowy oraz bezwodniki kwasowe i inne, jak np. sole melaminy opisane w publikacji: „Melamine salts as hardeners for urea formaldehyde resins”, Journal of Applied Polymer Science 81(7), 1654-1661,2001. Z technologicznego punktu widzenia korzystne jest, aby proces sieciowania był łatwo kontrolowany. Z tego powodu kontrolowane musi być także wytwarzanie kwasu. Realizowane jest to najczęściej przez zastosowanie hydrolizujących soli amonowych w podwyższonej temperaturze. Samo zmieszanie czynnika sieciującego z żywicą nie powoduje natychmiastowej polikondensacji, i w ten sposób umożliwione jest łatwe operowanie mieszaniną żywicy z utwardzaczem.

Proces zaklejania tworzyw drzewnych z zastosowaniem kleju na bazie żywic wymaga znajomości ich właściwości, tj. czasu żelowania, warunków procesu utwardzania, odporności na działanie wody czy poziomu wydzielania formaldehydu. Syntetyczne środki wiążące umożliwiają ich odpowiedni dobór poprzez stosowanie modyfikacji, które ostatecznie wpływają na parametry użytkowe wytwarzanych materiałów drewnopodobnych.

Ciecze jonowe (IL's, ang. ionic liquids) zaliczane są do nowej klasy rozpuszczalników „projektowalnych”. Dzieje się tak ze względu na niemal nieograniczone możliwości projektowania struktury organicznego kationu oraz możliwość wyboru odpowiedniego anionu. Budowa cieczy jonowej może odpowiadać jej zastosowaniu gdyż dobór struktury na etapie projektowania wpływa na uzyskane parametry-fizykochemiczne otrzymywanej cieczy jonowej. Generalnie wykazują one bardzo niską prężność par, umiarkowaną toksyczność oraz wysoką stabilność termiczną. Ponadto, co jest bardzo ważne, mogą być wykorzystywane w technologii i przetwórstwie polimerów, tworzyw sztucznych, klejów, środków wiążących czy spoiw. Związane jest to z niezwykle ważną cechą cieczy jonowych jaką jest wysoka mieszalność z innymi mediami w tym: rozpuszczalnikami, mono- i oligomerami czy środkami sieciującymi. Ponadto wykorzystywana jest także ich aktywność katalityczna oraz właściwości powierzchniowe - na granicy faz, czyli zdolności do łatwego zwilżania powierzchni różnych materiałów, np. drewna.

W PL 216671 opisano zastosowanie protonowych cieczy jonowych z anionem dodecylobenzenosulfonowym do utwardzania klejowych żywic aminowych, zwłaszcza żywic mocznikowo -formaldehydowych lub żywic melaminowo-mocznikowo-formaldehydowych, o zróżnicowanej zawartości formaldehydu. Obecność labilnego atomu wodoru powoduje uruchomienie mechanizmów sieciowania żywic.

Wodorosiarczan 1- H-1-metylo-2-pirolidoniowy opisano w publikacji: „Acid Ionic Liquids as a New Hardener in Urea-Glyoxal Adhesive Resins” Polymers 2016, 8(3), 57, jako nowy katalizator sieciowania żywic mocznikowo-glioksalowych (MG, ang. UG - urea-glyoxal resins). Zastosowano 1%, 2% i 3% (m/m) dodatku tej cieczy jonowej do przygotowania żywicy MG, a następnie zbadano właściwości płyt wiórowych z masą klejową zawierającą tego typu żywicę. Rezultaty badań okazały się obiecujące biorąc pod uwagę efektywność katalityczną wodorosiarczanu 1 - H-1-metylo-2-pirolidoniowego zdolnego do sieciowania żywicy MG. Wykazano, że mechanizm sieciowania wiąże się z obecnością jonów wodorowych pochodzących od cieczy jonowej przenoszonych do masy klejowej podczas jej przygotowania. Wzrost szybkości sieciowania następował wraz ze wzrostem stężenia cieczy jonowej w masie, a zatem równoczesnym większym stężeniem jonów wodoro wych. Uzyskane tą metodą płyty wiórowe charakteryzowały się większą wytrzymałością mechaniczną w porównaniu do otrzymywanych z użyciem chlorku amonu jako czynnika sieciującego [Acid Ionic Liquids as a New Hardener in Urea-Glyoxal Adhesive Resins” Polymers 2016, 8(3), 57].

Z patentu EP1945729 znane jest rozwiązanie, które dotyczy dziedziny mocznikowo -formaldehydowych układów klejących do wytwarzania klejonych produktów, przy czym emisja formaldehydu z klejonego produktu jest zasadniczo zmniejszona w porównaniu do mocznikowo-formaldehydowych klejów znanych ze stanu techniki. Dokładniej wynalazek dotyczy zmodyfikowanego układu klejącego i modyfikatora dla mocznikowo -formaldehydowych układów klejących.

Ponadto, w patencie PAT.191680 ujawniono utwardzacz do zastosowania w klejach na bazie mocznikowo-formaldehydowej lub mocznikowo-melaminowo-formaldehydowej zawierający chlorek metalu i sól amonową kwasu organicznego lub nieorganicznego, charakteryzujących się tym, że zawiera chlorek metalu wybrany spośród jednego lub więcej chlorków glinu, cynku i magnezu, sól amonową wybraną spośród jednego lub więcej fosforanu mono - i diamonu, boranu amonu i cytrynianu amonu, przy czym stosunek wagowy chlorku metalu do soli amonowej mieści się w przedziale od 3 :1 do 0,5 :1, oraz ponadto zawiera 5-80% wagowych emulsji polioctanu winylu i 0-3% wagowych konwencjonalnych dodatków.

Z kolei w zgłoszeniu patentowym P.286259 ujawniono klej składający się z dyspersji polioctanu winylu w ilości 75-83% wagowych, żywicy epoksydowej w ilości 8,0-8,8% wagowych, utwardzacza żywicy w ilości 4-4,5% wagowych, rozpuszczalnika, przykładowo toluenu w ilości 1,5-1,7% wagowych, stabilizatora, przykładowo glikolu dietylenowego w ilości 0,75-0,85% wagowych i plastyfikatora, najkorzystniej ftalanu dibutylowego w ilości do 0,42% wagowych, oraz wody w ilości 4,8-5,4% wagowych.

Z patentu PAT.218141 znane jest zastosowanie amoniowych cieczy jonowych jako utwardzaczy żywic epoksydowych oraz sposób otrzymywania kompozycji epoksydowej. Zastosowanie amoniowych cieczy jonowych jako utwardzaczy żywic epoksydowych, polega na tym, że utwardzacz stanowi amoniowa ciecz jonowa o wzorze ogólnym 1, w którym R1, R2, R3 i R4 oznaczają niezależnie od siebie prostołańcuchową grupę alkilową zawierającą od 1 do 20 atomów wę gla lub proton lub grupę arylową lub benzylową lub allilową lub chloroetylową lub hydroksyetylową lub winylową, B oznacza anion teofiliniowy lub teobromianiowy lub tetrafluoroboranowy. Sposób otrzymywania kompozycji epoksydowej polega na tym, że do ciekłej żywicy epoksydowej w szerokim zakresie stężeń, dodaje się w ilości od 1 do 40 części wagowych amoniowej cieczy jonowej na 100 części wagowych żywicy, po czym tak otrzymaną kompozycję epoksydową sieciuje się w temperaturze 298-423K, w czasie co najmniej 1 minuty. W zgłoszeniu patentowym US2017342302 ujawniono spoiwo zawierające kropelki izocyjanianu w wodzie, przy czym krople izocyjanianu mają średnią wielkość kropelek 500 mikronów lub mniej, a kropelki izocyjanianu mają otoczki zawierające biopolimer lub produkt reakcji biopolimeru i izocyjanianu. Biopolimer może być nanocząstką biopolimeru lub gotowaną i modyfikowaną chemicznie skrobią. Opcjonalnie spoiwo może również zawierać mocznik. Podłoże dla spoiwa może stanowić drewno, inny materiał lignocelulozowy lub włókna syntetyczne bądź naturalne. W szczególnych przykładach spoiwo jest stosowane do wytwarzania kompozytów drewna bez dodatku formaldehydu, w tym płyt wiórowych i MDF. Ponadto, w zgłoszeniu patentowym RU2016135408 ujawniono rozwiązanie dotyczące wytwarzania materiałów kompozytowych z wiórami drzewnymi, a mianowicie spoiwa do produkcji płyt wiórowych, sklejki, płyt pilśniowych i podobnych materiałów. W skład kleju wchodzi żywica karbamidowo -formaldehydowa, utwardzacz oraz dodatek modyfikujący jakim jest roztwór poliakryloamidu zawierający składnik sieciujący. Ujawniono kompozycję adhezyjną zapewniającą zwiększoną wytrzymałość materiałów drzewnych i niższy koszt produkcji nietoksycznych materiałów drzewnych.

Z kolei w zgłoszeniu patentowym MX2016002593 ujawniono biobójczą kompozycję żywicy zawierającą jedną lub wiele żywic wybranych spośród żywic melaminowo-formaldehydowych, mocznikowo-formaldehydowych, fenolowo-formaldehydowych, melaminowo-mocznikowo-formaldehydowych i żywic fenolowych; i więcej niż jedną sól miedzi, która jest rozpuszczalna w układach wodnych i we wspomnianych roztworach żywicy, przy czym sól miedzi jest generalnie wybrana spośród organicznych soli miedzi, R-Cu, R1-Cu-R2, gdzie R, R1 i R2 mogą oznaczać (C3-C18) łańcuchy alkilowe z jedną lub wieloma grupami kwasowymi, aldehydowymi, estrowymi, eterowymi, hydroksylowymi lub aminowymi, między innymi w swojej strukturze. Rozwiązanie dotyczy również sposobu wytwarzania biobójczej kompozycji żywicy i zastosowania wspomnianych biobójczych kompozycji żywicy do otrzymywania, między innymi podłóg, impregnowanego papieru, mieszanin klejowych i produktów formowanych. Rozwiązanie dotyczy także drewna pokrytego papierem impregnowanym biobójczymi kompozycjami żywicy i sposobu ich otrzymywania; oraz sposo bu wytwarzania formowanych produktów o działaniu biobójczym.

Z chińskiego zgłoszenia patentowego CN104946181 znany jest sposób wytwarzania kleju na bazie żywicy UF o niskim stosunku molowym obejmujący etapy, w których mocznik jest dodawany trzykrotnie, a stosunek molowy formaldehydu do sumy mocznika uczestniczącego w reakcji wynosi 0,92-0,95; stosunek molowy formaldehydu do mocznika dodanego po raz pierwszy wynosi 2,0 -2,2; stosunek molowy formaldehydu do sumy mocznika dodanego po raz pierwszy i mocznika dodanego po raz drugi wynosi 1,35-1,5. Sposób wytwarzania kleju na bazie żywicy MUF o wysokim stosunku molowym obejmuje etapy dodawania melaminy, trzykrotnego dodawania mocznika, zaś stosunek molowy formaldehydu do sumy całego mocznika i melaminy wynosi 1,00-1,03; stosunek molowy formaldehydu do sumy mocznika dodanego po raz pierwszy i melaminy wynosi 2,0 -2,2, a stosunek molowy formaldehydu do sumy mocznika dodanego po raz pierwszy i drugi oraz melaminy wynosi 1,35-1,50. Rozwiązanie ujawnia ponadto zastosowanie kleju z bardzo niską emisją formaldehydu. Zgodnie z metodami przygotowania i zastosowaniem kleju na bazie żywicy UF o niskim współczynniku molowym oraz kleju na bazie żywicy MUF o wysokim współczynniku molowym, siła wiązania wiórów drzewnych w warstwach rdzeniowych deski ulega poprawie, poprawia się prędkość prasowania, jak również poprawie ulega wydajność produkcji desek.

Ze zgłoszenia patentowego CN103819641 znany jest klej do drewna na bazie żywicy kopolikondensacyjnej melaminowo-mocznikowo-formaldehydowej (MUF) i sposób jego wytwarzania. Klej powstaje w wyniku kopolikondensacji melaminy (M), mocznika (U), formaldehydu (F) i hiperrozgałęzionego polimeru PAMAM zakończonego grupami aminowymi. Rozwiązanie według wynalazku charakteryzuje się głównie tym, że formaldehyd i melamina są dodawane w jednym etapie, mocznik jest dodawany w różnych etapach, a PAMAM jest dodawany na początkowym etapie syntezy żywicy MUF. Żywica MUF według CN103819641 należy do żywic o dużej zawartości melaminy, melamina stanowi o 45% więcej niż łączna ilość mocznika i melaminy, przy czym formaldehyd i mocznik dodawane po raz pierwszy są dodawane w początkowym etapie reakcji, a następnie dodawany jest PAMAM; po dodaniu mocznika po raz pierwszy, stosunek molowy formaldehydu do mocznika utrzymuje się powyżej 3,0; melaminę dodaje się w etapie środkowym, a następnie w etapie alkalicznym; mocznik dodany po raz drugi dodaje się w późniejszym etapie reakcji. Klej do drewna na bazie żywicy melaminowo-mocznikowo-formaldehydowej na bazie żywicy k opolikondensacyjnej, cechuje się dobrą stabilnością i dobrymi właściwościami użytkowymi oraz długim okresem przechowywania (ponad 5 miesięcy). Klej można stosować do produkcji desek syntetycznych, zwłaszcza desek syntetycznych o wysokiej odporności na hydrolizę, a także drewna klejonego i tym podobnych.

Obecnie niezwykle istotne z punku widzenia ograniczenia emisji lotnych związków organicznych (LZO, ang. volatile organie compounds, VOC) jest określanie poziomu wydzielania wolnego formaldehydu. Formaldehyd występuje w różnym zakresie stężeń i może wydzielać się podczas stosowania żywic, np. w trakcie przepompowywania do zbiornika oraz nanoszenia, jak i utwardzania żywicy. Poza tym stanowi on również problem podczas użytkowania gotowych wyrobów. Poziom wydzielania można zmniejszyć stosując rozmaite dodatki, które funkcjonują jako substancje wychwytujące. Z drugiej strony taki dodatek nie posiada właściwości adhezyjnych lub może powodować ich pogorszenie i w konsekwencji wpływać na jakość spoiny obniżając jakość finalnego wyrobu. Ponadto wymagane jest, aby dodatek nie wchodził w reakcje z innymi składnikami żywicy, co mogłoby wywołać kolejne komplikacje. Z tego względu pożądane jest opracowanie i poszukiwanie nowych dodatków, np. czynników dwufunkcyjnych - jednocześnie sieciujących oraz zmniejszających emisję LZO. Ma to szczególne znaczenie i uzasadnienie zwłaszcza w aspekcie nowej klasyfikacji dotyczącej formaldehydu. Zgodnie z Rozporządzeniem Komisji (UE) NR 605/2014 z dnia 5 czerwca 2014 r. zmieniającym rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1272/2008 w sprawie klasyfikacji, oznakowania i pakowania substancji i mieszanin, z dniem 1 stycznia 2016 roku, formaldehyd klasyfikowany jest jako substancja rakotwórcza kategorii 1B (Carc. 1B). Zmiana klasyfikacji powoduje, że formaldehyd staje się substancją rakotwórczą objętą specjalnym nadzorem w środowisku pracy (rok: 2012, Dz. U. Nr 0, poz. 890) oraz zwiększa się częstotliwość pomiarów w środowisku pracy (rok: 2011, Dz. U. Nr 33, poz. 166).

Pomimo istniejących do tej pory rozwiązań istnieje ciągła potrzeba opracowywania takich środków sieciujących, które będą miały istotny wpływ na polepszenie parametrów użytkowych wytwarzanych kompozytów (zwłaszcza w zakresie redukcji emisji VOC przy zachowaniu właściwości mechanicznych finalnego wyrobu) oraz jednocześnie mogących przyczynić się do redukcji istotnych, z punktu widzenia technologicznego parametrów ich wytwarzania - głównie współczynnika czasu prasowania, czy temperatury prasowania. Dotychczasowe ro związania obejmują m.in. kwas fosforowy, kwaśne siarczany, chlorowodorki, kwas szczawiowy lub jego sole amonowe oraz wiele innych. Do najpowszechniej stosowanych utwardzaczy w przemyśle drzewnym zalicza się jednak azotan amonu [NH4NO3], chlorek amonu [NH4CI] lub siarczan amonu [(NH4)2SO4] [Effects of of Ammonium Nitrate on Physico-mechanical Properties and Formaldehyde Contents of Particleboard (sciencedirectassets.com)].

Stosowanie tych utwardzaczy nie gwarantuje spełnienia rygorystycznych ograniczeń w zakresie zawartości i emisji formaldehydu w płytach drewnopochodnych przy zastosowaniu żywic klejowych o wysokim stosunku molowym F:U. Zastosowanie żywicy o obniżonym stosunku molowym F:U oraz jednego z ww. utwardzaczy potencjalnie rozwiąże problem z możliwością przekroczeń dopuszczalnych zawartości lub emisji formaldehydu z gotowego wyrobu, ale może to mieć negatywny wpływ na wytrzymałość spoiny, co może obniżyć właściwości mechaniczne gotowej płyty [Frąckowiak I., Warcok F., Fuczek D., Andrzejak C., (2011): The influence of UF molar ratio on selected particleboard properties. Drewno. Pr. Nauk. Donieś. Komunik. 2011, vol. 54, nr 186].

Celem wynalazku jest wykorzystanie cieczy jonowych zawierających w swej strukturze organiczne kationy o niskiej, bądź umiarkowanej toksyczności oraz aniony organiczne i nieorganiczne, znajdujące się na liście GRAS (Generally Recognized As Safe), opublikowanej przez Agencję Żywności i Leków, FDA (Food ond Drug Administration)

[https://www.accessdata.fda.gov/scripts/fdcc/?set=SCOGS&sort=Sortsubstance&or- der=ASC&startrow=1&type=column&search=GRAS%20Substance%C2%A4VARCHAR%C2%A41, jako czynnika sieciującego (utwardzacza) mas klejowych oraz sposób utwardzania mas klejowych.

Nieoczekiwanie okazało się, że rozwiązanie według wynalazku zapewnia nowe utwardzacze żywic aminowych oraz sposób utwardzania mas klejowych z udziałem cieczy jonowych.

Przedmiotem wynalazku jest utwardzacz mas klejowych, charakteryzujący się tym, że stanowi ciecz jonową lub 50%-70% wodny roztwór cieczy jonowej, gdzie ciecz jonowa wybrana jest z grupy obejmującej winian 1-H-1-metylo-2-pirolidoniowy, 6-aminoheksyloamoniowy, didecylodimetylo-amoniowy, jabłczan trietyloamoniowy lub wodorosiarczan 6-aminoheksyloamoniowy.

Kolejnym przedmiotem wynalazku jest sposób utwardzania masy klejowej, charakteryzujący się tym, że do aminowej żywicy klejowej wprowadza się utwardzacz jak określono powyżej w ilości co najmniej 3% w stosunku do suchej masy żywicy klejowej, a następnie miesza się otrzymaną masę klejową.

Kolejnym przedmiotem wynalazku jest zastosowanie utwardzacza mas klejowych, jak określono powyżej, do utwardzania żywic aminowych.

Korzystnie, gdy stosuje się co najmniej 3% utwardzacza w stosunku do suchej masy żywicy klejowej.

Korzystnie, gdy utwardzacz stosuje się w procesie wytwarzania tworzyw drzewnych.

Załączone figury pozwalają na lepsze zrozumienie istoty wynalazku:

Figura 1 przedstawia zmianę (wzrost bądź spadek) zawartości formaldehydu w wytworzonych płytach w porównaniu do płyty referencyjnej (oś zerowa na wykresie).

Figura 2 przedstawia zmianę emisji formaldehydu (wzrost bądź spadek) w wytworzonych płytach w porównaniu do płyty referencyjnej (oś zerowa na wykresie).

Figura 3 przedstawia zmianę (wzrost bądź spadek) wytrzymałości na zginanie i modułu sprężystości przy zginaniu w wytworzonych płytach w porównaniu do płyty referencyjnej (oś zerowa na wykresie).

Figura 4 przedstawia zmianę (wzrost bądź spadek) wytrzymałości na rozciąganie w kierunku prostopadłym do płaszczyzny płyty w wytworzonych płytach w porównaniu do płyty referencyjnej (oś zerowa na wykresie).

Figura 5 przedstawia zmianę (wzrost bądź spadek) spęcznienia na grubość i nasiąkliwości po moczeniu przez 24 godziny w wodzie wytworzonych płyt w porównaniu do płyty referencyjnej (oś na wykresie).

W celu lepszego zrozumienia wynalazku rozwiązanie zobrazowano w poniżej przedstawionych przykładach wykonania. Przykłady te nie mają na celu ograniczenia wynalazku, a jedynie umożliwiają dokładniejsze zrozumienie jego możliwych realizacji.

Przykłady

Przykład I

Synteza winianu 1-H-1-metylo-2-pirolidoniowego [NMP][TART]

Do kolby okrągłodennej o pojemności 200 cm³ wlano 38,6 cm³ N-metylopirolidonu oraz 100 cm³ etanolu. Następnie, podczas intensywnego mieszania i chłodzenia zawartości wysypywano porcjami 66,3 g kwasu winowego. Gdy temperatura mieszaniny reakcyjnej wzrosła powyżej 30°C przerywano dodawanie kwasu aż do ochłodzenia mieszaniny reakcyjnej do około 15°C. Po zakończeniu dozowania kwasu mieszaninę reakcyjną mieszano przez 24 godziny utrzymując temperaturę w granicach od 20°C do 25°C. Następnie odparowano etanol za pomocą wyparki rotacyjnej, z mieszaniny poreakcyjnej, dodano 30 cm³ chloroformu i mieszano przez 0,5 godz. do 1 godz. intensywnie za pomocą mieszadła magnetycznego. Po wymieszaniu, chloroform odparowano za pomocą wyparki rotacyjnej, a uzyskany produkt wysuszono w warunkach obniżonego ciśnienia. Uzys kano 89 g produktu. Analiza elementarna (C9H15NO6); wartości obliczone: C = 43,4%; H = 6,1%; N = 5,6%; wartości zmierzone: C = 41,8%; H = 6,2%; N = 5,9%.

¹H NMR (DMSO-d6 400MHz) δ (ppm): 1,9 (m, 2H); 2,18 (m, 2H); 2,69 (m, 3H); 3,3 (m, 2H); 4,32 (s, 2H); 8,3 (s, 1H) ¹³C NMR (DMSO-d6 100MHz) δ (ppm): 17,7; 29,5; 30,6; 48,9; 72,6; 173,6; 174,4

Przykład II (przykład nie stanowi przykładu według wynalazku)

Synteza winianu trietyloamoniowego [TEA][TART]

W reaktorze o pojemności 0,500 dm³ umieszczono 55,4 cm³ trietyloaminy oraz 200 cm³ etanolu. Następnie, podczas intensywnego mieszania dodawano niewielkimi porcjami 65,7 g kwasu winowego. Gdy temperatura mieszaniny reakcyjnej wzrastała powyżej 30°C przerywano dodawanie kwasu aż do ochłodzenia mieszaniny reakcyjnej do około 15°C. Po zakończeniu dozowania kwasu mieszaninę reakcyjną mieszano przez 24 godziny utrzymując temperaturę w granicach od 20°C do 25°C.

Z kolei, odparowano etanol za pomocą wyparki rotacyjnej, z mieszaniny poreakcyjnej, dodano 30 cm³ chloroformu i mieszano przez 1 godzinę intensywnie za pomocą mieszadła magnetycznego. Po wymieszaniu, chloroform odparowano za pomocą wyparki rotacyjnej, a uzyskany produkt wysuszono w warunkach obniżonego ciśnienia. Uzyskano 88 g produktu. Analiza elementarna (C10H21NO6); wartości obliczone: C = 47,8%; H = 8,4%; N = 5,6%; wartości zmierzone: C = 47,4%; H = 8,7%; N = 5,7%.

¹H NMR (DMSO-ds 400MHz) δ (ppm): 1,16 (m, 9H); 3,02 (m, 6H); 3,99 (s, 2H); 6,7 (s, 1H) ¹³C NMR (DMSO-ds 100MHz) δ (ppm): 9,05; 45,6; 72,5; 175,2.

Przykład III

Synteza winianu 6-aminoheksyloamoniowego [HMDA][TART]

Do mieszalnika o pojemności 500 dm³ zaopatrzonego w płaszcz grzewczy i wężownicę chłodzącą wsypano 27,9 kg heksametylenodiaminy, następnie przepompowano 200 dm³ etanolu. Heksametyle nodiaminę rozpuszczano w temperaturze od 30°C do 35°C podczas intensywnego mieszania. Następnie, wysypywano porcjami po około 1 kg kwas winowy w ilości sumarycznej 79,3 kg. Gdy temperatura mieszaniny reakcyjnej wzrastała powyżej 30°C przerywano dodawanie kwasu aż do ochłodzenia mieszaniny reakcyjnej do około 20°C. Po zakończeniu dozowania kwasu mieszaninę reakcyjną mieszano przez 24 godziny utrzymując temperaturę w granicach od 15°C do 20°C.

Następnie, z mieszaniny poreakcyjnej odparowano etanol za pomocą wyparki próżniowej i poddano ją suszeniu w temperaturze 50°C przy ciśnieniu 100 mbar. Uzyskany surowy produkt przemyto trzykrotnie porcjami po 30 dm³ chloroformu w mieszalniku zaopatrzonym w sito o rozmiarze oczek poniżej 1 mm umieszczone w króćcu spustowym. Ostat ecznie chloroform odparowano za pomocą wyparki próżniowej, a uzyskany produkt wysuszono w komorze suszarniczej w temperaturze 60°C przy ciśnieniu < 50 mbar. Uzyskano 92 kg produktu.

Analiza elementarna (C10H22N2O6); wartości obliczone: C = 45,1%; H = 8,3%; N = 10,5%; wartości zmierzone: C = 45,4%; H = 8,5%; N = 10,1%.

¹H NMR (D2O 400MHz) δ (ppm): 1,42 (m, 4H); 1,68 (m, 4H); 3,0 (m, 4H); 4,0 (s, 2H); 4,9 (s, 5H); 6,7 (s, 1H) ¹³C NMR (D2O 100MHz) δ (ppm): 27,5; 29,02; 29,17; 42,12; 42,22, 72,4; 175,0.

Przykład IV

Synteza wodorosiarczanu 6-aminoheksyloamoniowego [HMDA][HSUL]

Do kolby okrągłodennej o pojemności 500 cm³ zaopatrzonej we wkraplacz, mieszadło magnetyczne i termometr i łaźnię chłodzącą zawierającą wodę z lodem, wsypano 37,2 g heksametylenodiaminy oraz wlano 150 cm³ wody destylowanej. Po rozpuszczeniu heksametylenodiaminy podczas intensywnego mieszania i chłodzenia zawartości wkraplano 36 cm³ kwasu siarkowego o stężeniu 97%. Gdy temperatura mieszaniny reakcyjnej wzrosła powyżej 20°C przerywano wkraplan ie kwasu aż do ochłodzenia mieszaniny reakcyjnej do około 5°C. Po zakończeniu dozowania kwasu mieszaninę reakcyjną mieszano przez 24 godziny utrzymując temperaturę w granicach od 20°C do 25°C.

Następnie, po odparowaniu wody za pomocą wyparki rotacyjnej, do mieszaniny poreakcyjnej dodano 30 cm³ chloroformu i mieszano przez 1 godzinę intensywnie za pomocą mieszadła magnetycznego. Po wymieszaniu chloroform odparowywano za pomocą wyparki rotacyjnej. Proces ten powtórzono. Uzyskany produkt suszono w warunkach obniżonego ciśnienia. Uzyskano 91 g produktu.

Analiza elementarna (C6H18N2O4S); wartości obliczone: C = 33,6%; H = 8,5%; N = 13,1%; wartości zmierzone: C = 33,3%; H = 8,2%; N = 12,7%.

¹H NMR (D2O 400MHz) δ (ppm): 1,42 (m, 4H); 1,68 (m, 4H); 3,0 (m, 4H); 4,9 (s, 5H) ¹³C NMR (D2O 100MHz) δ (ppm): 27,65; 29,06; 29,1; 42,04; 42,14.

Przykład V (przykład nie stanowi przykładu według wynalazku)

Synteza diwodorofosforanu 1-H-1-metylo-2-pirolidoniowego [NMP][PHOS]

Do kolby okrągłodennej zaopatrzonej we wkraplacz, mieszadło mechaniczne, termometr, chłodnicę zwrotną, wlano 48,3 cm³ N-metylopirolidonu. Następnie, podczas intensywnego mieszania i chłodzenia zawartości kolby wkraplano 34 cm³ 85% H3PO4 o gęstości 1,7 g/cm³. Gdy temperatura mieszaniny reakcyjnej wzrosła powyżej 30°C przerywano wkraplanie kwasu aż do ochłodzenia mieszaniny reakcyjnej do około 10°C. Po zakończeniu dozowania kwasu mieszaninę reakcyjną, którą stanowiła ciecz o wysokiej lepkości, mieszano przez 24 godziny utrzymując temperaturę w zakresie od 20°C do 25°C. Uzyskano 102 g mieszaniny poreakcyjnej.

Z kolei, do mieszaniny poreakcyjnej dodano 30 cm³ chloroformu i mieszano przez 1 godzinę intensywnie za pomocą mieszadła magnetycznego. Po wymieszaniu chloroform odparowywano z a pomocą wyparki próżniowej, a uzyskany produkt suszono w warunkach obniżonego ciśnienia. Uzyskano 94 g produktu.

Analiza elementarna (C5H12NO5P); wartości obliczone: C = 30,5%; H = 6,1%; N = 7,1%; wartości zmierzone: C = 30,1%; H = 6,5%; N = 6,9%.

¹H NMR (DMSO-d6 400MHz) δ (ppm): 1,9 (m, 2H); 2,18 (m, 2H); 2,69 (m, 3H); 3,3 (m, 2H); 8,02 (s, 1H) ¹³C NMR (DMSO-ds 100MHz) δ (ppm): 17,7; 29,5; 30,6; 49,0; 174,4

Przykład VI

Synteza winianu didecylodimetyloamoniowego [DDA][TART]

W zlewce o pojemności 1000 cm³ umieszczono 0,25 mola chlorku didecylodimetyloamoniowego w postaci 50% (m/m) roztworu chlorku didecylodimetyloamoniowego rozpuszczonego w mieszaninie wody i izopropanolu (3+2), a następnie dodano około 700 cm³ wody destylowanej. Po wymieszaniu przepuszczano uzyskany roztwór chlorku didecylodimetyloamoniowego przez kolumnę szklaną o średnicy wewnętrznej około 20 mm i długości 450 mm wypełnioną żywicą jonowymienną DOWEX MONOSPHERE 550 z szybkością około 2 cm ³/min. Po przepuszczeniu całego roztworu dokonano płukania złoża trzykrotnie wodą destylowaną po ok. 250 cm³. Następnie zregenerowano za pomocą ok. 750 cm³ ok. 10% wodnego roztworu wodorotlenku sodu, a ostatecznie przemyto pięciokrotnie wodą destylowaną po ok. 250 cm³. Uzyskany odciek z kolumny ponownie przepuszczono przez kolumnę w celu całkowitej wymiany anionów chlorkowych na hydroksylowe w roztworze. Po ponownej wymianie jonowej, kolumnę regenerowano ponownie natomiast w mieszaninie poreakcyjnej sprawdzono obecność anionów chlorkowych.

0,5 cm³ odcieku z kolumny pobrano do zlewki o pojemności 50 cm³, dodano 3 cm³ wody destylowanej, 2 cm³ stężonego kwasu octowego, a następnie około 2 cm³ roztworu (ok. 5%) azotanu (V) srebra. Brak zmętnienia i osadu świadczył o całkowitym przereagowaniu i wymianie anionu chlorkowego na hydroksylowy.

Do kolby okrągłodennej wlano 1000 cm³ roztworu zawierającego 0,14 mola wodorotlenku didecylodimetyloamoniowego. Przygotowano roztwór kwasu winowego przez rozpuszczenie 21,9 g kwasu winowego w 100 cm³ wody. Podczas intensywnego mi eszania dodawano roztwór kwasu winowego do roztworu wodorotlenku didecylodimetyloamoniowego uzyskując pH roztworu w kolbie bliskie 5. Następnie odparowano wodę mieszaniny poreakcyjnej. Dodano 50 cm³ chloroformu i mieszano przez 1 godzinę intensywnie za pomocą mieszadła magnetycznego. Po wymieszaniu chloroform odparowywano za pomocą wyparki rotacyjnej, a uzyskany produkt suszono w warunkach obniżonego ciśnienia w temperaturze 60°C uzyskując 89 g gotowego produktu.

Analiza elementarna (C26H54NO6); wartości obliczone: C = 65,5%; H = 11,4%; N = 2,9%; wartości zmierzone: C = 65,1%; H = 11,1%; N = 2,7%.

¹H NMR (CDCI3400MHz) δ (ppm): 0,86 (m, 6H); 1,3 (m, 30H); 1,6 (m, 4H); 3,12 (m, 6H); 3,22 (m, 4H); 4,3 (m, 2H); 5,95 (m, 6H) ¹³C NMR (CDCI3100MHz) δ (ppm): 14,1; 22,55; 22,64; 26,2; 29,14; 29,27; 29,39; 29,46; 31,8; 51,6; 63,4; 72,4; 175,9.

Przykład VII

Synteza jabłczanu trietyloamoniowego [TEA][MAL]

W łaźni wodnej umieszczono kolbę okrągłodenną o pojemności 500 cm³ zaopatrzoną we wkraplacz, mieszadło magnetyczne i termometr. Następnie wlano do kolby 59,2 cm³ trietyloaminy oraz 100 cm³ etanolu. Podczas intensywnego mieszania zawartości dodawano porcjami 57 g kwasu jabłkowego. Temperaturę mieszaniny reakcyjnej utrzymywano powyżej 40°C aby zapewnić dobrą rozpuszczalność substratów. Po zakończeniu dozowania kwasu mieszaninę reakcyjną mieszano przez 24 godziny utrzymując temperaturę w granicach od 30°C do 35°C.

Po odparowaniu etanolu za pomocą wyparki rotacyjnej, do mieszaniny poreakcyjnej dodano 25 cm³ chloroformu i mieszano intensywnie przez 0,5 godziny za pomocą mieszadła magnetycznego. Po wymieszaniu chloroform odparowywano za pomocą wyparki rotacyjnej, a uzyskany produkt suszono w warunkach obniżonego ciśnienia. Uzyskano 84 g produktu. Analiza elementarna (C10H19NO4); wartości obliczone: C = 55,3%; H = 8,8%; N = 6,5%; wartości zmierzone: C = 55,7%; H = 8,6%; N = 6,9%.

¹H NMR (DMSO-ds 400MHz) δ (ppm): 1,18 (m, 9H); 3,03 (m, 6H); 8,3 (s, 1H) ¹³C NMR (DMSO-ds 100MHz) δ (ppm): 9,3; 42,0; 46,0; 66,7; 79,7; 172,7, 177,1

Przykłady VIII do XIV

Sposób prowadzenia utwardzania żywicy aminowej w obecności cieczy jonowych oraz zastosowanie cieczy jonowych jako utwardzaczy w procesie wytwarzania tworzyw drzewnych.

Przykład VIII

Do 535,3 g żywicy MUF o stałej zawartości suchej masy 67,9% dodano 20,8 g środka sieciującego, co odpowiadało wartości 3% dodatku utwardzacza w stosunku do stałej zawartości suchej masy żywicy klejowej. Środek sieciujący stanowił 50% wodny roztwór cieczy j onowej [NMP][TART]. Żywicę klejową z dodatkiem środka sieciującego mieszano przy użyciu laboratoryjnego mieszadła mechanicznego z prędkością 400 obr/min przez okres 30 sekund w temperaturze 20 ± 2°C. Otrzymana kompozycja klejowa charakteryzowała się czasem żelowania zredukowanym o 26,5% w porównaniu do mieszanki klejowej ze standardowym utwardzaczem, co szczegółowo przedstawiono w tabeli 2. W kolejnym etapie mieszankę żywicy klejowej ze środkiem sieciującym naniesiono na surowiec lignocelulozowy, którym były wióry drzewne. Z pokrytego spoiwem surowca drzewnego uformowano kobierzec, a następnie wyprasowano w podwyższonej temperaturze 200°C przy zastosowaniu współczynnika czasu prasowania 6s-mm'¹ grubości płyty, uzyskując płytę drewnopochodną, która charakteryzowała się zredukowaną emisją formaldehydu o 10,5%, wytrzymałością na zginanie wyższą o 4,2%, wyższą wartością modułu sprężystości przy zginaniu o 1,1% oraz wytrzymałością na rozciąganie w kierunku prostopadłym do płaszczyzny płyty wyższą o 12,3% w porównaniu do płyty referencyjnej, co szczegółowo przedstawiono w tabeli 1 w wierszach z oznaczeniem „0” dla płyty referencyjnej oraz [NMP][TART] dla płyty z dodatkiem cieczy jonowej jako środkiem sieciującym.

Przykład IX (przykład nie stanowi przykładu według wy nalazku)

Do 535,3 g żywicy MUF o stałej zawartości suchej masy 67,9% dodano 20,8 g środka sieciującego, co odpowiadało wartości 3% dodatku utwardzacza w stosunku do stałej zawartości suchej masy żywicy klejowej. Środek sieciujący stanowił 50% wodny roztwór cieczy jonowej [TEA][TART]. Żywicę klejową z dodatkiem środka sieciującego mieszano przy użyciu laboratoryjnego mieszadła mechanicznego z prędkością 400 obr/min przez okres 30 sekund w temperaturze 20 ± 2°C. Otrzymana kompozycja klejowa charakteryzowała się czasem żelowania na poziomie 113 s. W kolejnym etapie mieszankę żywicy klejowej ze środkiem sieciującym naniesiono na surowiec lignocelulozowy, którym byty wióry drzewne. Z pokrytego spoiwem surowca drzewnego uformowano kobierzec, a następnie wytworzono, stosując parametry prasowania zgodne z podanymi w przykładzie VIII, płytę drewnopochodną, która charakteryzowała się zredukowanym stopniem spęcznienia na grubość po moczeniu przez 24 godziny w wodzie o 11,9% oraz mniejszą o 3,9% nasiąkliwością w porównaniu do płyty referencyjnej, co szczegółowo przedstawiono w tabeli 1 w wierszach z oznaczeniami „0” oraz [TEA][TART] dla płyty z dodatkiem cieczy jonowej jako środkiem sieciującym.

Przykład X

Do 535,3 g żywicy MUF o stałej zawartości suchej masy 67,9% dodano 20,8 g środka sieciującego, co odpowiadało wartości 3% dodatku utwardzacza w stosunku do stałej zawartości suchej masy żywicy klejowej. Środek sieciujący stanowił 50% wodny roztwór cieczy jonowej [HMDA][TART]. Żywicę klejową z dodatkiem środka sieciującego mieszano przy użyciu laboratoryjnego mieszadła mechanicznego z prędkością 400 obr/min przez okres 30 sekund w temperaturze 20 ± 2°C. Otrzymana kompozycja klejowa charakteryzowała się czasem żelowania na poziomie 118 s. W kolejnym etapie mieszankę żywicy klejowej ze środkiem sieciującym naniesiono na surowiec lignocelulozowy, którym były wióry drzewne. Z pokrytego spoiwem surowca drzewnego uformowano kobierzec, a następnie wytworzono stosując parametry prasowania zgodne z podanymi w przykładzie VIII, płytę drewnopochodną, która charakteryzowała się wytrzymałością na zginanie wyższą o 2,1%, wyższą wartością modułu sprężystości przy zginaniu o 1,9%, wytrzymałością na rozciąganie w kierunku prostopadłym do płaszczyzny płyty wyższą o 22,8%, zredukowanym stopniem spęcznienia na grubość po moczeniu przez 24 godziny w wodzie o 4,9% oraz mniejszą o 4,9% nasiąkliwością w porównaniu do płyty referencyjnej, co szczegółowo przedstawiono w tabeli 1 w wierszach z oznaczeniem „0” dla płyty referencyjnej oraz [HMDA][TART] dla płyty z dodatkiem cieczy jonowej jako środkiem sieciującym.

Przykład XI

Do 535,3 g żywicy MUF o stałej zawartości suchej masy 67,9% dodano 20,8 g środka sieciującego, co odpowiadało wartości 3% dodatku utwardzacza w stosunku do stałej zawartości suchej masy żywicy klejowej. Środek sieciujący stanowił 50% wodny roztwór cieczy jonowej [HMDA][HSUL]. Żywicę klejową z dodatkiem środka sieciującego mieszano przy użyciu laboratoryjnego mieszadła mechanicznego z prędkością 400 obr/min przez okres 30 sekund w temperaturze 20 ± 2°C. Otrzymana kompozycja klejowa charakteryzowała się zredukowanym czasem żelowania o 39,2% w porównaniu do mieszanki klejowej ze standardowym utwardzaczem, co szczegółowo przedstawiono w tabeli 2. W kolejnym etapie mieszankę żywicy klejowej ze środkiem sieciującym naniesiono na surowiec lignocelulozowy, którym były wióry drzewne. Z pokrytego spoiwem surowca drzewnego uformowano kobierzec, a następnie wytworzono stosując parametry prasowania zgodne z podanymi w przykładzie VIII, płytę drewnopochodną, która charakteryzowała się zredukowaną zawartością formaldehydu o 11,8% oraz zredukowaną emisją formaldehydu o 26,3% w porównaniu do płyty referencyjnej, co szczegółowo przedstawiono w tabeli 1 w wierszach z oznaczeniem „0” dla płyty referencyjnej oraz [HMDA][HSUL] dla płyty z dodatkiem cieczy jonowej jako środkiem sieciującym.

Przykład XII

Do 535,3 g żywicy MUF o stałej zawartości suchej masy 67,9% dodano 20,8 g środka sieciującego, co odpowiadało wartości 3% dodatku utwardzacza w stosunku do stałej zawartości suchej masy żywicy klejowej. Środek sieciujący stanowił 50% wodny roztwór cieczy jonowej [DDA][TART]. Żywicę klejową z dodatkiem środka sieciującego mieszano przy użyciu laboratoryjnego mieszadła mechanicznego z prędkością 400 obr/min przez okres 30 sekund w temperaturze 20 ± 2°C. Otrzymana kompozycja klejowa charakteryzowała się czasem żelowania na poziomie 193 s. W kolejnym etapie mieszankę żywicy klejowej ze środkiem sieciującym naniesiono na surowiec lignocelulozowy, którym były wióry drzewne. Z pokrytego spoiwem surowca drzewnego uformowano kobierzec, a następnie wytworzono, stosując parametry prasowania zgodne z podanymi w przykładzie VIII, płytę drewnopochodną, która charakteryzowała się wyższą wartością modułu sprężystości przy zginaniu o 1,2%, zredukowanym stopniem spęcznienia na grubość po moczeniu przez 24 godziny w wodzie o 5,0% oraz mniejszą o 2,0% nasiąkliwością w porównaniu do płyty referencyjnej, co szczegółowo przedstawiono w tabeli 1 w wierszach z oznaczeniem „0” dla płyty referencyjnej oraz [DDA][TART] dla płyty z dodatkiem cieczy jonowej jako środkiem sieciującym.

Przykład XIII

Do 535,3 g żywicy MUF o stałej zawartości suchej masy 64,9% dodano 14,9 g środka sieciującego, co odpowiadało wartości 3% dodatku utwardzacza w stosunku do stałej zawartości suchej masy żywicy klejowej. Środek sieciujący stanowił 70% wodny roztwór cieczy jonowej [TEA][MAL]. Żywicę klejową z dodatkiem środka sieciującego mieszano przy użyciu laboratoryjnego mieszadła mechanicznego z prędkością 400 obr/min przez okres 30 sekund w temperaturze 20 ± 2°C. Otrzymana kompozycja klejowa charakteryzowała się czasem żelowania na poziomie 175 s. W kolejnym etapie mieszankę żywicy klejowej ze środkiem sieciującym naniesiono na surowiec lignocelulozowy, którym były wióry drzewne. Z pokrytego spoiwem surowca drzewnego uformowano kobierzec, a następnie wytworzono, stosując parametry prasowania zgodne z podanymi w przykładzie VIII, płytę drewnopochodną, która charakteryzowała się wytrzymałością na zginanie wyższą o 9,2% oraz wyższą wartością modułu sprężystości przy zginaniu o 5,7% w porównaniu do płyty referencyjnej, co szczegółowo przedstawiono w tabeli 1 w wierszach z oznaczeniem „0.1” dla płyty referencyjnej oraz [TEA] [MAL] dla płyty z dodatkiem cieczy jonowej jako środkiem sieciującym.

Przykład XIV (przykład nie stanowi przykładu według wynalazku)

Do 535,3 g żywicy MUF o stałej zawartości suchej masy 64,9% dodano 10,4 g środka sieciującego, co odpowiadało wartości 3% dodatku utwardzacza w stosunku do stałej zawartości suchej masy żywicy klejowej. Środek sieciujący stanowiła w 100% ciecz jonowa [NMP][PHOS], wysuszona przed użyciem w suszarce próżniowej przy ciśnieniu < 50 mbar i w temperaturze 60°C przez 24 godziny.

Żywicę klejową z dodatkiem środka sieciującego mieszano przy użyciu laboratoryjnego mieszadła mechanicznego z prędkością 400 obr/min przez okres 30 sekund w temperaturze 20 ± 2°C. Otrzymana kompozycja klejowa charakteryzowała się czasem żelowania na poziomie 113 s. W kolejnym etapie mieszankę żywicy klejowej ze środkiem sieciującym naniesiono na surowiec lignocelulozowy, którym były wióry drzewne. Z pokrytego spoiwem surowca drzewnego uformowano kobierzec, a następnie wytworzono, stosując parametry prasowania zgodne z podanymi w przykładzie VIII, płytę drewnopochodną, która charakteryzowała się wytrzymałością na zginanie wyższą o 2,3%, wyższą wartością modułu sprężystości przy zginaniu o 0,3%, wytrzymałością na rozciąganie w kierunku prostopadłym do płaszczyzny płyty wyższą o 4,5%, zredukowanym stopniem spę cznienia na grubość po moczeniu przez 24 godziny w wodzie o 0,9% oraz mniejszą o 4,3% nasiąkliwością w porównaniu do płyty referencyjnej, co szczegółowo przedstawiono w tabeli 1 w wierszach z oznaczeniem „0.1” dla płyty referencyjnej oraz [NMP][PHOS] dla płyty z dodatkiem cieczy jonowej jako środkiem sieciującym.

PL 244376 Β1

Tabela 1

Właściwości wytworzonych płyt

Oznaczenie płyty	Zawartość formaldehydu	Emisja formaldehydu	Wytrzymałość na zginanie	Moduł sprężystości przy zginaniu	Wytrzymałość na rozciąganie prostopadłe do płaszczyzny płyty	Spęcznienie na grubość po moczeniu w wodzie przez 24h	Nasiąkliwość po moczeniu w wodzie przez 24h
mg/lOOg ŁS.p.	mg/m3 powietrza	N/mm2	%
0	1,7	0,038	14,2	2590	0,57	42,95	116,89
[NMP][TART]	1,7	0,034	14,8	2620	0,64	46,53	121,26
[TEA][TART]	2,0	0,045	14,0	2440	0,70	37,82	112,37
[HMDA][TART]	1,8	0,038	14,5	2640	0,70	40,84	111,11
[HMDA][HSUL]	1,5	0,028	13,1	2480	0,46	50,74	127,55
[DDA][TART]	2,5	0,059	13,9	2620	0,56	40,81	114,54
0.1	6,2	-	21,8	3340	0,88	22,52	83,35
[TEA][MAL]	9,3	-	23,8	3530	0,84	20,85	84,49
[NMP][PHOS]	9,9	-	22,3	3350	0,92	22,32	79,76

Tabela 2

Czas żelowania w podwyższonej temperaturze

Żywica klejowa	Środek sieciujący	Dodatek środka sieciującego	Czas żelowania w 100’C
		%	s
MUF 1	40% wodny roztwór NH4NO3	3	102
3,5	101
50% wodny roztwór |[NMP][TART] winowy	3	75
50% wodny roztwór [TEA][TART] winowy	113
50% wodny roztwór |[HMDA][TART]	118
50% wodny roztwór [HMDA][HSUL]	3	62
3,5	63
50% wodny roztwór [DDA][TART]	3	193
MUF 2	40% wodny roztwór NH4NO3	3	89
70% wodny roztwór [TEA] [MAL]	175
100% [NMP)[PHOS|	113
UF	40% wodny roztwór NH4NO3	3	73
3,5	71
50% wodny roztwór [HMDA][HSUL]	3	55
3,5	60

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty techniczno-ekonomiczne:

- zredukowano czas utwardzania kompozycji klejowej nawet o 39,2%

- zredukowano zawartość formaldehydu w gotowym wyrobie nawet o 11,8%

- zredukowano emisję formaldehydu w gotowym wyrobie nawet o 26,3%

- uzyskano wyższą wartość wytrzymałości na zginanie gotowego wyrobu nawet o 9,2%

- uzyskano wyższą wartość modułu sprężystości przy zginaniu nawet o 5,7%

- uzyskano wyższą wartość wytrzymałości w kierunku prostopadłym do płaszczyzny płyty nawet o 22,8%

- zredukowano spęcznienie na grubość po moczeniu przez 24 godzin w wodzie gotowego wyrobu nawet o 11,9%

- zredukowano nasiąkliwość po moczeniu przez 24 godzin w wodzie gotowego wyrobu nawet o 4,9%.

Claims (5)

1. Utwardzacz mas klejowych, znamienny tym, że stanowi ciecz jonową lub 50%-70% wodny roztwór cieczy jonowej, gdzie ciecz jonowa wybrana jest z grupy obejmującej winian 1- H-1-metylo-2-pirolidoniowy, 6-aminoheksyloamoniowy, didecylodimetylo-amoniowy, jabłczan trietyloamoniowy lub wodorosiarczan 6-aminoheksyloamoniowy.

2. Sposób utwardzania masy klejowej, znamienny tym, że do aminowej żywicy klejowej wprowadza się utwardzacz jak określono w zastrzeżeniu 1 w ilości co najmniej 3% w stosunku do suchej masy żywicy klejowej, a następnie miesza się otrzymaną masę klejową.

3. Zastosowanie utwardzacza mas klejowych, jak określono w zastrzeżeniu 1, do utwardzania żywic aminowych.

4. Zastosowanie według zastrz. 3, znamienne tym, że stosuje się co najmniej 3% utwardzacza w stosunku do suchej masy żywicy klejowej.

5. Zastosowanie według zastrz. 3, znamienne tym, że utwardzacz stosuje się w procesie wytwarzania tworzyw drzewnych.