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DD283502A7 - METHOD FOR PRODUCING PF GLUES - Google Patents

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Publication number
DD283502A7
DD283502A7 DD31850588A DD31850588A DD283502A7 DD 283502 A7 DD283502 A7 DD 283502A7 DD 31850588 A DD31850588 A DD 31850588A DD 31850588 A DD31850588 A DD 31850588A DD 283502 A7 DD283502 A7 DD 283502A7
Authority
DD
German Democratic Republic
Prior art keywords
formaldehyde
phenol
condensation
glues
glue
Prior art date
Application number
DD31850588A
Other languages
German (de)
Inventor
Joerg-Dietmar Sauer
Hans-Juergen Lubisch
Michael Hesselbarth
Rudolf Adamski
Original Assignee
Veb Sprela-Werke Spremberg,Dd
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 Veb Sprela-Werke Spremberg,Dd filed Critical Veb Sprela-Werke Spremberg,Dd
Priority to DD31850588A priority Critical patent/DD283502A7/en
Publication of DD283502A7 publication Critical patent/DD283502A7/en

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

Abstract

Die Erfindung betrifft die Herstellung von PF-Leimen fuer wetterfeste Holzwerkstoffe, insbesondere fuer Sperrhoelzer aus Weichholz bzw. Weichholzkombinationen. Erfindungsgemaesz werden in einem Mehrstufenverfahren PF-Leime derart hergestellt, dasz in einem ersten technologischen Schritt die Kondensation von Phenol, Formaldehyd und Alkalihydroxid in einem Molverhaeltnis von 1:1,5 bis 2,0:05 bis 1,0 einer Temperatur von 355 bis 363 K und einem Druck von 61 bis 101 kPa bis zu einem Gehalt an drei- und hoeherkernigen Verbindungen von 10 bis 20% gefuehrt wird. Nach Kuehlung PF-Kondensates wird in einem zweiten technologischen Schritt die Kondensation durch weitere Zugabe von Formaldehyd bis zu einem Gesamtmolverhaeltnis Phenol:Formaldehyd:Alkalihydroxid von 1:2,3 bis * bis 1,0 bei einer Temperatur von 360 bis 368 K bis zu einem Gehalt an Ein- und Zweikernverbindungen von 55 bis 70% weitergefuehrt. Der PF-Leim wird einen Feststoffgehalt von 48% aufkonzentriert, und anschlieszend auf eine Temperatur von 288 bis 305 K gekuehlt.{Leim; Phenol; Formaldehyd; Alkalihydroxid; Mehrstufenverfahren; Molekuargewichtsverteilung; Ein- und Zweikernverbindungen; drei- und hoeherkernige Verbindungen; Holzwerkstoffe; Sperrholz; Weichholz; Weichholzkombinationen; Heiszverpressen}The invention relates to the production of PF glues for weatherproof wood materials, especially for Sperrhoelzer made of softwood or softwood combinations. According to the invention, in a multi-stage process, PF glues are prepared such that, in a first technological step, the condensation of phenol, formaldehyde and alkali hydroxide in a molar ratio of 1: 1.5 to 2.0: 05 to 1.0 at a temperature of 355 to 363 K and a pressure of 61 to 101 kPa to a content of three and more nucleants of 10 to 20% is performed. After cooling PF condensate in a second technological step, the condensation by further addition of formaldehyde to a Gesamtmolverhaeltnis phenol: formaldehyde: alkali metal hydroxide of 1: 2.3 to * to 1.0 at a temperature of 360 to 368 K up to a Content of single and double core compounds of 55 to 70% continued. The PF glue is concentrated to a solids content of 48%, and then cooled to a temperature of 288 to 305 K. {glue; Phenol; Formaldehyde; alkali hydroxide; Multi-stage process; Molekuargewichtsverteilung; One- and two-core connections; tri- and higher-nuclear compounds; Woody materials; Plywood; Softwood; Softwood combinations; Heiszverpressen}

Description

Ziol der Erfindung ist die kostengünstige Herstellung von PF-Leimen, dia eine verbesserte Ksltklebefestigkeit aufweisen und die bei der Verarbeitung als Bindemittel für Holzwerkstoffe, insbesondere für Sperrholz, technologische Verbesserungen bewirken.Ziol of the invention is the cost-effective production of PF adhesives, which have improved Ksltklebefestigkeit and effect in processing as a binder for wood-based materials, in particular for plywood, technological improvements.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist ein technologischer Ablauf bei der Herstellung von PF-Leimen, der zu einer Molekulargewichtsverteilung führt, die sowohl einen ausreichend großen Anteil an höhermolekularen Verbindungen aufweist, welchor ein Wegschlagen des PF-Leimes aus der Leimfuge verhindert, als auch einen Mindestanteil an niedermolekularen Ein- und Zweikernverbindungen enthält, der die Kaltklebefestigkeit des PF-Leimes gewährleistet. Diese Forderungen sind bei den bekannten Technologien zur Herstellung von PF-Leimen gegenläufig und nicht gleichzeitig realisierbar. Erfindungsgemäß wird in einem ersten technologischen Schritt die Kondensation von Pheno':Formaldehyd:Alkalihydroxid mit einem Molverhältnis von 1:1,5 bis 2,0:0,5 bis 1,0 bei einer Temperatur von 355 bis 363 K und bei einem Druck von 61 bis 101 kPa bis zu einem Gehalt an drei- und höherkernigen Verbindungen von 10 bis 20% geführt. Danach wird das PF-Kondensat auf eine Temperatur von 348 bis 353 K gekühlt und in einem zweiten technologischen Schritt die Kondensation durch weitere Zugabe von Formaldehyd, d. h. durch kontinuierliche oder schrittweise Zugabe von weiteren Teilmengen Formaldehyd bis zu einem Gesamtmolverhältnis Phenol: Formaldehyd:Alkalihydroxid von 1:2,3 bis 3,0:0,5 bis 1,0 bei einer Temperatur von 360 bis 368 K und bei einem Druck von 50 bis 81 kPa bis zu einem Gehalt an Ein- unc1 Zweikernverbindungen von 55 bis 70%, vorzugsweise 65%, weitergeführt und auf einen Feststoffgehalt > 48% aufkonzentrier'. Anschließend erfolgt die Abkühlung des PF-Leimes auf eine Temperatur von 288 bis 305 K.The object of the invention is a technological process in the production of PF glues, which leads to a molecular weight distribution, which has both a sufficiently large proportion of relatively high molecular weight compounds, which prevents a knocking away of the PF glue from the glue joint, as well as a minimum proportion of low molecular weight One- and two-core compounds containing the cold tack strength of the PF glue ensures. These requirements are opposite in the known technologies for the production of PF glue and not simultaneously feasible. According to the invention, in a first technological step, the condensation of phenol: formaldehyde: alkali hydroxide with a molar ratio of 1: 1.5 to 2.0: 0.5 to 1.0 at a temperature of 355 to 363 K and at a pressure of 61 to 101 kPa to a content of trinuclear and higher nuclear compounds of 10 to 20% out. Thereafter, the PF condensate is cooled to a temperature of 348 to 353 K and in a second technological step, the condensation by further addition of formaldehyde, ie by continuous or stepwise addition of further subsets of formaldehyde to a total molar ratio of phenol: formaldehyde: alkali hydroxide of 1 : 2.3 to 3.0: 0.5 to 1.0 at a temperature of 360-368 K and a pressure of 50-81 kPa up to a content of input unc 1 binuclear compounds of 55 to 70%, preferably 65%, continued and concentrated to a solids content> 48%. Subsequently, the cooling of the PF glue to a temperature of 288 to 305 K.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von PF-Leimen läßt im ersten Verfahrensschritt sowohl die Kondensation eines vorgelegten Gemisches aus Phenol, Formaldehyd und Alkalihydroxid, als auch vorzugsweise die Umsetzung von Phenol und Alkalihydroxid zu Alkaliphenolat und anschließender Formaldehydzugabe und Kondensation dieses Reaktionsgemisches entsprechend dem angegebenen Molverhältnis von Phenol:Formaldehyd:Alkalihydroxid zu. Bei dieser genannten Verfahrensführung kann sich im ersten technologischen Schritt durch den limitierten Formaldehydüberschuß kein höherer Anteil an drei- und höherkernigen Verbindungen bilden.The process according to the invention for the production of PF glues in the first process step allows both the condensation of a presented mixture of phenol, formaldehyde and alkali hydroxide, and preferably the reaction of phenol and alkali metal hydroxide to alkali phenolate and subsequent addition of formaldehyde and condensation of this reaction mixture according to the indicated molar ratio of phenol : Formaldehyde: alkali hydroxide too. In the case of this named procedure, in the first technological step, the limited excess of formaldehyde can not form a higher proportion of trinuclear and higher-nuclear compounds.

Im zweiten technologischen Schritt wird durch die die Reaktion kühlende gesteuerte Zugabe der restlichen Formaldehydmenge und zusätzliche Kühlung des Reaktionsablaufes eine Temperatur von 368K nicht überschritten. Dadurch wird der Aufbau der niedermolekularen Ein- und Zweikernverbindungen bevorzugt.In the second technological step, a temperature of 368K is not exceeded by the reaction cooling controlled addition of the remaining amount of formaldehyde and additional cooling of the reaction process. As a result, the structure of the low molecular weight single and binuclear compounds is preferred.

Mittels Hochdruckflüssigkeitschromatographie (HPLC) wurden erfindungsgemäß hergestellte PF-Leime mit herkömmlichen PF-Leimen verglichen. Die deutlich verschiedenen Ergebnisse der Prüfungen zeigt Tabelle 1.By means of high performance liquid chromatography (HPLC) PF-glues produced according to the invention were compared with conventional PF-glues. The clearly different results of the tests are shown in Table 1.

Tabelle 1: Anteil der Ein- und Zweikernverbindungen und drei- und höherkernigen Verbindungen in PF-LeimenTable 1: Proportion of mono- and binuclear compounds and trinuclear and higher-nuclear compounds in PF glues

orfindungsgemäßerorfindungsgemäßer bisherhandelsbeen trading PF-Loim gem. AusPF-Loim acc. Out üblicher PF-Leimusual PF glue führungsbeispiel 2Guidance 2 niedermolekulare Ein-low molecular weight und Zweikernverbindungenand two-core links 65,6%65.6% 43,1 %43.1% drei- und höherkernigetriune and higher nuclear Verbindungenlinks 34,4%34.4% 56,9%56.9%

Es zeigte sich, daß der reduzierte Anteil der drei- und höherkernigen PF-Kondensate keinen negativen Einfluß auf das Wegschlagen des Leimes aus der Leimfuge hatte und sich Holzwsrkstoffe sehr guter Festigkeit und Wasserbeständigkeit herstellen lassen (Tabelle 2).It was found that the reduced proportion of trihydric and higher-nucleated PF condensates had no negative effect on the removal of the glue from the glue joint and can be used to produce wood fibers of very good strength and water resistance (Table 2).

Tabelle 2: Festigkeit des heißgepreßten SperrholzesTable 2: Strength of the hot-pressed plywood

erfindungsgemäßer bisher handels-according to the present invention

PF-Leimgem.Aus- üblicher PF-LeimPF glue. Standard PF glue

führungsbeispiel2führungsbeispiel2

Zugscherversuch nachPull shear test after

Wasserlagerungsfolge GWater storage sequence G

lt.TGL7448 12,8 N/mm2 11,6N/mm2 lt.TGL7448 12.8 N / mm 2 11.6 N / mm 2

Deutlich verbessert war die Kaltklebefestigkeit des erfindungsgemäßen PF-Leimes (Tabelle 3), geprüft nach TGL 7448.The cold tack strength of the PF glue according to the invention (Table 3), tested according to TGL 7448, was significantly improved.

-3- 283^2 Tabelle 3: Kaltklebefestigkeit von Sperrholz-3- 283 ^ 2 Table 3: Cold bond strength of plywood

erfindungsgemäßer bisher handels-according to the present invention

PF-Leimgem.Aus- üblicher PF-LeimPF glue. Standard PF glue

führungsbeispiel2führungsbeispiel2

Scherfestigkeit 1,22MPa 0,50MPaShear strength 1.22MPa 0.50MPa

In der Reaktivität sind die PF-Leime an der Gelzeit gemessen bei 373 K zu vergleichen (Tabelle 4).In the reactivity, the PF-glues are compared at the gel time measured at 373 K (Table 4).

Tabelle 4: ReaktivitätTable 4: Reactivity

erfindungsgemäßer bisher handels-according to the present invention

PF-Leimgem.Aus- üblicher PF-LeimPF glue. Standard PF glue

führungsbeispiel 1Guidance Example 1

Gelzeit bei 373KGel time at 373K

(TGL35077) 25 bis 55 min 30bis65min(TGL35077) 25 to 55 minutes 30 to 65 minutes

Der erfindungsgemäß hergestellte PF-Leim weist einen Alkaligehalt von 5 bis 7 % Masseanteil auf, er ist damit lagerstabil und wetterbeständig. Die besondere Molekulargewichtsverteilung der erfindungsgemäßen PF-Leime zeigen keine negativen Wirkungen auf die Preßzeiten der Holzwerkstoffplatten. Mit der Verwendung der erfindungsgemäßen PF-Leime ist es nicht erforderlich, daß bei der Herstellung von Holzwerkstoffen durch besondere Zusätze zur Leimflotte, aufwendige und die Qualität und Produktivität der Fertigung negativ beeinflussende Maßnahmen realisiert werden müssen. Die Kaltklebrigkeit der erfindungsgemäß hergestellten PF-Leime entspricht den Forderungen der Hersteller von Holzwerkstoffen. Neben der Verwendung für Sperrholz, insbesondere aus Weichhölzern, sind die erfindungsgemäßen PF-Leime auch vorteilhaft für Span- und Faserplatten, für furnierbeschichtete Spanplatten und für Schichtholz zu verwenden.The PF glue produced according to the invention has an alkali content of 5 to 7% by weight, it is thus storage-stable and weather-resistant. The particular molecular weight distribution of the PF-glues according to the invention show no negative effects on the pressing times of the wood-based panels. With the use of PF-glues according to the invention, it is not necessary that in the production of wood materials by special additives to the glue liquor, consuming and the quality and productivity of production negative impact measures must be realized. The cold tack of the PF adhesives produced according to the invention corresponds to the requirements of the manufacturers of wood-based materials. In addition to the use of plywood, especially softwoods, PF-glues according to the invention are also advantageous for chipboard and fiberboard, to use veneer-coated chipboard and plywood.

Ausführungsbeispieleembodiments

Beispiel 1example 1

In einem handelsüblichen, für die Phenolharzsynthese geeigneten 5-l-Reaktionsgefäß, ausgerüstet mit einem Kühler und Rührwerk, werden Phenol (920g, 87%ige wäßrige Phenollösung), Formaldehyd (1243g 37%ige wäßrige Formaldehydlösung) und Alkalihydroxid (605,5g 45%ige wäßrige Natriumhydroxidlösung) im Molverhältnis 1:1,8:0,8 vermischt und bei einer mittleren Temperatur von 355 bis 360K und einem mittleren Druck von 90 bis 95 kPa bis zu einem Gehalt an drei- und höherkernigen Verbindungen von 13,2% im PF-Kondensat polykondensiert und danach auf 350K gekühlt. Anschließend wird die Kondensation durch Zugabe von Formaldehyd (483g 37%ige wäßrige Formaldehydlösung) bei einer Temperatur von 360 bis 368K und einem Druck von 70 bis 8OkPa bei einem Gesamtmolverhältnis von Phenol:Formaldehyd:Alkalihydroxid 1:2,5:0,8 bis zu einem Gehalt an Ein- und Zweikernverbindungen im PF-Kondensat von 58% weitergeführt. Die Formaldehydzugabe kann dabei kontinuierlich oder schrittweise erfolgen. Durch Umstellen der Reaktionsanlage von Rückflußbedingungen auf Destillation wird der Feststoffgehalt des PF-Leimes auf 49% eingestellt. Danach wird der PF-Leim auf eine Temperatur von 298K gekühlt. Der erfindungsgemäß hergestellte PF-Leim weist folgende Kennwerte &uf:In a commercial, suitable for phenol synthesis 5-liter reaction vessel equipped with a condenser and stirrer, phenol (920g, 87% aqueous phenol), formaldehyde (1243g 37% aqueous formaldehyde solution) and alkali hydroxide (605.5 g 45% aqueous sodium hydroxide solution) in a molar ratio of 1: 1.8: 0.8 and mixed at an average temperature of 355 to 360K and an average pressure of 90 to 95 kPa to a content of trinuclear and höherkernigen compounds of 13.2% im Polycondensed PF condensate and then cooled to 350K. Subsequently, the condensation by addition of formaldehyde (483g 37% aqueous formaldehyde solution) at a temperature of 360 to 368K and a pressure of 70 to 8OkPa at a total molar ratio of phenol: formaldehyde: alkali hydroxide 1: 2.5: 0.8 up to a content of one- and two-core compounds in the PF condensate of 58% continued. The formaldehyde addition can take place continuously or stepwise. By switching the reaction plant from reflux conditions to distillation, the solids content of the PF glue is adjusted to 49%. Thereafter, the PF glue is cooled to a temperature of 298K. The PF glue produced according to the invention has the following characteristics:

Viskosität (gemessen bei 293 K):Viscosity (measured at 293 K): 52OmPa -s52OmPa-s Feststoffgehalt:Solids content: 49,1 %49.1% Alkalität:alkalinity: 6,8%6.8% Wasserverdünnbarkeit:dilutability: > 1:10> 1:10 Gelzsitbei373K:Gelzsitbei373K: 39,75 min39.75 min

Die Analyse des PF-Leimes mittels HPLC ergab einen Anteil von 58,7% Ein- und Zweikernverbindungen und 41,3% drei- und höherkernigen Verbindungen im PF-Kondensat.The analysis of the PF-size by HPLC showed a proportion of 58.7% one- and two-core compounds and 41.3% of trinuclear and higher-nuclear compounds in the PF condensate.

Beispiel 2Example 2

In einem 5-l-Reaktionsgefäß, ausgerüstet mit einem Kühler und Rührwerk, werden 930g Phenol als 82%ige wäßrige Lösung und 385g 45%ige Natronlauge vermischt und das entstehende Alkaliplionolat gekühlt. Diesem Gemisch wird bei 323 K die erste Menge von 990g 37%iger Formaldehydlösung zugesetzt. Die Kondensation wird bei einer Temperatur von 355 bis 363 Kund einem Druck von 10OkPa bis zu einem Gehalt an drei- und höherkernigen Verbindungen von 19,1 % geführt und das PF-Kondensat wird anschließend auf 353 K gekühlt. Im zweiten Schritt wird dem Kondensat kontinuierlich die zweite Menge von 710g 37%iger Formaldehydlösung, ohne daß die Produkttemperatur wesentlich über 360K steigt, innerhalb von 50 bis 60min zugesetzt und bei einem Druck von 71 kPa bis zu einem Gehalt an Ein- und Zweikernverbindungen von 65% kondensiert. Gleichzeitig wird das Produkt destillativ bis zu einem Feststoffgehalt von 48% entwässert und anschließend sofort auf 300K gekühlt. Der erfindungsgemäß hergestellte PF-Leim weist folgende Kennwerte auf:In a 5-liter reaction vessel equipped with a condenser and stirrer, 930 g of phenol are mixed as an 82% aqueous solution and 385 g of 45% sodium hydroxide solution and the resulting Alkaliplionolat cooled. To this mixture is added at 323 K the first amount of 990 g of 37% formaldehyde solution. The condensation is carried out at a temperature of 355 to 363 Kund a pressure of 10OkPa to a content of three- and higher-nuclear compounds of 19.1% and the PF condensate is then cooled to 353 K. In the second step, the condensate is continuously added the second amount of 710g 37% formaldehyde solution, without the product temperature rises substantially above 360K, within 50 to 60min and at a pressure of 71 kPa to a content of single and double core compounds of 65 % condenses. At the same time, the product is dewatered by distillation to a solids content of 48% and then immediately cooled to 300K. The PF glue produced according to the invention has the following characteristics:

Viskosität (gemessen bei 293 K):Viscosity (measured at 293 K): 45OmPa s45OmPa s Feststoffgehalt:Solids content: 48,2%48.2% Alkalität:alkalinity: 5,9%5.9% Wasserverdünnbarkeit:dilutability: > 1:100> 1: 100 Geizet bei 373K:Stingy at 373K: 37,55 min37.55 min

Die Analyse des PF-Leimes mittels HPLC ergab einen Anteil von 65,6% niedermolekularer Ein- und Zweikernverbindungen und 34,4% drei- und höherkernige Verbindungen im PF-Kondensat.The analysis of the PF-glue by HPLC showed a proportion of 65.6% of low molecular weight single and double core compounds and 34.4% of trinuclear and higher nuclear compounds in the PF condensate.

Beispiel 3Example 3

Entsprechend Beispiel 2 werden dem gekühlten Alkaliphenolat bei 328K1000g 37%iger Formaldehydlösung zugegeben. Nach Einsetzen der exothermen Reaktion wird die Kondensation in einer ersten Stufe bei einer Temperatur von 355 bis 360 Kund bei 8OkPa bis zu einem Gehalt an drei- und höherkernigen Verbindungen von 15,3% geführt. Das gebildete PF-Kondensat wird sofort mit Kühlwasser und/oder vermindertem Druck unter Rückfluß auf 348K gekühlt. In der zweiten Stufe werden 700g einer 37%igen Formaldehydlösung innerhalb von 5min in gesamter Menge zugesetzt. Danach wird bei 363 bis 368 K und einem Druck von 65kPa bis zu einem Gehalt an Ein- und Zweikernverbindungen von 60,3% kondensiert und bei gleichzeitiger Destillation wird der PF-Leim bis zu einem Feststoffgehalt von 48% aufkonzentriert. Danach erfolgt die Kühlung des Produktes auf < 305KAccording to Example 2 are added to the cooled Alkaliphenolat at 328K1000g 37% formaldehyde solution. After the onset of the exothermic reaction, the condensation is carried out in a first stage at a temperature of 355 to 360 Kund at 8OkPa to a content of trinuclear and höherkernigen compounds of 15.3%. The resulting PF condensate is immediately cooled to 348K with cooling water and / or reduced pressure. In the second stage, 700 g of a 37% formaldehyde solution are added in total within 5 min. Thereafter, it is condensed at 363 to 368 K and a pressure of 65 kPa to a content of one and two-core compounds of 60.3% and with simultaneous distillation of the PF glue is concentrated to a solids content of 48%. Thereafter, the product is cooled to <305K

Der erfindungsgemäß hergestellte PF-Leim weist folgende Kennwerte auf: The PF glue produced according to the invention has the following characteristics:

Viskosität (gemessen bei 293K):Viscosity (measured at 293K): 545 mPa545 mPa Feststoffgehalt:Solids content: 48,4%48.4% Alkalität:alkalinity: 5,8%5.8% Wasserverdünnbarkeit:dilutability: 1;oo1; oo Gelzeit bei 373K:Gel time at 373K: 34,75 mi34.75 mi

Die Analyse des PF-Leimes mittels HPLC ergab einen Anteil von 60,3% niedermolekularer Ein- und Zweikernverbindungen und 39,7% drei- und höherkernigen Verbindungen im PF-Kondensat.The analysis of the PF-glue by HPLC showed a proportion of 60.3% of low molecular weight single and two-core compounds and 39.7% of trinuclear and higher-nuclear compounds in the PF condensate.

Claims (1)

Verfahren zur Herstellung von PF-Leimen, durch Kondensation von Phenol mit Formaldeyhd im alkalischen Medium in mehreren Stufen, wobei gegebenenfalls einem Alkaliphenolat partiell wäßrige Formaldehydlösung zugesetzt wird und die Zugabe weiterer Teilmengen Formaldehyd während der Kondensation erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß in seinem ersten Schritt die Kondensation von Phenol:Formaldehyd:Alkalihydroxid mit einem Molverhältnis von 1:1,5 bis 2,0:0,5 bis 1,0 bei einer Temperatur von 355 bis 363 K und bei einem Druck von 61 bis 101 kPa bis zu einem Gehaltan drei-und höherkernigen Verbindungen von 10 bis 20% geführt und dann das PF-Kondensat auf eine Temperatur von 348 bis 353 K gekühlt wird, anschließend in einem zweiten Schritt die Kondensation durch weitere Zugabo von Formaldehyd bis zu einem Molverhältnis von Phenol:Formaldehyd:Alkalihydroxid von 1:2,? ois 3,0:0,5 bis 1,0 bei einer Temperatur von 360 bis 368 K und bei einem Druck von 50 bis 81 kPa bis zu einem Gehalt an Ein- und Zweikernverbindungen von 55 bis 70% weitergeführt und der PF-Leim auf einen Feststoffgehalt von > 48% auf konzentriert und anschließend auf eine Temperatur von 288 bis 305 K abgekühlt wird.Process for the preparation of PF-glues, by condensation of phenol with Formdedeyhd in alkaline medium in several stages, wherein optionally an alkali phenolate partially aqueous formaldehyde solution is added and the addition of further subsets of formaldehyde during the condensation takes place, characterized in that in its first step Condensation of Phenol: Formaldehyde: Alkali hydroxide having a molar ratio of 1: 1.5 to 2.0: 0.5 to 1.0 at a temperature of 355 to 363 K and at a pressure of 61 to 101 kPa to a content of three and higher-nuclear compounds of 10 to 20% and then the PF condensate is cooled to a temperature of 348 to 353 K, then in a second step, the condensation by further addition of formaldehyde to a molar ratio of phenol: formaldehyde: alkali hydroxide of 1: 2 ,? ois 3.0: 0.5 to 1.0 at a temperature of 360 to 368 K and at a pressure of 50 to 81 kPa up to a content of one- and two-core compounds of 55 to 70% continued and the PF glue on a solids content of> 48% and then cooled to a temperature of 288 to 305 K. Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft die Herstellung von Phenol-Formaldehyd-Harzleimen für wetterfeste Holzwerkstoffe, insbesondere für die Fertigung von Sperrholz aus Weichholz bzw. Weichholzkombinationen.The invention relates to the production of phenol-formaldehyde resin sizes for weatherproof wood materials, in particular for the production of plywood made of softwood or softwood combinations. Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art Es ist bekannt, PF-Leime durch Kondensation von Phenol und Formaldehyd in Gegenwart von Alkalien herzustellen. Dabei bedient man sich als Grundverfahren einmal der Kondensation eines vorgelegten Gemisches aus Phenol, Formaldehyd und Alkalihydroxid oder zum zweiten der Umsetzung von Phenol und Alkalihydroxid zu Alkalipiienolat mit anschließender Formaldehydzugabe und Kondensation dieses Reaktionsgemisches, wobei diese Grundverfahren vielfältig variiert werden können. Die genannten Verfahren arbeiten zumeist mit einem Molverhältnis von Phenol:Fo/rnaldehyd;Alkalihydroxid von 1:2,5 bis 4:0,8 bis 1,5, wobei die hochreaktiven Leime zur Erhaltung der Lagerfähigkeit einen Alkaligehalt von 6 bis 15% enthalten, was sich nachteilig auf die Gebrauchswerteigenschaften der hergestellten Holzwerkstoffe auswirkt. Hauptsächliches Ziel dieser Verfahrensführung ist die Herstellung hochmolekularer PF-Kondensate, die einerseits in der Leimfuge nicht in den Holzwerkstoff wegschlagen und eine ausreichend dicke Leimschicht zur Erzielung einer gleichmäßigen festen Verbindung des Holzwerkstoffs ermöglichen und andererseits eine hohe Reaktivität zur Erzielung kurzer Preßzeiten des Holzwerkstoffs zulassen. Die Adhäsion zwischen Leimschirht und dom Holzwerkstoff ist in der Regel nach dem Heißverpressen durch Reaktion der Methylolgru,~pen des PF-Harzes mit den Hydroxylgruppen der Holzinhaltsstoffe hinreichend ohne besondere Maßnahmen gegeben. Wenn die technologische Kette der Holzwerkstoffherstellung den Schritt des Kaltverpressens fordert, ist die Kaltklebefestigkeit der auf diese Weise hergestellten PF-Leime unzureichend. Dieser Mangel wird immer deutlicher mit der Verarbeitung weicherer Hölzer oder von Kombinationen mit ihnen.It is known to produce PF glues by condensation of phenol and formaldehyde in the presence of alkalis. The basic method used is once the condensation of an initially introduced mixture of phenol, formaldehyde and alkali metal hydroxide or, secondly, the reaction of phenol and alkali hydroxide to give alkali polyionolate with subsequent addition of formaldehyde and condensation of this reaction mixture, these basic processes being varied in many ways. The above-mentioned processes usually employ a molar ratio of phenol: formaldehyde, alkali metal hydroxide of from 1: 2.5 to 4: 0.8 to 1.5, the highly reactive sizing agents containing an alkali content of from 6 to 15% to preserve their shelf life, which has an adverse effect on the utility properties of the wood-based materials produced. The main objective of this procedure is the production of high molecular weight PF condensates, on the one hand wegklicken in the glue joint in the wood material and allow a sufficiently thick glue layer to achieve a uniform solid compound of the wood material and on the other hand allow high reactivity to achieve short pressing times of the wood material. The adhesion between Leimschirht and dom wood-based material is generally given after the hot pressing by reaction of the Methylolgru, ~ pen of the PF resin with the hydroxyl groups of wood ingredients sufficiently without special measures. If the technological chain of wood-based material production calls for the step of cold-pressing, the cold-bond strength of the PF-glues produced in this way is insufficient. This deficiency becomes more and more apparent with the processing of softer woods or combinations with them. Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von härtbaren, hochreaktiven PF-Leimsn Ist, daß in einer Mehrstufenkondensation AlkaliphenolB'i mit Formaldehyd in einem Anteil von zwei Drittel der Gesamtmenge bei Temperaturen von 45°C bis 650C bei Teilvakuumdestillation umgesetzt wird. Danach erfolgt die Weiterführung der Kondensation bis zu 2 Stunden, wobei mit der Zugabe der restlichen Men je Formaldehyd bei Siedetemperatur eine das Mehrfache des Endwertes betragenden Viskosität erreicht wird. Abschließend erfolgt die Einstellung der Endviskosität durch Zugabo von in Lösungsmitteln gelösten Alkalien (DD-WP 81172). Diese Verfahrensweise führt zu einer gegenüber den üblichen PF-Leimen weiteren Erhöhung der hochmolekularen Anteile und damit zur Erfüllung der Zielstellung der Erhöhung der Reaktivität, die aber gleichzeitig geforderte Lagerstabilität ist nur durch den zusätzlichen technologischen Schritt der Zugabe von in organischen Lösungsmitteln gelösten Alkalien zu erreichen. Mit diesen höhermolekularen PF-Kondensaten verschlechtert sich die Kaltklebefestigkeit noch mehr. Daneben ist der Zusatz von Lösungsmitteln kostenaufwendig und brinft Probleme bei der Arbeitssicherheit. Von den Harnstoff-Formaldehyd-Harzleimen sind viele Aktivitäten zur Erhöhung der Kaltklebefestigkeit bekannt (z. B. DD-WP 209839), aber die hier vorgeschlagenen technischen Lösunger sind wegen grundsätzlich anderer Reaktionsführungen auf Phenol-Formaldehyd-Harze nicht übertragbar. PF-Leime zeigen beim Kaltverpressen von Holzwerkstoffpaletten an sich schon eine bessere Klebefestigkeit als Harnstoff- und Melamin-Harzleime. Weiteihin wird versucht, durch Zusätze verschiedenartiger Stoffe die Kaltklebkraft der Kondensationsharze allgemein zu erhöhen. So durch einen Zusatz von Weizenmehl, das aber erst unmittelbar vor der Verarbeitung der LeimfloHe zugemischt wird und von dem ein negativer Einfluß auf die Stabilität der Leimflotte und auf die Wasserfestigkeit der Leimfuge zu erwarten ist. Es wurde auch vorgeschlagen, einen Zusatz einer Lösung von Borsäure in einem mit Wasser mischbaren Amin in einer Menge von 0,05 bis 10% vorzunehmen, wobei diese Lösung unmittelbar vor der Verarbeitung der Leimflotte zugemischt werden kann und bei dem wegen der härtungsbeschleunigenden Wirkung der Borsäure unkontrollierte Einflüsse auf das Zwischenlagern der kaltgepreßten Holzvverkstoffe und das Heißverpressen zu vermuten sind. Ein weiterentwickeltes Verfahren zur Herstellung von PF-Leimen (DD-WP 134363) sieht den Austausch von 25 bis 50Gew.-% Phenol durch Sulfitablauge, bei Beibehaltung der üblichen Kondensationsführung vor. Verbesserung in der Kaltklebefestigkeit weisen diese PF-Leime nicht auf, die zusätzlichen technologischen Aufwendungen infolge der Einführung eines neuen Rohstoffes wirken sich kostenungünstig aus.A known method for the preparation of curable, highly reactive PF-Leimsn Is that is reacted in a multi-stage condensation AlkaliphenolB'i with formaldehyde in a proportion of two-thirds of the total amount at temperatures of 45 ° C to 65 0 C with partial vacuum distillation. Thereafter, the condensation is continued for up to 2 hours, with the addition of the remaining men per formaldehyde at boiling temperature a multiple of the final value amounting viscosity is achieved. Finally, the final viscosity is adjusted by addition of alkalis dissolved in solvents (DD-WP 81172). This procedure leads to a further increase in the high molecular weight fractions compared with the conventional PF adhesives and thus to fulfill the objective of increasing the reactivity, but at the same time required storage stability can only be achieved by the additional technological step of adding alkalis dissolved in organic solvents. With these higher molecular weight PF condensates, the cold bond strength deteriorates even more. In addition, the addition of solvents is costly and brings problems in occupational safety. Of the urea-formaldehyde resin sizes, many activities for increasing the cold-tack resistance are known (eg DD-WP 209839), but the technical solutions proposed here are not transferable to phenol-formaldehyde resins because of fundamentally different reactions. PF glues already show better bonding strength than urea and melamine resin glues when cold-pressing wood-based material pallets. Weiteihin is trying to increase the addition of various substances, the cold tack of the condensation resins in general. This is due to the addition of wheat flour, which, however, is added to the glue flea only immediately before processing and is expected to have a negative effect on the stability of the glue liquor and on the water resistance of the glue joint. It has also been proposed to make an addition of a solution of boric acid in a water-miscible amine in an amount of 0.05 to 10%, which solution can be added just before processing the size liquor and in which because of the curing accelerating effect of boric acid Uncontrolled influences on the intermediate storage of cold-pressed Holzvverkstoffe and the hot pressing are to be suspected. An advanced process for the production of PF glues (DD-WP 134363) provides for the replacement of 25 to 50 wt .-% phenol by sulfite liquor, while maintaining the usual condensation guide. These PF glues have no improvement in the cold tack strength, the additional technological expenses resulting from the introduction of a new raw material have a cost-effective effect.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1996015169A1 (en) * 1993-05-12 1996-05-23 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Resins

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