DE1469518A1 - Traenkharze mit verbesserten Eigenschaften - Google Patents

Description

• Trankharze mit verbesserten Eigenschaften Kondensationsprodukte aus Melamin und/oder Harnstoff mit Formaldehyd werden in großen Mengen in Form ihrer alkoholischen oder wäßrigen Lösungen zur Tränkung von Trägermaterialien, z. B. von Papierbahnen, verwendet, die dann getrocknet und zu Preßschichtstoffen verarbeitet oder auf geeignete Materialien, wie Hartfaser-oder Spanplatten, zur Oberflächenvergütung aufgepreBt werden. Auch als Bindemittel, z. B. bei der Herstellung wetterfester Holzspanwerkstoffe, werden insbesondere Melamin-Formaldehyd-Kondensate herangezogen. Oberflächenvergütungen der genannten Art zeichnen sich durch eine große Härte und Kratzfestigkeit sowie hohe Wasser-und Chemikalienbeständigkeit aus. Ferner besitzen sie eine hervorragende Brillanz und Farbklarheit.
• Melamin-bzw. Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate sind jedoch im ausgehärteten Zustand verhältnismäßig sprdde. Infolge dieser Sprodigkeit neigen z. B. mit derartigen Kondensationsprodukten hergestellte Schichtpreßstoffe zu Rißbildungen. In besonders starkem Maße treten solche Risse in den OberflEchen von Hartfaser-und Spanplatten auf, welche direkt, d. h. ohne Vorbehandlung der Oberfläche durch Aufziehen von z. B. harzgetränkten Papierbahnen als sogenanntes"Underlay"mit Melamin-Formaldehyd-Kondensat-getränkten Papieren beschichtet wurden. Eine solche Vorbehandlung zu beschichtender Trägerplatten verteuert solche Produkte aber beträchtlich.
• Ferner bleiben Melamin-Formaldehyd-Kondensationsprodukte beim Erwärmen verhältnismäßig zähflüssig. Wegen dieser geringen Fließfähigkeit müssen beim Verpressen zum Erzielen einer geschlossenen Oberfläche, eines guten Glanzes sowie befriedigender Verbundeigenschaften von Vergütungsschicht und Trägerplatte relativ hohe PreB-drücke und Temperaturen angewandt werden. So benötigt man zur Herstellung von Schichtpreßstoffen aus Phenolharz-imprägnierten Papieren in den Kernlagen und Melaminharz-imprägnierten Decor-und Overlaypapieren Temperaturen von 130 bis 160°C und Preßdrücke von 90 bis 100 kp/cm2.
• Diese hohen Preßdrücke beeinflussen die technologischen und physio logischen Eigenschaften der Trägerschichten oftmals derart, daß man beispielsweise stark deformierte Verbundwerkstoffe erhält. Die Eigenschaften reiner Melaminharze schließen aber die Anwendung geringer Preßdrücke aus, da dann keine einwandfreie Verbindung von Trager und A-aBenschichten erfolgt und sich keine geschlossenen, insbesondere hochglänzenden Oberflächen ausbilden.
• Man hat schon versucht, zur Verminderung der oben beschriebenen Nachteile, den Aminoplast-Kondensaten Alkohole, Glykole, Kohlehydrate, sowie insbesondere o-und/oder p-Toluolsulfonamide beizumischen. Die durch den Zusatz solcher Stoffe erzielte Verbesserung ist aber verhältnismäßig gering. Gleichzeitig wird jedoch durch den Zusatz dieser Stoffe das Tränken von Papieren mit den Kondensatlösungen erschwert, da diese wesentlich schwerer in die Papiere einziehen.
• Der nachträgliche Zusatz von Toluolsulfonamid zu einer gebrauchsfertien wkalteten Tränkharzlösung verbietet sich ferner wegen der verhältnismäßig geringen Löslichkeit dieses Amids in den wäßrigen Lösungen der Kondensate. Es kann daher den Kondensationsprodukten nur während deren Herstellung zugesetzt werden ; es beeinflußt dann aber den Kondensationsverlauf nachteilig.
• Es wurde nun gefunden, daß harzartige Massen zum Tränken von Papieren fUr die Herstellung von Preßschichtstoffen und zur Oberflächenvergtung von Holzwerkstoffen, welche enthalten : A) 70 bis 95 Gewichtsprozent Melamin-und/oder Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukte, die gegebenenfalls mit andren zur Bildung von Aminoplasten befähigten Verbindungen modifiziert sein können, und B) 30 bis 5 Gewichtsprozent einer Mischung, bestehend aus 50 bis 95 Gewichtsteilen £-Caprolactam, 3 bis 40 Gewichtsteilen o-und/ oder p-Toluolsulfonamid und 2 bis 10 Gewichtsteilen Butyrolacton, wobei sich die Prozentzahlen auf die Summe des Gehaltes an A) und B) beziehen, die geschilderten Nachteile nicht aufweisen.
• Melamin-und/oder Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukte im Sinne der Erfindung sind die nach bekannten Verfahren, z. B. nach den in Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 3. Auflage, 3. Band, abgehandelten Methoden, zugänglichen Umsetzungsprodukte von Melamin-und/oder Harnstoff-Formaldehyd oder anderen Alaehyden.
• Sie können zusätzlich zur Bildung von Aminoplasten befahigte Verbindungen, wie Harnstoff-Derivate oder Dicyandiamid, sowie für solche Kondensationsprodukte übliche Modifizierungsmittel, wie Amine, Sulfide, Carbonsäureamide oder Alkohole, enthalten.
• Die zur Verbesserung der Eigenschaften dieser Aminoplast-Kondensate verwendeten Modifizierungsprodukte können den wäßrigen und/ oder alkoholischen Lösungen der Kondensate in Form wäßriger und/ oder alkoholischer Lösungen der Modifizierungsprodukte zugesetzt werden. So kann eine Mischung aus Toluolsulfonamid, Caprolactam und Butyrolacton in kaltem oder schwach erwärmtem Wasser als 50-prozentige Lösung hergestellt werden und den Lösungen der Tränk-.. ¢. harze bei beliebiger Temperatur, z. B. bei Zimmertemperatur, direkt nach deren Herstellung oder zu jedem beliebigen Zeitpunkt, z. B. unmittelbar vor deren Verwendung, untergemischt werden.
• Auf diese Weise lassen sich, je wach der vorgesehenen Verwendung, aus einer Kondensatgrundlösung dur@ entsprechende Abmischung mit der Lösung der Modifislerungsprodukte verschieden stark modifizierte Tränkharloaur'gen gewinnen. Hierdurch wird die Lagerhaltung und der gesamte Produktionsablauf erheblich vereinfacht.
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• Hinzu kommt als weiterer Vorteil der Erfindung, daß die Lagerstabilität der modifizierten Trankharzlösungen wesentlich höher ist b, ---.,." als diejenige von nach bisher bekannten Verfahren hergestellten Tränkharzlösungen. t .t.i.-.-J'C-,...
• Die Fließfähigkeit der erfindungsgemäß modifizierten Harzlösung ist beachtlich gesteigert und kann je ßoh Wahl des Mischungsver-J<j)n/-'-,-' hältnisses den jeweiligen Verarbeitungsbedingungen angepaßt werden Hinsichtlich der übrigen Eigenschaften, insbesondere der Härtungsgeschwindigkeit, zeigen die erfindungsgemäß modifizierten Kondensate keine Unterschiede gegenUber nicht modifizierten Produkten.
• Durch Zusatz bekannter Härter, z. B. Peroxide, läßt sich ferner die Reaktivität beliebig erhöhen. Die große Elastizität der mit den erfindungsgemäß modifizierten Tränkharzen hergestellten Oberflächenvergütungen erlaubt die Anwendung hoher Preßtemperaturen und somit < kürzester Preßzeiten.
• Ferner sind mit den erfindungsgemäB modifizierten Kondensaten getränkte Papiere hervorragend für die Herstellung nachzuverformender Schichtpreßstoffe sowie zum Kaschieren gebogener Flächen wie Tabletts, Schalen und dergleichen geeignet.
• Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird eine ca.
• 50gewichtsprozentige wäßrige Lösung eines Melamin-oder Harnstoff-Formaldehyd-Kondensates mit 20 bis 30 Teilen einer 50gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung, die bezogen auf die nicht wäßrigen Anteile 85 bis 90 Teile #-Caprolactam, 8 bis 14 Teile o-, p-Toluolsulfonamid und 1 bis 2 Teile Butyrolacton enthält, versetzt und als Tränkharzlösung verwendet.
• Die unter Verwendung einer solchen Tränkharzlösung hergestellten Preßwerkstoffe und Oberflächenvergütungen weisen einen bisher unbekannten Grad an Elastizität und Unanfälligkeit gegen Rißbildungen auf.
• Ferner weist die Tränkharzlösung eine außerordentlich hohe Lagerstabiliät sowie, eine hohe Fließfähigkeit auf.
• Trankharzlosungen, welche nur eine der Modifizierungs-Komponenten enthalten, weisen diese Eigenschaften nicht oder nur in sehr verringertem MaBe auf.
• Erfindungsgemäß können nicht nur Tränkharze modifiziert werden, sondern auch Preßmassen und Bindemittel auf der Basis von Aminoplast-Kondensaten.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Beispiele beschrieben. Die angeführten Teile bezeichnen, sofern nicht anders vermerkt, Gewichtsteile.
• Beispiel 1 Issus Bine Mischung aus 1 261 Teilen (10 Mol) Melamin, 1 622 Teilen 37gewichtsprozentigem Formaldehyd (20 Mol) und 500 Teilen Wasser wird mit werdiinnter Natronlauge schwach alkalisch eingestellt und unter Rühren erwErmt. Nach Erreichen einer Temperatur von 75 bis 80°C resultiert eine klare Lösung. Diese wird bis zur Siedetemperatur erhitzt und unter RUhren und leichtem RtickfluB in schwach alkalischem Milieu so lange weitererhitzt, bis eine gezogene Rrobe bei 20°C nach Zusatz der doppelten Menge Wasser eine Harzausscheidung seigt.
• LSaun B Bine Mischung von 85 Teilen #-Caprolactam, 13 Teilen o-, p-Toluolsulfonamid und 2 Teilen #-Butyrolacton wird in 100 Teilen Wasser unter Rühren und schwachem Erwärmen aufgelöst.
• 85 Teile der Lösung A und 15 Teile der Lösung B werden vermischt.
• Es resultiert in jedem Falle, auch bei tiefen Mischungstemperaturen, eine klare Lösung.
• Ein Overlay-Papier wird mit dieser Tränkharzlösung getränkt und bei 120°C bis auf einen Gehalt von 5 bis 6 Prozent Restfeuchte getrocknet (Harzauftrag = 120 bis 150 Prozent).
• Ferner werden ein Decor-und ein Ausgleichspapier (150 g/m2) wie oben beschrieben behandelt (Harzauftrag = 90 bis 100 Prozent).
• Diese Papiere werden zusammen mi-. 10 Natronzellstoffpapieren (80 g/m2), die mit Phonolharz getränkt wurden (Harzauftrag etwa 100 Prozent), 10 Minuten bei 140°C unter einem Druck von 80 kg/cm2 verpre3t.
• Eine so hergestellte Schichtstoffplatte zeigt bei einer PrUfung auf Rißanfälligkeit, wie sie in DIN 53 799 Abschnitt 2, 4 beschrieben ist, Jédoch auch unter wesentlich verschärften Bedingungen, z. B. nach 20atttndiger Lagerung bei 120°C, keine Risse. Ein nach bekannten Verfahren hergestellter Schichtpreßstoff zeigt unter diesen verschärften Bedingungen starke Rißbildungen.
• <-.--? Beispiel 2 Ein wie in Beispiel 1 behandeltes Decorpapier wird 10 Minuten bei 140°C unter einem Druck von 50 kp/cm2 auf eine Hartfaserplatte aufgepreßt.
• Ein unter Verwendung bekannter Harze, sonst aber gleich behandeltes Decorpapier, wird in gleicher Weise auf eine Hartfaserplatte aufgepreßt.
• Beide so kaschierten Hartfaserplatten werden auf jeweils eine Seite einer Spanplatte mit einem wärmefesten Kleber aufgeklebt (symmetrischer Aufbau). Der so erhaltene beidseitig mit verschiedenartigen Melamin-Formaldehyd-Harzen beschichtete Verbundkörper wird 20 Stunden bei 100°C in einem Umlufttrockenschrank gelagert.
• Die erfindungsgemäß beschichtete Seite zeigt keine Risse. Diejenige Schichtseite, die unter Verwendung der nach bekannten Verfahren gewonnenen Melamintränkharze hergestellt wurde, zeigt bereits nach dreistUndiger Lagerung starke RiBbildungen.
• Beispiel 3 Prüfung auf Fließfähigkeit 8 kreisrunde Decorpapiere (150 g/m2), Durchmesser = 40 mm, getrankt bis auf einen Harzauftrag von 125 + 5 % und bei 120°C bis aufeine Restfeuchte = 4 bis 6 Prozent getrocknet, werden bei 140°C unter einem Preßdruck von 80 kp/cm2 5 Minuten verpreßt.
• Die verpreBte Scheibe wird gewogen, der Harzaustrieb entfernt, die austriebsfreie Scheibe erneut gewogen. Die Gewichtsdifferenz entspricht dem Harzaustrieb, welcher prozentual auf die verwendete Harzmenge bezogen, ein Maß für die Fließfähigkeit ist.
• In nachstehender Ubersicht sind die Fließfähigkeiten in Abhangigkeit des prozentualen Anteils an Lösung B in der Gesamttränkharzlösung wiedergegeben.
• Anteil 0 5 10 15 20 25 30 Lösung B % Fluß % 2, 5 3 3, 6 4, 5 6 8, 2 11, 5

Claims (1)

1. Patentanspruch Harzartige Massen zum Tranken von Papieren fUr die Herstellung von PreBschichtstoffen und zur OberflächenvergUtung von Holzwerkstoffen, welche enthalten : A) 70 bis 95 Gewichtsprozent Melamin-und/oder Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukte, die gegebenenfalls mit anderen zur Bildung von Aminoplasten befähigten Verbindungen modifiziert sein können, und B) 30 bis 5 Gewichtsprozent einer Mischung, bestehend aus 50 bis 95 Gewichtsteilen E-Caprolactam,) bis 40 Gewichtsteilen o-und/oder p-Toluolsulfonamid und 2 bis 10 Gewichtsteilen Butyrolacton, wobei sich die Prozentzahlen auf die Summe des Gehaltes an A) und B) beziehen.