DE1570240A1

DE1570240A1 - Verfahren zur Herstellung von Traenkharzen

Info

Publication number: DE1570240A1
Application number: DE19651570240
Authority: DE
Inventors: Helmut Henkel; Johann Lenz; Dr Georg Roessler; Dr Hans Scheuermann
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1965-02-17
Filing date: 1965-02-17
Publication date: 1970-03-05
Also published as: DE1570240B2; DE1570240C3

Description

"Verfahren zur Herstellung von Tränkharzen" Spanplatten, Sperrholz oder Faserplatten für den Holzinnenausbau werden oft mit Furnieren oder mit bedruckten Papieren, sogenannten Dekorpapieren, überzogen Hierzu werden dUnne Furniere, insbesondere jedoch die Dekorpapiere, mit wäßrigen Lösungen niedermolekularer Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukte (Tränkharze), die normalerweise ein alkalisches pH aufweisen, getränkt und getrocknet und anschließend mit den Holzwerkstoffen heiß verpreßt. Lösungen der genannten Art zeigen zwar ein sehr gutes Durchdringungsvermögen der zu tränkenden Objekte, haben Jedoch den Nachteil, daß die gelösten Kondensationsprodukte noch zur Weiterkondensation befähigt sind und sich daher sehr rasch in der Lösung Flocken bilden und schließlich die ganze Lösung erstarrt.
Solche Tränkharze sind somit nur kurze Zeit haltbar und müssen nach ihrer Herstellung alsbald verarbeitet werden.
Man hat daher versucht, für diese Zwecke neutrale Lösungen von Harnstoff-Formaldehyd-Kondensaten zu verwenden, die keine niedermolekularen Anteile mehr enthalten. Solche Lösungen sind zwar haltbarer, jedoch dringen die gelösten höhermolekularen Kondensationsprodukte nicht genügend in die zu tränkenden Materielien ein, sondern schlagen sich zum Teil auf deren Oberfläche in Form von Filmen und sogenannten Harznestern nieder. Mit diesen Harzen getränkte Papiere oder Furniere ergeben bei der späteren Verpressung mit den Holzwerkstoffen ungleichmäßige Oberflächen, und kleben beim Lagern, wobei die getränkten und getrockneten Papiere oder Furniere üblicherweise aufeinandergeschichtet werden, leicht zusammen.
Es wurde nun gefunden, daß man Tränkharze herstellen kann, die sehr lange haltbar sind und dennoch gut in die zu tränkenden Papiere oder Furniere eindringen, wenn man wäßrige Lösungen, die nebeneinander die beschränkt wasserlöslichen Kondensationsprodukte aus Formaldehyd und aminoplastebildenden Verbindungen und die ersten Umsetzungsprodukte aus Formaldehyd und aminoplastebildenden Verbindungen im Verhältnis 1 : 3 bis 3 : 1 enthalten, bei einem pH-Wert von 7.0 bis 8.5 auf 50 bis 600C erwärmt und der Lösung gegebenenfalls 5 bis 15 O Harnstoff und/oder Thioharnstoff, bezogen auf den Peststoffgehalt, zusetzt.
Zwar sind aus der britischen Patentschrift 339 601 stickstoffhaltige Polykondensate bekannt, die dadurch erhalten wurden, der man wäßrige Lösungen die nebeneinander beschränkt wasserlösliche Kondensationsprodukte und unbeschränkt wasserlösliche erste Umsetzungaprodukte aus Formaldehyd und aminoplastischen Verbindungej nthalten, erwärmt hat; jedoch haben diese Aminoplastlösungen, die bei saurer Reaktion erhalten wurden, entsprechend ihrer Verwendung als Lackbindemittel und Vorprodukte für Preßmassen, gänzlich andere Eigenschaften. Bei dem Versuch, solche Lösungen als Tränkharzlösungen zu verwenden, wird das Harz auf den zu tränkenden Flächengebilden in Porm von Klümpchen und anderen Unregelmäßigkeiten abgeschieden, die vom Fachmann wie schon erwähnt als Harznester bezeichnet werden.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Lösungen zeigen dagegen eine ausgezeichnete Durchdringungsfähigkeit in die zu tränkenden Materialien, und nach dem Abtrocknen sind die Papiere ander Oberfläche vollkommen glatt und zeigen keinerlei Harzfilme. Eine Iiarzaufnaliine von 100 dp, bezogen auf das Gewicht der zu tränkenden Papiere oder Furniere, kann leicht erzielt werden. Mit diesen IIarzen getränkte Papiere oder Furniere neigen beim Lagern in Stapeln nicht zum Verkleben. Beim Aufpressen in der Wärme bei Temperaturen von 90 bis 130°C auf geeignete Unterlagen wird bei guter Härtegeschwindigkeit und guter Fließfähigkeit einc ausgezeichnete gleichmäßige Oberfläche Zur Erhöhung der Tränkgeschwindigkeit und der Abtrocknungageschwindigkeit der getränkten Papiere bzw. Furniere kann man den Lösungen kleinere Mengen Alkohole, etwa 10 bis 20 %, insbesondere einwertige Alkohole, zusetzen.
Aminoplastebtldende Verbindungen im Sinne der Erfindung sind insbesondere Harnstoff, Melamin und Thioharnstoff, Jedoch können auch Mischungen der vorgenannten zur Anwendung gelangen.
Die als Mischungskomponenten benötigten Lösungen beschränkt wacserlöslicher Aminoplastkondensate und erster Umsetzungsprodukte von Formaldehyd und aminoplastebildender Verbindungen können nach den ueblichen, zur Herstellung solcher Kondensate beschriebenen Verfahren z. B. nach Ullmann's Encyclopädie der technischen Chemie, Band 3, Seite 475 ff (1952), erhalten werden. Harnstoff und Formaldehyd gelangen hierbei vorteilhafterweise in einem MolverhäLtnis von 1 : 1,5 bis 1 : 2 zur Anwendung. Zur Darstellung der Lösungen beschränkt wasserlöslicher Aminoplastkondensate wird die Kondensation so lange fortgesetzt, bis eine Probe der Lösung, die üblicherweise einen Feststoffgehalt von ca. 40 % aufweist, beim Verdünnen mit gleichen Teilen Wasser von 200C eine beginnende Trübung durch auageschiedene Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate zeigt. Weiterhin ist es empfehlenswert, den nach dem vorliegenden Verfahren hergestellten Tränkharzen 5 bis 15 % Harnstoff und/oder Thioharnstoff, bezogen auf den Feststoffgehalt, unter Erwärmen auf ca.. 400C zuzusetzen. Durch diesen Zusatz wird eventuell in den Harzlösungen noch vorhandener überschüssiger Formaldehyd gebunden und die Haltbarkeit der Harzlösungen weiter erhöht.
Beispiel 1 1160 Gewichtsteile einer 70 volumenprozentigen wäßrigen Harnstofflösung und 2120 Gewichtateile einer 33 %igen wäßrigen Formaldehydlösung vom pH-Wert 8,0 werden 10 Minuten zum Sieden erhitzt. Alsdann wird mit verdünnter Ameisensäure der pH-Wert auf 4,5 eingestellt. Die Lösung wird so lange unter Rückfluß erwärmt bis eine Probe der harzlösung beim Verdünnen mit 1 Teil Wasser von 20°C beginnende Trübung zeigt. Nach Neutralisation mit Natronlauge wird die Lösung unter Vakuum auf eine Dichte von 1,22 / 2000 eingeengt.
2200 g dieser Lösung werden mit einer wäßrigen Lösung der Methylolverbindungen, die aus 1060 Gewichteteilen 33 %igem wäßrigem Formaldehyd und 466 Gewichtsteilen Harnstoff durch zweistündiges Erwärmen bie pH 8,0 auf 45°C hergestellt wurde, abgemischt. Nach Zugabe von 160 Gewichtsteilen Thioharnstoff erwärmt man bei gleichem pH nochmals 2 Stunden auf 40°C.
In dieser Harzlösung werden bei Raumtemperatur Dekorpapiere getränkt. Die Harzaufnahme, bezogen auf das Papiergewicht, beträgt 100 %. Nach Trocknung bei 12000 bis auf eine Endfeuchte von 7 7 % werden die beharzten Papiere auf Hartfaserplatten bei Temperaturen von 15000 und einem Preßdruck von 25 kg / cm2 aufgepreßt.
Beispiel 2 Die Lösung der Methylolverbindungen wird aus 1594 Gewichtsteilen einer 33 %igen wäßrigen Formaldehydlösung vom pH-Wert 8,5 und 702 Gewichte teilen Harnstoff durch dreistündiges Erwärmen auf 45 bis 5000 erhalten. Alsdann gibt man 2170 Gewichtsteile einer 52 algen neutralen wäßrigen Harzlösung hinzu, die in bekannter Weise durch saure Kondensation aus 1 Mol Harnstoff und 2 Mol Formaldehyd hergestellt wurde und so weit kondensiert war, daß beim Verdünnen von 1 Teil dieser Harzlösung mit 1,5 Teilen Wasser von Raumtemperatur beginnende Trübung eintrat. Das Gemisch wird anschließend 1 1/2 Stunden auf 600C erwärmt und dann abgekühlt.
Beispiel 3 1200 Gewichtsteile einer 70 volumenprozentigen wäßrigen Harnstofflösung und 2190 Gewichtsteile einer 33 %igen wäßrigen Formaldehydlösung vom pH-Wert 8,0 werden 20 Minuten unter Rückfluß zum Sieden erhitzt. Durch Zugabe von verdünnter Ameisensäure wird der pH-Wert der Lösung auf 4,8 eingestellt. Man erhitzt so lange unter Rückfluß weiter, bis 1 Teil der Lösung bei Zugabe von 1 Volumenteil Wasser bei Zimmertemperatur beginnende Trübung zeigt. Alsdann wird mit Natronlauge neutralisiert und die Lösung unter Vakuum auf eine Dichte von 1,225 eingeengt. Manglbt anschließend die Methylollösung aus 1600 Gewichtsteilen 33 %igem wäßrigem Formaldehyd und 1059 Gewichtsteilen einer 70 volumenprozentigen Harnstdfflöxung hinzu und erwärmt bei einem pH-Wert von 7,5 auf 500C über 2 Stunden. Nach Zugabe von 150 Gewichtsteilen Harnstoff wird nochmale 2 Stunden auf 500C erwärmt und daran anschließend die Lösung auf Raumtemperatur abgekühlt.
Beispiel 4 Die Lösung der Nethylolverbindungen wird hergestellt durch vierstündiges Erwärmen von 682 Gewichtsteilen einer 33 %igen wäßrigen Formaldehydlösung vom pH-Wert 8,5, 268 Gewichtsteilen Harnstoff und 60 Gewichtsteilen Melamin auf 40 bis 450C. Alsdann gibt man 877 Gewichtsteile einer 50 % igen neutralen wäßrigen Harzlösung hinzu, die in bekannter Weise durch saure Kondensation aüs 1 Mol Harnstoff und 2 Mol Formaldehyd hergestellt wurde und so weit kondensiert ist, daß beim Verdünnen von 1 Teil dieser Harzlösung mit 1,5 Teilen Wasser von 200C eine Trübung auftritt. Nach Zugabe von 95 Gewichtsteilen Thioharnstoff wird das Gemisch 60 Minuten bei einem pH-Wert von 7,0 bis 7,5 und einer Temperatur von 600C gehalten und anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt.

Claims

Patentanspruch Verfahren zur.Herstellung von Tränkharzen, dadurch gekennzeichnet, daß man wäßrige Lösungen, die nebeneinander die beschränkt wasserlös'lichen Kondensationsprodukte aus Formaldehyd und aminoplastebildenden Verbindungen und die ersten Umsetzungsprodukte aus Formaldehyd und aminoplastebildenden Verbindungen im Verhältnis 1 s 3 bis 3 : 1 enthalten, bei einem pH-Wert von 7.0 bis 8.5 auf 50 bis 600C erwärmt und der Lösung gegebenenfalls 5 bis 15 % Harnstoff und/oder Thioharnstoff, bezogen auf den Feststoffgehalt, zusetzt. zweifach