PT89317B

PT89317B - Processo para o endurecimento de resinas aminoplasticas

Info

Publication number: PT89317B
Application number: PT89317A
Authority: PT
Inventors: Roger Garrigue; Jack Lalo
Original assignee: Norsolor Sa
Priority date: 1987-12-23
Filing date: 1988-12-22
Publication date: 1993-08-31
Also published as: FR2625209B1; NZ227491A; EP0323312A3; ZA889611B; EP0323312A2; US4962182A; ES2036274T3; EP0323312B1; CA1304374C; AU2734888A; AU612445B2; DE3875465D1; ATE81659T1; DE3875465T2; GR3006769T3; FR2625209A1; PT89317A; BR8806816A; JPH01203418A

Description

A presente invenção diz respeito a um processo de endurecimento de resinas aminoplásticas, e, mais particularmente, tem como objecto um novo processo de endurecimento de resinas aminoplásticas de acordo com o qual se utiliza um sistema catalítico que permite influenciar a reactividade das resinas aminoplásticas.

As resinas aminoplásticas são produtos conhecidos utilizados em grandes quantidades na indústria da madeira, em particular para a fabricação de painéis de partículas. As resinas aminoplásticas mais correntemente utilizadas são resinas de ureia-formol. São fabricadas de uma maneira mediante condensação de ureia e formol com um pH compreendido entre 4 e 7 e a uma temperatura próxima da ebulição. De preferência, esta reacção de condensação efectua-se em várias fases.

principal inconveniente das resinas de ureia-formol é provocar emanações grandes de formol livre.

Tentou-se diminuir o conteúdo de formol livre, por meio da aplicação de diversos processos de fabricação. Infelizmente, quando se pretende atingir proporções de formol particularmente pequenas, a experiência mostra que este objectivo é acompanhado simultaneamente por uma diminuição da reactividade e da estabilidade das resinas e por degradação das propriedades mecânicas dos painéis acabados. Também se sugeriu, para suprimir o formol livre, que se utilizem resinas sem formol, em particular resinas â base de soluções de isocianato. Infelizmente, o problema do formol é substituído pelo dos isocianatos, cuja acção no homem é mais prejudicial e mais duradoura que a do formol, visto que se obsevou a presença de grupos isocianato livres nos painéis de partículas mesmo após alguns anos de fabricação.

Foi também proposta a adicição de melamina quando da fabricação das resinas de ureia-formol. Infelizmen te, a utilização de melamina com resinas de ureia-formol clãs sicas só começa a ter efeito a partir de teores que podem chegar a 20% e mais, o que torna a sua utilização comercialmente redibitória, dado o seu custo de produção. Propôs-se assim diminuir o teor de melamina para valores inferiores a 10%. Observa-se então uma diminuição da reactividade destas resinas que é particularmente prejudicial para que se possam manter cadências de fabricação comercialmente acei táveis.

Existe, portanto, a necessidade de resinas de ureia-formol que contêm melamina mas têm simultaneamente boa reactividade, boa estabilidade e conteúdos de formol pequenos e cuja utilização permite produzir painéis de partículas acabados com boas características mecânicas.

A presente invenção diz respeito a um novo processo de endurecimento de resinas aminoplásticas constituídas por resinas de ureia-formol que contêm menos de 10% cLe melamina e têm uma durecidas por meio de proporção molar

F nh₂ inferior a 0,5 enum catalisador constituído por um sal de amónio, caracterizado por o endurecimento das resinas ami noplásticas ser efectuado por meio de um catalisador constituído por um derivado da triazinona de fórmula geral

II

na qual R representa um átomo de hidrogénio e/ou um grupo CH^OH, sendo este catalisador utilizado à razão de 0,01 a 0,2 mole por 100 g de resina seca.

Segundo uma característica importante do processo da invenção, o catalisador utilizado, constituído por um derivado de triazinona, pode ser obtido por diversos processos, por exemplo:

- reacção de ureia e formol ou de um pré-condensado de ureia-formol com um sal de amónio, sendo estes reagentes utiliza dos nas proporções molares seguintes:

Formol igual a 5, pelo menos ureia e Formol igual a 1, pelo menos, sendo o sal (nh₄)⁺ escolhido entre um cloreto,

formato ou um fosfato.

- quer por reacção de hexametileno-tetramina com ureis e formol na presença de um ácido, sendo os reagentes utilizados de preferencia em quantidades estequiométricas,

- quer por reacção de amoníaco com ureia e formol na presença de um ácido, sendo os reagentes utilizados de preferência em quantidade estequiométrica, sendo a quantidade de ácido presente de preferência de um mole por mole de amoníaco.

Segundo a invenção, quando o catalisador utilizado ê fabricado a partir de hexametileno-tetramina ou a partir de amíniaco na presença de um ácido, este último é escolhido entre os ácidos clorídrico, acético, láctico, fórmico ou fosfórico.

Descobriu-se que operando nestas condições, se obtêm misturas colantes à base de resina de ureia-formol que contêm melamina, particularmente reactivas, e que estas resinas permitem fabricar painéis de partículas que têm proporções de emanação de formol livre pequenas, aliadas a boas características mecânicas. Por outro lado, a utilização dessas composições catalíticas permite assim ajustar a proporção que molar

das resinas monoplásticas utilizadas qualquer seja o conteúdo de melamina.

processo da presente invenção consiste em efectuar o endurecimento de resinas de ureia-formol com

- F uma proporção molar — 0,5, sendo os grupos NH₂ a soma total dos grupos NH₂ de ureia e melamina utilizados e com menos de 10% de melamina, por meio de um catalisador de fór-

mula geral:

II

na qual R representa um átomo de hidrogénio e/ou um grupo CHgOH, sendo este catalisador utilizado à razão de 0,01 a 2 moles por lOOg de resina seca.

Segundo a invenção, o catalisador utilizado pode ser obtido por diversos processos:

- quer por reacção de ureia e formol ou de um pré-condensado de ureia-formol com um sal de amónio, sendo estes reagentes utilizados em proporções molares

Formol igual a 5, pelo menos, ureia e Formol igual a 1, pelo menos (nh₄)⁺ sendo o sal de amónio utilizado escolhido entre cloreto, acetato, lactato, formato ou fosfato de amónio,

- quer por reacção de hexametileno-tetramina com ureia e formol na presença de um ácido escolhido entre os ácidos clorídricos, acético, láctico, fórmico ou fosfôrico,efectuando-se a reacção segundo o esquema seguinte:

Hexametileno-tetramina + ácido + formol + ureia derivado de

triazinona

- quer por reacção de amoníaco com ureia e formol na presença de um ácido, utilizando de preferência os reagentes em quantidade estequiomêtrica, sendo a quantidade de ácido presente de preferência de um mole por mole de amoníaco.

	As resinas de ureia-formol que têm uma pro-
porção	P * molar — 0,5 θ contêm menos de 10% de melamina,

utilizadas para a realização do processo da invenção, são resinas conhecidas. São descritas, por exemplo, no pedido de patente de invenção depositado pela requerente e intitulado

Novo processo de fabricação de resinas monoplásticas com libertação de formol muito fraca. São fabricadas, em particular, por um processo em três fases que consiste em:

- numa primeira fase, condesar ureia e formol em solução em uma quantidade tal que a proporção compreendida entre 0,9 e 1,05, numa

F nh₂ nesta fase esteja segunda fase adicionar ureia e melamina de maneira que esteja compreendida entre 0,5 e a proporção

0,9, nesta fase

- numa terceira fase adicionar ureia de modo que a proporção molar

F nh₂

0,5, com adição da resina esteja compreendida entre 0,3 e eventual de bórax no fim da condensação.

Os exemplos que se seguem ilustram a presente invenção.

As quantidades estão expressas em partes em peso.

Exemplo 1

Num reactor equipado com refrigerador, agitador e dispositivo de aquecimento, introduzem-se:

- 1689 partes de um pré-condensado de ureia-formol que con-

têm 56,4% de formol e 23,6% de ureia,

- 582 partes de ureia,

- 529 partes de água.

~ JI

A proporção molar — nesta fase é de

A dicionam-se em seguida, depois desta

1,05.

fase de condensação ácida

- 464 partes de ureia

- 240 partes de melamina.

~ F

A proporção molar — nesta

Na terceira fase ê de

0,62.

fase, adicionam-se 4 partes de bórax e 496 partes de ureia

A resina final obtida tem as características seguintes:

- °’«

- Viscosidade a 20°C : 0,74 Pa.s

- Extracto seco

- pH : 8,34

- Tempo de gel a

100°C : 13 minutos

Preparam-se soluções catalíticas a partir de formureia que tem a composição seguinte:

ureia

20,13% em peso fQCm.oX :

49,02%

J

í

Adicionam-se diversos sais de amónio. 0 qua dro seguinte indica as quantidades de reagentes utilizadas

Sais de	amónio	Massa de sais ou de ácido (g)	massa de água (g)	massa de formureia (g)
formato	de NH.⁺ 4	42,3	125	200
aceta to	de NH₄ ⁺	51,72	147,2	200
lactato	de NH₄ ⁺	71,87	195,8	200
fosfato	de NH₄ ⁺	77,16	77,16	200

Cada solução catalítica foi preparada por aquecimento do sal de amónio na formureia a 70°C, durante uma hora.

Exemplo 2 utilizam-se as diversas soluções catalíticas para o endurecimento da resina descrita no exemplo 1 (6% de melamina) e de outra resina do mesmo tipo que contêm apenas 3% de melamina. Em cada experiência utilizam-se 0,04 mole de catalisador para 100 gramas de resina seca.

quadro seguinte indica os tempos de gel a 80°C (minutos). 0 quadro indica também, a título de comparação, o tempo de gel das mesmas resinas endurecidas de maneira conhecida com cloreto de amónio.

QUADRO (minutos, segundos)

Sais de amónio	Resina a 3% de melamina	Resina a 6% de melamina
formato de NH^⁺	5’	9*
acetato de NH^⁺	11’	16’
lactato de NH^⁺	3’45	6’15
fosfato de NH^⁺	2’ 30	4’
cloreto de NH^⁺	2’15	6’ 30
Testemunha F 0,477 NH₄C1	13’	19’

Exemplo 3

A resina preparada no exemplo 1 é endurecida com os sistemas catalíticos descritos no exemplo 1 a fim de preparar painéis de partículas.

quadro indica as características dos painéis obtidos, assim como as características de painéis fabricados a partir de uma resina conhecida que tem uma pro-

porção - de de maneira	0,535, que contém 6% de melamina, e endureciconhecida por meio de uma solução de cloreto
de amónio.	As características dos painéis foram deter-

minadas segundo as normas seguintes:

- Conteúdo de formol (perfurador)

- Espessura, massa volúmica

- Tracção V 20

- Dilatação % : Norma NFB 51222 : Norma NFB 51250 : Norma NBB 51252

	resina 6% de melamina, F/NH₂=0,47	resinâ 6% melamina F/NH₂=0,535
	catalisador	catalisador	catalisador	catali	cata
	triazinona	triazinona	triazinona	sádor triazi	lisa dor
	acetato	formato	lactato	nona ~ fosfato	NH.d 4
espessura
painel (mm)	16,15	16,05	16	16	16
dilatação
24 horas água fria	15,8	13,4	14,2	12,3	13,7
Tracção per
pendicular (N/mm^)	0,59	0,64	0,67	0,70	0,73
para massa volúmica (kg/nP)	655	674	680	677	690
Flexão
2 N/mm para massa	11,5	11	11	12,1	12
volúmica kg/m^	640	640	640	640	640
Formol
perfurador mg/100 g	9,5	6,6	6,7	5,6	6,4

Claims

reivindicações

1·~ Processo para o endurecimento de resinas aminoplásticas constituídas por resinas de ureia-formol ouc contem menos de 10}. de melamina e têm uma proporção molar inferior a 0,5 endurecidas com o emprego de um catalisador constituído por um sal de amónio, caracterizado por o endurecimento das resinas aminoplásticss ser efectuado por meio de um catalisador constituído por um derivado da triazinona de fórmula geral qual r-rovesenta um átomo de hidrogénio e/ou um rruno j'. :

OH, sendo este catalisador utilizado à razão de 0,01 a 0,2 mole por 100 gramas de resina seca.

2.- Processo para a preparação do catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se fazer reagir ureia e formol ou um pré-condensado de ureia-formol com um sal ds amónio, sendo estes reagentes utilizados nas proporções molares seguintes:

Formol igual a 5, pelo menos ureia e Formol igual a 1, pelo menos, sendo o sal escolhido entre (nh₄)+ um cloreto, um acetato, um lactato, um formato ou um fosfato.

3·- Processo para a preparação do catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se fazer reagir hexa- metileno-tetramina com ureia e formol na presença de um ócido,

sendo os reagentes utilizados de preferência em quantidades estecuiométricas.

4.- Processo para a preparação do catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se fazer reagir amo-

níaco com ureia e formol na presença de um ócido, sendo os reagentes utilizados de preferência em quantidade estequiométrica, e sendo a quantidade de úcido presente de preferência de um mole por mole de amoníaco.

5·- Processo de acordo com as reivindicações 5 θ 4 terizado por o ácido utilizado ser escolhido entre os clorídrico, acético, láctico, fórmico ou fosfórico.

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