Катализатор для поликонденсации мочевино или меламино-формальдегидных смол Советский патент 1981 года по МПК B01J23/04 B01J31/00 C08G14/08 

(.54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ГОЛИКОНДЕНСАЦИИ МОЧЕВИНОШШ МЕЛАМИНОФОРМАЛЬДЕГВДНЫХ СМОЛ Изобретение относится к катализа тору для поликонденсации мочевиноили меламиноформальдегидных смол, применяемых для связывания проницаемых частиц целлюлозы. Известен катализатор для поликон денсации мочевино- или меламиноформальдегидных смол, содержащий во ный раствор неорга.нической соли, 6 вес.% раствор N3250 либо 10 вес. раствор LiCl или КС1 , или NaCltOНаиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является катализатор для поликонденсации мочевино- или меламиноформальдегидных смол, представ ляющий собой водный раствор гал генида щелочного или щелочноземельного металла, например, хлористого натрия или калия, бромистого или йодистого калия, хлористого лития, хлорида магнияj бария или стронция L Недостатком известного катализат ра является недостаточная его актив ность. Так, каталитическое действие известного катализатора, эыраженное через время гелеобразования при 100 С, составляет 90 с приполиконденсации мочевиноформальдегидных смол в присутствии известного катализатора в комбинации с отверждш)Щими веществами, хлористым аммонием в количестве 0,5-5,0 аес.% в расчете на твердое вещество смоЛы и гексаметилентетрамином в количестве 0,0-5,0 вес.% в расчете на твердое вещество смолы. При получении древесностружечных плит с использованием известного катализатора скорость их изготовления составляет 9с. Цель изобретения - повышение активности катализатора. Для достижения поставленной цели катализатор для поликонденсации мочевино- или меламиноформальдегидных смол, содержащий водный раствор галогенида щелочного металла, дополнительно содержит смесь мочевины формальдегида или несмолистого продукта конденсации формальдегида и мочевин при весовом соотношении формальдегида и мочевины в расчете на твердое вещество 5:95-95:5 при следующем соотношении компонентов, вес.%: Мочевина 0,5-30,0 Формальдегид или несмолистый прр.дукт конденсации 1,0-20,0 Галогенид щелочного металла 2,0-30,0 Вода. Остальное Предлагаемьй катализатор обладает повышенной активностью по сравнению с известным. Так, каталитическое действие катализатора, выраженное через время г леобразования при 100 С, составляет 28-35 с при поликонденсации мочевино формальдеГиднЫх смол в присутствии настоящего катализатора в комбинации с отверждаюп(ими веществами; хлористы аммонием в количестве 0,5-5,0 в расчете на твердое вещество смолы и гексаметилентетрамином в количестве 0,0-5,0 вес.% в расчете на твердое вещество смолы. При получении древесностружечных плит с использова нием катализатора скорость изготовле .ния их составляет 7с. Катализатор состоит из оргайической и неорганической компонент и име ет синергетическое свойство. Когда отдельные компоненты одни добавляются к смоле, они ведут определенному повышению скорости отве1к«дения, н если они добавляются в виде композиции, то ведут к повьпиению, которое Bbmie суммы результатов, получаемых в том случае, если каждая компонента добавляется отдельно. В качестве органической компонент катализатора испольЗуют мочевину и формальдегид или несмолистый продукт конденсации мочевины с формальдегидом, а в качестве неорганической ком понейты - любой галогенид щелочного металла. Преимущественно, добавляется также поверхностно-активное вещество в небольших количествах, например от О, 1 до 2%, к катализатору чтобы улучшить дисперсию смолы. Весовое соотношение формальдегида и мочевины в расчете на твердое вещество составляет 5:95-95:5, как в том случае, когда они применяются в виде свободных соединений, так и в том случае, когда они применяются в виде несмолообразного продукта их конденсации. Предлагаемый катализатор можно добавлять в различных количествах в пересчете на содержание твердого вещества 100%, особенно в количестве от 1 до 30% от примененных смоляных твердых веществ. Самым важным является тот факт, что катализатор может заменять часть смолы, не ухудшая свойств конечного продукта. Это достигается не тем, что катализатор добавляют в количествах, которые равны количеству замененной смолы, а тем, что катализатор добавляют в количествах от 50 до 70% от количества замененкой смолы {приведенные величины относятся к весовым процентам и вся композиция составляет 100% твердых веществ). Катализатор благодаря его синергетическим свойствам, может заменять смолу в количествах до 2-кратного ее собственного веса. Такое свойство катализатора проявляется при добавке до 20 вес.% смолы, которая соответствует замене от 40 вес.% примененной смолы. Если он добавляется в меньших количествах, например от 3 до 10%, появляется значительное ухудшение , свойств конечного продукта. Если он добавляется в более высоких количествах,, например до 30%, не наблюдается .никакого различия в свойствах конечного продукта но скорости отверждения значительно повышаются и при этом экономится смола. Склеивание вызывается отверждением смолы при повышенных температурах и давлениях известными способами. Катализатор может применяться при всех видах продуктов, при которых используются мочевиноформальдегидные смолы для связывания продуктов из лигноцеллюлозы, независимо от того, идет ли при этом речь о частицах древесины для изготовления опорных плит с применением плоских прессов или каландров или о древесных шпонах, как, например, при изготовлении фанеры. Качество изготовленных досок или шшт контролируется еженедельно в течение 6 мес. и не наблюдается ухудшение свойств. Предлагаемый реакционноспособный катализатор имеет еще и другое преимущество. Ввиду небольшого колнчестна примененной смолы, в ввду достигнутого улучшенного коэффициента производительности, количество свободного формальдегида при изготовлении

плит и досок значительно уменьшается и полученные доски ( плиты почти не имеют запаха.

При мер 1. Постоянное количество мочевиноформальдегидной смолы $ (.БАСФ 285) при контролируемых условиях температуры и давления получают с предлагаемь1м катализатором, причем состав катализатора варьируют в зависимости от количеств образугощих ка- тапизаторный раствор компонентов. Ка8867264

тализатор применяется не один, а дополнительно к обычному известному катализатору который, как правило, состоит из хлористого аммония, содержаТ а б л и ц а I щего или не содержащего гексаметилен тетрамин. В табл. 1 показан синергетический зффект катализаторного раствора из органических и неорганических компонентов.

.Компоненты, вес.ч.

МочевинофЬрмальдегидная смола (с содержанием твердого ве-щества 65%)

ВоДа

Катализаторный растворХлористый раствор

Х20%-ный раствор

в воде:)

Гексаметилентетрамин

(20%-ный раствор в

воде)

Время гелербразования при , с

Катализаторный раствор

Мочевина С. 100%) Формальдегид (100%) Хлористый натрий

tioo%)

Поверхностно-активное средство (10%-ны раствор в воде)

ВодаВсего:I:OI:ELIII

140 140 140 140 140 10 10 10 10 10

60

60 60 60 60

12121212

f - 888 .8

-5,3510,7016,05

-2,755,508,25

20,020,020,020,0

1,01,01,01,0

79,070,962,854,7

100,0100,0100,0100,0 Проба 1, которую можно рассматри вать как холостой опыт, не содержит катализаторный раствор, а содержит в качестве катализатора только извест1ШЙ хлористый аммоний,имеет при время гелеобразования 90 с. Проба 2 содержит, кроме хлористого аммония, также определенное количество смеси мочевина-формальдегид и имеет несколько повышенное каталитическое действие при времени гелеобразования 85 с при . Проба 3 содержит, хлористого аммония, также определенное количество хлористого натрия, однако без смеси мочевина-формальдегид и имеет немного повьшенное каталитическое деист вне при 100°С и при времени гелеобразования 80 с. Проба 4 содержит, независимо от хлористого аммония, смесь мочевинаформальдегчд и хлористый натрий, причем общее количество добавленной смеси равно количеству -добавленных в пробах 2 и 3 отдельных компонентов. Пробы 4-6 показывают повышенное каталитическое действие благодаря синерге тическому свойству примененных компонентов и полученные .времена гелеобразовани прн ЮОР С-составляют: 60, 35 и 28 с. Различие мезвду пробами 4-6 является следствием различных количественных отношений примененной органической компоненты в ср нёнии с неоргани ческой компонентной катазшзаторного раствора. Установлено, что проба 6, которая содержит повышенное количество органического вещества показьшает также повьшенное каталитическое действие. Пример 2. Изготавливают опор ные плиты, при этом к смеси добавляют предлагаемый катализатор. В трех случаях применяют одинаковое общее ко личеСтво раствора. В табл. 2 показаны отличия относительно различных свойств разных компонентов примененного раствора. Следует заметить, что колонка А относится к раствору, использованному для опрыскивания тонкой древесной муки, которая, в свою очередь, применена для изготовления наружной, поверхности опорной плиты, 3 то время как колонка В относится к раствору, использованному для опрыскивания дре-. весных стружек, которые, в свою очередь; применены для изготовления ядра опорной плиты. Опорная плита изготовляется в этом случае по системе Бизона, т.е. при непрерьшном образовании слоев и при .контролируемых условиях, которые сохраняются постоянными для всех рассмотренных случаев: Влажность мата перед , прессованием, % 10,5-0,5 Температура прессования, .С 2 Давление, кг/ см Качества изготовленной таким путем опорной плиты в трех случаях не имеют заметных различий (табл. 2). Изготовленные- в трех случаях различных растворы приводят к уменьшению времени прессования: проба 1 - 9,25 с на 1 мм неотшлифованной (очищенной наждаком) опорной шшты; проба 2-8,00 с на 1 мм неотшлифованной (очищенной наждаком) опорной плиты; проба 3-7,00 с на 1 мм неочищенной наждаком опорной плиты. Проба 3, которая содержит наибольшее количество органической крмпоненты по сравнению с неорганической компонентой, показывает лучшие результаты.. . . Пример 2 показывает, что в результате применения предлагаемого катализатора можно сокращать время прессования при изготовлении опорных плтлт и одновременно можно при его Применении снижать использование смолы на количество от 30 до 16,90% fпроба 2) или до 21% (.проба 3). Мочевиноформальдегидная смола {с содержанием твердого вещества 65%) 100,0 200,0 70,0 Хлористый аммоний ( 20%-ный раствор. в воде) 68,5 31,0 58,5 1,5 1,0 1,5 Аммиак с 25 Бомэ Катапизаторный раствор 170,0 240,0 170,0 Общее количество Катапизаторный раствор Мочевина (100%) Формальдегид (100%) Хлористый натрий ilOO%) Поверхностно-активное средство (10%-ный раствор в воде) Общее количество - 3 Плотность, кг/м Толщина, мм Модуль упругости Прочность на разрьш, кг/см . 2 Прочность связи, кг/см Водопоглощение,% после 24 ч погружения Процент увеличения набухания после 24 ч погружения

88672610

Таблица 2 8,0 40,0 5,35 2,75 20,0 1,0 1,0 70,9 100,0 140,0 70,0 140,0 20,058..520,0 2,01,52,0 70,040,070,0 240,0170,0240,0 5,3510,7010,70 2,755,505,50 20,020,020,0 1,а1,01,0 70,962,862,8 100,0100,0100,0 Пример 3. Увеличивают скорость изготовления опорных плит зг счет добавления к смеси ( т.е. смеси из хлористого натрия и мочевиноформальдегидных мономеров предлагаемо го катализатора в сравнении со ско- ростью, которая получается при прос той-добавке хлористого натрия без мочевиноформальдегидных мономеров .. Результаты испытаний показаны в табл.. 3, .. Проба 1 независимо от обычных до бавок, которые добавляются к смеси смолы для изготовления опорных плит содержит только хлористый натрий и поэтому имеет время гелеобразования

Компоненты, вес.ч. и свойства

Мочевиноформальдегидная смола (содержание твердого вещества 65%

Вода

Хлористый аммоний

(20%-ный раствор

в воде)

Гексаметилентётрамин

Хлористый натрий

(100%)

Мочевина (100%) Формальдегид (100%) .Общее количество

Время гелеобразования, с

Время прессования,

С на 1 ммТолщина неочищенной

наждаком опорной

плиты

Ъ

Плотность, кг/м

Толщина, мм

Модуль упругости

Проба

.

140 43,42

12 8

12

9,63 4,95 230,00

28

7

640 16,20 23200 6 80 с, в то время как проба 2 содержит такие же добавки, как проба 2, но дополнительно еще мочевиноформальдегидные мономеры, а также одинаковое количество хлористого натрия, и имеет поэтому время гелеобразования 28 с. Изготовленные при одинаковых условиях с применением установки Бизона для двух проб опорные плиты показывают скорость изготовления 9 с на 1 мм в случае пробы 1 и 7 с на 1 мм в случае пробы 2. Достигнутые механические свойства согласно ДИН 5236052365 в обоих случаях одинаковы. Таблица 3

Процент увеличения набукания после 24 ч по.гружения

Пример 4. Повышают количество замены, полученной при добавке предлагаемого ка.тализатора мочевиноформальдегидной смолы, по сравнению с меньшей заменой, которая достигнута при применении только хлористого натрия без добавки мочевиноформальдегидных мономеров, причем изготавливают опорные плиты, которые в обоих случаях имеют эквивалентные механические свойства.

Замена в случае хлористого натрия .относительно смолы составляет 1:2.

Запас древесных стружек после распьшения обрабатывается указанными в табл. 4 соответствующими составами.

Состав 1 служит как холостая проба без замены cMojai. Составы отличаются друг от друга тем, что в составе 2 сделана замена твердых веществ смолы только хлористым натрием, в то время как в составе 3 ( предлагаемом) сделана замена смолы смесью хлористого натрия с мочевиноформальдегидными мономерами.

В составе 2 19,5 ч. твердой смолы заменяются 19,5 ч. твердого хлористого натрия.

Мочевиноформальде100гидная смола

Содержание твердого вещества в мочевиноформальдегидной ,.смоле 65

13,4

14,9

В составе 3 39 ч. твердой смолы заменяются 19,5 ч. твердого реакционноспособного катализатора ( т.е. хлористый натрий, мочевина и формальдегид).

Следовательно, в составе 1 заме на 1:1, в то время как в составе 2 замена 1:2.

Изготовленные с обеими смесями опорные плиты имеют одинаковые механические свойства, хотя состав 3 имеет более низкое содержание твердых веществ. В обоих случаях опорные плиты изготавливаются по системе Бизона, т.е. с непрерывным образованием слоев при контролируемых условиях, которые в обоих случаях.остаются постоянными:

Влажность мата перед прессова10,5+0,5 нием, %

Температура прес210сования, С Давление, кг/см

25

Свойства (.качество) изготовленных опорных плит указаны в табл. 4. Таблица 4

160

80

180

90

104,0

58,5 117,00 52

130

Реакционноспособный катализатор

100% твердых веществ .

100% твердых веществ

А -1- ВВодаОбщее количество 170,00 240,00 170, раствора смолы Общее содержание 65 131,6 65,0 твердого вещества Содержание твердого 38,3 54,8 38,2 вещества, % Части замененных Твердых Ьеществ смолы Части твердьк ве-ществ смолы А ,(замена А + В) % смолы, замененной через А + В Отношение количества д6ба зленных твердых заменителей к количеству замененных твердых веществ мочевины

Плотность, кг/м.

645

6,5 13,0

19,5 15,83 31,6

630

625 240,00 170,00 240,00 131.,6 58,50 118,60 54,8 34,4 49,4 13,0 13,0 26,0

Прочность при изгибе, кг/см

Водопоглощение, % после

24 ч погружения 45

Процент увеличения набухания после 24 ч погружения14

Реакционноспособный

Мочевина (100% ) Формальде гид (100%) Хлористый натрий (100%) Всего

Пример 5.В тех случаях, когда желательны высокие степени замены необходимо применять предлагаемую смесь, чтобы обрызгивать сырье за одну стадию, как это осуществляется у всех типов систем, которые применяются для изготовления опорных плит.

Если добавляется только хлористый натрий к смоле, без добавки мочевиноформальдегидных мономеров, также требуется, независимо от того факта, что скорость небольшая, как по-казано в уже описанных примерах, отдельное обрызгивание древесных стружек хлористым натрием с последующей сушкой древесной смеси и с дальнейшим нанесением клея. Это обуславливает применение дополнительных устройств, которые являются дорогими и уменьшают производительность.

Дополнительные стадии требуются ввиду небольшой растворимости хлористого натрия в воде и также по той причине, что в этом случае замена в смоле достигается добавкой такого количества твердых веществ, которое равно количеству твердых веществ в замещенной смоле. Чтобы заменить более высокие количества смолы в сме19 10 71 100

си требуется слишком много воды, которая не может осушиться за одну стадию в прессе в течение обычных времен прессования.

Предлагаемая смесь применяется для замены повышенных количеств смолы, без использования слишком большого количества воды, и причем изготовление возможно в одну стадию, как это обычно, осуществляется при изготовлении опорных плит, без изменения производственных стадий. Это возможно благодаря тому, что растворимость в воде выше и поэтому применяется мало воды, замена достигается также добавкой только половины количества замещенного материала, в пересчете на твердый материал.

Для достижения одинаково высокой степени замещения ( 35% в примере 5

при применении реакционноспособного предлагаемого катализатора получают большее время гелеобразования и поэтому более высокую скорость производства (смесь 3). При применении только хлористого натрия без добавки мочевиноформальдегидных мономеров получают более высокое время гелеобразования, так как добавленные заместители в этом случае действуют как замедлители вместо катализаторов (смесь 2) Все названные пункты полу.чаются из. смесей табл. 5. В. табл. 5 представлены три смеси. Смесь 1 рассматривается как холостой опыт, в котором смола применяется без каких-либо заместителей ( заменителей ). Смесь 2 содержит только хлористый натрий, который заменяет смолу, и смесь 3 содержит реакционноспособный предлагаемый катализатбр, т.е. смесь из хлористого натрия и мочевинофор- маУиьдегидных мономеров. Процент замещенной смолы в смесях 2 и 3 составг ляет соответственно 35%. В смеси 3 добавлены 37,5 ч. реакционноспособного; катализатора, которые заменяют 68,5 ч. хлористого натрия, которые заменяют такое же количество смолы, т.е. 68,5 ч. смолы. Это показьшает, что достигнуто замещение 1:1,8, в то время как при при менении только хлористого натрия достигнуто замещение 1:1. Общее количество раствора, смолы в смеси 3, которое содержит реакционноспособный предлагаемый катализатор сохраняется при такой же величине в смеси 1. Это невозможно в случае смеси 3, в которой добавляется только хлористый натрий, ввиду большого коли чества воды, которая требуется в смеси по причине .высокого замещения смолы,л Время гелеобразования в холостом опыте составляет 60 с. В содержащей реакционноспособный катализатор смеси 3 получают более низкое время гелеобразования 40 с, которое позволяе иметь более высокие производственные нормы или скорости. В смеси 2, в которой применяется только хлористый

Мочевиноформальдегидная смола

Твердые вещества смолы .

Хлористый аммоний 20%-ный раствор)

65

65 42

130

130 84,5

42

84,5

8

8 620 натрий, время гелеобразования со тавляет 110 с, так как добавленные компоненты действуют как замедлители вместо катализаторов. Колонка А во всех трех случаях относится к примененному для опрыскивания тонкой древесной муки раствору, который используется для изготовления наружной поверхности опорных плит, в то время как колонка В во всех трех случаях относится к примененному для опрыскивания древесных стружек раствору, который используется для изготовления ядра опорной плиты. С применением смесей смолы, которые указаны в трех случаях табл. 5, изготовляются опорные плиты. При использованном способе изготовления речь идет о системе Бизона и условия во всех случаях сохраняются постоянными:Влажность мата церед прессованием, % 10,510,5 Температура прессо Свания, -С 2. 20 Давление, кг/см35 Качество изготовленной опорной плиты соответствует ДИН 52 360-52 365 и оно не имеет различий вслучаях 1 и 3. В случае 2, где имеется только хлористый натрий вместо реакционноспособного предлагаемого катализатора, свойства изготовленной опорной плиты не определены, так как полученные плиты растягиваются уже при нормальных временах прессования. Это показывает, что даже примененный хлористый натрий не может давать высоких степеней замещения порядка 35%, если он применяется для изготовления опорных плит только с одной стадаей опрыскивания по известному способу. Таблица 5 Реакционноспособный катализатор (100% ) Реакционноспособный катализатор А + ВОбщее количество раствора смолы170 24 Общее содержание твердого вещества65 13 Содержание твердого вещества 88,2 54 Части замещенной твердой смолы- Части замещенной через А + В твердой СМОЛЬ % смолы, замещенной А «- ВОтношение добавленного твердого заТ1естителя к замещенным твердым веществам смолы Время гелеобразования, С60 Реакционноспособный катализатор, % Мочевина (100%)30 Формальдегид ( в пересчете на 100% твердых веществ 15 Хлористый натрий (100%) 55

Пример 6. Синергетическое действие наблюдается, когда смесь хлористого натрия вместе с несмолистым продуктом конденсации мочевиноформальдегидных мономеров добавляют к составу смолы. 12,5 25 2 ,161,5 22,5 45 13,5 346,0 170,0 240 5 54,5 111,1 0,8 54 53 3

указаны в табл. 6.

Проба 1 независимо от обычных добавок, которые добавляют к составу смолы для изготовления опорных плит, 1 содержит только хлористый натрий и имеет время гелеобразования 49 с.

Проба 2 содержит мочевиноформальдегидный кодценсат и имеет время

Мочевиноформальдёгидная

смола (содержание твердых

веществ 65%;

Хлористый аммоний {20%-ны

раствор в

Аммиак 25 Бомэ

Хлористый натрий {1007о) Мочевина (100%)

Формальдегидная мочевина (18%-ный раствор в воде)

Вода

Общее количество

Бремя гелеобразовання

при , с

Формальдегидная мочеви Формальдегид

Мочевина

Вода

Пример 7. Синергетическое свойство .установлено, когда смесь хлористого калия вместе с продуктом конденсации мочевиноформальдегидных мономеров добавляют в состав смолы.

Полученные результаты указаны в табл. 7, в которой проба 1 представляет холостой опыт, причем содержит воду вместо предлагаемрго катализатора.

содержат хлористый натрий и мочевиноформальдегидный конденсат, сумма которых как раз соответствует примененному в пробе 1 количеству хлористого натрия, все в пересчете на 100% твердых веществ. Пробы 3 и 4 имеют более низкое время гелеобразования, чем пробы 1 и 2, н имеют время гелеобразования 42 с.

Таблица 6

i40

42

Проба 2 содержит хлористый калий и пробd 3 содержит смесь хлористого калия и |сонденсата мочевиноформальдегидных мономеров.

Проба 1 имеет время гелеобразования 93 с, проба 2 имеет слабое каталитическое действие при времени гелеобразования 82 с, проба 3, которая содержит реакциоиноспособный предлагаемый катализатор показывает однако неожиданное высокое каталитическое действие с временем гелеобразования 42 с

25 140 140 140

8,8 8

3 3 3

- 12 12

- - 7,38

- - 9

75 63 46,62

226 226 226

93 82 42

а

55

25

Пример 8. Изготовляют фанернзж) опорную плиту. Предлагаемый катализатор может применяться также для склеивания плоских досок (плит ), как, например, для изготовления фанеры листовых слоистьрс пластинок, фанерных плит (досок) или других многослойных плит или многослойных досок, в этом случае фанерная планка типа Тиама с толщиной мм и с содержанием влаги 10% наклеивается на обе поверхности очищенной наждаком опорной плиты с тогадиной 1 5 мм,размером 185x305 см И с содержанием влаги 9%. Клей распределяется на опорной плите при помощи устройства для распределения клея.

Плиты прессуются под давлением 7 кг/см при . В пробе 1 приме88672626

Таблица 7

няется нормальный состав клея, в то время как в пробе 2 применяется предлагаемый состав.

4S

Составы 1 и 2 указаны в табл. 8.

В то время как плиты, изготовленные с составом пробы 1, требуют времени прессования 2 мин плиты изготовленные с составом пробы 2, требуют

SO времени прессования только 1,7 мин. Клеевой состав, использованный с применением предлагаемого катализатора для изготовления фанерных опорных плит, имеет следующие свойства:

55

Повьшение скорости изго-.

15 26 товления, % Экономия клея, %

27 Таблица 8

Проба

Компоненты, вес.ч.

Мочевиноформальдегидная смола (содержание твердых веществ 65%) 100 70

Хлористый аммоний (20%-ный раствор в воде)

Хлористый натрий

Мочевина (00% )

Формальдегид (100%

Вода

Мука

Общее количество

идная твер140

/ во8

2

)

886726

28

Пример 9. Синергетическое свойство наблюдается, когда смесь хлористого натрия вместе с мочевиноформальдегиднь Ми мономерами добавляется к составу смолы на основе меламиноформальдегидной смолы( Каурамин 542 фирмы БАСФ).

Полученные при этом результаты указаны в табл. 9.

Проба 1.является холостой пробой. Проба 2 содержит независимо от обычного состава смолы хлористый аммоний и аммиак, а также хлористый натрий. Проба 3 содержит независимо от обычиого

состава смолы хлористый аммоний, аммиак, а также мочевину и формальдегид. Все эти пробы имеют одинаковое время гелеобразования (65 с. Проба 4 с.одержит независимо от обычного состава смолы хлористый аммоний и аммиак, а также мочевину, формальдегид и хлористый натрий,, причем общая сумма указанной смеси равна количеству добавленных в пробах 2 и 3 отдельных

компонентов. Проба 4 иллюстрирует

применение предлагаемого катализатора, имеет более низкое время гелеобразования (48 с).

в .

Таблица9

140140

140

88

8 2

22

12

12

3,23,2

1,651,65

71,1559,15

64 226

76

226226 V 226

48

65

65 Подобные результаты получаются, когда в указанных примерах хлористый натрий или хлористый калий заменяется хлористым литием или фторидами, бромидами или иодидами натрия, калия или лития. Пример 10. Показаны экстремальные значения приведенных соотношений. Приготовлены три раствора со следующими рецептурами, вес.ч.: f 2L 3 Формальдегид (в расчете на

В растворе1 отношение органических к неорганическим компонентам составляет 10,0/1,0, а в растворе 2 0,1/1,0. В обоих образцах содержание твердых веществ .составляет 29%. Раствор 3 является более концентрированным и содержит 57% твердых компонентов, причем отношение органических

Мочевиноформадьдегидное клеящее вещество (65%)

Раствор хлористого аммония V15%)

Эмульсия

Гексаметилентетрамин (в 20%-ном pacтвope

Раствор 1 Раствор 2 Раствор 3 Вода

Каждый состав использован для обработки 10 кг древесных стружек. С помощью каждого из составов изготовлено (вручную) по три древесностружечных плиты. Плиты прессуются со скоростью 1 мм за П с 1/П 0,099 мм/с) . Температура пресса 200 с давление 35 кгс/см 2.

В табл. 11 представлены результаты, полученные как среднее значение из трех измерений.

Ясно, что все три состава являются зквивалентными: и что они лучше состава 4 ( контрольные)j т.е. не содержит предлагаемого катализатора.

Таблица 10

1177 1177 1177 1385

270 270 270 270 77 77 77 77

203

203

203

208

208

53 53

53 6 к неорганическим компонентам равно 4,8/1,0. Растворы использованы в составах 1-3, представленных в табл. 10, которые, в свою очередь, использованы для приготовления 16 мм древесностружечных плит. Состав 4 является контрольным, в котором используется обычное мочевиноформальдегидное клеящее вещество без добавления предпагаемогр катализатора. Древесностружечные плиты изготовлены на лабораторном пресс,е размером 40 X 56 ,см.

31

Растворы использованы в составах 1 и 2, представленных в табл. 12, которые, S свою очередь, использованы для 16 мм древесностружечных йлит.

Состав 3 является контрольным с использованием обычных мочевиноформальМочевиноформадьдегид-нее клеящее вещество (65%)

Раствор хлористого аммония 15%)

Эмульсия Раствор Г Раствор 2 Вода

88672632

Т а б л и ц all

Ясно, что все три состава являются эквивалентными и более лучшими, чем состав 3 ( контрольный , т.а. изготовленный без предлагаемого катализатора. Та б л и ц а 12

1177 1385

1177

Проведень . опыты с хлористым калием. G этой целью в растворе 2 (сравнительные опыты хлористый натрий заменяется хлористь1м калием. Для сравнения используется состав 3 из табл. 10 тех же опытов. Как и в опытах в составе 2 используется раствор 2, содержащий хлористый калий. При этом получены следующие результаты:

Сравнительный пример

Плотность, кг/см 680 695

Прочность при изгибе, кг/см 175 183 .

Пределпрочности

при растяжении,

кг/см 4,8 4,6

Набухание через

2 ч, % . 14,0 13,0

Водопоглощение

через 24 ч, % 23,0 25,0

Соотношение формальдегида и мочевины в органическом компоненте составляет от 95:5 до 5:95, причем имеется в виду, что оба продукта имеют 100%-ную концентрацию.

Примеры для итлюстрации изложенного могут быть взяты из дополнительных примеров, приведенных ниже. Приготовлен три типа растворов

состава, вес.ч.:

4-2. 3

Формальдегид

44%239 28 151

Мочевина 6 219 94

Хлористый натрий220 220 220 Вода 535 533 535

В растворе 1 соотношение формальдегида (взятого из расчета -100%) и мочевины составляет 95i5 вес.ч.в растворе 2 - 5:95 вес.ч.; в растворе 3 - 41:59 вес.ч.

Растворы использованы в соста вах 1-3, представленных в табл. 14, которые, в свою очередь, использованы для изготовления 16. мм древесностружечных плит. Састав 4 является контрольным с использованием обычных мочевиноформальдегидных клеящих веществ и известного метода.

Древесностружечные плиты изготовляются на лабораторном прессе размером 40 X 56 см.

Каждый состав используется для обработки 10 кг древесных стружек. С помощью каждого состава вручную изготовляются три древесностружечных плиты.

Одна плита прессуется со скоростью 1 мм за 10 с, другая - 1 мм за 9 с и третья -.1 мм за 8 с.

Температура пресса составляет , давление прессования 35 кгс/см.Показатели плит приведены в табл. 15.

Из табл. 15 вытекает, что три состава 1-3 являются эквивалентными и более лучшими, чем состав 4 ( контрольный), т.е. не содержит предлагаемого катализатора..

Те же самые результаты получаются, когда органическая часть катапизато- . ра получается путем конденсации формальдегида с мочевиной без образования смолы.

1

2

3

4

2

3

4

1

2

3

4 Сравнительный опыт Приготовлено два различных раствора: известный (раствор 1) и предлагаемый (раствор 2). В табл. 16 приведены составы известного и предлагаемого растворов. . Состав, вес.% Раствор -|--- 1 2 МочевиноформальдегидНЬ1Й клей ( 65%) Мочевиноформальдегидный конденсат (80%) 60,75 4,5 29,25 1,9 Мочевина 10,00 5,0 Хлористый натрий Вода 100,00 100,0 Итого Процент твердых веществ 88 Конденсат содержит,вес.% формальдегид 55, мочевина 25, вода 20. Для растворения твердых веществ при приготовлении раствора 1 необходимо около 8 ч интенсивного перемеши вания, в то время как при приготовле .НИИ раствора 2 -для растворения твердых веществ необходимо лишь несколько минут. Это является существенным преимуществом, когда речь идет о способе по лучения необходимого продукта. Указанные растворы используют в соответствующих составах 1 и 2,-указанных в табл. 17. Т а б л и ц а 17 Мочевиноформальде гидный клей { 65% ) Хлористый аммоний (15%-ный раствор) 0150 0150 015 Эмульсия парафина 0077 0077 007 Аммиак (25% ) 0005 0005 000 13,6 138 Продолжение табл. омпоненты и сваойства | Состав Раствор 1 Раствор 2. Вода Итого 1324 1670 1670 Количество твер887 882 961 дых веществ Время гелеобразования при , с 67 79 82 Время жизни в сосуде при комнатной темпе1,5 20,5 19 ратуре, ч Состав 3 с мочевиноформальдегидным клеем ( контрольньШ) приготовлен в соответствии с известным способом. Из табл. 17 можно заметить, что составы 1 и 2 приготовлены таким образом, чтобы количество твердых веществ в них было одинаковым, для того чтобы составы можно бьшо сравнить. Из табл. 17 видно также, что состав 2 показывает более короткое время гелеобразования, чем состав 3. Предлагаемые составы дают более короткое время гелеобразования и в то же время более короткие циклы прессования. Обычно быстрые клеи дают более длительную предварительную вулканизацию. Это заметно также на составе 1, который дает более короткое время гелеобразования, чем составы 2 и 3, но определенно очень короткое время жизни в сосуде,-что приводит к сильной предварительной вулканизации, и таким образом в промышленности плита полностью вулканизируется еще до достижения пресса. Составы 1-3 используют в одинаковых условиях для изготовления 16 мм древесностружечной плиты на лабораторном прессе, имеющем размер 40 х X 36 см. Каждый состав применяют для обработки 10 кг древесных стружек . Для каждого состава вручную изготовлено по три плиты. 39886 Одна плита прессуется со скоростью 10 с/мм, другая - 9 с/мм и трртья - 8 с/мм. Температура, пресса составляет 200°С и давление 35 кг/см

Из табл.,18 видно, что в то время как плиты с составом 2(предлагаемый) ПОсвойствам лучше, чем плиты состава 3 ( контрольный)

Плиты состава 1 (известный) хуже по свойствам, чем плиты, приготовленные с использованием состава 2.

Очень важно, что при времени прессования 8 с/мм, представляющее собой время прессования соответствующее применяемому в промьпиленности, невозможно получить плиты при использовании состава 1. Плиты полностью разрушаются.

Состав 1 применим только в лаборатории, если речь идет о древесностружечных плитах или для получения твердого картона.

Для того, чтобы расширить область галогенидов щелочных металлов, приготовлен раствор, использованный для приготовления древесностружечных плит, которые подвергаются испытаниям для оценки их механических характеристик. Состав раствора следующий, г:

25,9 20,8 25,6 25,4 18,5 24,9

21,4 20,4

Формальдегид

(в форме 100%-ного)

Мочевина

Хлористый литий

Вода

раствор использован для рецептуры 2, приведенной в табл. 19, которая, в свою очередь, использована для изготовления древесностружечных плит.

Рецептура 1, приведенная в табл.19 (контрольная использована для сравнения .

Древесностружечные- плиты изготовлены на лабораторном прессе с размерами 40 X 56 см.

Каждая рецептура использована для опрыскивания 10 г древесных стружек. Из каждой рецептуры получены три древесностружечные плиты. Плиты прессуют при 11 с/мм. Температура пресса составляет 200°С, давление 35 кг/см

В табл, 20 приведены результаты, являющиеся средними из трех определений. 726 . Результаты по исследованию плит приведены в табл. 18 ( лабораторные тесты проводились из-за невозможности применения известного продукта в промышленно сти). Таблица 18 Рабочие условия такие же, как это описано в предшествующем примере. Измеренные свойства рецептур 1-4 приведены в табл. 22. . Таблица 22 Формула изобретения Катализатор для поликонденсации мочевнно- или меламиноформальдегидных .2S 10 15 20 смол, содержащий водный раствор галогенида щелочного металла, отличающийся тем, что, с целью повышения активности катализатора, он дополнительно содержит смесь мочевины и формал| дегида или несмолистого продукта конденсации формальдегида и мочевины при весовом соотношении формальдегида и мочевины в расчете на твердое вещество 5:95-95:5 при следующем соотношении компонентов, вес.%: Мочевина . 0,5-30,0 Формальдегид или несмолистый продукт конденсации 1,0-20,0 Галогенид щелочного металла2,0-30,0 ВодаОстальное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3826770, кл. 26Q-29.4, опублик. 1974. 2.Патент США 3905847, кл. 156-62,2, опублик. 1975Спрототип.