175625. lajstromszámú szabadalom • Eljárás faforgácslemez készítésnél használható karbamid-formaldehidgyanta-enyvek előállítására
3 175625 4 miatt a reakció lúgos tartományban játszódik le, az ammónia a formaldehiddel hexametiléntetraminná alakul. A kondenzációhoz felhasználni szándékozott formaldehid egy részének hexametiléntetraminná való alakulása akadályozza a karbamidnak metiléncsoportokon keresztül nagyobb molekulákká történő térhálósodását, így kristálytiszta, viszonylag kis molekulájú termékek keletkeznek. Mindezeken kívül a termékek reakciókészsége is nagyon lecsökken, mert a reakcióelegy a kondenzáció és a desztilláció ideje alatt sokáig forrásponton van, és így faforgácslemez előállítására alkalmatlan termék keletkezik. A faforgácslemezek előállításának szokásos technológiai körülményei között ezek a termékek a csekély reakciókészség miatt nem keményednek ki. Emellett ezek az enyvek is, adnak le formaldehidet és így a leírás közléseivel ellentétben ezek sem szagtalanok. További hátránya ennek az eljárásnak, hogy csak szakaszosan lehet végrehajtani a reakciót. A találmány célja olyan karbamid-formaldehid-gyanták előállítása, melyek megfelelnek a faforgácslemezek gyártásban való felhasználásra, a velük előállított faanyagokból a megmunkálás és tárolás alatt csupán elenyésző mennyiségű formaldehid szabadul fel, viszont rendelkeznek mindazokkal az előnyös tulajdonságokkal, melyeket a modern forgácslemez-gyártó berendezések megkövetelnek. A feladat tehát az, hogy karbamidot és kereskedelmi vizes formaldehid-oldatot kell megfelelő mólarányban a szabványnak megfelelő enyv-gyantává kondenzálni. Ezt a faforgácslemez, előállítására alkalmas, közel szagtalan karbamíd-formaldehid gyanta-enyv előállítását úgy oldjuk meg, hogy 1: 1,8-tól 1: 2,5-ig terjedő mólarányban karbamidot és vizes formaldehid-oldatot ammónia jelenlétében, 100 °C feletti hőmérsékleten szakaszosan vagy folyamatosan oly módon kondenzálunk, hogy a karbamid-formaldehid keveréket NH4OH- dal 1: 0,04 és 1: 0,2 közötti karbamid-ammónia mólaránynak megfelelő mennyiségben elegyítjük és egy első reakciólépésben 100—140 °C hőmérsékleten és 1—5 atm nyomáson kondenzáljuk 10—60 percig, azután nátronlúg hozzáadásával a pH értékét 7 és 8 közé állítjuk be, és egy második reakciólépésben 40—80 °C-on tovább kondenzáljuk, miközben a karbamid-formaldehid mólarányt karbamid vagy karbamid-oldat hozzáadásával 1: 1,4—1: 1,6 között tartjuk. Az így kapott kondenzátumot adott esetben 40—80 °C közötti hőmérsékleten és 40—600 torr nyomáson betöményítjük. Az eljárást akár szakaszosan, akár folyamatosan megvalósíthatjuk. A folyamatos eljárásnál a reakcióelegyet célszerűen folyamatosan vezetjük be az első reakciólépcsöbe, cirkuláltatjuk, miközben a folyamatosan bevezetett reakcióelegynek a cirkuláltatott reakció elegyhez viszonyított arányát 1: 10 és 1: 50 között tartjuk. A reakcióelegyből a folyamatosan hozzáadott oldatmennyiségnek megfelelő adagot eltávolítunk az első lépcsőből és átvezetjük a második lépcsőbe, ahol aztán 50—80%-os karbamid-oldattal és nátronlúggal elegyítjük, és pH 7—8 között, 40—600 torr nyomáson 40—80 °C közötti hőmérsékleten, a karbamid-formaldehid mólarányt 1 : 1,4 és 1: 1,6 között tartva a továbbkondenzálást addig végezzük egyidejű betöményítés mellett, míg a szilárd-gyanta tartalom az 50—70%-ot el nem éri. A formaldehidet a kereskedelemben kapható 40— 45%-os oldatok formájában használjuk. Használhatjuk azonban egy formaldehidből és karbamidból álló előkondenzátum vizes oldatát is, amelyben a formaldehid feleslegben van. Ilyen oldatokat például formaldehidgáznak vizes karbamid-oldatban való elnyeletésével, vagy tömény vizes formaldehid-oldatban karbamid feloldása útján állíthatunk elő. A találmány szerinti eljárással előállított karbamid-formaldehid-ammónia-gyanták mind a faforgács-kötőanyagként való felhasználás során, mind pedig a kész lemezek tárolásakor jóval kevesebb formaldehidet adnak le, mint amennyit az ez idő szerint megszokott más gyanták. A gyanták nagyon jó tárolási stabilitásukkal és nedvességtűrésükkel tűnnek ki. Külön ki kell emelnünk azt a tényt, hogy a találmány szerinti eljárással készült gyanták, az eddigi eljárással készültekkel szemben semmilyen hátránnyal nem rendelkeznek a feldolgozás szempontjából. Ezek az eredmények ellentmondanak a 2 397 194 lajstromszámú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban foglaltakkal. Ebben a szabadalmi leírásban azt közölték, hogy karbamidnak és formaldehidnek csekély mennyiségű ammónia (1 vagy 2 cm3 ammónia formaldehid-mólonként) jelenlétében történő kondenzációjánál zavaros, hidrofób, instabil termékek keletkeznek, melyek csupán néhány napig tarthatók el, és amelyeknek ezenkívül még átható, kellemetlen szaguk is van. Összehasonlításképpen a következő táblázatban szembeállítjuk egymással a találmány szerinti gyanták, valamint a hagyományos gyanták tulajdonságait, természetesen a felszabaduló formaldehid mennyiségeket is. Táblázat Tulajdonságok Hagyományos enyvek (1 241 612 sz. NSZK közzétételi irat szerint) Találmány szerinti enyvek 2. példa 3. példa Karbamid-formaldehid mólarány 1: 1,5 1: 1,6 1: 1,5 1: 1,6 Gélesedési idő 100°-on 0,6% 178 170 171 180 NH4Cl-dal sec sec sec sec Nedvességtűrés 20°-on 1: 2,4 1: 2,6 1: 3,2 1:4,5 A felszabaduló formaldehid* az enyvfolyadék %-ában a) fafeldolgozáskor 0,45 0,54 0,17 0,16 b) faforgácslemezből (FESYP 0,06 0,08 0,02 0,025 érték) * A felszabaduló formaldehid mennyiségét a) Wild szerint, a Holztechnologie 1964-es kötet 92— 95 old. b) British Standards 1811: 2 rész 1969. megjelent 1973. X. 31. szerint határoztuk meg. A találmányt a következő példákon mutatjuk be. 1. példa 1800 súlyrész karbamidot 5350 súlyrész 37%-os formaiinban oldunk. Ehhez keverés közben fokozatosan 216 súlyrésznyi 25%-os ammóniumhidroxidot adunk 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
