DE1669759A1

DE1669759A1 - Verfahren zur Herstellung von Presswerkstoffen

Info

Publication number: DE1669759A1
Application number: DE19681669759
Authority: DE
Inventors: Clad Dipl-Ing Dr Werner Helmut; Skark Dr Leopold; Otto Wittmann
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1968-02-29
Filing date: 1968-02-29
Publication date: 1970-07-09

Description

Verfahren zur Herstellung von Preßwerkstoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Preßwerkstoffen auf der Grundlage von pflanzlichen Rohmaterialien mit vermindertem Quellvermögen.
Preßwerkstoffe aus Zerkleinerungsprodukten pflanzlicher Rohmaterialien, insbesondere solche aus Holzspänen oder -schnitzeln, wie Holzspanplatten, neigen vermöge ihres Cellulosegehaltes zur Wasseraufnahme unter Quellung. Diese schon von massiven Hölzern her bekannte, störende Erscheinung tritt auch bel moderne, an sich wegen ihrer Verzugsarmut geschätzten Werkstoffen aus mit Bindemitteln unorientiert verklebten Zerkleinerungsprodukten der klassischen Werkstoffe auf und schränkt die Verwendbarkeit solcher Preßwerkstoffe ein.
Da der Verwendung von größeren Mengen an Bindemitteln zur Unterdrückung der Wasseraufnahme der Werkstoffe Grenzen gesetzt sind, versucht man, die Quellung durch Zusatz von Hydrophobierungsmitteln wie z. B. von Wachs zu begegnen.
Auch die Verbesserung der Bindemittelwirkung selbst durch Erhöhung der Preßtemperatur und/oder eine thermische Nachbehandlung ist zum Zwecke der Quellverminderung schon angestrebt wordeno Die Wirksamkeit derartiger Maßnahmen ist jedoch durch die Gegebenheiten des Werkstoffes Cellulose begrenzt. Zu hohe Temperaturen führen wegen. des Wassergehaltes der Bindemittel und der Rohmaterialien zur hydrolytischen Zersetzung ("Verhornung") der Werkstoffe ; auch Verfarbungen bis zur Verkohlung bzw.
Selbstentzündung treten auf. Aufgabe der Erfindung war es demnach, mit chemischen Mitteln eine Verbesserung der Wasserbeständigkeit bzw. des Quellverhaltens der Werkstoffe zu finden.
Es wurde nun gefunden, daß die Herstellung von Preßwerkstoffen auf der Grundlage von Zerkleinerungsprodukten pflanzlicher Rohstoffe und von Phenop : last-oder Aminoplast-Kondensaten als Bindemittel durch Wärmeverpressen der mit Bindemittelzubereitungen behandelten Zerkleinerungsprodukte zu Werkstoffen mit erhebl-ich verbesserter Wasserfestigkeit und herabgesetztem Quellvermogen bei gleichzeitig überraschend verbesserter mechanischer Festigkeit führt, wenn die Zerkleinerungaprodukte vor der bindemittelbehandlung mit Isocyanaten behandelt werden.
Im Gegensatz zu der an sich bereits vorgeschlagenen Verleimung von Holzwerkstoffen mitels Leimharzen auf der Grundlage von Polyisocyanaten kommt es dabei dara. uf a. n, Isocyanate in der Weise auf die zerkleinerten Rohmaterialien einwirken zu lassen, daß eine Imprägnierwirkung entsteht d. li. daß die Cellulose bzw. die natürliche Restfeuchte des Rohmaterials mit den Isocyanaten reagieren kann, ohne daß-bei mehrwertigen Isocyanaten-diese für den eigentlichen Verleimungsvorgang, der in bekannter Weise den Phenoplast-oder Aminoplastharzen vorbehalten biejbt, herangezogen werden.
Erfindungsgemäß werden ale Isocyanate vorzugsweise bei Raumtemperatur flüssige und niedrigviskose ein-oder mehrwertige Isocyanate verwendet. Es seien beispielhaft einwertige Isocyanate wie das Isoamyl-, das Phenyl-oder das Toluylisocyanat, Diisocyanate wie das Hexamethylen-1, 6-diisocyanat, Phenylen-1, 4-diisocyanat, 2, 4- und 2, 6-Toluylendiisocyanat, Naphthylen-1, 5-diisocyanat, Diphenylmethan-4, 4'-diisocyanat, Triisocyanate wie Triphenylmethan-4, 4',4"-triisocyanat oder Addukte mehrwertiger Alkohole mit mehrwertigen Isocyanaten, die überschüssige Isocyanatgruppen enthalten, wie das handelsübliche Umsetzungsprodukt von 3 Mol Toluylendiisocyanat mit 1 Mol 1, 1, 1-Trimethylolpropan oder deren Mischungen genannt.
Ale Bindemittel werden zweckmäßig übliche Leimharze auf der Grundlage der Phenol-Formaldehyd-, Harnstoff-Formaldehyd-oder Melamin-Formaldehyd-Kondensate verwendet, insbesondere in Form ihrer wäßrigen Lösungen oder Dispersionen.
PUr die erfindungsgemäße Vorbehandlung der pflanzlichen Rohmaterialien mit den Isocyanaten genügen im allgemeinen Mengen von 1,5 bis 4, vorzugsweise von etwa 2 f Isocyanat, bezogen aui das trockene Rohmaterial. Die Imprägnierung der fertig zerkleinerten Materialien kann z. B. durch Bedüsen, mit dem Imprägniermittel in einem Trommelmischer vorgenommen werden, wobei im allgemeinen Raumtemperatur oder mäßig erhöhte Temperaturen, insbesondere bis zu 40°C herrschen sollten. Eine gewisse Ruhezeit vor der-wie üblich vorzunehmenden-Behand lung mit Leimharzen uníS der Bildung des Formrohlings kannje nach Art des Materials zweckmäßig sein, ist aber in der Regel. nicht erforderlich.
Nach dem geschilderten Verfahren werden nach der unter üblichen Bedingungen vorgenommenen Aushärtung in heizbaren Presseri quellarme, hochfeste Preßwerkstoffe erhalten, die sich auch in den sonstigen Eigenschaften wie Biegefestigkeit, Querzugsfestigkeit und isolierenden Eigenschaften hervorragend verhalten und gegenüber herkömmliehen derartigen Werkstoffen insbesondere gegenüber mit Wachsen oder durch Einwirkung hoher Temperaturen hydrophobierten Werkstoffen verbesserte, also niedrigere Quellwerte aufweisene Hervorzuheben ist auch der bei dieser Arbeitsweise geringe Verbrauch an nachträglich aufgedüsten Aminoplast-bzw. Phenoplastharzleimen, der um 15 bis 25 % geringer gewählt werden kann, als nach dem Stande der Technik üblich.
Die in den Beispielen genannten Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht ; die Dickenquellung in Prozent der Dicke des Prüfkörpers wurde nach DIN 52 364, die Querzugsfestigkeit nach DIN 52 365 ermittelt. Die erhaltenen Ergebnisse iibertreffen die durch DIN 68 761/3 festgelegten Höchst-bzw. Mindestwerte bei weitem.
Beispiel 1 3600 Teile Weichholzspane werden mit 60 Teilen Diphenylmethan-4, 4'-diisocyanat (Viskosität 150 cP bei 20°C) unter einem Abpreßdruck von 2 atü bedüst. Im Anschluß daran werden 720 Teile eines 40% igen Phenol-Formaldehyd-Kondensationsproduktes (Molverhältnis 2, Alkaligehalt 6 %, Viskosität 200 cP bei 20°C) in einer Mischeinrichtung bei Raumtemperatur aufgedüst. Das Spangemisch wird zu einem Plattenrohling geformt und bei 165°C 5 Minuten lang unter einem Preßdruck von 25 kg/cm'zu einer 19 mm dicken Platte geprel3t.
Die erfindungsgemäß hergestellte Platte hat bei einer Dichte von 680 kg/m2 eine Biegefestigkeit von 245 kg/cm2. Es wurde eine Querzugsfestigkeit (trocken) von 6,7 kg/cm2 und eine Querzugsfestigkeit (V 100) von 2,1 kg/cm2 ermittelt. Die Dikkenquellung nach 2 Stunden Wasserlagerung beträgt 4, 5% der Dicke in trockenem Zustand, nach 24 Stunden Wasserlagerung werden 8,7% der Dicke introckenem Zustand gemessen.
Beispiel 2 Man bedüst, wie in Beispiel 1 beschrieben, das Spanmaterial mit 4 % seines Gewichts eines Toluylisocyanat-Isomerengemisches und verfährt weiter wie beschrieben. Man erhält eine Spanplatte mit einer Dichte von 650 kg/m2, die eine biegefestigkeit von 230 kg/cm2, Querzugsfestigkeiten von 5,8 bzw. 2,5 kg/cm2 und eine Dickenquellung von 3, 8 bzw. 9, 0%, entsprechend den im Beispiel 1 genannten Prüfbedingungen aufweist.

Claims

Patentanspruc h Verfahren sur Herstellung von Preßwerkstoffen auf der Grundlage von Zerkleinerungsprodukten pflanzlicher Rohstoffe und von Phenoplast- oder Aminoplast-Kondensaten als Bindemittel durch Wärmeverpressen der mit Bindemittelzubereitungen behandelten Zerkleinerungsprodukte, dadurch gekennzeichnet, daß nie Zerkleinerungsrodukte vor der Bindemittelbehandlung mit Isocyanaten behandelt werden.