Разделительный состав и способ изготовления формованных изделий из композиционного материала
Изобретение относится к составу разделительного средства и способу изготовления формованных изделий в присутствии этого разделительного средства. Техническим результатом изобретения является увеличение скорости обработки, снижение температуры обработки, улучшение свойств поверхности изделия. Технический результат достигается разделительным составом, который содержит следующие компоненты: а) фосфат общей формулы (I)
где X=R6, Н, металл, NRzH4-z +, где z=0-4, a R = углеводородный остаток с 1-10 атомами углерода или остаток формулы (II).
где m=0-5, и R1-R6 независимо друг от друга означают водород, металл, предпочтительно щелочной металл или щелочноземельный металл, например натрий или калий, или NRzH4-z +, где z и R имеют значения, указанные выше, или одинаковые или различные органические остатки, выбранные из разветвленных или неразветвленных, ациклических или циклических, алициклических или гетероциклических, алифатических, или ароматических, или гетероароматических, замещенных или незамещенных, органических остатков, или остатков формулы (III).
где R7 = разветвленный или неразветвленный, ациклический или циклический, алициклический или гетероциклический, алифатический, или ароматический, или гетероароматический, замещенный или незамещенный органический остаток, А или В означает водород, и соответствующий другой остаток означает водород, или замещенный или незамещенный, линейный или разветвленный алкильный остаток с 1-10 атомами углеводорода, и n имеет среднечисленное значение от 1 до 100; b) по меньшей мере, одно соединение с молекулярной массой менее 250 г/моль, содержащее гидроксильные группы. Причем компонент b) содержит один или несколько диолов, триолов и/или многовалентных полиолов. При этом содержание компонента a) в составе составляет 0,1-70 мас. %, а содержание компонента b) в составе составляет 0,5-90 мас. %. Состав имеет содержание воды от 80 до 99 мас. %. Причем состав в качестве компонента a) содержит, по меньшей мере, один неорганический фосфат, в котором X и R1-R5 не являются органическими остатками, и, по меньшей мере, один органический фосфат, в котором, по меньшей мере, один из остатков X и R1-R5 не является Н, металлом или NRzH4-z +, где R и z имеют значения, определенные выше. Или в качестве компонента a) содержит моно- и/или диолеил фосфат щелочного металла. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 пр.
Изобретение касается технологии изготовления формованных изделий, в частности разделительного состава и способа изготовления формованных изделий из композиционного материала.
Изготовление прессованных, формованных как "композиты" указанных формованных деталей из древесных кусков, волокон или частиц, как, например, ОСП (ориентированно-стружечных плит), древесно-стружечных плит, древесно-волокнистых плит, таких как, например, МДФ- или ХДФ-плит (древесно-волокнистых плит средней или высокой плотности), фанерных плит, а также пробковых плит, таких как формованные изделия из льна, соломы или других целлюлозосодержащих материалов, с изоцианатными связующими веществами, при необходимости, в присутствии или отсутствие катализаторов, вспомогательных и/или дополнительных веществ в открытой или закрытой пресс-форме известно из многочисленных патентных и литературных публикаций (WO 98/00464, US 5,008,359, US 5,140,086, US 5,204,176, US 3,440,189).
При данных процессах необходимо, чтобы температура, в зависимости от связующего вещества, составляла от 20 до 450°С, чтобы обеспечить реакцию связующих веществ и способствовать формовке материалов в нужную конечную форму, такую как, например, доски или плиты. При этом достигается давление величиной от 0 до 100 бар.
Массовая доля связующих веществ из расчета на общую массу формованного изделия, в зависимости от вида используемого связующего вещества и вида композита, составляет от 1 до 80 мас.%, предпочтительно от 5 до 40 мас.% и, в частности, менее 20 мас.%.
Все используемые связующие вещества являются видами изоцианатов с полифункциональными группами, обычно ароматическими полиизоцианатами. Наиболее распространенным ароматическим полиизоцианатом является полимерный дифенилметандиизоцианат (ПМДИ). Наряду с изоцианатами в качестве связующих веществ для формованных изделий из композиционного материала используют различные формальдегидные смолы. К наиболее распространенным относятся карбамид/формальдегидные, фенол/формальдегидные или меламин/формальдегидные смолы и их смеси. В небольших количествах также используют связующие вещества из воспроизводимого сырья, такого как таннины, лигнины или протеины. Кроме того, используют литьевые смолы, такие как, например, эпоксидные, полиэфирные, полиуретановые или полилактидные смолы.
Хотя изготовление компактных целлюлозных/изоцианатных формованных изделий получило большое техническое значение, описанные способы, например, вследствие отличной адгезии полиуретанов к другим материалам, имеют также технические недостатки. В частности, недостатком является то, что формованные изделия прилипают к пресс-формам и поэтому тяжело извлекаются из них, что зачастую приводит к повреждению формованных изделий, в частности их поверхности. Чтобы избежать этих недостатков, как правило, применяют полированные, металлические пресс-формы и/или разделительные средства.
Данные разделительные средства для форм либо добавляют в термореактивные целлюлозно-изоцианатные смеси в качестве внутреннего разделительного средства, либо внутренние поверхности пресс-формы перед изготовлением формованных изделий покрывают равномерным слоем из внешних разделительных средств, в подтверждение чего из уровня техники известны различные способы распыления и распылительной сушки, а также способ нанесения вальцеванием (DE-10 337 594). Существует также возможность нанесения разделительного средства для формы на поверхность подлежащих прессованию частиц. Нанесение осуществляют также путем нанесения покрытия распылением.
В качестве традиционных внутренних или внешних разделительных средств используют, например, кислоты жирного ряда и их соли металлов (WO-A-03/072324, WO-A-02/36268), полимерные жирные кислоты (ЕР-А-0 269 869), силоксаны с карбокси-функциональными группами (ЕР-В-0 129 430), воски (ЕР-В-0 046 014), специальный эфирный воск (ЕР-В-0 057 502), окисленный воск (WO-A-00/53381) или полиолефиновый воск (WO-A-98/00464), полиолефиновый воск в сочетании с жирными кислотами (WO-A-01/58998) или, наконец, жирные кислоты или кислоты воска в сочетании с полисилоксанами, которые модифицированы одной органически связанной активной водородной группой и могут вступать в реакцию с изоцианатом (WO-A-03/008164).
Недостаток таких традиционных разделительных средств состоит в том, что на поверхности готовых формованных изделий происходит потемнение цвета, что негативно сказывается на внешнем виде. Кроме того, на пресс-формах зачастую появляется черный налет от конструкций.
Данный налет может также далее осаждаться на полученных формованных изделиях и, таким образом, приводить к потемнению и/или неровностям в структуре их поверхности или, в частности, к значительным проблемам при лакировании в случае силиконсодержащих разделительных средств. Частично из-за этого возникает необходимость в последующей обработке, например, такой как полирование поверхности.
В DE 19601401 в качестве термически стабильного разделительного активного вещества, используемого при производстве целлюлозо-изоцианатсодержащих формованных изделий, описан тальк. Однако данное неорганическое твердое вещество затвердевает при температуре прессования и тем самым также приводит к значительным нарастаниям на пресс-формах.
В ЕР 1 719 597 описано использование аминопропильных групп, содержащих силоксановые соединения в качестве разделительных средств для форм во избежание черного налета от конструкций.
В GB 1148016 в качестве разделительных активных веществ описаны органические вещества, содержащие свободные гидроксильные группы, например полиолы, такие как глицерин, этиленгликоль, сложный или простой полиэфир. Данные вещества, однако, вступают в реакцию на основании их гидроксильных групп с используемыми в качестве связующего средства изоцианатами и не могут самостоятельно действовать в качестве активного разделяющего вещества.
В DE 2932175, US 4257995 и DE 3108537 описаны разделительные средства, содержащие эфир фосфорной кислоты, в качестве веществ, способствующих разделению, особенно в качестве внутренних разделительных средств, которые используют при изготовлении (лигно)целлюлозосодержащих продуктов.
Несмотря на постоянную оптимизацию в производстве формованных изделий из композиционного материала, все еще существует необходимость в повышении скорости и снижении температуры обработки.
Поэтому задачей настоящего изобретения является, кроме того, предоставление разделительного средства, лишенного одного или нескольких недостатков разделительных средств, известных из уровня техники, а также позволяющего повысить скорость обработки и/или понизить температуру обработки.
Неожиданным образом было обнаружено, что в результате добавления к фосфатам соединений, содержащих, по меньшей мере, две гидроксильные группы с молекулярной массой от менее 250 г/моль, таких как, например, моноэтиленгликоль или глицерин, можно решить задачу изобретения.
Поэтому предметом данного изобретения является разделительный состав и способ изготовления формованных изделий из композиционного материала, которые заявлены в пунктах формулы изобретения и детально раскрыты в описании.
Разделительный состав согласно данному изобретению имеет то преимущество, что в результате его использования можно значительно повысить скорость обработки, в частности, при непрерывном способе производства.
Разделительный состав согласно данному изобретению имеет, кроме того, то преимущество, что его использование делает возможным использование более низких температур обработки. Наряду с экономией энергии это приводит также к тому, что, например, при низких температурах древесно-стружечные плиты могут быть произведены светлых оттенков.
Даже при более высоких температурах обработки разделительные составы согласно изобретению имеют то преимущество, что получаемые формованные изделия из композиционного материала не имеют или имеют только незначительное изменение цвета и/или потемнение поверхностей.
Далее в качестве примера описаны разделительные составы согласно изобретению, используемые в способе изготовления формованных изделий из композиционного материала, сами формованные изделия из композиционного материала, а также их применение, не ограничивая изобретение только данными примерами вариантов осуществления. Если далее указаны диапазоны, общие формулы или классы соединений, то они касаются не только соответствующих явно упомянутых диапазонов или групп соединений, а также всех поддиапазонов и подгрупп соединений, которые могут быть получены в результате исключения отдельных значений (диапазонов) или соединений. Если в рамках данного описания цитируются документы, то их содержание, в частности, касающееся рассматриваемого изобретения, полностью относится к содержанию данного изобретения. Если не указано иное, при указании в процентах всегда имеют в виду мас.%. Если далее указаны средние значения, то, если не указано иное, они являются среднечисленными значениями.
Отличительной особенностью разделительных составов согласно изобретению является то, что в их состав входят, по меньшей мере, следующие компоненты:
а) по меньшей мере, один фосфат общей формулы (I)
,
где
X=R6, H, металл, предпочтительно щелочной металл, предпочтительно Na или К, или щелочноземельный металл, такой как, например, Mg, Ва, Sr или Са, предпочтительно Са, NRzH4-z +, где z=0-4, предпочтительно 2 или 3, а R = углеводородный остаток с 1-10, предпочтительно с 1-4 атомами углерода или остаток формулы (II)
,
где
m=0-5, а
R1-R6 содержат независимо друг от друга водород, металл, предпочтительно щелочной металл, такой как, например, натрий или калий, или щелочноземельный металл, такой как, например, Mg, Ва, Sr или Са, предпочтительно Са, или NRzH4-z +, где z и R имеют значения, описанные выше, или органический остаток,
и
b) по меньшей мере, одно соединение, содержащее, по меньшей мере, две гидроксильные группы с молекулярной массой от менее 250 г/моль, причем процентное содержание в составе компонента а) составляет от 0,1 до 70 мас.%, предпочтительно от 1 до 20, преимущественно от 2 до 10 мас.%, и процентное содержание компонента b) составляет от 0,5 до 90 мас.%.
Может быть предпочтительным, чтобы массовое соотношение компонента а) к компоненту b) составляло от 20: 80 до 80: 20, предпочтительно от 40: 60 до 60: 40, и особенно предпочтительно приблизительно 50: 50.
В качестве компонента b) состав согласно изобретению содержит предпочтительно один или несколько диолов, триодов и/или многовалентных полиолов, предпочтительно одно или несколько соединений из группы, включающей моноэтиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, пропиленгликоль, бутиленгликоль, глицерин, триметилолпропан и пентаэритрит. Особенно предпочтительно, чтобы компонент b) состава данного изобретения состоял из одного или нескольких соединений из группы, включая моноэтиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, пропиленгликоль, бутиленгликоль, глицерин, триметилопропан и пентаэритрит.
Если в случае остатков R1-R6 речь идет об органических остатках, то они могут быть одинаковыми или различными. Предпочтительно органические остатки R1-R6 выбирают из разветвленных или неразветвленных, ациклических или циклических, алициклических или гетероциклических, алифатических, или ароматических, или гетероароматических, замещенных или незамещенных органических остатков, предпочтительно из линейного алифатического насыщенного и/или ненасыщенного остатка с 1-25, предпочтительно 12-18 атомами углерода, или остатков формулы (III)
,
где
R7 = разветвленный или неразветвленный, ациклический или циклический, алициклический или гетероциклический, алифатический, или ароматический, или гетероароматический, замещенный или незамещенный органический остаток, предпочтительно линейный алифатический насыщенный и/или ненасыщенный остаток с 1-25, предпочтительно 12-18 атомами углерода,
А или В означает водород, и соответствующий другой остаток означает водород, или замещенный или незамещенный, линейный или разветвленный алкильный остаток с 1-10 атомами углерода или арильный остаток, предпочтительно фенильный остаток, предпочтительно фенильный, этиловый или метиловый остаток, предпочтительно метиловый остаток, и n имеет среднечисленное значение от 1 до 100, предпочтительно от 2 до 10.
Если в случае одного или нескольких из остатков R1-R7 речь идет о циклическом остатке, в частности об алициклическом углеводородном остатке, то он может быть, например, циклоалкильным или циклоалкенильным остатком. Если в случае одного или нескольких из остатков R1-R7 речь идет о гетероциклическом остатке, то он является предпочтительно азотом, углеродом или другим гетероатомом. Гетероциклическим остатком может быть, например, кольцо с тремя, четырьмя, пятью, шестью или более членами, которое опять же может быть замещено Н, алкильными или арильными группами с акцепторными или донорными заместителями или частями циклических систем с акцепторными или донорными заместителями и/или гидрофильными или гидрофобными группами. Особенно предпочтительным является гетероциклический остаток, такой как пирролидинильный, пирролинильный, пиперидинильный или морфолинильный остаток. Если в случае одного или нескольких из остатков R1-R7 речь идет об арильной группе, то им может быть фенильный, нафтильный или антраценильный остаток. Если в случае одного или нескольких из остатков R1-R7 речь идет о гетероарильном остатке, то им может быть предпочтительно имидазолильный, пиразолильный, пиридинильный, тиенильный, тиазолильный, фурильный или индолильный остаток. Остатки R1-R7 могут быть также такими органическими остатками, в которых один или несколько остатков R1-R7 соединены друг с другом.
Может быть предпочтительным, когда в качестве компонента а) содержится, по меньшей мере, один неорганический фосфат, в котором R1 и R2 или, если приемлемо (если Х=остаток формулы (II)), R1-R5 не являются органическими остатками. Предпочтительными неорганическими фосфатами являются те, в которых Х является остатком формулы (II) и в которых m=1-3, предпочтительно 1 или 2, а остатки R1-R5 являются одинаковыми или различными Н, NH4 +, К или Na, предпочтительно Na.
Кроме того, может быть предпочтительным, чтобы компонентом а) являлся, по меньшей мере, один органический фосфат, в котором, по меньшей мере, один из остатков R1 или R2 или соответственно или, если приемлемо (если Х=остаток формулы (II)), по меньшей мере, один из остатков R1-R5 не Н, металл или NRzH4-z +, где R и z имеют значения, определенные выше. Предпочтительными органическими фосфатами являются фосфаты формулы (I), в которых Х=Н, NH4 +, К или Na, в особенности К, и, по меньшей мере, один или оба из остатков R1 или R2, предпочтителен только один из остатков алкильный или алкенильный остаток, предпочтительно алкильный или алкенильный остаток с 10-25, предпочтительно 12-18 атомами углерода, особенно предпочтителен олеильный или стеарильный остаток, и другой остаток Н, NH4 +, К или Na, особенно К.
Предпочтительными составами согласно изобретению являются составы, содержащие в качестве компонента а), по меньшей мере, один неорганический фосфат, в котором R1, R2 и Х или, если приемлемо (если Х=остаток формулы (II)), R1-R5 не являются органическими остатками и содержат, по меньшей мере, один органический фосфат, в котором, по меньшей мере, один из остатков R1, R2 или X, если приемлемо (если Х=остаток формулы (II)), по меньшей мере, один из остатков R1-R5 не является Н, металлом или NRzH4-z +, где R и z имеют значения, описанные выше.
Особенно предпочтительными составами согласно изобретению являются составы, которые в качестве компонента а) не содержат фосфат формулы (I), в котором все остатки R1, R2 и X, если приемлемо (если Х=остаток формулы (II)), все остатки R1-R6 являются органическими остатками.
Особенно предпочтительными составами согласно изобретению являются составы, которые в качестве компонента а) содержат алкали полифосфат, например натрий триполифосфат, и/или алкали моно- и/или диалкил- или алкенил фосфат, например калий-моно-/диолеил фосфат.
Может быть предпочтительным, чтобы состав данного изобретения в качестве компонента с) содержал алкалигидроксид. Предпочтительно состав содержит в качестве компонента с) алкалигидроксид по выбору из NaOH и КОН, предпочтительно в форме жидкого раствора.
Разделительный состав согласно изобретению или в случае, если разделительный состав не содержит воды, водный раствор с 10 мас.% разделительного состава в воде, предпочтительно имеет значение рН, измеренное с помощью полосы тестирования рН (используют для диапазона рН от 7,5 до 9,5, например pH-Fix 7.5-9.5 фирмы «Marcherey-Nagel»), которое составляет больше-равно 7-14, предпочтительно 7-10 и особенно предпочтительно 8-9. Значение рН состава согласно изобретению можно установить с помощью добавления алкалигидроксида (-раствора), органических кислот, таких как, например, уксусной кислоты и/или минеральной кислоты, предпочтительно фосфорной кислоты.
Компоненты а) и b) могут быть использованы в чистом виде в качестве разделительного средства. Но поскольку они уже в небольших концентрациях показывают прекрасные результаты разделения, предпочтительно, чтобы в разделительный состав входил и растворитель. Поэтому в разделительный состав согласно изобретению может входить в качестве компонента d) органический или неорганический, преимущественно неорганический растворитель, предпочтительно вода. В составе предпочтительных разделительных средств процентное содержание растворителя, предпочтительно воды, составляет от 1 до 99 мас.%, предпочтительно от 80 до 98 мас.%, и особенно предпочтительно от 85 до 97 мас.%.
Органические растворители являются менее предпочтительными, т.к. они имеют низкие температуры воспламенения и могут воспламеняться в диапазоне температур применения. Больше подходят циклические или линейные силоксаны, причем речь идет только о таких силоксанах, температура воспламенения которых находится выше уровня используемых температур применения.
Во избежание больших транспортных объемов может быть предпочтительным хранить и транспортировать разделительный состав без или только с небольшими количествами растворителя и разбавлять исключительно незадолго до использования или во время использования путем добавления растворителя в предпочтительные концентрации растворителя.
В качестве компонента е) состав согласно изобретению может содержать другие стандартные вспомогательные средства и добавки. В качестве вспомогательного средства или добавок состав согласно изобретению может содержать, в частности, следующие вещества:
A) Эмульгаторы:
Анионные эмульгаторы, такие как карбоксилаты простого алкилового эфира, сульфаты алкила, сульфаты простого эфира этоксилата спиртов жирного ряда, альфа-олефиновые сульфонаты, алкильные фосфаты, алкильные полиэфирные фосфаты, алкильные сульфосукцинаты; неионические эмульгаторы, такие как алифатические спирты, этоксилированные алифатические спирты, этоксилированные оксоалкоголи и другие простые эфиры спирта, амины жирного ряда, такие как диметилалкиламины, алканоламиды кислот жирного ряда, сложные эфиры кислот жирного ряда со спиртами, среди них также сложные эфиры глицерина или сложные эфиры полилглицерина или сложные эфиры сорбитола; катионные эмульгаторы, такие как, например, кислотносоставленные алкилдемитиламины кислой структуры, четырехкомпонентные соединения азота;
наконец, цвиттер-ионные тензиды или соединения эмульгаторов. Часть эмульгаторов в составах данного изобретения в целом составляет предпочтительно от 0,1 до 10 массовых процентов, предпочтительно от 0,5 до 6 массовых процентов.
B) Катализаторы
В качестве катализаторов можно использовать катализаторы, которые обычно применяют для реакции связующего вещества. Катализаторами, пригодными для полиуретановой реакции, могут быть, например, кислоты Льюиса, такие как, например, соединения олова или основания Льюиса, такие как, например, третичные амины. Для катализа на формальдегидных смолах, используемых в качестве вяжущих веществ, можно применять, например, аммониевые соли, такие как сульфат аммония или пероксиды.
C) Модификаторы вязкости
В качестве модификаторов вязкости в составах согласно изобретению могут присутствовать, например, стандартные сгустители, такие как производные акриловой кислоты, описываемые как карбомеры, или другие полиэлектролитные загустители, такие как растворимые в воде целлюлозы или ксантангум.
D) Консерванты, бактерициды и/или фунгициды.
Е) Стандартные антиоксиданты и антивспениватели.
F) Антистатики
Стандартные добавки, оказывающие влияние на проводимость, такие как добавки, обладающие антистатическим действием, или добавки, повышающие проводимость.
Составом согласно изобретению может быть эмульсия, и/или дисперсия, и/или раствор.
Для получения составов согласно изобретению можно пользоваться любым пригодным, известным способом.
Составы разделительных средств согласно изобретению можно использовать во всех способах, в которых используются разделительные средства. Предпочтительно разделительный состав согласно изобретению используют в способах согласно изобретению, описанных ниже.
Способ получения формованного изделия из композиционного материала согласно изобретению с помощью непрерывного или прерывного прессования массы, содержащей, по меньшей мере, одно органическое связующее вещество и, по меньшей мере, один материал в виде опилок, волокон, мата, порошка или гранулята, определяется тем, что прессование происходит в присутствии разделительного состава согласно изобретению.
Способ согласно изобретению предпочтительно осуществлять таким образом, чтобы инструмент прессования во время способа прессования, в зависимости от связующего средства, имел температуру от 20 до 450°С. С изоциантами/полиизоциантами и формальдегидными смолами предпочтительно использовать температуры от 90 до 350°С, предпочтительно от 180 до 275°С, в то время как во время использования эпоксидных смол в качестве связующих веществ предпочтительно использовать температуры от 20 до 150°С.
Разделительный состав согласно изобретению может использоваться в качестве внутреннего разделительного средства (введение разделительного состава в спрессовываемую массу) или в качестве внешнего разделительного средства (нанесение разделительного состава на спрессовываемую массу или на форму). Предпочтительным является использование разделительного средства согласно изобретению в качестве внешнего разделительного средства.
Если разделительный состав используют в качестве внешнего разделительного средства, то предпочтительно наносят его с помощью распространенного метода нанесения, например путем распыления или валкового нанесения на спрессовываемую массу или пресс-форму, или поддон.
Если способ согласно изобретению проводят непрерывно, то придание формы происходит предпочтительно с помощью поддона и/или прессующего валка. Скорость, с которой спрессовываемую массу приводят в движение, составляет предпочтительно от 0,5 до 500 м/мин, предпочтительно от 10 до 100 м/мин и особенно предпочтительно от 15 до 50 м/мин.
В качестве органического связующего вещества в способе согласно изобретению применяют предпочтительно изоцианаты, полиизоцианаты, карбамид/формальдегидные, фенол/формальдегидные, меламин/формальдегидные, эпоксидные (ЕР), полиуретановые, полиэфирные и/или полилактидные смолы. Особое предпочтение отдают использованию в качестве связующих веществ полиизоцианатам, особенно дифенилметандиизоцианату (МДИ) или полимерному дифенилметандиизоцианату (ПМДИ).
В качестве материала для получения спрессовываемой массы используют целлюлозосодержащий, предпочтительно лигноцеллюлозосодержащий или состоящий из целлюлозы, предпочтительно лигноцеллюлозы, материал.
Способ согласно изобретению можно проводить в соответствии с описанным уровнем техники. Обычно раскладывают лигноцеллюлозный материал в форме волокон или отдельных частиц, затем его смешивают со связующим веществом до получения массы, после чего производят формование в металлическом прессе или в результате применения пониженного давления/ вакуума. Описанные разделительные средства распрыскивают перед началом процесса прессования либо на опилки, либо на массу, либо на уже горячие, металлические плиты, металлические валики или формы, как описано в WO-A-02/36268. Наконец, спрессованный материал извлекают из формы.
При помощи способа согласно изобретению получают формованные изделия из композиционного материала, которые могут иметь форму плиты, блока, балки или профилированного жгута. Само собой разумеется, что в результате применения соответствующих форм можно получить любые формы. Предпочтительными формованными изделиями из композиционного материала являются, например, ОСП (ориентированно-стружечные плиты), древесно-стружечные плиты, волокнистые плиты, такие как, например, МДФ- или ХДФ-плиты (волокнистые плиты средней или высокой плотности), клееная фанера, а также пробковые плиты, такие как формованные изделия из льна, соломы или других целлюлозосодержащих материалов.
Формованные изделия из композиционного материала согласно изобретению можно применять для производства мебели или деталей мебели, а также упаковочных материалов или в качестве материала в домостроении и внутренней отделке зданий.
Приведенные ниже примеры более подробно описывают предмет данного изобретения, однако не ограничивая изобретение описанными вариантами осуществления.
Примеры:
Список используемых веществ:
ILCOPhos 208=моно-/диолеил фосфат
Polypray® STPP=триполифосфат натрия, производитель - компания Prayon
Glyzerin=чистый глицерин, 87%-ный
Hostaphat® MDAH=моно-/ди-(2-этилгексил)фосфат, производитель - компания Clariant
Emulsogen® PN Extra=смесь из полигликольэфиров жирных спиртов, производитель - компания Clariant
Licowachs® KPE=содержащий эмульгатор сложный эфирный монтан-воск, производитель - компания Clariant
Пример 1: Получение эмульсий разделительного средства
Пример 1а: Разделительное средство согласно данному изобретению
12 г Hostaphat® MDAH смешивают с 5,4 г чистого 50 мас.%-ного водного раствора гидроксида калия и 32,6 г воды с получением дисперсии. Затем в дисперсию добавляют 3 г глицерина и 3 г Polypray® STPP в 44 г воды.
Пример 1b: Разделительное средство согласно данному изобретению
10 г триполифосфата натрия и 10 г глицерина (87%-ного) растворили в 70 г воды и смешали с получением дисперсии из 2 г олеилфосфата, 0,9 г чистого 50 мас.%-ного водного раствора гидроксида калия и 10 г воды.
Сравнительный пример А: (типичное содержащее воск разделительное средство)
В качестве сравнительного разделительного средства А смешали 80 г Emulsogen® PN Extra с 400 г Licowachs® KPE при повышенной температуре и интенсивном перемешивании с 50 г воды и затем развели с 5,47 г воды для получения готовой эмульсии.
Сравнительный пример В
В качестве сравнительного разделительного средства В развели 12 г Hostaphat MDAH и 4,7 г 50 мас.%-ного водного раствора гидроксида калия при интенсивном перемешивании с 50 г воды, а затем развели с 33,3 г воды до готовой эмульсии.
Сравнительный пример С, основанный на GB 1148016, страница 3, строка 8: 100% глицерин
Пример 2: Тесты на разделение
Разделительные средства согласно примерам 1а и 1b, а также сравнительным примерам А, В и С нанесли с помощью распылителя в количестве 30 г/м2 на металлические прессы в виде металлических лент. Древесные частицы смешали с сырым дифенилметандиизоцианатом (МДИ) и спрессовали при температуре 240°С. Скорость движения ленты составляла 25 м/мин, ширина ленты 2,5 м, толщина плиты составила 11 мм. В следующем тесте (этап 2) для оптимизации условий производства повторили тест при температуре 200°С и скорости ленты 30 м/мин с такой же толщиной плиты. Результаты тестов на разделение приведены в таблице 1.
| Таблица 1 | ||
| Оценка тестов разделительных средств | ||
| Разделительное средство | Этап 1: Внешний вид поверхностей деревянных плит | Этап 2: Внешний вид поверхностей деревянных плит |
| 1а | равномерный, хорошо затвердевший, светлый | равномерный, хорошо затвердевший, светлый |
| 1b | равномерный, хорошо затвердевший, светлый | равномерный, хорошо затвердевший, светлый |
| А | равномерный, хорошо затвердевший, в общем темнее, темные пятна | частично расщепленные кусочки дерева, в общем темнее, темные пятна |
| В | равномерный, хорошо затвердевший, светлый | частичное прилипание к металлу, светлый |
| С | разделительное средство не использовано, разделительная способность отсутствует | разделительное средство не использовано, разделительная способность отсутствует |
Как ясно следует из таблицы 1, деревянные плиты, при изготовлении которых применяют разделительное средство согласно данному изобретению, не имеют темных пятен даже при высокой скорости ленты.
Пример 3: Лабораторные тесты на разделение
В лабораторных условиях протестировали разделительные составы, приведенные ниже в таблице 2. Для этого разделительные составы разбрызгали на контрольные металлические листы (10×15 мм), которые затем использовали для прессования опилок, намазанных клеем с 4 мас.% ПМДИ (Desmodur® 44V20, компания Ваyer). После чего измерили усилие, примененное для того, чтобы достать из формы полученное пресс-изделие.
Разделительные свойства при производстве прессованного изделия измерили с помощью пружинных весов. Единицей измерения были килограммы. Усилие <0,1 кг соответствует очень хорошему разделительному действию, усилие от 0,1 до 0,5 кг - хорошему разделительному действию, а усилие от 0,5 до 1 кг было удовлетворительным. Оценка приведена в таблице 2.
В качестве спирта в тестах 3.1-3.5 использовали глицерин. В тесте 3.6, который служит сравнительным примером, в качестве спирта использовали этиленоксид/пропиленоксидный сополимер, который можно купить под торговым названием Polyglycole P41 3000 компании Clariant.
В качестве полифосфата в тестах 3.1-3.6 использовали триполифосфат натрия. В качестве КОН использовали 50 мас.%-ный водный раствор гидроксида калия.
В качестве фосфатного сложного эфира в тестах 3.1 и 3.2 использовали Ilcophos 208. В тесте 3.4 использовали Hostaphat MDAH, а в тесте 3.5 - Walliphos SPP К, который наряду с моноолеилфосфатом калия содержит также до 30% моноцетилфосфата калия, следовательно, еще один дополнительный сложный эфир.
| Таблица 2 | ||||||
| Лабораторные тесты | ||||||
| Пример | 3.1 | 3.2 | 3.3 | 3.4 | 3.5 | 3.6. |
| Спирт | 10 г | 3 г | 10 г | 4,8 г | 3 г | 10 г |
| Полифосфат | 10 г | 3 г | 10 г | 4,8 г | 3 г | 5 г |
| Сложный эфир фосфата | 2 г | 12 г | - | 0,4 г | 13,5 г | - |
| КОН | 0,5 г | 5,4 г | - | 0,5 г | - | - |
| Вода | 77,5 г | 76,6 | 80 г | 39,5 г | 80,5 г | 85 г |
| Разделительное свойство | Очень хорошее | Очень хорошее | Хорошее | Удовлетворительное со знаком плюс | Очень хорошее | Удовлетворительное со знаком минус |
Из примеров 3.1-3.6 следует, что с помощью разделительного состава согласно данному изобретению можно добиться хороших результатов, которые лучше результатов, полученных в сравнительных тестах. Кроме того, очевидно, что особенно хорошие разделительные свойства обнаруживают такие составы, которые наряду с полифосфатом (неорганическим фосфатом) содержат и фосфатный сложный эфир (органический фосфат).
1. Разделительный состав, отличающийся тем, что он содержит следующие компоненты:
а) по меньшей мере, один фосфат общей формулы (I)
где
X=R6, Н, металл, NRzH4-z +, где z=0-4, a R = углеводородный остаток с 1-10 атомами углерода или остаток формулы (II)
где
m=0-5, и
R1-R6 независимо друг от друга означают водород, металл, предпочтительно щелочной металл или щелочноземельный металл, например натрий или калий, или NRzH4-z +, где z и R имеют значения, указанные выше, или одинаковые или различные органические остатки, выбранные из разветвленных или неразветвленных, ациклических или циклических, алициклических или гетероциклических, алифатических, или ароматических, или гетероароматических, замещенных или незамещенных, органических остатков, или остатков формулы (III)
где
R7 = разветвленный или неразветвленный, ациклический или циклический, алициклический или гетероциклический, алифатический, или ароматический, или гетероароматический, замещенный или незамещенный органический остаток,
А или В означает водород, и соответствующий другой остаток означает водород, или замещенный или незамещенный, линейный или разветвленный алкильный остаток с 1-10 атомами углеводорода, и
n имеет среднечисленное значение от 1 до 100,
и
b) по меньшей мере, одно соединение с молекулярной массой менее 250 г/моль, содержащее, по меньшей мере, две гидроксильные группы, причем компонент b) содержит один или несколько диолов, триолов и/или многовалентных полиолов,
причем содержание компонента а) в составе составляет 0,1-70 мас. %, а содержание компонента b) в составе составляет 0,5-90 мас. %, и
причем состав имеет содержание воды от 80 до 99 мас. %,
причем состав в качестве компонента а) содержит, по меньшей мере, один неорганический фосфат, в котором X и R1-R5 не являются органическими остатками, и, по меньшей мере, один органический фосфат, в котором, по меньшей мере, один из остатков X и R1-R5 не является Н, металлом или NRzH4-z +, где R и z имеют значения, определенные выше, или в качестве компонента а) содержит моно- и/или диолеил фосфат щелочного металла.
2. Состав по п. 1, отличающийся тем, что массовое соотношение компонента а) к компоненту b) составляет от 20:80 до 80:20, предпочтительно от 40:60 до 60:40 и особенно предпочтительно приблизительно 50:50.
3. Состав по п. 1, отличающийся тем, что компонент b) содержит, по меньшей мере, одно соединение, предпочтительно только соединения, выбранные из группы, включающей моноэтиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, пропиленгликоль, бутиленгликоль, глицерин, триметилолпропан, пентаэритрит.
4. Состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве компонента а) содержит моно- и/или диолеил фосфат щелочного металла.
5. Состав по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что в качестве компонента с) содержит гидроксид щелочного металла, предпочтительно выбранный из NaOH и КОН.
6. Способ изготовления формованного изделия из композиционного материала посредством непрерывного или периодического прессования массы, содержащей, по меньшей мере, одно органическое связующее вещество и, по меньшей мере, один материал в виде опилок, волокон, матов, порошков или гранулятов, отличающийся тем, что прессование осуществляют в присутствии разделительного состава, содержащего следующие компоненты:
а) по меньшей мере, один фосфат общей формулы (I)
где
X=R6, Н, металл, NRzH4-z +, где z=0-4, a R = углеводородный остаток с 1-10 атомами углерода или остаток формулы (II)
где
m=0-5, и
R1-R6 независимо друг от друга означают водород, металл, предпочтительно щелочной металл или щелочноземельный металл, например натрий или калий, или NRzH4-z +, где z и R имеют значения, указанные выше, или одинаковые или различные органические остатки, выбранные из разветвленных или неразветвленных, ациклических или циклических, алициклических или гетероциклических, алифатических, или ароматических, или гетероароматических, замещенных или незамещенных, органических остатков, или остатков формулы (III)
где
R7 = разветвленный или неразветвленный, ациклический или циклический, алициклический или гетероциклический, алифатический, или ароматический, или гетероароматический, замещенный или незамещенный органический остаток,
А или В означает водород, и соответствующий другой остаток означает водород, или замещенный или незамещенный, линейный или разветвленный алкильный остаток с 1-10 атомами углеводорода, и
n имеет среднечисленное значение от 1 до 100,
и
b) по меньшей мере, одно соединение с молекулярной массой менее 250 г/моль, содержащее, по меньшей мере, две гидроксильные группы,
причем содержание компонента а) в составе составляет 0,1-70 мас. %, а содержание компонента b) в составе составляет 0,5-90 мас. %.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что в качестве связующего вещества используют изоцианаты, полиизоцианаты, карбамид/формальдегидную, фенол/формальдегидную, меламин/формальдегидную, эпоксидную, полиуретановую, полиэфирную и/или полилактидную смолы.
8. Способ по п. 6 или 7, отличающийся тем, что разделительный состав наносят на пресс-форму и/или на массу, подлежащую прессованию.
