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Title:
BINDING AGENT FOR BONDING WOOD AND/OR VEGETABLE MATERIALS FOR PRODUCING WOOD AND/OR VEGETABLE MATERIAL MOULDED BODIES, THE USE THEREOF AND THUS OBTAINED MOULDED BODIES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/093003
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a binding agent for bonding wood and/or vegetable materials for producing formed bodies made of wood and/or vegetable materials comprising at least two components (A) and (B), wherein the component (A) contains a novolak solution in a liquid alkali medium and the component (B) contains an acetone-formaldehyde conversion product. The use of said binding agent for producing formed bodies and the thus produced formed bodies are also disclosed.

Inventors:
HEEP WOLFGANG (DE)
KANTNER WOLFGANG (AT)
LANG JUERGEN (DE)
WEBER URSULA (AT)
Application Number:
PCT/EP2005/003092
Publication Date:
October 06, 2005
Filing Date:
March 23, 2005
Export Citation:
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Assignee:
DYNEA ERKNER GMBH (DE)
HEEP WOLFGANG (DE)
KANTNER WOLFGANG (AT)
LANG JUERGEN (DE)
WEBER URSULA (AT)
International Classes:
C08J5/04; C08J5/24; C08L61/10; C08L97/02; C09D161/10; C09J161/00; C09J161/04; C09J161/06; C09J161/10; C08L61/04; C08L61/06; (IPC1-7): C09J161/10; C09J161/00
Foreign References:
US4915766A1990-04-10
DE19919525C12000-08-24
DE10060253A12002-06-20
Other References:
STEINER: "Thernal and Adhesive Characteristics of Acetone-Formaldehyde/phenol-Formaldehyde resins" FOREST PRODUCTS JOURNAL, Bd. 27, Nr. 9, 1977, Seiten 38-43, XP008055185
Attorney, Agent or Firm:
Walcher, Armin (Pöhlau Lohrent, Postfach 30 55 Nürnberg, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Bindemittel zur Verklebung von Holz und/oder Pflanzen materialien oder zur Herstellung von Formkörpern aus Holz und/oder Pflanzenmaterialien, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Bindemittel wenigstens zwei Komponenten (A) und (B) umfaßt, wobei die Komponente (A) eine in alkalischem Flüssigmedium aufgenommene Novolaklösung umfaßt und wobei die Komponente (B) ein AcetonFormaldehydUmsetzungsprodukt umfaßt.
2. Bindemittel nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Novolaklösung durch Kondensation von Phenol und Formaldehyd im Molverhältnis von 1 :0,1 bis 1 :1 , vorzugsweise von 1 :0,6 bis 1 :0,9, im sauren pH Bereich hergestellt ist.
3. Bindemittel nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Novolaklösung nach der Herstellung in alkalischem Flüssigmedium aufgenommen, vorzugsweise gelöst, ist.
4. Bindemittel nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Anteil an alkalischem Flüssigmedium 5 bis 50 Gew.%, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht von Novolaklösung und alkalischem Flüssigmedium in Komponente (A), beträgt.
5. Bindemittel nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Aceton Formaldehyd Umsetzungsprodukt durch Umsetzen von Aceton und Formaldehyd in einem Molverhältnis von 1 :2 bis 1 :6, vorzugsweise von 1 :4 bis 1 :5, weiter bevorzugt von 1 :4,1 bis 1 :4,5 in einem pH Wertbereich, gemessen bei 200C, von 7 10, insbesondere von 7 9, hergestellt ist.
6. Bindemittel nach einem der vorherigen Ansprüche d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Mischungsverhältnis von Komponente (A) zu Komponente (B) im Bereich von 80:20 bis 20:80, vorzugsweise von 70:30 bis 30:70, wobei die Angaben jeweils Gewichtsteile sind, liegt.
7. Bindemittel nach einem der vorherigen Ansprüche d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Mischungsverhältnis von Komponente (A) zu Komponente (B) im Bereich von 49:51 bis 30:70, wobei die Angaben jeweils Gewichtsteile sind, liegt.
8. Bindemittel nach einem der vorherigen Ansprüche d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Bindemittel unmittelbar vor Verwendung durch Mischen von Komponente (A) und Komponente (B) hergestellt ist.
9. Bindemittel nach einem der vorherigen Ansprüche d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das alkalische Flüssigmedium eine alkalische wässrige Lösung, vorzugsweise Natronlauge, ist.
10. Bindemittel nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Komponenten (A) und (B) des Bindemittels gleichzeitig oder nacheinander auf zu be oder verklebende Holz und/oder Pflanzenmaterialien oder getrennt auf miteinander zu verklebende HoIz und/oder Pflanzenmaterialien aufgetragen sind.
11. Bindemittel nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Holz und/oder Pflanzenmaterialien spanartige, faserartige, partikuläre oder staubartige Holz bzw. Pflanzenmaterialien sind.
12. Bindemittel nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Pflanzenmaterialien aus nachwachsenden Rohstoffen, vorzugsweise aus Flachs, Hanf, Kenaf, Jute, Sisal, Bast, Baumwolle, Stroh oder Gemischen davon, gewonnen sind.
13. Verwendung des Bindemittels nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Bindemittel zur Verklebung von Holz und/oder Pflanzenmaterialien und/oder zur Herstellung von Formkörpern verwendet wird.
14. Verwendung des Bindemittels nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Holz und/oder Pflanzenmaterialien spanartige, faserartige, partikuläre oder staubartige Holz bzw. Pflanzenmaterialien sind.
15. Verwendung des Bindemittels nach Anspruch 13 oder 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Pflanzenmaterialien aus nachwachsenden Rohstoffen, vorzugsweise aus Flachs, Hanf, Kenaf, Jute, Sisal, Bast, Baumwolle, Stroh oder Gemischen davon, gewonnen sind.
16. Formkörper aus Holz und/oder Pflanzenmaterialien, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Formkörper mit einem Bindemittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 verklebtes Holz und/oder Pflanzenmaterial aufweist.
17. Formkörper nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Formkörper aus der Gruppe, die aus Spanplatten, OSB (Oriented Strand Board)Platten, Fasermatten, Faserplatten und Verbundsystemen besteht, ausgewählt wird.
Description:
Bindemittel zur Verklebung von Holz- und/oder Pflanzenmaterialien oder Herstellung von Formkörpern aus Holz- und/oder Pflanzenmaterialien, dessen Verwendung und Formkörper

Die Erfindung betrifft ein Bindemittel zur Verklebung von Holz- und/oder Pflanzenmaterialien oder zur Herstellung von Formkörpern aus Holz- und/oder Pflanzenmaterialien. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung eines Bindemittels sowie Formkörper aus Holz- und/oder Pflanzenmaterialien, bei denen die Holz- und/oder Pflanzenmaterialien mit dem erfindungsgemäßen Bindemittel verklebt sind.

Traditionell werden zur Herstellung von Formkörpern aus Holzwerkstoffen sowohl Harnstoff-Formaldehyd- (UF), Melamin-Formaldehyd- (MF) , Melamin-Harnstoff- Formaldehyd- (MUF) als auch Melamin-Hamstoff-Phenol-Formaldehyd-Harze (MUPF), Phenol-Formaldehyd (PF), Phenol-Harnstoff-Formaldehyd (PUF) und polymeres Diisocyanat (PMDI) verwendet.

Hierbei sind die Phenolharze das traditionellste Bindemittel zur Herstellung bedingt feuchteresistenter Holzwerkstoffe und haben sich seit vielen Jahrzehnten in der Praxis bewährt und wurden ständig weiter entwickelt (DE 33 46 153; US 6,489,392).

Bei diesen Bindemitteln handelt es sich üblicherweise um alkalisch härtende Resole, bei deren Herstellung Phenol mit einem molaren Überschuß an Formaldehyd, d.h. in einem Molverhältnis von Phenol : Formaldehyd von < 1 im alkalischen Medium umgesetzt wird. Diese Bindemittel werden sowohl in wässriger Lösung als auch in Pulverform als sprühgetrocknete Leime verwendet.

Der Herstellungsprozeß der sprühgetrockneten Leime ist aufwendig und teuer. Nachteilig bei den wässrigen Systemen ist die begrenzte Reaktivität, welche nur durch erhebliche Zusätze an Harnstoff verbessert werden kann. Harnstoff-freie oder nur sehr gering mit Harnstoff modifizierte Resole haben eine Gelierzeit bei 100 0C von ca. 25 - 50 Min. bei einem Alkaligehalt von ca. 7 - 12 Gew.-%.

Höher reaktive Resole erhält man durch längere Kondensation während der Herstellung, was aber auch zu sehr hochviskosen Produkten führt, welche erst durch Lösen in Harnstoff in einen verarbeitungsfähigen Zustand gebracht werden können. Nachteilig sind hier die erheblichen Mengen an Harnstoff, welche in der Regel 10 - 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht an Resol, betragen und die resultierende geringe Lagerfähigkeit des mit Harnstoff modifizierten Resols von ca. 2 - 3 Wochen. Bedingt durch diesen hohen Harnstoffgehalt sind diese Harze nur bei einem Alkalianteil von kleiner 5 Gew.-% lagerfähig, was ihre Verwendung einschränkt.

Die Gelierzeiten bei 100 0C derartiger Resole liegen bei größer 10 min.. Ihr Einsatz ist, bedingt durch den geringen Alkalianteil, auf die Deckschichten mehrschichtiger Holzwerkstoffplatten begrenzt.

Will man diese Resole in den schlechter durchwärmten Mittelschichten einsetzen, so ist unmittelbar vor der Verarbeitung noch eine Erhöhung des Alkalianteils auf ca. 7 - 12 Gew.-% notwendig.

Trotzdem sind auch bei diesen Systemen die Härtungsgeschwindigkeiten für den Einsatz in der schlechter durchwärmten Mittelschicht von mehrschichtigen Holzwerkstoffplatten begrenzt, was zum vermehrten Einsatz von alternativen Bindemitteln, üblicherweise PMDI (polymeres Diisocyanat), führt.

Des weiteren werden gemahlene Novolake, d.h. Phenol-Formaldehydharze, bei deren Herstellung Phenol mit einem molaren Unterschuß an Formaldehyd, d.h. einem Molverhältnis von Phenol : Formaldehyd von > 1 im sauren Medium umgesetzt wird, verwendet. Diesen wird vorzugsweise im Mahlprozeß ein Härtungsmittel, z.B. Hexamethylentetramin, hinzugefügt, welches dann während der Verarbeitung das notwendige Formaldehydpotential zur Härtung des Novolakes freisetzt. Novolake ohne Härtungsmittel verhalten sich thermoplastisch. Nachteilig sind hier insbesondere der Preis und die Handhabung bzw. das gleichmäßige Aufbringen des Bindemittelpulvers auf die zu verleimenden Materialien.

Die Bindemittel werden unter anderem zur Herstellung von Spanplatten, MDF (Medium Density Fibreboard) oder OSB- (Oriented Strand Board)-Platten und zur Faserstoffbeleimung, beispielsweise zur Herstellung von Formteilen für die Automobilindustrie oder auch zur Herstellung von Türen (DE 199 56 765), verwendet.

Zur Realisierung maßgeschneiderter Lösungen für den Anwender werden auch Mischungen von duroplastisch härtenden Bindemitteln diskutiert und verwendet (US 4,209,433; US 6,214,265).

Des weiteren können den Bindemitteln auch Additive zur Eigenschaftsverbesserung hinzugefügt werden, wobei die Additive für sich alleine nicht als Bindemittel geeignet sind (DE 199 19 525, DE 10060 253).

In der US 2,538,884 wird ein Bindemittel beschrieben, welches durch Kokondensation eines Aceton-Formaldehyd-Adduktes mit einer phenolischen Komponente oder auch einem Novolak entsteht. Dieses Kokondensat wird dann leicht basisch eingestellt und entwässert. Nach Entwässerung wird ein gebrauchsfähiges festes Bindemittel erhalten.

Nachteilig ist hier der aufwendige Kokondensationsprozeß. Durch die Kokondensation werden die Eigenschaften des Endproduktes vorgegeben. Des weiteren ist nachteilig, daß das Bindemittel zur Überführung in einen gebrauchsfähigen Zustand entwässert werden muß. Dieses Verfahren zur Herstellung eines Einkomponenten-Bindemittels ist somit sehr kostenintensiv. Auch ist nachteilig, daß ein solches Einkomponenten-Bindemittel äußerst unflexibel ist, da es eine fest vorgegebene Reaktivität aufweist, d.h. daß die Reaktivität nicht ohne weiteres flexibel eingestellt werden kann. Aus der US 4,915,766 ist ferner ein Bindemittel bekannt, das ein wärmehärtbares Phenol-Aldehyd-Harz, welches üblicherweise auch als Resol bezeichnet wird, ein Aceton-Formaldehyd-Harz und zusätzlich einen alkalischen Katalysator aufweist. Das wärmehärtbare Phenol-Aldehydharz bzw. Resol wird - im Unterschied zur Herstellung von Novolak, welche unter sauren Bedingungen erfolgt - dabei durch Umsetzung einer Phenolkomponente mit einer Aldehydkomponente unter alkalischen Bedingungen hergestellt. Gemäß der Lehre der US 4,915,766 ist ein Überschuß an Phenol-Aldehyd-Harz, bezogen auf das Aceton-Formaldehyd-Harz, zu verwenden.

Die vorgenannten Bindemittel bzw. Bindemittelsysteme sind jedoch in ihrer Reaktivität für manche Zwecke ungenügend. Es besteht in der Industrie ein Bedarf an in der Reaktivität verbesserten und kostengünstigen Bindemitteln. Insbesondere besteht ein Bedarf an Bindemittel zur Verklebung bzw. Verleimung schlecht durchwärmter Mittelschichten von Spanplatten und Platten aus Strandmaterial, wie z.B. OSB.

Aufgabe der Erfindung ist mithin, ein hochreaktives und kostengünstiges Bindemittel bereitzustellen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein schnell und duroplastisch härtendes Bindemittel, insbesondere zur Verleimung von Mittelschichtmaterialien drei- oder mehrschichtiger Holzwerkstoffplatten und zur Verleimung von Holz- und/oder pflanzlichen Fasermaterialien, bereitzustellen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch Bereitstellung eines Bindemittels zur Verklebung von Holz- und/oder Pflanzenmaterialien oder zur Herstellung von Formkörpern aus Holz- und/oder Pflanzenmaterialien gelöst, wobei das Bindemittel wenigstens zwei Komponenten (A) und (B) umfaßt, wobei die Komponente (A) eine in alkalischem Flüssigmedium aufgenommene Novolaklösung umfaßt und wobei die Komponente (B) ein Aceton-Formaldehyd-Umsetzungsprodukt umfaßt. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung betrifft mithin ein äußerst schnell und duroplastisch härtendes Bindemittelsystem zur Verklebung von Holz- und/oder Pflanzenmaterialien und zur Herstellung von Formkörpern aus Holz- und/oder Pflanzenmaterialien. Die Formkörper können dabei jegliche dreidimensionale Geometrie aufweisen und sind vorzugsweise plattenförmig. Die Formkörper sind mithin Holzwerkstoffe, die verklebt und/oder bearbeitet bzw. verarbeitet werden können.

Das erfindungsgemäße Bindemittel eignet sich insbesondere zur Verleimung von Mittelschichten drei- oder mehrschichtiger Holzwerkstoffplatten oder Holzwerkstoff- Formkörper aus Holz- und/oder Pflanzenmaterialien wie Span- oder OSB- (Oriented Strand Board)-Platten oder zur Herstellung von Fasermatten, Faserplatten und/oder anderen Verbundsystemen, die aus Holz- und/oder Pflanzenmaterialien wie nachwachsenden Holz- und/oder Pflanzenkomponenten und Bindemittel hergestellt werden.

Überraschenderweise wurde festgestellt, daß eine Kombination einer, vorzugsweise wässrigen alkalischen, Novolaklösung mit einem Aceton-Formaldeyd- Umsetzungsprodukt die Härtungszeit gegenüber klassischen Phenol-Formaldehyd- Resol-Systemen signifikant verringert.

Der bei der Erfindung verwendete Novolak ist als solcher im Unterschied zu dem herkömmlicherweise verwendeten Resol nicht wärmehärtbar.

Das Phenol und der Formaldehyd können gemäß der Lehre der DE 199 19 525 im Molverhältnis von 1 :1 bis 1 :0,1 , bevorzugt 1 :0,6 bis 1 :0,9, im sauren pH Wertbereich kondensiert werden. Dabei wird die Kondensation vorzugsweise bis zu einem Kondensationsgrad, gemessen bei 400C, von > 100 mPas, bevorzugt > 2.000 mPas, durchgeführt. Das so erhaltene, aus Harzphase und Wasserphase bestehende zweiphasige Gemisch ist in diesem Zustand für die Verwendung als Bindemittel für Holz- und/oder Pflanzenmaterialien oder zur Verleimung von Holz- und/oder pflanzlichen Fasermaterialien ungeeignet.

Um dieses zweiphasige Gemisch in eine verwendbare, homogene Form zu bringen, wird dieses Gemisch in einem alkalischen Flüssigmedium, vorzugsweise Natronlauge, aufgenommen, wobei das Gemisch dann einphasig wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das zweiphasige Gemisch in dem alkalischen Flüssigmedium gelöst.

Der Alkaligehalt (berechnet als NaOH) beträgt vorzugsweise 3 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 40 Gew.-%, weiter bevorzugt 10 bis 30 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht an Novolak und alkalischem Flüssigmedium.

Als alkalisches Flüssigmedium können neben Natronlauge auch andere Alkalien oder Laugen, wie beispielsweise die Hydroxide von Alkali- oder Erdalkalimetallen, beispielsweise Kalilauge, verwendet werden.

Vorzugsweise ist das alkalische Flüssigmedium eine alkalische wässrige Lösung. Als sehr geeignet hat sich als alkalisches Flüssigmedium Natronlauge erwiesen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Aceton-Formaldehyd- Umsetzungsprodukt (Komponente B) durch Umsetzen von Aceton und Formaldehyd in einem Molverhältnis von 1 :2 bis 1 :6, vorzugsweise von 1 :4 bis 1 :5, weiter bevorzugt von 1 :4,1 bis 1 :4,5 in einem pH - Wertbereich, gemessen bei 200C, von vorzugsweise 7 - 10, insbesondere von 7 - 9, hergestellt.

Beim Mischen von in alkalischem Medium aufgenommenem Novolak (Komponente (A)) mit einem Aceton-Formaldehyd-Umsetzungsprodukt (Komponente (B)), das im Molverhältnis 1 :2 bis 1 :6, vorzugsweise von 1 :4 - 1 :5, bevorzugt im alkalischen Medium, hergestellt ist, wird äußerst vorteilhaft ein sehr schnell härtendes Bindemittelsystem erhalten. Dieses Bindemittelsystem eignet sich hervorragend zur Verklebung oder Verleimung von Holz- und/oder Pflanzenmaterialien und/oder HoIz- und/oder pflanzlichen Fasermaterialien, insbesondere zur Herstellung von Formkörpern.

Das erfindungsgemäße Bindemittel weist vorzugsweise einen pH im Bereich von pH 9 bis 14, weiter bevorzugt von pH 10 bis 14 auf.

Das erfindungsgemäße Bindemittel eignet sich insbesondere zur Herstellung von mehrschichtigen Formkörpern, wie beispielsweise dreischichtigen Span- oder OSB- Platten oder auch mehrschichtigen Sperrholz- oder Strand/Span- oder Faserplatten.

Die bei mehrschichtigen Formkörpern in den mittleren Bindemittelschichten erreichbaren Temperaturen überschreiten üblicherweise 100 0C nur unwesentlich und sind - auf das Bindemittel bezogen - geschwindigkeitsbestimmend für den Herstellungsprozeß.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung liegt das Mischungsverhältnis von Komponente (A) zu Komponente (B) im Bereich von 80:20 bis 20:80, vorzugsweise von 70:30 bis 30:70, wobei die Angaben jeweils Gewichtsteile sind.

Vorzugsweise liegt bei dem erfindungsgemäßen Bindemittel das Aceton- Formaldehyd-Umsetzungsprodukt (Komponente (B)) in bezug auf den Novolak (Komponente (A)) im Überschuß vor, bezogen auf die jeweiligen Gewichtsanteile von Komponente (A) und (B).

Weiter bevorzugt liegt das Mischungsverhältnis von Komponente (A) zu Komponente (B) im Bereich von 49:51 bis 30:70, wobei die Angaben jeweils Gewichtsteile sind.

Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, daß das Bindemittel unmittelbar vor Verwendung durch Mischen von Komponente (A) und Komponente (B) hergestellt ist. Im Hinblick auf die außerordentliche Reaktivität des erfindungsgemäßen Bindemittels ist es bevorzugt, das Bindemittel erst kurz vor, vorzugsweise unmittelbar vor der Verwendung durch Mischen von Komponente (A) und Komponente (B) herzustellen.

Das erfindungsgemäße Bindemittel weist vorzugsweise eine Gelierzeit von 0,5 min bis 15 min, weiter bevorzugt von 0,5 min bis 10 min, jeweils gemessen bei einer Temperatur von 1000C auf. Die Gelierzeit wird gemäß der vorliegenden Erfindung, wie weiter unten angegeben, bestimmt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Komponenten (A) und (B) des Bindemittels gleichzeitig oder nacheinander auf zu be- oder verklebende Holz- und/oder Pflanzenmaterialien, bspw. Holzfasern und/oder pflanzliche Fasern, oder getrennt auf miteinander zu verklebende Holz- und/oder Pflanzenmaterialien bspw. Holzfasern und/oder pflanzliche Fasern, aufgebracht. Die Begriffe „verkleben" und „verleimen" sowie „bekleben" und „beleimen" werden vorliegend austauschbar verwendet, d.h. haben im Sinne der Erfindung die gleiche Bedeutung.

Das erfindungsgemäße Bindemittel eignet sich für eine Vielzahl von verschiedenen Verfahren zur Herstellung von Formkörpern wie Platten oder Formteilen. Das heißt, der Zeitpunkt des Vermischens von Komponente (A) und Komponente (B) bzw. der geeignete Auftrag von Komponente (A) oder Komponente (B) kann in Abhängigkeit von dem jeweils verwendeten Herstellungsverfahren bzw. dem herzustellenden Formkörper gewählt werden.

Im Hinblick auf die äußerst hohe Reaktivität des erfindungsgemäßen Bindemittels kann die Produktivität bei der Herstellung von Holzformkörpern unter Verwendung von zu verleimenden Holzwerkstoffen und/oder Holz- und/oder Pflanzenmaterialien pro Zeiteinheit erheblich gesteigert werden.

Des weiteren wird, da die Aushärtezeit verkürzt wird, der für die Wärmebeaufschlagung erforderliche Energiebedarf pro hergestelltem Formkörper verringert. Somit können die Herstellungskosten von Formkörpern, beispielsweise von Mehrschichtplatten oder Formteilen, unter Verwendung des erfindungsgemäßen Bindemittels signifikant gesenkt werden.

Auch ist es im Hinblick auf die außerordentliche Reaktivität des erfindungsgemäßen Bindemittels möglich, die Aushärtetemperatur gegenüber herkömmlichen Bindemitteln abzusenken und mithin weiter Energiekosten zu sparen.

Dem erfindungsgemäßen Bindemittel können auch weitere Zusätze zugesetzt werden. Beispielsweise kann Harnstoff zugesetzt werden. Die Menge an Harnstoff kann beispielsweise bis zu 1 ,5 mol Hamstoff/mol Aceton betragen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden 0,01 bis 1 mol Hamstoff/mol Aceton, weiter bevorzugt 0,05 bis 0,5 mol Harnstoff/mol Aceton zugesetzt.

Äußerst vorteilhaft weist das erfindungsgemäße Bindemittel jedoch auch ohne Zusatz von Harnstoff eine außerordentliche Reaktivität auf.

Dem erfindungsgemäßen Bindemittel können auch weitere Zusatzstoffe, wie beispielsweise Flammschutzmittel, Fungizide, etc., zugesetzt werden.

Natürlich können auch anorganische und/oder organische Füllstoffe, Streckmittel, Verdicker wie z.B. Kreide, Mehle, Stärken, Kaoline, Proteine, Methylcellulosen; Haftvermittler, wie z.B. Silane, Isocyanate; Hydrophobierungsmittel wie z.B. Paraffine, Wachse; Filmbildner wie z.B. Acrylate; Flexibilisatoren wie z.B. Polyvinylalkohole; und/oder weitere Additive zur Einstellung spezieller, vom Kunden gewünschter Eigenschaftsprofile zugesetzt werden.

Die vorliegende Erfindung stellt mithin ein Zweikomponenten-Bindemittel bereit, das vorteilhafterweise sehr flexibel ist. Durch Einstellung der relativen Anteile von Komponente (A) zu Komponente (B) kann äußerst vorteilhaft die Reaktivität des erfindungsgemäßen Zweikomponenten-Bindemittels eingestellt werden. Somit kann die Reaktivität des Bindemittels auf den jeweiligen Verwendungszeck abgestimmt werden. Ferner ist das erfindungsgemäße Zweikomponenten-Bindemittel vorteilhafterweise flüssig und mithin einfach zu dosieren und auf zu verleimende Substrate aufzubringen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch Verwendung des erfindungsgemäßen Bindemittels zur Verleimung oder Verklebung von HoIz- und/oder Pflanzenmaterialien und zur Herstellung von Formkörpern aus Holzwerkstoffen gelöst.

Vorzugsweise sind die Holzmaterialien spanartige, faserartige, partikuläre oder staubartige Holzmaterialien. Beispielsweise können als Holzmaterial Hackspäne verwendet werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die zu verklebenden Materialien aus nachwachsenden Pflanzenmaterialien wie Fasern oder Schaben, vorzugsweise aus Flachs, Hanf, Kenaf, Jute, Sisal, Bast, Baumwolle, Stroh oder Gemischen davon, gewonnen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch einen Formkörper gelöst, wobei der Formkörper mit erfindungsgemäßem Bindemittel verklebtes HoIz- und/oder Pflanzenmaterial bzw. verklebte Holz- und/oder Pflanzenmaterialien aufweist oder daraus besteht.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird der Formkörper aus der Gruppe, die aus Span- oder OSB (Oriented Strand Board)-Platten, MDF- (Medium Density Fibreboard) oder HDF (High Density Fibreboard)-Platten, Fasermatten, Faserplatten und Formteilen und Verbundsystemen besteht, ausgewählt.

Beispiele

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen weiter veranschaulicht. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf diese Beispiele beschränkt. Die Charakterisierung der Reaktivität der Bindemittel wurde über die Gelierzeit bestimmt. Bei der Herstellung drei- oder mehrschichtiger Holzwerkstoffe oder Formkörper betragen die erzielbaren Temperaturen, insbesondere in den Mittelschichten, in der Regel nur etwa 1000C oder knapp darüber. Insofern wurde vorliegend zur Bestimmung der Gelierzeit der Bindemittel eine Temperatur von 1000C herangezogen.

Die Gelierzeit bei 1000C wurde dabei wie folgt bestimmt:

5,0 g ± 0,1 g der Bindemittelmischung werden in ein Reagenzglas eingewogen, ohne daß Bindemittel an der Wandung des Reagenzglases haftet. Das Reagenzglas wird nachfolgend in einem Heizbad mit einer Temperatur von 1000C angeordnet. Die Gelierzeit wird gemessen, indem ein Glasstab, der in das Reagenzglas eingetaucht ist, in zeitlichen Abständen angehoben wird. Die Gelierung ist erreicht, wenn das Bindemittel beim Heben des Glasstabes keine Fäden mehr zieht. Dieser Zeitpunkt wird im Sinne der Erfindung allgemein als Gelierzeit bezeichnet.

Herstellung von Komponente (A)

Wässriger Novolak wurde durch Kondensation von Phenol und Formaldehyd im sauren pH Wertbereich von ca. pH 1 hergestellt. Dabei wurden 802,2 g Phenol 90 Gew.-% in Wasser und 418,1 g 44 Gew.-%-ige wässrige Formaldehydlösung, so daß das Molverhältnis von Phenol zu Formaldehyd von 1 :0,8 betrug, vorgelegt und durch Zugabe von 3,24 g Paratoluolsulfonsäure (ca. 65 Gew.-%-ig) ein pH-Wert von ca. pH 0,87 eingestellt. Die Mischung wurde unter Rühren auf 100 °C für ca. 25 min erwärmt. Die Kondensation von Phenol und Formaldehyd erfolgte bis zu einem Kondensationsgrad, gemessen bei 4O0C, von 4.000 mPas. Der Kondensationsgrad bzw. die Viskosität wurde in einem Rheoviskosimeter nach Höppler gemäß Herstellerangaben gemessen. Das erhaltene Kondensat wurde anschließend auf ca. 30 0C gekühlt und unter Zugabe von 960 g 45 Gew.-%-iger wässriger Natronlauge und 233 g Wasser gelöst, so daß eine homogene Harzlösung mit einer Viskosität von ca. 440 mPas/20 °C, nichtflüchtigen Anteilen nach DIN 16916-02 H1 von ca. 57 Gew.-% und einem Alkaligehalt, berechnet als NaOH, von 17 Gew.-% erhalten wurde. Die Viskosität des Kondensats wurde dabei in einem Kugelfallviskosimeter nach Höppler bei 20 0C gemäß Herstellerangaben gemessen.

Die Bestimmung der Gelierzeit für die Komponente (A) bei 1000C wurde nach 1 h abgebrochen, da keine Gelierung festzustellen war.

Herstellung von Komponente (B)

Das Aceton-Formaldehyd-Umsetzungsprodukt wurde durch Umsetzung von Aceton mit Formaldehyd unter alkalischen Bedingungen erhalten. Dabei wurden 186,8 g Aceton mit 928,4 g 44 Gew.-%-iger wässriger Formaldehydlösung in einen Rührbehälter gegeben, so daß das Molverhältnis von Aceton zu Formaldehyd 1 : 4,23 betrug. Unter Zugabe von 60 g 45 Gew.-%-iger wässriger Natronlauge wurde bei einer Temperatur von bis zu 80 0C kondensiert, anschließend auf ca. 50 0C gekühlt und 20 g Harnstoff hinzugefügt. Durch schonendes Entwässern wurde der

Gehalt an nichtflüchtigen Anteilen nach DIN 16916-02-H1 auf ca. 47,5 Gew.-% bei einer Viskosität von ca. 22 mPas eingestellt.

Die Bestimmung der Gelierzeit von Komponente (B) bei 1000C wurde nach 1 h abgebrochen, da keine Gelierung zu erkennen war.

Bindemittelherstellunq

Unmittelbar vor der Verarbeitung wurden die vorstehend beschriebenen Komponenten (A) und (B) unter Rühren in den nachstehenden Mengenverhältnissen zusammengegeben. Für jedes der nachstehenden Bindemittel Nr. 1 bis 2 wurde die Gelierzeit, wie oben erläutert, als Maß für die Reaktivität des jeweiligen Bindemittels bestimmt. Bindemittel Nr. 1 : 49 Gew.-% Komponente (A) + 51 Gew.-% Komponente (B) Viskosität bei 200C: ca. 173 mPas Alkalität, berechnet als NaOH: ca. 8,32 Gew.-% Gelierzeit bei 1000C: ca. 1 min 37 s

Bindemittel Nr. 2: 30 Gew.-% Komponente (A) + 70 Gew.-% Komponente (B) Viskosität bei 20°C: ca. 119 mPas Alkalität, berechnet als NaOH: ca. 4,8 Gew.-% Gelierzeit bei 100°C: ca. 44 s

Die erfindungsgemäßen Bindemittel Nr. 1 und 2 zeichnen sich durch eine ausgezeichnete Reaktivität, gemessen als Gelierzeit bei 1000C, aus.

Die Gelierzeit des erfindungsgemäßen Bindemittels bei 100°C ist insbesondere dann sehr kurz, wenn in dem erfindungsgemäßen Bindemittel die Gewichtsanteile an Komponente (A) geringer sind als die Gewichtsanteile an Komponente (B).