Die Erfindung betrifft eine wäßrige Harzzusammensetzung, ein Verfahren zur Herstellung dieser Harzzusammensetzung, einen Verbund, der diese Harzzusam- mensetzung beinhaltet, eine Tränkharzdispersion und ein Verfahren zu deren Herstellung sowie die Lagerung und Verwendung dieser Harzzusammensetzung und Tränkharzdispersion.

Wäßrige Lösungen von Melamin-Formaldehyd-Kondensaten, auch Melamin- Tränkharze genannt, werden zum Tränken von saugfahigen Trägermaterialien, beispielsweise Papierbahnen, Vliesstoffen oder anderen, dem Fachmann geläu- figen Geweben und Gewirken verwendet. Die so behandelten Trägermaterialien können beispielsweise durch Verpressen, insbesondere Heißverpressen, zu Ver- bunden verarbeitet werden, beispielsweise als Oberflächenbeschichtung von Werkstoffen. In diesem Zusammenhang sei beispielsweise die Laminatherstellung genannt. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, mittels eines konzentrierten Tränkharzes ein Overlay und ein Deco-Papier als Deckschicht gemeinsam zu verpressen. Weiterhin kann das Tränkharz zur Herstellung von Overlays, beispielsweise, vorzugsweise imprägnierte, Cellulose, insbesondere a-Cellulose, für Laminatfußböden, die beispielsweise mit einer Oberflächenkomponente wie Pigmenten oder oberflächenresistentem Korund versetzt sind, in einem Arbeits- gang verarbeitet werden.

Bei den vorgenannten Anwendungen ergeben sich an das Tränkharz die folgenden Anforderungen :

Zum einen ist es notwendig, daß das Trägermaterial möglichst schnell und vollständig von dem Tränkharz durchdrungen wird. Darüber hinaus ist es notwendig, daß das Tränkharz so konzentriert wie möglich vorliegt, um die Gebindegröße und damit letztendlich die Transports-und Lagerungskosten so gering wie möglich zu halten. Weiterhin ergibt sich durch hochkonzentrierte Tränkharze eine Energieersparnis beim Eindampfen durch die geringe Wassermenge.

Weiterhin ist es erforderlich, daß das Tränkharz oder Harzzusammensetzung eine ausreichende Lagerstabilität besitzt, so daß es zum einen gut transportierbar und darüber hinaus über eine lange Zeit bevorratbar ist.

Ein Tränkharz bzw. die Harzzusammensetzung ist dann lagerstabil, wenn es seine Eigenschaften über die Lagerungszeit nicht verändert. Insbesondere ist eine Eintrübung des Tränkharzes unerwünscht, die im Ergebnis zu Tränkharzproduk- ten mit unerwünschten Eigenschaften, beispielsweise geringem Glanz oder einer Inhomogenität der mit dem Tränkharz versetzten Schicht, führt.

Eine weitere Anforderung, die an das Tränkharz gestellt wird, ist das sich in diesen Tränkharzen kleine Feststoffteilchen gut dispergieren lassen.

Eine stabile Dispersion derartiger Teilchen liegt dann vor, wenn diese Teilchen nach Beendigung des Dispergiervorgangs sich nicht sofort absetzen, sondern vielmehr für einen längeren Zeitraum in"Schwebe"bleiben. Ein derartiger Zeitraum beträgt vorzugsweise 1 bis 10, bevorzugt 2 bis 5 und besonders bevor- zugt 3 bis 4 Stunden.

Eine andere Anforderung an ein Tränkharz besteht darin, daß zum in"Schwebe- Halten"der kleinen Teilchen kein Verdicker wie Methyl-oder Ethylcellulose eingesetzt werden muß.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Tränkharz zur Verfügung zu stellen, das zum einen eine hohe Lagerstabilität aufweist, zudem hochkonzentriert

ist, weiterhin gut in die zu tränkenden Materialien eindringt und stabile Disper- sionen liefert.

Diese Aufgabe wurde durch eine erfindungsgemäße wäßrige Harzzusammen- setzung, beinhaltend neben Wasser einen Gehalt an einem Harz in einem Bereich von 65 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die wäßrige Harzzusammensetzung, wobei das Harz erhältlich ist aus Melamin und Formaldehyd und gegebenenfalls mindestens eines Zusatzstoffes, wobei die wäßrige Harzzusammensetzung eine Viskosität von 100 bis 3.000 mPa's bei 20 °C besitzt, gelöst.

Eine bevorzugte erfindungsgemäße Harzzusammensetzung beinhaltet neben Wasser einen Gehalt an einem Harz im Bereich von 65 bis 79, bevorzugt 68 bis 75 und besonders bevorzugt 69 bis 73 Gew.-%, bezogen auf die wäßrige Harzzusammensetzung.

Weiterhin ist eine Harzzusammensetzung erfindungsgemäß bevorzugt, die eine Viskosität von 100 bis 1. 000, bevorzugt 150 bis 900 und besonders bevorzugt 200 bis 800 mPa s bei 20 °C besitzt.

Ferner besitzt die erfindungsgemäße wäßrige Harzzusammensetzung in einer bevorzugten Ausführungsform weniger als 0,5, bevorzugt weniger als 0,4 und besonders bevorzugt weniger als 0,3 Gewichtsteile Caprolactam, jeweils bezogen auf die Summe der Gewichtsteile von Melamin und Formaldehyd.

Weiterhin bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Harzzusammensetzung mit 4 bis 12, bevorzugt 5 bis 10 und besonders bevorzugt 6 bis 9 Gewichtsteilen eines mehrwertigen Alkohols, vorzugsweise eines C2-bis Cl2-Diols, vorzugsweise Butandiol-1,4, bezogen auf die wäßrige Harzzusammensetzung.

Zudem ist es bevorzugt, daß die erfindungsgemäße wäßrige Harzzu- sammensetzung zusätzlich zu den vorgenannten Eigenschaften noch mindestens eine der folgenden aufweist :

-eine Dichte bei 20 °C im Bereich von 1,1 bis 1,5, bevorzugt 1,15 bis 1,45 und besonders bevorzugt 1,2 bis 1,4 g/ml ; -einen pH-Wert im Bereich von 8 bis 12, bevorzugt 8,5 bis 11 und besonders bevorzugt 9 bis 10,5 ; -einen Trübungspunkt im Bereich von 40 bis 65, bevorzugt 45 bis 65 und besonders bevorzugt 50 bis 65°C.

In einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform der wäßrigen Harzzu- sammensetzung sind als zusätzliche Eigenschaften sowohl die Dichte als auch der pH-Wert verwirklicht. In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform der Harzzusammensetzung sind als zusätzliche Eigenschaften sowohl die Dichte als auch der Trübungspunkt verwirklicht. Wieder in einer anderen erfindungsge- mäßen Ausführungsform der wäßrigen Harzzusammensetzung sind als zusätzliche Eigenschaften sowohl der pH-Wert als auch der Trübungspunkt gegeben. In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform der wäßrigen Harzzusammenset- zung liegen als zusätzliche Eigenschaften die Dichte, der pH-Wert sowie der Trübungspunkt vor.

Für die erfindungsgemäße wäßrige Harzzusammensetzung kann jedes dem Fachmann bekannte Melamin eingesetzt werden, wobei großtechnisch gewonnene Melamine besonders bevorzugt sind.

Auch das Formaldehyd kann in jeder dem Fachmann bekannten Form eingesetzt werden. Bewährt hat es sich jedoch für die erfindungsgemäße wäßrige Harz- zusammensetzung, Formaldehyd in wäßriger Lösung einzusetzen. Diese wäßrigen Formaldehydlösungen weisen im Bereich von 20 bis 80, bevorzugt 30 bis 60 und besonders bevorzugt 35 bis 50 Gew.-% Formaldehyd auf.

Als Zusatzstoffe für die erfindungsgemäße wäßrige Harzzusammensetzung kann jede Kombination von Thioharnstoff, Alkali (hydrogen) sulfit,-Dithionit,-(Formal- dehyd) sulfoxylat oder ein anderes lösliches Salz und vorteilhafterweise, jedes für sich oder in Kombination, ein am Stickstoff zweifach alkyliertes wasserlösliches Säureamid oder ein mehrwertiger Alkohol eingesetzt werden.

Bevorzugte erfindungsgemäße wäßrige Harzzusammensetzungen enthalten als Zusatzstoffe 0,5 bis 15, vorzugsweise 0,5 bis 7,5 und besonders bevorzugt 1 bis 5 Gew.-% Thiohamstoff, bezogen auf wäßrige Harzzusammensetzung. Weiterhin wird der Zusatzstoff Alkali (hydrogen) sulfit in einer Menge von 0,005 bis 0,2, vorzugsweise 0,01 bis 0,15 Mol, bezogen auf 1 Mol Melamin, eingesetzt. Weiter- hin hat sich in der erfindungsgemäßen wäßrigen Harzzusammensetzung bis zu 6, bevorzugt 2 bis 6 Gew.-% eines Carbonsäureamids oder eines alkylierten Carbon- säureamids und/oder bis zu 10, bevorzugt 2 bis 8 Gew.-% eines mehrwertigen Alkohols, vorzugsweise eines Diols oder auch mehrerer Säureamide bzw. Alko- hole, bezogen auf Melamin und Formaldehyd, bewährt.

Carbonsäureamide sind insbesondere Caprolactam, Sulfanilamid, Toluol- sulfonamid und Fettsäuredialkylamide, wie Dimethylformamid, Dimethylacet- amid, Dimethylpropionamid, Methylethylformamid, Diethylformamid. Mehrwer- tige Alkohole im Sinne der Erfindung sind beispielsweise Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Propylenglykol, Glycerin, Pentaeritrith, Neo- pentylglykol, Dipropylenglykol, Butandiol-1,4, Pentandiol-1,5 sowie Hexandiol- 1,6.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer wäßrigen Harzzusammensetzung, wobei ein Formaldehyd und ein Melamin sowie gegebe- nenfalls mindestens ein Zusatzstoff zu einer wäßrigen Kondensationsphase in Kontakt gebracht und bis zur Transparenz der Kondensationsphase erwärmt wird und bis zum Erreichen des in Anspruch 1 definierten Gehalts an einem Harz und der Viskosität Wasser entfernt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es bevorzugt, daß die Herstellung unter mindestens einer der folgenden Bedingungen erfolgt : -Molverhältnis Melamin : Formaldehyd im Bereich von 1 : 1,45 bis 1 : 1,7, bevorzugt 1,50 bis 1,68 und besonders bevorzugt 1,55 bis 1,66 ; -Molverhältnis Melamin : Wasser 1 : 0,1 bis 3,0, bevorzugt 0,1 bis 2,8 und besonders bevorzugt 0,1 bis 2,5 ; -Entfernen des Wassers durch Destillation bei Normaldruck ;

-pH-Wert der wäßrigen Kondensationsphase im Bereich von 8 bis 10, bevorzugt 8,2 bis 9,7, besonders bevorzugt 8,4 bis 9,4, insbesondere bevorzugt 8,8 bis 9,3 und darüber hinaus bevorzugt 9,0 bis 9,2 -Temperaturbereich von 60 bis 160, bevorzugt 80 bis 120 und besonders bevorzugt 90 bis 110°C.

In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es bevorzugt, daß als Bedingung der pH-Wert in einem Bereich von 9,2 bis 9,4 liegt, wenn kein Amin zur Pufferung eingesetzt wird.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es jedoch bevorzugt, den pH-Wert in einem Bereich von 8 bis 10, bevorzugt 8,4 bis 8,6 zu regeln, wenn ein als Puffer fungierendes Amin, beispielsweise ein Alkylethanolamin, vorzugsweise Dialkylethanolamin, insbesondere Diethyletha- nolamin, eingesetzt wird.

In einem erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorteilhaft, daß zusätzlich die Bedingungen Molverhältnis Melamin : Formaldehyd sowie Molverhältnis Melamin : Wasser eingehalten werden.

In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrens ist es vorteilhaft, wenn als zusätzliche Bedingungen das Molverhältnis Melamin : Formaldehyd sowie das Molverhältnis Melamin : Wasser als auch der pH-Wert der wäßrigen Kondensationsphase eingehalten wird.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorteilhaft, jede der vorgenannten Bedingungen einzuhalten.

Zudem ist es erfindungsgemäß bevorzugt, daß der pH-Wert während der Konden- sationsreaktion in den zuvor beschriebenen Bereichen gehalten oder durch ein Amin, insbesondere Triethanolamin, gepuffert wird. Dieses erfolgt vorzugsweise durch die Zugabe entsprechender Laugen, beispielsweise Natronlauge.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine wäßrige Harzzusammensetzung, die aus einem der vorgenannten Verfahren erhältlich ist. Hierbei ist es wiederum bevor- zugt, daß die aus den Verfahren erhältliche wäßrige Harzzusammensetzung eine oder mehrere der zuvor definierten Eigenschaften besitzt.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen Verbund, der die erfindungsgemäße wäßrige Harzzusammensetzung oder eine nach dem erfindungsgemäßen Verfah- ren erhältliche wäßrige Harzzusammensetzung oder beide nach thermischer Behandlung und ein Trägermaterial beinhaltet. Der Verbund kann neben den zuvor genannten noch weitere Bestandteile aufweisen. Insbesondere, wenn das Trägermaterial flächig ist, beinhaltet der Verbund noch weitere flächige, vorzugsweise schichtförmige Bestandteile.

Der Verbund enthält vorzugsweise die erfindungsgemäße Harzzusammensetzung, ein Netzmittel, vorzugsweise substituierte Alkoxylate, insbesondere Ethoxylate, beispielsweise Nonylphenylethoxylat, ein Verlaufsmittel, insbesondere C8-bis C40-Fettalkohole und einen Härter, insbesondere SO2 oder ein C2-Amin. Weitere Additive wie z. B. Korund werden je nach Anwendung beigegeben.

In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer stabilen Tränkharzdispersion werden kleine Teilchen in einer erfindungsgemäßen wäßrigen Harzzusammensetzung dispergiert. Dieses Herstellungsverfahren charakterisiert die stabile Tränkharzdispersion, die so erhältlich ist.

Bei den kleinen Teilchen handelt es sich um Teilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 1 nm bis 100 um und bevorzugt von 10 nm bis 10 u. m.

Die kleinen Teilchen lassen sich zum einen in oberflächenresistente Kompo- nenten, hier sei beispielhaft Korund erwähnt, und in Pigmente unterteilen.

Die kleinen Teilchen werden in einer Menge von 0,01 bis 50, bevorzugt 0,1 bis 30 und besonders bevorzugt 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die wäßrige Harzzu- sammensetzung, eingesetzt.

Die stabile Tränkharzdispersion und die zur Herstellung der stabilen Tränkharzdispersion verwendete wäßrige Harzzusammensetzung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß weder die eine noch die andere oder auch beide zusammen kleinen Verdicker enthalten. Als Verdicker kommen insbesondere Alkylcellulosederivate, beispielsweise Methyl-oder Ethylcellulose, in Betracht.

Bei der thermischen Behandlung handelt es sich in der Regel um ein Erhitzen im Temperaturbereich von 60 bis 300, bevorzugt von 80 bis 250 und besonders bevorzugt 100 und 210 °C. Die thermische Behandlung kann sowohl durch Heißluft, Infrarotstrahlung, Erwärmung oder Mikrowellen oder eine Kombination daraus erfolgen.

Besonders bevorzugt ist es, daß das Trägermaterial saugfähig für die wäßrige Harzzusammensetzung ist. Derartiger Trägermaterialien sind beispielsweise Cellulose, insbesondere a-Cellulose.

Der erfindungsgemäße Verbund kann durch ein Verfahren erhalten werden, wobei das Trägermaterial und die wäßrige Harzzusammensetzung miteinander in einem Temperaturbereich von 60 bis 300 °C in Kontakt gebracht werden. Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, daß das Kontaktbringen, d. h. das Verpressen nach Vortrocknung, insbesondere unter Druck erfolgt, geeignete Drücke sind 1 bis 30, bevorzugt 10 bis 25 und besonders bevorzugt 15 bis 25 bar.

Im Fall eines flächigen Verbunds wird der Druck und die Temperatur vorzugsweise über eine beheizte Presse mit dem Ziel erzeugt, das in der wäßrigen Harzzusammensetzung befindliche Wasser herauszutreiben und die Bestandteile des Verbunds miteinander zu verpressen.

Weiterhin betrifft die Erfindung die Lagerung von wäßrigen Harzzusammen- setzungen über einen Zeitraum von 1 bis 20, bevorzugt 1 bis 30 und besonders

bevorzugt I bis 50 Tagen, wobei der Zeitraum nach der Herstellung der wäßrigen Harzzusammensetzung beginnt. Es ist bevorzugt, daß die wäßrige Harzzusam- mensetzung über diesen Zeitraum transparent bleibt. Die erfindungsgemäße Harz- zusammensetzung liegt transparent vor, solange nach ISO 7027 100 TEF NTU unterschritten werden.

Zudem ist es bevorzugt, die erfindungsgemäße wäßrige Harzzusammensetzung zur Herstellung eines Verbundes oder zur Herstellung einer stabilen Tränkharz- dispersion oder zur Lagerung zu verwenden.

Die Erfindung wird nun anhand nicht limitierender Beispiele verdeutlicht.

BEISPIELE Beispiel 1 : MV (Melamin : Formaldehyd) = 1 : 1,57 (erfindungsgemäß) In einem 21-Vierhalskolben werden 931,4 Teile Formaldehyd 40 %, 341,3 Teile VE-Wasser, 99,0 Teile Diethylenglykol, 120,6 Teile Caprolactamlösung 80 % und 3,7 Teile Amidosulfonsäure eingewogen.

Mit Natronlauge 25% wird das Gemisch auf einen pH-Wert von 8,9 bis 9,1 eingestellt. Nun werden 998,5 Teile Melamin zugegeben und das Reaktionsgemisch bis zum Rückfluß erhitzt. Nach 20 bis 30 Minuten ist das Melamin vollständig gelöst. Nach dem Lösen werden weitere 5 Minuten im Rückfluß kondensiert, bevor mit dem Austrag von 180 Teilen Destillat, unter Normaldruck, begonnen wird. Nach Beendigung der Destillation wird das Reaktionsgemisch bei 98 bis 100 °C kondensiert, bis der gewünschte Trübungspunkt (ca. 53 bis 63 °C) erreicht ist. Während der Kondensation wird der pH-Wert von 9,2 bis 9,4 durch Zulauf von Natronlauge 25 % geregelt.

Sobald das Reaktionsgemisch den gewünschten Trübungspunkt erreicht hat, wird sofort gekühlt und bei einer Kühltemperatur von 75 °C 3,7 Gewichtsteile Toluolsulfonamid zugegeben.

Analytische Kenndaten : Trockengehalt (2 Std./120 °C) 65,6 % Dichte 20 °C 1,278 g/ml Viskosität 20 °C 241 mPas pH-Wert 20 °C 9,6 Trübzeit 100 °C (0,5 % Härter 527) 361 Sek.

Trübungspunkt (1 + 5 ml) 53 °C Aussehen farblos, klar Beispiel 2 : MV (Melamin : Formaldehyd) =1 : 1,66 (erfindungsgemäß) In einem 2 I-Vierhalskolben werden 1145, 1 Teile Formaldehyd 40 %, 70,9 Teile VE-Wasser, 112,3 Teile Butandiol 1.4 eingewogen. Mit Natronlauge 25 % wird das Gemisch auf einen pH-Wert von 8,8 eingestellt.

Nun werden 1159, 4 Teile Melamin, 6,7 Teile Sulfanilamid und 3,9 Teile Diethylethanolamin zugegeben und zum Rückfluß erhitzt. Nach 30 bis 40 Minuten ist das Melamin vollständig gelöst. Nach dem Lösen werden weitere 5 Minuten im Rückfluß kondensiert, bevor mit dem Austrag von 71 Teilen Destillat, unter Normaldruck, begonnen wird. Nach Beendigung der Destillation wird das Reaktionsgemisch bei 98 bis 100 °C kondensiert, bis der gewünschte Trübungspunkt (ca. 60 bis 65 °C) erreicht ist. Während der Kondensation fällt der pH-Wert auf 8,4 bis 8,6.

Sobald das Reaktionsgemisch den gewünschten Trübungspunkt erreicht hat, wird sofort gekühlt.

Analytische Kenndaten : Trockengehalt (2 Std./120 °C) 68,7 % Dichte 20 °C 1, 308 g/ml Viskosität 20 °C 777 mPas pH-Wert 20 °C 10, 1 Trübzeit 100 °C (0,5 % Härter 527) 684 Sek.

Trübungspunkt (1 + 5 ml) 60 °C Aussehen farblos, klar